人机工程学资料

（三）人体作业空间设计之一
• 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。
（三）人体作业空间设计之二
»坐姿活动空间
（三）人体作业空间设计之三
• 结论：按身高1600-1786mm设计产品尺寸，将适 应用于90%的华北男性。
• 讨论：平均值是作为设计的基本尺寸，而标准差 是作为设计的调整量的。
注意：例中被排除的10%的人，是 10%的矮小者还是高大者或者大小各 排除5%即取中间值，取决于排除后
对使用者的影响和经济效果。
• 当需要得到某项人体测量尺寸M1所 处的百分率P时，可按下列步骤及公 式求得：Z=（M1-M）/S
（3）用于不能直 接以直尺测量的两 点间距离的测量， 如测量肩宽、胸厚 等部位的尺寸。
7、人体测量中的主要统计函数 （术语）
总体、样本
均值、标准差
适应域
术语
百分位数
百分位
统计学中，把所要研究的全体对 象的集合称为“总体”。人体尺寸
总 测量中，总体是按一定特征被划分 体 的人群。因此，设计产品时必须了
年代
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。
• 解：由表查知华北男性身高平均值
• M=1693mm，标准差S=56.6mm.要求产品适用于 90%的人，故以第5百分位和第95百分位确定尺 寸的界限值，由表查得变换系数K=1.645；
• 即第5百分位数为：P=1693-（56.6*1.645） =1600mm
• 第95百分位数为：P=1693+（56.6*1.645） =1786mm
由身高计算各部分尺寸（见下图）
•由 •身 •高 •计 •算 •各 •部 •分 •尺 •寸
（五）坐椅设计的人机要求
一、座姿舒适性的概念 1、概述 人坐着时，大腿和上肢的重量必须由座面来支
撑，人的骨盆下面有两块小面积的圆骨能支持上身 的大部分体重。座面上的臀部压力分布应是在坐骨 结节处最大，并由此向外，压力逐步减少，直至与 座面前缘接触的大腿下部，此处压力最少。
• 人的躯干重量应有坐骨、臀部及脊椎支撑； • 上身应保持稳定； • 座位的高度应不使大腿肌肉受压； • 可以变换或调节坐姿，座面高度应与桌面相配
合，尽量减少身体的不舒适感。
2、座椅的主要尺寸设计
定义：座高是指地面至就坐后面上坐骨支承处 的高度。合适的座高应使臀部受力符合要求。 讨论：
座位过高，则不能使体重正确地压在臀部， 而使大腿肌肉受压，而且上、下腿和背部肌
华中区 华南区 西南区
身高:M=1669(1560); S=56.3(50.7)
体重:M=57(50); S=6.9(6.8) 身高:M=1650(1549); S=57.1(49.1)
体重:M=56(49); S=6.9(6.5) 身高:M=1647(1546); S=56.7(53.9)
体重:M=55(50); S=6.8(6.9)
一定的距离，以保证小腿的灵活性。 • 一般情况下，座深应取450mm。
2、座椅的主要尺寸设计
座宽应满足臀部就坐所需要的 尺度，使人能自如地调整坐姿，一 般取400—500mm，肩并肩坐的 排座，座宽应能保证人能自由活
座 动． 宽 因此，座宽应比人的肘间宽稍
大一些，530mm的座宽能满足９ ５％人的需要。
座 肉都会紧张。 高 座高过低，则会使背部肌肉紧张，久而久之
会产生背痛。
因此，座高一般不宜超过小腿高（约为身高 的1/4），按中国人的标准，可取为380— 450mm。
2、座椅的主要尺寸设计
定义：座深是指座面的前后距离。
• 讨论： • 座深应使臀部得到全部的支撑，同时，
座 要求座面的前沿不过分伸出，以防止 深 挤压小腿，而且座面前沿应离开小腿
（5）对于下肢，将胫 骨侧称为胫侧，将腓 骨侧称为腓侧。
4、支承面
立姿时站立的地面或平台 以及坐姿时的椅平面应是水 平的、稳固的、不可压缩的。
5、基本测点及测量项目
（GB3975—83）
（GB3975—85测量方法）
头部测点
测 头部测量项目
测 （16个）
量 （12项）
点
躯干和四肢部 项
位测点
目
躯干和四肢 部位测量项
第二章 人体测量及其应用
一、人体测量的基本知识
主
二、人体测量的基本术语
要
内
容
四、人体尺寸的应用
一、人体测量的基本知识
1、定义：
人体测量学是一门用测量方法研究人 体的体格特征的科学。它是通过测量人体 各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在 人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特 征，从而为各种工业设计和工程设计提供 人体测量数据。（如图2—1）
是相对设计而言的， 域、偏适应域。对称适应
对应统计学的置信区 域对称于均值；偏适应域
间的概念。
通常是整个分布的某一边。
百分位 百分位数
百分位由百分比表示，称为“第几 百分位”。例如，50%称为第50 百分位。
百分位数是百分位对应的数值。 例如，身高分布的第5百分位数 为1543，则表示有5%的人的 身高将低于这个高度。
• 1、极限设计原则：主要内容包括设计的最大尺 寸参考人体尺寸的低百分位；设计的最小尺寸 参考人体的高百分位。
• 2、可调原则：设计优先采用可调式结构。一般 调节范围应从第5百分位到第95百分位。
• 3、平均尺寸原则：设计中采用平均尺寸计算。 （多数专家不主张按平均尺寸设计）
（二）
人 体 身 高 在 设 计 中 的 应 用 方 法
百分比对应的变换系数K
5%———1.645 10%———1.282 20%———0.842 25%———0.674 50%———0.000 75%———0.674 80%———0.842 90%———1.282 95%———1.645
例1设计适用于90%华北男性使用的产品， 试问应按怎样的身高范围设计该产品尺寸？
一、人体测量学的基本知识
2、人体测量数据的种类：
类型
静态尺寸 人体构造上的尺寸
动态尺寸
人体功能上的尺寸 （包括人在工作姿势下或 在某种操作活动状态下测 量的尺寸）
二、人体测量的基本术语
1、被测者姿势：
（1）立姿：
挺胸直立，头部以眼耳平面 定位，眼睛平视前方，肩部放 松，上肢自然下垂，手伸直， 手掌朝向体侧，手指轻贴大腿 侧面，自然伸直，左、右足后 跟并拢，前端分开，使两足大 致呈45角，体重均匀分布于两 足。见图2—6。
• 然后根据Z值查表得小p的值，再按 下列公式求百分率P；即P=0.5+p
• 以下列例题说明：
例2已知男性A身高1720mm,试求有百分 之多少的西北男性超过其高度？
• 解：由表查得西北男性身高平均值 M=1684mm，标准差S=53.7mm那么
• Z=（1720-1684）/53.7=0.670 • 再根据Z=0.670查表得p=0.2486(0.249)即
• 要把人的坐姿与座椅的样式和尺寸联系起来； • 座椅的尺寸应适宜于就坐者的人体尺寸； • 座椅要适于就坐者保持不同姿势的需要和调节
坐姿的需要； • 靠背的结构和形状要尽量减少就坐者背部和脊
柱疲劳； • 座椅上应配有适当质地的坐垫以改善臀部及背
部的体压分布。
三、座椅的尺寸设计
1、座椅尺寸设计应遵循以下原则：
P=0.5+0.249=0.749 • 结论：身高在1720mm以下的西北男性
为74.9%，超过男性A身高的西北男性则 为25.1%。
三、常用人体测量数据（见教材）
年龄
年代
地区与种族
性别 职业
年龄
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
解总体的特性，并且对该总体命名，
例如，中国成年人、中国飞行员等。
统计学中，把从总体取出的许
样 本
多个体的全部称为“样本”。各种 人体尺寸手册中的数据就是来自这 些样本，因此，设计人员必须了解
样本的特点及其表达的总体。
适应域
一个设计只能取
一定的人体尺寸范围，
只考虑整个分布的一
部分“面积”，称为
“适应域”，适应域 适应域可分为：对称适应
3、测量方向
(1)在人体上、下方 向上，将上方称为 头侧端，将下方称 为足侧端。
(2)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。
3、测量方向
(3)在四肢上，将靠 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。
（4）对于上肢，将挠 骨侧称为挠侧，将尺 骨侧称为尺侧。
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；