人机工程学第三章 人体测量与人体尺寸ppt课件

第三章人体测量与人体尺寸 3 1人体测量学 3 1 1人体测量学概述3 1 2人体测量的内容 a形态测量 长度尺寸 体形 体积与体表面积等 即人体构造尺寸 b运动测量 测定关节的活动范围和肢体的活动空间 如动作范围 动作过程 形体变化 即人体功能尺寸 c生理测量 测定生理现象 如疲劳测定 触觉测定 出力范围大小测定等 测量基准面人体基准面的定位是由三个互为垂直的轴 铅垂轴 纵轴和横轴 来决定的 人体测量中设定的轴线和基准面 矢状面 正中矢状面 冠状面 水平面等 3 1 3人体测量的主要方法与仪器 1 接触测量 即传统的手工测量 主要工具有软尺 测距仪 角度计 介面测量仪等 手工测量的优点是设备简单 缺点是测量速度慢且易受人的主观因素的影响 2 非接触测量 应用计算机和其他复杂设备的测量 可较快的获取大量数据 常见的有 穿透式图像重建系统 投影式图像重建系统 反射测距技术 三角测量技术 莫尔条纹法 四步移相干涉相位测量法等 图2 7 图2 8 图2 9 3 1 4人体测量数据的处理 1 均值 2 样本方差 3 抽样误差 4 百分位 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 如 若以身高为例 第5百分位的尺寸表示有5 的人身高小于或等于这个尺寸 换句话说也就是有95 的人身高高于这个尺寸 如果某设计对身高的考虑是要满足90 的人的身高 那么它就应取第5百分位到95百分位范围之间的数据 3 2人体尺寸 人体的功能尺寸 人体尺寸 静态尺寸 人体的结构尺寸 动态尺寸 人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸 二 我国成年人人体功能尺寸 1 人在工作位置上的活动空间尺寸 A 立姿活动空间 立姿时人的活动空间不仅取决于身体的尺寸 而且也取决于保持身体平衡的微小平衡动作和肌肉松弛 脚的站立平面不变时 为保持平衡必须限制上身和手臂能达到的活动空间 图2 11立姿的活动空间 B 坐姿的活动空间 图2 12坐姿的活动空间 C 单腿跪姿的活动空间 图2 13单腿跪姿的活动空间 图2 14仰卧的活动空间 2 常用的功能尺寸 GB T13547 92国家标准提供的立 坐 跪 卧 爬等常取姿势的主要功能寸 参阅表2 8 表2 8 人体各部分的活动范围 人体上部及上肢固定姿势活动角度范围 人体头部尺寸人体手部尺寸人体足部尺寸 人体手部尺寸 人体足部尺寸 地区种族 影响因素 3 3影响人体尺寸差异的因素 注意 在采用人体尺寸时 必须判断对象适合那些年龄组 要注意不同年龄组尺寸数据的差异 例如 人体尺寸增长过程 男20岁 女18岁 结束 手的尺寸 男15岁 女13岁 达到一定值 脚的大小 男17岁 女15岁 基本定型 成年人 身高随年龄增长而收缩 体重 肩宽 腹围 臀围 胸围却随年龄增长而增长 性别 男女之间的差异 1 对于大多数人体尺寸 男性比女性大些 但有四个尺寸 胸厚 臀宽 臂部及大腿周长正相反 2 同整个身体相比 女性的手臂和腿较短 躯干和头占的比例较大 肩较窄 骨盆较宽 3 皮下脂肪厚度及脂肪层在身体上的分布 男女也有明显差别 4 在腿的长度尺寸起重要作用的场所 如座姿操作的岗位 考虑女性的人体尺寸至关重要 在使用人体测量数据时 要考虑其测量年代 然后加以适当修正 一组数据 欧洲居民每隔10年身高增加1 1 4cm 美国城市男性青年在1973 1986年的13年间身高增加2 3cm 日本男性青年在1934 1965年的31年间身高增加5 2cm 体重增加4kg 胸围增加3 1cm 我国原广州中山医学院男性在1956 1979年的23年间身高增加4 38cm 女性身高增加2 67cm 根据统计 我国与20年前相比 现在中国17岁孩子的体重整整多了8公斤 与20年前的标准相比 男孩子的胸围增大了8公分 身高增长了5厘米 未成年人平均身高增长7 5cm 注意点 由于不同国家 不同地区 不同种族的人体尺寸的差异 即使是同一国家 不同地区的人体尺寸也有差异 因此 在设计中考虑产品的多民族的通用性 地区种族 不同职业的人 在身体大小及比例上也存在着差异 例如 一般体力劳动者平均身体尺寸都比脑力劳动者稍大些 3 4人体尺寸运用中应注意的问题 3 4 1根据设计的使用者或操作者的状况选择数据设计的任何产品都是根据一定的使用者来进行设计的 因此 选择设计对象的数据是很重要的 在设计时必须分析使用者的特征 清楚使用者的年龄 性别 职业和民族等等 3 4 2百分位的运用人体数据的应用原则 够得着的距离 容得下的空间 最大准则 指家具产品的尺寸依据人体测量数据的最大值进行设计 应用于由人体总高度 宽度决定的物体 如门 入口 通道 座面的宽度 床的长度 担架等应以第95百分位为依据进行设计 最小准则 家具产品的尺寸依据人体测量数据的最小值进行设计 由人体某一部分决定的物体 如腿长 臂长决定的座面高度和手指所能触及的范围等 其尺寸应以第5百分位的尺寸数值为依据 特殊情况下 百分位的运用应扩大至第1百分位或第99百分位 如紧急出口的尺寸 使用者与紧急制动杆的距离以及栏杆间距等情况 平均准则 指家具产品以人体平均尺寸为依据来进行设计 目的不在于确定界限 而在于决定最佳范围 照顾到大多数人 如学校的课桌高度 门铃 插座和电灯开关的安装高度以及付账柜台高度就要以平均准则来设计 可调节准则 用可调准则时 取第5百分位与第95百分位作为下限和上限 或第1百分位和第99百分位等 3 4 3产品功能尺寸 最小功能尺寸 人体尺寸的百分位数 功能修正量最佳功能尺寸 人体尺寸的百分位数 功能修正量 心理修正量 产品人体尺寸设计分类 返回 人体尺寸百分位的选择 返回 返回 着装修正量 3 5常用人体尺寸在室内设计中的应用 1 身高应用 这些数据用于确定通道和门的最小高度 使用高百分位 门的高度需要在身高的基础上再加10cm 如 楼梯间休息平台净空 等于或大于2100mm注意 身高一般是不穿鞋测量的 故在使用时应给予适当的补偿 2 眼高眼高指人身体直立 眼睛向前平视时从地面到内眼角的垂直距离 应用 这些数据可用于确定在剧院 礼堂 会议室等处人的视线 用于布置广告和其他展品 用于确定屏风和开敞式办公室内隔断的高度 百分位的选择 取决于关键因素的变化 3 坐姿眼高 指人取坐姿时 人的内眼角到座椅表面的垂直距离 应用 当视线是设计问题的中心时 确定视线和最佳视区要用到这个尺寸 这类设计的对象包括剧院 礼堂 教室和其他需要有良好视听条件的室内空间 4 坐高应用 用于确定座椅上方障碍物的允许高度 在布置双层床及进行创新的节约空间设计时 如利用阁楼下的空间吃饭或工作时都要用这个尺寸来确定其高度 注意 座椅的倾斜 座椅软垫的弹性 衣服的厚度及人坐下和站起来时的活动都是要考虑的重要因素 百分位选择 由于涉及间距问题 采用第95百分位的数据是比较合适的 5 坐姿肩高指人取坐姿时 从肩峰点到椅面的垂直距离 应用 这些数据大多数用于机动车辆中比较紧张的空间设计中 6 最大肩宽指人取立姿时 两个三角肌外侧的最大水平距离 应用 用于确定环绕桌子的座椅间距和影剧院 礼堂中排椅座位的间距 也可用于确定公用和专用空间的通道间距 注意 用这些数据时要注意可能涉及的变化 要考虑衣服的厚度 对薄衣服加7 9mm 厚衣服加76mm 百分位的选择 由于涉及间距问题 应使用第95百分位的数据 7 坐姿两肘肩宽指两肘屈曲 自然靠近身体 前臂平伸时两肘外侧面之间的水平距离 应用 确定会议桌 报告桌 柜台和牌桌周围座椅的位置 注意 应与最大肩宽尺寸结合使用 选用第95百分位的数据 8 坐姿臀宽指人取坐姿时 臀部左 右外侧最突出部位间的横向水平直线距离 应用 确定座椅内侧尺寸和设计酒吧 柜台和办公座椅极为有用 使用第95百分位的数据 9 肘高应用 对于确定柜台 梳妆台 厨房案台 工作台以及其他站立使用的工作表面的舒适高度 肘部高度数据时必不可少的 通过科学研究发现 最舒适的高度是低于肘部高度76mm 同时 具体还要考虑工作的性质 10 坐姿肘高应用 与其他一些数据和考虑因素联系在一起 用于确定椅子扶手 工作台 书桌 餐桌和其他特殊设备的高度 坐姿肘高既不涉及间距问题也不涉及伸手够物问题 其目的是能使手臂得到充分的休息 选择第50百分位数据时合理的 11 坐姿大腿厚应用 设计柜台 书桌 会议桌 家具及其他一些室内设备的关键尺寸 涉及间距问题 应选择第95百分位数据 12 坐姿膝高应用 确定从地面到书桌 餐桌 柜台底面距离的关键尺寸 尤其是使用者需要把大腿部分放在家具下面的场合 要保证间距 故应选95百分位 13 小腿加足高应用 确定座椅面高度的关键尺寸 尤其是对于确定座椅前沿的最大高度更为重要 注意 选用这些数据时要注意坐垫的弹性 百分位的选择 应选用第5百分位的数据 14 坐深坐深是人取坐姿时 由臀部后缘最后突点至小腿腘窝后沿的水平直线距离应用 用于座椅设计中 尤其适用于确定腿的位置 确定长凳和靠背椅等椅面的长度注意 要考虑椅面的倾斜度 15 臀膝距应用 这些数据用于确定椅背到膝盖前方的障碍物之间的适当距离 例如 影剧院 礼堂等固定排椅的设计中 由于涉及间距问题 应选用第95百分位的数据 16 垂直手握高度指人站立 手握横杆 然后使横杆上升到不使人感到不舒服或拉的过紧的限度为止 此时从地面到横杆顶部的垂直距离 应用 用于确定开关 控制器 拉杆 把手 书架以及衣帽架等的最大高度 注意 尺寸是不穿鞋量的 使用时要给予补偿 男子2 5cm左右 女子7 8cm左右 百分位的选择 17 侧向手握距离指人身体直立 右手侧向平伸握住横杆 一直伸展到没有感到不舒服或拉得过紧的位置 这时从人体中线到横杆外侧的水平距离 应用 有助于设备设计人员确定开关等装置的位置 他们还为建筑师和室内设计师用于