安全人机工程-人体的人机学参数

2023/10/3

人体的人机学参数

内容

第一节人体尺寸的测量

第二节

人体测量的基本术语

第三节

人体测量的主要仪器

第四节

人体测量中常用的统计函数

第五节

常用的人体测量数据

第六节

人体的人机学参数计算

第七节

人体测量数据的应用

2023/10/3第一节人体尺寸的测量人体测量的内容形态测量对人体的基本尺度、体型、表面面积、体积和重量等进行的测量。生理测量对人体的知觉反应、疲劳程度和出力大小进行的测量。运功测量人体在运动的状态下，对人体的动作范围动作过程及其形态变化、皮肤变化等方面所进行的测量。2023/10/32023/10/3第二节人体测量的基本术语被测者姿势（立姿、坐姿）测量基准面（见图1）测量方向

测量条件（衣着、支撑面、身体）

基本测点及测量项目（见图2、图3）2023/10/3图1人体测量基准面和基准轴

2023/10/3图1-b人体测量基准面和基准轴

图1-a人体测量基准面和基准轴

测量方向在人体上、下方向上，称上方为头侧端，下方为足侧端。在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向称为内侧，将远离正中矢状面的方向称为外侧。在四肢上，将靠近四肢附着部位的称为近位，将远离四肢附着部位的称为远位。对于上肢，将挠骨侧称为挠侧，将尺骨侧称为尺侧。对于下肢，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。2023/10/3测量条件被测试者的衣着：测量时，被测试者应裸体或尽量少着装。支撑面：站立面、平台或坐面应平坦、水平且不变形。身体对称：对于可以在身体任何一侧进行的测量项目，建议在两侧都进行测量，如果做不到这一点，应注明此测量项目是在哪一侧测量的。2023/10/32023/10/3图2-a测量项目-立姿2023/10/3图2-b测量项目-立姿2023/10/3图2-c测量项目-立姿2023/10/3图2-d测量项目-立姿2023/10/3图2-e测量项目-立姿2023/10/3图2-f测量项目-立姿2023/10/3图3-a测量项目-坐姿2023/10/3图3-b测量项目-坐姿2023/10/3图3-c测量项目-坐姿2023/10/3图3-d测量项目-坐姿2023/10/3图3-e测量项目-坐姿2023/10/3

在人体尺寸测量中所采用的人体测量仪器有：人体测高仪、人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规、人体测量用三脚平行规、坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅秤等。

人体测高仪直脚规弯脚规（参见图4-a

见图4-b

见图4-c）第三节人体尺寸测量用的主要仪器2023/10/3图4-a人体测高仪

2023/10/3图4-b人体测量用直脚规

2023/10/3图2-4人体测量用弯脚规(4-c)

2023/10/3第四节人体测量中的主要统计函数均值

方差2023/10/3标准差抽样误差

百分位数和适应度

2023/10/3百分比（%）K百分比（%）K0.52.576700.5241.02.326750.6742.51.960800.84251.645851.036101.282901.282151.036951.645200.84297.51.960250.67499.02.326300.52499.52.576表2-1

百分比与变换系数2023/10/3第五节常用人体测量数据1、我国成年人的人体静态尺寸

图2-5立姿人体尺寸

2023/10/3图2-6坐姿人体尺寸

2023/10/3图2-7人体水平尺寸

2023/10/3表2—2人体主要尺寸

(单位：mm)2023/10/3

表2-3立姿人体尺寸

(单位：mm)2023/10/3

表2-4坐姿人体尺寸

(单位：mm)2023/10/3表2-5人体水平尺寸

（单位：mm）

2023/10/3表2-6各区域的体重、身高和胸围三项参数的均值和标准差（单位：mm）

2023/10/32．

我国成年人人体动态尺寸

（1）肢体活动角度范围

图2-8人体肢体活动角度范围

2023/10/3图2-9人体上部及上肢固定姿势活动角度范围

2023/10/3图2-10立姿上身及手的可及范围、坐姿上身及手的可及范围

（2）

不同姿势时手能触及的空间范围2023/10/3图2-11单腿跪姿上身及手的可及范围2023/10/3图2-12仰卧姿势手及腿的活动空间

2023/10/33、常用人体功能尺寸测量区域

2023/10/34、手、脚作业域测量1）手的作业域测量

图2—14手的测量2023/10/3(1)水平作业域

图2-15手在水平面的正常作业阈和最大作业域（cm）

2023/10/3图2-16坐姿抓握作业域（cm）

2023/10/3(2)垂直作业域

图2-17立姿双臂垂直作业域图

2-18立姿双臂垂直作业域

2023/10/3图2-19身高与摸高的关系

2023/10/32）脚的测量

图2—20脚的测量

2023/10/33）脚作业空间

图2-21脚的作业区域

第一节结束2023/10/3一、人体体部指数及有关人机学参数计算

可根据人体的身高、体重等基础测量数据，利用一些经验公式计算出所需的其它各部分数据。第六节

人体的人机学参数2023/10/31、人体的体部指数（1）第1标准指数（2）第2标准指数（3）体型系数（4）李氏体重系数2023/10/3（5）罗氏体重系数（6）体质系数2023/10/3图2-22坐姿静态尺寸编号图

2、用人体身高尺寸计算人体各部分尺寸2023/10/3图2—23立姿静态尺寸图

2023/10/3名称计算式名称计算式坐高0.523H肘与肘间宽0.256H膝高0.311H臀部宽0.203H坐姿臀高0.249H肩宽0.229H座到肘高0.135H手前伸长度0.462H大腿厚0.086H坐位眼高0.454H臀部到膝高0.342H两手恻平伸长度1.032H臀部到小腿长0.280H坐面至举手指尖高0.795H表2-9静坐时人体尺寸与身高的关系2023/10/33、用人体体重计算人体体积和表面积（1）人体体积（2）人体表面积

①Bubois算法 ②Stevenson算法

③

赖式算法

4、用身高、体重、表面积求有关人机学参数（见表2-10

）

④胡咏梅算法 ⑤赵松山算法 a.成年男性 b.成年女性4、用身高、体重、表面积求有关人机学参数（见表2-10

）2023/10/32023/10/3第七节

人体测量数据的应用

一、人体数据的运用准则1、最大最小准则。

2、可调性准则

3、平均准则

4、使用最新人体数据准则

5、地域性准则

6、功能修正与最小心理空间相结合准则

7、标准化准则。8、姿势与身材相关联准则

9、合理选择百分位和适用度准则

2023/10/3人体测量数据选用的注意事项设计和确定作业空间尺寸的根据，必须保证至少90%的用户的适应性、兼容性、操作性和维护性，即人体主要尺寸的设计极限应根据第5至95百分位数的值确定。必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸（如通道、出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以第95百分位的值作为适用的人体尺寸。有限度的或受身体延伸所限制的空间尺寸（如抓握物体的可及距离、控制器的位移、显示器与测试点位置、安全防护罩上的空隙等），应以第5百分位的值作为适用的人体尺寸。2023/10/3可调整的尺寸（如高度可调的坐椅、工作台、控制器、安全带等），应以第5百分位至第95百分位的人体尺寸范围作为高速范围适用的人体尺寸；只能用一种中等尺寸供群体使用时（如墙壁上的开关高度、门上把手尺寸等），应以第50百分位数作为适用的人体尺寸搞清该尺寸的适用范围，如适用的国家、地区、民族、年龄、性别、职业及社会阶层等，否则，盲目选用，设计出的产品适用性较差人体测量数据应用应注意人体尺寸的变化。一方面从事某种工作的劳动人群的身材有变化时，其最佳适应尺寸也应随之改变；另一方面，世界各国人体身高有增加的趋势，近20年来世界各国人体的身高平均每10年增加1cm，我国的人体身高增加更快，所以在收集或选用人体尺寸资料时应注意这种现象。2023/10/3二、人体尺度在工程设计中的应用

1．人体尺度应用的原则（从工程设计应用角度讲）（1）满足度：满足度是产品设计尺寸满足特定使用者群体的百分率。也就是说从人体工程学角度看，你的设计适合多少人.（2）

产品尺寸设计任务的分类

①I型产品尺寸设计(就是上面所说的可调准则)：尺寸在上限值和下限值之间可调，上下限百分位分别为5％和95％时，满足度为90％。

②

Ⅱ型产品尺寸设计(最大最小准则)2023/10/32、人体尺寸的应用方法和程序（1）

确定所设计对象的类型和适应度确定设计对象的功能尺寸的主要依据是人体尺寸百分位数，而它的选用又与设计对象的类型密切相关。首先应确定所设计的对象是属于哪一类型。见表2—16。

（2）

选择人体尺寸百分位数在确认所设计的产品类型及其等级之后，选择人体尺寸百分位数的依据是适用度。人机工程学设计中的适用度，是指所设计产品在尺寸上能满足多少人使用，通常以适合使用的人数占使用者群体的百分比表示。见表2—172023/10/3设计类型产品重要程度百分位数的选择适应度I型涉及人的安全、的健康一般用途选用户x99和x1为尺寸上、下限值的依据选用x99和x5作为尺寸上、下限值的依据98%90%ⅡA型涉及人的安全、健康的一般用途选用x99和x95作为尺寸上限值的依据选用x90作为尺寸上限值的依据99%或95%90%ⅡB型涉及人的安全、健康的一般用途选用x1和x5几作为尺寸下限值的依据选用x10作为尺寸下限值的依据99%或95%90%Ⅲ型产品一般用途选用户x50作为产品尺寸设计的依据通用成年男、女通用产品一般用途选用男性的x99，x95或x90为尺寸上限值选用女性的x1、x5，或x10为尺寸下限值通用表2-16产品尺寸设计分类2023/10/3产品类型产品类型定义说明I型产品尺寸设计需要两个百分位数作为尺寸上限值和下限值的依据属双限值设计Ⅱ型产品尺寸设计只需要一个百分位数作为尺寸上限值或下限值的依据属单限值设计ⅡA型产品尺寸设计只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值的依据属大尺寸设计ⅡB型产品尺寸设计只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的依据属小尺寸设计Ⅲ型产品尺寸设计只需要第50百分位数作为产品尺寸设计的依据平均尺寸设计表2-17人体尺寸百分位数选择

2023/10/33．确定功能修正量和心理修正量（1）必须考虑到实际中人的可能姿势、动态操作、着装等需要的设计裕度，所有这些设计裕度总计为功能修正量

（2）为了消除人们心理上的“空间压抑感”、“高度恐惧感”和“过于接近时的窘迫感和不舒适感”等心理感受，或者是为了满足人们“求美”、“求奇”等心理需求，涉及人的产品和环境空间设计，必须再附加一项必要的心理空间尺寸，即心理修正量

2023/10/3三、人体身高在设计中的应用方法

以身高为基准确定工作面高度、设备和用具高度的方法，通常是把设计对象归成各种典型的类型，并建立设计对象的高度与人体身高的比例关系，以供设计时选择和查用。图2—26是以身高为基准的设备和用具的尺寸推算图，图中各代号的含义如表2—18所示。

2023/10/3图2-26以身高为基准的设备和用具尺寸概算图

2023/10/3代号定义设备高与身高之比123456789101112121314151617举手达到的高度可随意取放东西的搁板高度