人体工程学(二).ppt

1、人体工程学（二）,-百分位的运用,一、人体尺寸的百分位,百分位的定义是： 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。,大部分的人体测量数据是按百分位表达的，把研究对象分成一百份，根据一些指定的人体尺寸项目（如身高），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。例如我们若以身高为例：第5百分位的尺寸表示有5的人身高等于或小于这个尺寸。换句话说就是有95的人身高高于这个尺寸。第95百分位则表示有95的人等于或小于这个尺寸，5的人具有更高的身高。第50百分位为中点，表示把一组数平分成两组，较大的50较小的50。第50百分位的数值可以说接近平均值，但决不能理

2、解为有平均人这样的尺寸,二、平均人的谬误,选择数据时，如果以为第50百分位数据代表了平均人的尺寸，那就错了，这里不存在平均人，在某种意义上这是一种易于产生错觉的、含糊不清的概念。第50百分位只说明你所选择的某一项人体尺寸有50的人适用，不能说明别的什么。,三、百分位的运用：,在很多的数据表中只给出了第5百分位、第50百分位和第95百分位 最常用的是第5和第95百分位，一般不用50百分位,在不涉及安全问题的情况下，使用百分位的建议如下： 1、由人体总高度、宽度决定的物体，诸如门、通道、床等，其尺寸应以95百分位的数值为依据，能满足大个的需要，小个子自然没问题。 2、由人体某一部分决定的物体、诸如

3、臂长、腿长决定的座平面高度和手所能触及的范围等，其尺寸应以第5百分位为依据，小个子够的着，大个子自然没问题。 3、特殊情况下，如果以第5百分位或第95百分位为限值会造成界限以外的人员使用时不仅不舒适，而且有损健康和造成危险时，尺寸界限应扩大至第1百分位和第99百分位，如紧急出口的直径应以99百分位为准，栏杆间距应以第1百分位为准。 4、目的不在于确定界限，而在于决定最佳范围时，应以第50百分位为依据，这使用于门铃、插座和电灯开关。,四、选择尺寸的衡量标准：,1、舒适的标准： 2、安全的尺度：,人体工程学（三）,-肌肉施力,一、肌肉施力,肌肉的收缩和产生肌力 ，肌力作用于骨，通过人体结构再作用于

4、其他物体，称为肌肉施力。 肌肉施力有两种方式： （1）、动态肌肉施力； （2）、静态肌肉施力。,当操作人员长期保持一种状态时，身体的某些肌肉回长期处于收缩状态，肌肉压迫血管，使血管流通受阻，导致血液不能为肌肉输送足够的氧。肌肉的这种工作状态称为静态施力。这种状态会对肌肉、肌腱、关节及相邻组织造成损害。而动态施力与此相反，只要选择合理的作业节奏，动态作业可以延续很长时间而不产生疲劳。,防止肌肉静态施力是人体工程学的基本实际原则。无论是设计机器设备、仪器、工具还是进行作业设计和工作空间设计，都应遵循这一原则。例如，应避免使用者在控制机器时长时间的抓握物体。,我们以电脑桌的设计为例，由于坐姿不端正，

5、操作姿态不合理，使身体某些部位的肌肉长时间处于肌肉静态施力的紧张状态，造成骨骼肌肉系统的疲劳损伤。操作电脑时，由于缺乏对肘部的支撑，肘部处于悬肘操作的姿势，而上臂与前臂又需要保持一定角度的固定姿势，肩背部、手臂、手腕处的肌肉都处于一种静态施力的紧张状态，这样就容易一起疲劳。而人们在操作电脑时，多是采取前倾的坐姿，这样人的腰背部就脱离了椅子的靠背，手臂离开了椅子的扶手，只剩下椅面支撑人的臀部，造成一种不稳定的状态。这样就使得腰部和背部的肌肉处于静态施力的紧张状态，从而加重肌肉的负担，容易造成腰背肌肉的劳损。,无论是写字台、课桌的高度还是电脑桌上键盘和鼠标的高度，都应当与人在坐姿时的肘部等高或稍低

6、。只有这样，才有利与人们保持正确的坐姿，长时间的抬手作业，若抬手过高，不仅引起疲劳，而且降低操作精度和人的技能的发挥。只有使作业面降到肘关节以下，才能提高作业效率，保证操作者的健康。,人体工程学（四）,-人体与家具,一、工作台面高度,工作台面的高度是决定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作业姿态以及作业效率，引起身体的弯曲和肩、颈、背和臀部的疲劳，以致腰酸背痛。 人体工程学家认为，最佳的 工作面高度是在人的肘下50mm，,（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。 （2）工作面的最佳高度应略低于人的肘部。,二、站立作业,工作面的高度设计按基本作

7、业姿势可分为三类:站立作业：坐姿作业；交替式作业； 工作面是指作业时手的活动面。工作面可以是工作台的台面，也可以是主要作业区域。工作面的高度决定于作业时手的活动面的高度，,站立作业的最佳工作面高度为肘高以下50100mm。 男性的平均肘高约为1050mm 女性的平均肘高约为980mm 男性的最佳作业面高度为9501000mm 女性的最佳作业面高度为880980mm,作业性质也可影响作业面高度的设计， （1）对于精密作业（例如绘图），作业面应上升到肘高以上510厘米，以适应眼睛的观察距离。同时，给肘关节部一定的支承，以减轻背部肌肉的静态负荷。（2）对于工作台，如果台面还要放置工具、材料等，台面高

8、度应降到肘高以下l0l5厘米。（3）若作业体力强度高，例如需要借助身体的重量（木工、柴瓦工）；作业面应降到肘高以下1540厘米。对于不同的作业性质，设计者必须具体分析其特点，以确定最佳作业面高度。,三、坐姿作业,坐姿作业时心脏负担的静态压力比立姿时降低，肌肉承受的体重负荷也比立资小，因此，坐姿作业可以减轻劳动强度，提高劳动效率，总的来说优于立姿作业的，但是坐姿作业不容易改变体位，施力受限制，工作范围也受限制，而且久坐还会导致脊柱变形。,坐姿作业时正确的方式应该是身躯上部伸直，稍向前倾10度-15度，保持眼睛到工作面的距离在300mm 以上，大腿放平，小腿自然垂直着地或稍向前倾斜着地，使整个身躯

9、处于自然舒适状态。,由研究可知，当直腰坐时，脊柱的变形比较大，肌肉的负荷也大。当放松坐时，背部肌肉负荷小，有利于整个身体的平衡，感觉比较舒适，但此时椎间盘的内压力增大。由此可见肌肉与椎间盘对坐姿的要求是矛盾的。因此，在作业中适当变换直腰坐和放松坐两种坐姿，则既可以通过改变椎间盘的内压力，又可以使肌肉得到放松。,对于一般的坐姿作业，作业面的高度仍在肘高(坐姿)以下5l0厘米比较合适。同样，在精密作业时，作业面的高度必须增加，这是由于精密作业要求手眼之间的精密配合。在精密作业中，视觉距离决定了人的作业姿势。,打字随着中文计算机的发展，打字工作越来越多。打字时的作业面高度决定于打字机的键盘高度和工作

10、台高度。然而，降低工作台的高度受到腿所必需的空间的限制。最低的工作台高度可由以下公式求得： LH=K十R十T式中LH一最低工作台高度；K一膑骨上缘高(坐姿)；R一活动空隙，男性为50mm，女性为70mm；T一工作台面厚度。,四、坐、立交替作业,坐立交替式作业这是指工作者在作业区内，既可坐也可站。 这种工作方式很符合生理学和矫形学的观点。坐姿解除了站立时人的下肢的肌肉负荷，而站立时可以放松坐姿引起的肌肉紧张，,五、斜面作业,绘图桌的设计应注意以下几条要求，(1)高度和倾斜度都可调:(2)桌面前缘的高度应在65130厘米内可调;(3)桌面倾斜度应在075内可调。,人体工程学（五）,-座椅的设计,人

11、类最早使用座椅完全是权力地位的象征，座的功能是次要的。以后座椅又逐步发展成一种礼仪工具，不同地位的人座椅大小不同。座椅的地位象征意义至今仍然存在。直到本世纪初，人们才开始认识到坐着工作可以提高工作效率，减轻劳动强度。不论在工作、在家中、在公共汽车或在其他的任何地方，每人在他的一生中总有很大的一部分时间是花在坐的上面。我们从经验可知，椅子和座位必须舒适，并配合不同的工作需要，这不仅与工作有关，而且与人的健康有着密切的关系。今天在工业国家内几乎3/4的工作是坐姿作业，因此座椅的研究设计受到了广泛的重视。,座椅对人有以下的益处：1、 减轻腿部肌肉的负担；2、 防止不自然的躯体姿势；3、 降低人的耗能

12、量；4、 减低血液系统的负担。但不正确的坐姿也会影响健康，长期坐着的人，腹部肌肉松弛，脊柱变形弯曲，进而影响消化器官和呼吸器官。,一、人体坐姿生理学,1、坐姿对人体脊柱形态的影响。 从人体的侧面观察，脊柱呈S形弯曲状态。脊柱的这种弯曲形状使得椎间盘之间具有最佳的压力分布以及最佳椎骨间肌肉静态负荷水平，因此，当坐椅或坐姿使就坐者的脊柱偏离自然弯曲状态时，就会引起椎间盘、韧带和肌肉的受力发生变化，使人感到不舒适，时间过长，还会引起腰部疼痛。由此可见，座椅的结构和尺寸设计，应该使就坐者的脊柱接近于自然弯曲状态，以减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷。,矫形学研究使用现代复杂的科学仪器测量了人在不同姿势

13、和坐姿下椎间盘的内部压力变化，结果发现，人体姿势是决定椎间盘内压力的主要因素，椎间盘内压力过高是损坏椎间盘的直接原因。下图例出了4种姿势下椎间盘内压力。,2、坐姿的体压分布,当人体的重量主要由坐骨结节支撑时，人的感受是最舒适的。据此，臀部的合理压力分布应为人体一半以上的重量由坐骨结节承受，由里向外，压力逐渐减小，到椅子前缘与大腿接触处最小。 因此，坐椅不仅要有合适的高度，而且坐椅面还应该坚实平坦，以保证臀部压力的合理分布。,二、座椅设计的原则,1、座椅高度合适，使脚部能够舒适的平放在地面上。座椅应能使就坐者能够自由的变换身体位置和坐姿，灵活平稳地进行体态自动调节，并能最大限度地保证作业者处于较

14、自然的作业姿态。座椅下面应该提供足够空间，以便于就坐者坐着时能放松脚部。理想的座椅，应使就坐者体压分布合理,大腿近似呈水平状态,两足自然着地,上臂不负担身体重量.使脊柱自然的支撑身体.坐面要低于桌面270300mm. 2、应根据人体测量数据进行设计.座椅尺寸应与就座者人体测量尺寸相宜,并应该使尺寸可以调节.,3、为保证身躯的 稳定性,应考虑设计靠背、腰部支撑和扶手、座椅高度等方面的可调节性,以及腰靠,座垫的弹性等因素。身体的主要重量由坐骨结节承受,休息时,腰背部也应承担重量,因此要提供良好的腰靠支撑,以减少腰椎部位向外的拱曲,尽量使脊柱特别是腰椎部位保持自然地弧曲状态. 4、座垫前缘应柔软并适

15、当下倾座垫有5度的倾斜,减少大腿对椅面的压力,以免阻碍腿部的血液畅通,保证躯体与大腿间最少有105度的夹角.,（三）、座椅的分类,座椅根据其使用目的可以分为:工作椅,休息用椅,多功能椅子,1,工作椅:,设计工作椅应注意： (l)高度可调。办公椅的高度调节范围为38与53厘米，(2)为防止座椅滑动和翻到,椅脚应设计5个，平分在直径为4045厘米的圆周上。(3)给人留有足够的活动空间。需要经常站起的座椅应采用小脚轮。(4)应保证腿的活动空间，以减轻腿的疲劳! (5)坐面应为4045厘米宽， 3842厘米长，坐面中部稍微下凹，前缘呈弧曲面，坐面后倾46。(6)坐面的材料应透气而且不打滑(例如毛料);

16、以增加坐面的舒服感;,2、休息椅子:,设计懒椅应注意以下几点。 (1)为了防止臀部前滑，坐面应后倾一个角度，一般为14-24;(2)靠背倾斜角度,a，相对于坐面为105110，b，相对于水平面为11Ol30，(3)靠背应有垫腰的凸缘，凸缘的顶点应在第3腰椎骨与第4腰椎骨之间的部位，即顶点高干坐面后缘1018厘米。垫腰的凸缘有保持腰椎柱自然曲线的作用。,3、多功能椅:,餐椅的尺寸:椅子前缘到地面420,距离桌面290,从 椅子前缘到桌面的垂直距离为23030.5 椅子平面应保持水平.腰部支撑保持90-95度.膝部角度大约90度.,(四）、座椅的设计尺寸,1、座椅的高度,应根据工作面高度决定坐椅高

17、度舒服的坐姿是大腿近乎水乎，小腿自然垂直，以及两脚被地面所支持。 休息用椅，一般取380450mm, 工作用椅，一般取400480 mm, 工作用椅的高度应该为可调节的，使其与工作面高度保持适宜的高度差。办公用椅的调节范围为330530mm。,2、座位的深度与宽度,座位的深度与宽度应该取决于座位的类型，然而一般讲，深度应该适应小个子，高度应该适应大个子。 其尺寸应该满足3个条件： 使臀部得到充分支持； 腰部得到靠背的支持； 椅面前缘与小腿之间留有适当距离，以保证大腿肌肉不受挤压，小腿可以自由活动。,椅面深度不宜过深，应以坐深的第5百分位数进行设计。通常工作椅取350400mm。休息用椅取400

18、430mm。 座椅的宽度以宽为好，以方便就座者变换姿势。座面宽一般以女性的臀部尺寸的第95百分位数值设计，其值约为400450mm。宽的座椅允许坐者姿势可以变化，最小的椅子宽度是400mm再加上50mm的衣服和口袋装物的距离。对于有靠手的座椅，两靠手之间的距离最小是475mm，,3、 座椅面倾角,座椅面倾角指椅子面于水平面的夹角.对于休息用椅可以取1424度,这样椅面后倾斜角度大些,有利于肌肉放松.工作用椅,由于身体要前倾斜,倾角不易过大,可以取2-5度.,4、靠背高和宽.,有两个支撑面的靠背,一个应该为肩靠(相当于第56节胸椎处）,另外一个应该为腰靠(相当于第45节腰椎处). 对于只有一个支

19、撑面的靠背,则必须支撑于腰部,并使靠背的凸出压入腰凹之内,以保证腰部得到充分支持. 靠背宽度和高度以部 妨碍手臂的工作为原则.靠背宽度以不大于325375为宜。,5、 靠背倾角,靠背倾角最适用的角度为115度, 工作用椅为95-105. 休息用椅取105110.,6、 扶手高度,扶手高度一般要高过人体重心位置2cm,其值约为2122cm.，休息用椅扶手高度由椅面压下处计，可以取2023cm，两扶手之间的间距可以取5060cm，在交通运输工具中的连排座椅，为了节约空间，可以取4050cm。扶手也可以设计为活动的，遇到过胖者就坐困难时，可以将扶手转上去，靠到靠背侧面。,第三节 卧具的设计,睡眠是每个人每天都进行的一种生理过程。每个人的一生大约有1/3的时间在睡眠，而睡眠又是人为了更好的、有更充沛的精力去进行人生活动的基本休息方式。因而与睡眠直接相关的卧具的设计-我们一般也主要是指床的设计，就非常重要了。就像椅子的好坏可以影响到人的工作