人体工程学(课件).ppt

人体工程学,第一章 概论,1.1 人体工程的定义,人体因素：包括生理和心理两个方面，并且包含了许多影响人们使用工具 和创造人工环境等方面的因素。是一个数据积累的范畴。,人体工程学图解：是人体因素领域的产物，它对工程师，建筑师，工业设计 人员，室内装修人员，技术员，艺术家和学生具有很大的 参考实用价值。,人体工程学：是研究人-机-环境 系统中人,机,环境三大要素之间关系, 为解决该系统中人的效能,健康问题提供理论与方法的一门 技术科学.,HUMAN ENGINEERING,1.2 研究内容 人 2. 人-机关系 -显示器: 仪表, 信号, 显示屏 -操纵器: 杆, 钮, 盘, 轮, 踏板 -机器用具: 设备, 用具, 家具 3. 人-环境 -自然环境: 气候, 地理 -人为环境: 生活环境, 工作环境: 一般工作环境: 空间, 照明, 温度, 湿度 特殊工作环境: 高温, 高压, 噪音, 辐射,第一章 概论,-人体尺寸/信息的感受和处理能力/运动的能力/学习的能力/生理的需求/对物理环境的感受性/对社会环境的感受性/知觉与感觉的能力/环境对人体能的影响/人的长期,短期能力的限度及愉适点/人的习惯与差异,HUMAN ENGINEERING,第一章 概论,1.3 人体测量的研究方法 1. 人体测量 -心理特征 -生理特征 2. 人体测量的内容 - 形态测量 长度尺寸/围度尺寸/体积/表面积 - 运动测量 测定人体活动关节的活动范围和肢体的活动空间, 动作范围/动作过程/形体变化/皮肤变化 - 生理测量 测定生理活动现象, 疲劳测量/触觉测量/体能承受度,HUMAN ENGINEERING,第一章 概论,1.4 人体工程学简史 1. 相关的名称定义: 人体工程-Human Engineering 人因工学-Human Factors 生物力学-Biomechanics 人体状态学-Human Conditioning 生命科学工程-Life-Science-Engineering 人-机系统-Man-Machine System 2. 发展历史 （1）50年代，始自二战美军对武器的研究和测量 （2）60年代，美国出版了成年人的体重，身高和特定身体尺寸 （3）70年代，汽车工程师协会做了针对儿童的身体尺寸调查 （4）80年代，老年人的数据的测量开始了 （5）90年代，美国残疾人协会颁布了对残疾人的保护措施和通行规定,HUMAN ENGINEERING,3 人-机关系的发展 - 机械化时代: 人体尺寸, 施工, 人对物理环境的适应能力 - 电子时代: 人的技能与学习的能力 - 信息时代: 人的信息接受能力和处理能力,第一章 概论,HUMAN ENGINEERING,第一章 概论,1.5 人体工程与空间的关系 1.5.1 建筑空间设计 1.5.2 室内设计,室内环境因素,活动场合的环境因素,活动 的实际范围因素,人 生活器物,气流 (通风设备),室温 (调温设备),光线 (照明设备),音响 (防音设备),尺度 安全,外观 空间,1.5.2.1 人-室内环境因素 图示,HUMAN ENGINEERING,第一章 概论,1.5.2.2 人体工程学与室内设计 - 为确定空间范围提供依据 人体尺寸-家具设备的尺寸 人的活动范围家具设备的数量和尺寸 - 为家具设计提供依据 - 为确定感觉器官的适应能力提供依据,HUMAN ENGINEERING,2.1 人体尺寸 2.1.1 人体尺寸 它是通过测量人体各个部位的尺寸来确定个人之间和群体之间在尺寸上 差别的学科。 2.1.2 尺寸的分类 1 构造尺寸静态人体尺寸 是人体处于固定的标准状态下测量的，主要为人体各种装具设备提数据。 常用的10项构造尺寸：身高/体重/坐高/臀部至漆盖长度/臀部的高度/ 漆盖高度/漆弯高度/大腿厚度/臀部至漆弯长度/ 肘间宽度。 2 功能尺寸动态人体尺寸 是人在进行某种功能活动时肢体所能达到的空间范围。 在动态的人体状态下测量，是由关节的活动，转动所产生的角度与肢体的长度协调产生的范围尺寸，主要对解决带有空间范围，位置的问题提供数据。,第二章 人体与室内,HUMAN ENGINEERING,HUMAN ENGINEERING,第二章 人体与室内,2.1.2 人体尺寸的差异 1 种族差异 2 世代差异 3 年龄差异 4 性别差异 5 残疾人,2.1.3 百分比的概念 定义：表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分比。 大部分人体测量数据是按百分比表达的，把研究对象分成100份，根据一些指 定的人体尺寸项目，从最小到最大顺序排列，进行分段，每一段的截至点即 为一个百分位。 以身高为例：第五百分位的尺寸表示有5%的人身高等于或小于这个尺寸。,HUMAN ENGINEERING,2.1.4 人体尺寸运用中的问题 1.数据的选择 2 百分位的运用 常用百分位：第五百分位和第九十五百分位。 不同的场合，将采用不同的百分位点的选择。 如门的高度，它应该保证大多数人的身高都可以通过此门，所以应该选择第 五百分位。而坐椅高度的确定，应考虑到适合男女老幼和不同身高的人使用， 高度尺寸应选择第九十五百分位取值，才不至于使许多人坐该椅时，脚不能 踩在地上。 使用百分位的原则： （1）由人体总高度，宽度决定的物体，尺寸应以95百分位的数据为参考。 （2）由人体某一部分的尺寸决定的物体，其尺寸应以第5百分位为依据。 （3）特殊情况下，考虑到安全和健康问题，尺寸界限应扩大。 （4）目的不在于确定界限，只求最佳范围时，应以第50百分位为依据。 例如：门铃安装高度。 3 在设计中应考虑各项人体尺寸,第二章 人体与室内,HUMAN ENGINEERING,4 尺寸的衡量标准 舒适的标准：以够得着的距离，容得下的空间为原则。 安全尺度： 在涉及安全问题的场所，尺寸设定采用极限尺寸去限制和保护人们，以避免 危险为目的，尺寸标准以安全性为主。,2.2 人体活动 2.2.1 肢体活动范围与作业域 人体尺寸无论是结构尺寸还是功能尺寸，均为静态尺寸，而在实际生活中，人体 总是处于运动状态，需要一定的活动范围。 作业域：由肢体活动的角度和肢体的长度组成的活动空间，是人在某种姿势下肢体所能 触及的空间范围。 作业空间：由作业域扩展到人-机系统的全体所需的最小空间。 2.2.2 人体的活动空间 人在空间中本身也会随着活动的需要而移动位置，姿势的变换和人体移动所占用 的空间构成了人体活动空间。,第二章 人体与室内,HUMAN ENGINEERING,第三章 人体与家具,3.1 工作面的高度 结论：1 工作面高度应由人体肘部高度来确定，而不是由地面以上的 高度来确定；该高度设定根据具体操作人的尺寸而定。 2 工作面的最佳高度略低于人的肘部。 工作面的高度设计按基本作业姿势：站立作业/坐姿作业/交替作业,工作面的高度取决于人工作时身体姿势的重要因素。不正确的工作面高度将影响人的姿势，引起身体的不适，降低工作效率。 为有效提高工作速度和精确度，考虑疲劳和单调的人性因素，提出最佳的工作面高度是在人的肘下50毫米，这个数据是根据生产效率和工作人员的生理情况两个方面因素确定的。,HUMAN ENGINEERING,第三章 人体与家具,3.2 座位的设计 现在在工业社会中，约有2/3的工作是采用坐姿。 坐椅对人有以下益处： 1 减轻腿部肌肉的负担 2 防止不自然的躯体姿势 3 减低人的能耗 4 减轻血液循环的负担 不正确的坐姿和不适和的坐椅都会影响人体健康。 3.3 坐椅的尺寸设计,由于椅子用途不同，人与人的尺寸，比例互不相同，坐椅的尺寸设计根据不同的用途采用不同的取值。,HUMAN ENGINEERING,第三章 人体与家具,3.3.1 餐椅 餐椅是人们使用时间短，相对简单的品种。 餐椅设计的要点：,从坐椅前端到桌面的垂直高度最好为230-305毫米 椅子前缘距地面420毫米，距桌面290毫米 椅面进深不应超过405毫米，宽度不应超过405毫米 椅面应保持水平，腰部支撑与椅面之间角度应保持90-95度 建议使用坐垫，宜使用19毫米厚的柔软，易清洗的材料制成 腰部支撑的中心高于座面240毫米，要不区域长230毫米， 宽度最小330毫米,3.3.2 办公用椅 办公用椅需要适合人体的两种姿势：直立坐姿和放松坐姿，现在 的办公用椅与适合成年人的汽车座位相似。 设计要点：,HUMAN ENGINEERING,第三章 人体与家具,椅子的前缘可以调节125毫米，这样可以适合所有成年人 座面从前到后的尺寸为406毫米 椅子的宽度为406560毫米 椅垫厚度为51毫米的柔软材料，无底板 座面的水平调节角度为015度 靠背的水平调节角度为015度 椅背高为635毫米，这样才能支撑肩膀，915毫米，可以支撑头部 支撑中心高于椅面178292毫米，调节幅度最小为51毫米 椅背垫为弧形，用2551毫米厚的柔软材料制成，弧度半径1000毫米为宜 椅垫应该让人舒服，透气，并且有摩擦力 椅面以上76毫米之内不适合有靠背，这个空间留给臀部 座面前缘和靠背下缘的圆边的半径为12。7毫米 扶手间距483毫米，扶手宽5189毫米 椅子应该可以旋转，为稳定起见应有五或六条腿,HUMAN ENGINEERING,第三章 人体与家具,“LAML 1000” 系列椅 设 计 师：ROBERTO LUCCI PAOLO ORLANDINI 设计时间：1991 制 造 商：SHELBY WILLIAMS INDUSTRIES， MORRISTOWN，TENNESSEE， U .S .A .,人体工程学实验,实物原大的模型,椅背后面的鳍状突起,用纸和PVC管制作的模型， 演示椅子的构造,三维显示出椅背和 椅座的同步运动,实例一,HUMAN ENGINEERING,第三章 人体与家具,四条腿的扶手椅,旋转扶手椅,弯曲的钢管,聚酰胺椅子滑轮,HUMAN ENGINEERING,第三章 人体与家具,实例二,“AC1”旋转椅 设 计 师：ANTONIO CITTERIO 制 造 商：VITRA GMBH，WEIL AM RHEIN， GERMANY 设计时间：1988年,HUMAN ENGINEERING,通过对柔韧的聚甲醛树脂（DELRIN）和座椅下方协调 机器装置的应用，使得椅子的座位和椅背可以自动随 着使用者的前倾和后仰而加以调节。,第三章 人体与家具,HUMAN ENGINEERING,第四章 工作和生活中的安全因素,4.1 楼梯 要避免光滑的材料，适当增加摩擦力 室内楼梯踏面的高度=190毫米，最小踏步宽度=279毫米， 最小踏面宽度为286毫米 室外楼梯踏面的最大高度=152毫米，最小踏步宽度=279毫米， 最小踏面宽度为305毫米 避免室内外楼梯只有一级踏步的情况出现 利用下面的公式计算台阶尺寸： 1踏面高+1踏步宽=431-457毫米 2踏面高+1踏步宽=609-627毫米 1踏面高*1踏步宽=17780-19050毫米 每一跑台阶数不宜超过16阶，最好在8个台阶时设一休息平台 安装照明开关于楼梯的起始和终止位置 避免尖利的边缘 避免楼梯开洞，台阶与门靠得太近,HUMAN ENGINEERING,第四章 工作和生活中的安全因素,4.2 厕浴间 浴盆和淋浴地面宜使用防滑地面，门使用安全玻璃。 开关阀门应安装在距地面762-864毫米的高处 喷头的控制阀应安装在距浴盆表面1219-1321毫米处 距喷头152毫米处设置一个毛巾架 在浴缸长边的墙的中心安装两根457毫米长的水平扶手 淋浴喷头距浴缸底17531829毫米 淋浴帘杆距浴缸底18291982毫米，杆在浴缸范围内 开关阀门和最高一个扶手应距地面10671219毫米 浴室门不要使用插销 安装防蒸汽灯，固定在浴室中心 厕位的长度至少为914毫米 厕位的两面墙之间应留出914毫米的空间 最小的地面空间为762*1067毫米 窗台至少距地面1220毫米 门的最小宽度为610毫米,HUMAN ENGINEERING,4.3 窗户 出于安全考虑，应使用安全玻璃 采用双向开启的推拉门 窗台最小高度762914毫米 4.4 门 宽度 内门为762813毫米；外门为915毫米 车库门的标准宽度为2439毫米，最小宽度为2745毫米 4.4 厨房 厨房中所有的边缘不应有尖角 安全的厨房应有一个小的三角形空间，三边之和不小于7010毫米 “U”型通道最小宽度为1219毫米 操作台的标准高度为915毫米，深度为610毫米 吊柜距操作台表面最小距离381毫米，吊柜深度305毫米,第四章 工作和生活中的安全因素,HUMAN ENGINEERING,第五章 人的感知觉与室内环境,5.1 人与环境之间的关系 物理环境：声音，光，温度和湿度等 化学环境：各种化学物质对人的影响 生物环境：动物，植物和微生物 5.2 知觉与感觉器官 人依赖感觉器官收取外界环境信息，经过大脑的处理，再传递 给人的各个器官作出反映。 知觉与感觉器官的共同特征： 知觉时间：感觉器官达到知觉的一定时间 反映时间：感觉器官受到刺激到引起反映的时间 疲 劳：对长时间的刺激反应迟钝时，既感知觉出现疲劳现象 感觉叠加：两个刺