人因工程学第三章

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• 7)人体足部尺寸:足长,足宽
5.人体测量的主要仪器
• 1wk.baidu.com人体测高仪
• 2)人体测量用直脚规
• 3)人体 测量用弯 脚规
• 4)其它
6.人体测量主要仪器的使用
7.人体测量中的主要统计函数
• 1) 均值 • 2)方差 • 3)标准差 • 4)抽样误差 • 5)百分位数 • 6)任一百分位
数的测量尺寸 • xp=X±SDK • (SD为标准差)
口头、触觉) • 2、对必要信息和其所处的环境做明显的区分 • 3、增加必要信息易读性 • 4、区分地提供产品各元素的信息(即可识别的指
令或方向) • 5、为感觉有限制的人们提供相应的技术、设备
电话 机的 共用 性设 计
• 原则五“宽容性”要点: • 1、使危险和错误减到最小:对最常用的,最关
键部分危险进行防护 • 2、对于危险和错误提出警告 • 3、提供挽回方法 • 4、处理无意识的行为
• 2,椭圆机踏板与小腿间夹角极值,极小值a 约为 63°,极大值b 约为100°,a 超出相应的范 围。
飞轮的设计
• 在椭圆机运动中,若曲柄转动的速度波动过大, 健身运动不顺畅,会对锻炼者心理状态造成不利 影响。
• 为减小速度的波动,须设计飞轮装置。 • 一般情况下,飞轮半径取15~30cm,重量
人体尺寸异常数据的检出与处理
• 在大规模群体调查中,在测量、一记录、 录入人体数据的各个技术环节中都难免发 生错误,因此数据处理前必须检查和处理 异常数据。
讨论
• 假设要设计一个门,要求99%的成年男性 碰不到门顶,试确定该门的通道高度
• 步骤: • 1、确定变换系数 • 2、确定身高的标准差 • 3、确定该百分位数的人体高度 • 4、考虑修正量
活动把手的轨迹
• 图为5 位受测者(分别为身高155 女性、 165 男、169 男、169 男和170 男在跑步机 上运动时腕关节的实测轨迹。
• 可根据中等身 材的人来设计 把手轨迹。
• 目前,椭圆机 产品其把手轨 迹的曲率中心 在曲线下方, 可做进一步改 进
I型产品设计讨论
• 公共汽车顶棚的扶手横杆高度应属于哪一型 产品尺寸设计?
• 请确定该高度尺寸. • 设计是否有结果?如何解决设计存在的矛盾?
• 注:5百分位成年女性立姿双手上举高为 1845MM,指尖与掌心距离为70MM;
• 95百分位成年男性身高为1775MM,杆半径 为15MM;
IIA型产品设计讨论
• 1. 试确定客轮层高功能尺寸的最小值和最 佳值
• 2. 试确定火车卧铺铺长的最小功能尺寸和 最佳功能尺寸
• 注: 95百分位成年男性身高为1775MM, 俯卧体长为2257MM
llB型产品设计讨论
• 试确定工作场所采用的栅栏结构、网眼结 构或孔板结构的栅栏间距,网、孔直径
III型产品设计讨论:有没有不需要计 算的方法?
的影响 • 3.考虑使用场合导致的心理变化
4.人体测量数据的应用
• 1)选用合适的百分位数 • A. 使用大、小百分位数,得出上下限值(I型) • B、使用高(IIA型) 、低(IIB型)百分位数据 • C、使用平均值(III型) • 2)着装修正 • 衣服(注意单双层及人体中的位置)、鞋(25-
38)、帽的厚度等 • 3)设计尺寸推算 • 运用传递系数,根据人体尺寸确定机器尺寸
50~200W 左右。 • 所以合理。
把手的设计
• 为同时锻炼上肢肌肉群,一 般在椭圆机上设计活动把 手;为保证锻炼者在上、下 椭圆机时的安全,设计一个 固定把手。
• 把手(包括固定和活动的) 的空间位置必须在锻炼者上 肢功能尺寸范围之内。
• 男性P95 前臂功能尺寸区和 女性P5 上肢功能尺寸区的重 合网格阴影区域即为把手位 置区,取其中心位置最佳
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3、人体测量的 条件:
• 1)基本姿势 • (1)立姿 • (2)坐姿 • 2)测量基准面 • 3)测量方向 • 4)支承面和衣着
4、测量方法与测量项目
• 1)人体 主要尺寸
• 2)立姿人体尺寸 3)坐姿人体尺寸
讨论:图示 的座椅设计 哪些尺寸有
问题?
• 4)人体水平尺寸
5)人体头部尺寸
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• 6)人体手部尺寸:手长,手宽,食指长, 食指近位指关节宽,食指远位指关节宽
第三章 人体测量与人体机能特征
第3章 人体测量与人体机能特征
• 识记:名词术语;人体测量的意义、分类、条 件、测量项目;人体测量的主要仪器;我国成年 人常用人体尺寸;人的感觉、知觉的特性及主要 心理现象;人的自然倾向及生物节律
• 理解:测量方法;人体测量中的主要统计函数; 各种人体尺寸的应用场合;着装及功能修正量; 人体数学模型和人体模板;影响人体信息接受的 主要因素;人类信息处理模型;错觉
应产品
浴室 的共 用性 设计
• 原则三“简单、直观”要点: • 1、避免不必要的复杂 • 2、尽量将“使用者”的直觉和期望值保持一
致 • 3、用词、语言表达具有包容性 • 4、以信息的重要性为前提进行布局. • 5 、任务结束后,提供有效的提示与反馈
• 原则四“可识别信息”要点: • 1、详细表达必要信息,采用不同的形式(图画、
人体主要尺寸及标准差
标准 正态 分布 数值 表
我国成年人人体尺寸
• 1)人体主要尺寸 • (1)男(18至60岁)第50百位数的身高为
1678mm • (1)女(18至55岁)第50百位数的身高为
1570mm • 2)立姿人体尺寸(P62) • 3)坐姿人体尺寸(P63 ,见下页) • 4)人体水平尺寸(P64) • 5)各大区域人体尺寸的均值和标准差
1、人体测量 的意义:
讨论:这是不 是绝对最好的 位置?
研究实例
2、人体测量的分类:
• 1)静态人体测量:静止状态下测量 • 国家标准中规定立姿有40项,坐姿有22项 • 2)动态人体测量:动作状态下测量动作幅度 • (1)四肢所及的范围; • (2)各关节能达到的距离; • (3)关节能转动的角度;
• 试确定门的把手或锁孔离地面的高度。
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共用性设计原则
• 所谓共用性设计(UD=Universal Design)的 概念就是超越年龄、性别、国籍以及身体 状况等界限,为尽可能多的人提供他们可 以利用的产品和服务。
• 为了设计更方便残疾人使用的轮 椅,开发人员亲自坐轮椅体验残 疾人出行,或者陪同残疾人上 街,了解他们可能遇到的不便, 然后将从亲身体验中得到的启发 反映到产品设计中去。
案例3:考虑人因工程学的椭圆机设 计
• 1、踏板轨迹的设计 • 2、踏板间距和踏板最大倾角 • 3、飞轮的设计 • 4、负载的计算 • 5、把手的设计 • 6、人-机系统的力学特性
椭圆机的结构设计
实测脚部运动轨迹的拟合
机构的连杆点最多能精确通过拟合椭圆上所选的8 个点
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踏板间距和踏板最大倾角
• 1,人在走路时,两脚之间的距离约为5cm 或者 是一个拳头的大小;
• 能力:百分位数与人体尺寸的转换计算;利用人 体测量数据进行设计;运用CATIA进行人因工程 设计;错觉的矫正及利用
• 3.1 人体测量 • 3.1.1 人体测量 • 3.1.2 人体测量的结构参数 • 3.1.3 人体测量的功能参数 • 3.1.4 人体数学模型与人体模板 • 3.2 人体的机能特征 • 3.2.1 人的信息接受、传递 • 3.2.2 人的感觉、知觉及主要的心理现象 • 3.2.3 人的自然倾向和生物节律
6~12kg。
虚线为无飞轮 机构,速度波 动过大,显然 很难达到运动 顺畅的要求。
负载的计算
• 为增加运动的负载,须设计阻尼装置,而且阻尼 应为可调。
• 首先应对阻尼上限进行估算。对于使用者,体重 范围是P95 男性和P5女性体重之间, 加上着装修 正量, 约为420~750N。
• F1=G×i/h, F2=F1,
• M= F2×L×sin(t), 故:M= G×L×i×sin(t)/h
• 约为 11.8N.m~21N.m
负载的验证
• “每分钟50 回转”已成为一种习惯性标准。 • 若取负载上限为21N.m,曲柄以50rpm 的速度运
动,则人体对外做功的功率为110W。 • 据研究,室内健身器普通的运动强度一般是
C. 人体体积和表面面积的计算
• 1、体积计算公式 • V=1.015W-4.937 • 2、表面面积计算公式 • 男性: B=100H • 女性: B=77H
2)人体生物力学参数的计算
• 1、人体主要的生物力学参数 • 2、用于计算机仿真分析:骨骼、关节的应
力分析
• 3.1 人体测量 • 3.1.1 人体测量 • 3.1.2 人体测量的结构参数 • 3.1.3 人体测量的功能参数 • 3.1.4 人体数学模型与人体模板 • 3.2 人体的机能特征 • 3.2.1 人的信息接受、传递 • 3.2.2 人的感觉、知觉及主要的心理现象 • 3.2.3 人的自然倾向和生物节律
1、常用的功能尺寸
• 功能尺寸:为保证产品实现某项功能所确定 的基本尺寸
• 产品最小功能尺寸=相应百分位数的人体尺 寸+功能修正量
• 产品最佳功能尺寸=相应百分位数的人体尺 寸+功能修正量+心理修正量=产品最小功能 尺寸+心理修正量
2、功能修正量
• 1. 功能修正量=穿着修正量+姿势修正量+操作 修正量
169.2) ,排名为32
立姿人体尺寸
3、人体测量的结构参数
• 1)A. 站姿相关计算 • 讨论:设计皮箱拉杆把手处最大高度(产
品设计定位:年轻男性,商务)
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讨论
• B. 体重值与身高的相关计算
• WE=H-110 • WL=H-100 • 设计实例:华工汕头校友楼电梯面积为1米
5*1米5,载重1000KG,搭乘13人。请问是 否真能搭乘13人?载重是否足够?
• 2.穿着修正量:考虑使用场合; 考虑目标人群; 考 虑穿着的部位; 考虑穿着的单双层修正.
• 姿势修正量:如立姿时身高、眼高减10mm;行 走时高度起伏90mm;
• 操作修正量: 如操作不同功能的控制器时,上 肢前展长有不同的减少。
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3、心理修正量
• 1.可通过实验方法(基于主观评价表)求得 • 2. 考虑目标人群的地域,民族习惯,文化修养
• 原则一“平等使用”要点: • 1、尽可能公平地为所有“使用者”提供相同的使用
方式 • 2、切忌排挤、指责“特殊使用者” • 3、平等地考虑所有“使用者”的隐私安全 • 4、使所有“使用者”都觉得这是好的设计
地铁 验票 装置 的共 用性 设计
• 原则二“适用广泛”要点: • 1、提供多种可选择的用法 • 2、方便右撇子/左撇子拿取 • 3、使用的精确、精密性 • 4、设计适应“使用者”的产品,并非让“使用者”去适
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讨论:椅子、桌子的主要参数确定

• (产品设计定位:小型商务会议使用)
姿




电影院上升高度的设计
• 讨论:前后排高度差如何确定?请计算
2、部份国家成年男性人体尺寸 (2006年)
• 荷兰182.5厘米,为世界最高 • 法国 176.4,排名 15 • 意大利 176.1 ,排名 16 • 美国 175 ,排名 19 • 韩国 173.3 ,排名 24 • 日本 170.7 ,排名 29 • 中国男性的平均身高是169.7厘米(97年时为
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• 原则六“尽可能省力”要点: • 1、考虑“使用者”合适的身体位置 • 2、合理操作 • 3、避免重复操作 • 4、将支撑力减到最小
• 原则七“最适合的大小和高度”要点: • 1、使所有站着的或者坐着的“使用者”清楚地识别
重要信息 • 2、使所有站着的或者坐着的“使用者”能舒适地拿
取、使用产品 • 3、为轮椅等特殊设备提供足够的使用空间 • 4、产品适应手的大小
橱柜的共 用性设计
• 3.1 人体测量 • 3.1.1 人体测量 • 3.1.2 人体测量的结构参数 • 3.1.3 人体测量的功能参数 • 3.1.4 人体数学模型与人体模板 • 3.2 人体的机能特征 • 3.2.1 人的信息接受、传递 • 3.2.2 人的感觉、知觉及主要的心理现象 • 3.2.3 人的自然倾向和生物节律
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• 3.1 人体测量 • 3.1.1 人体测量 • 3.1.2 人体测量的结构参数 • 3.1.3 人体测量的功能参数 • 3.1.4 人体数学模型与人体模板 • 3.2 人体的机能特征 • 3.2.1 人的信息接受、传递 • 3.2.2 人的感觉、知觉及主要的心理现象 • 3.2.3 人的自然倾向和生物节律
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