1、人體測量與作業(yè)空間設(shè)計,第八講,內(nèi)容提要,人體測量及常用的人體測量數(shù)據(jù) 人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用 作業(yè)空間設(shè)計 作業(yè)姿勢與作業(yè)空間設(shè)計 作業(yè)性質(zhì)與作業(yè)空間設(shè)計 座椅的設(shè)計,第一節(jié) 人體測量及常用的人體測量數(shù)據(jù),人體測量的概念 人體測量的分類 人體測量的規(guī)定 人體測量的方法 常用的人體測量的數(shù)據(jù),人體測量的概念,人體測量是指借助于人體測量儀器，按照人體測量的方法，通過測量人體各個部位的尺寸、重量、體積、動作的幅度等來確定個體和群體之間在人體尺寸上的差別，用以研究人的形態(tài)特征，從而為工業(yè)工程設(shè)計提供人體測量數(shù)據(jù)。,人體測量的分類,靜態(tài)人體測量 在確定的靜止狀態(tài)下進行測量，一般是指對人體的直線、弧線、角度

2、和面積等進行測量。 動態(tài)人體測量 在人體處于動作狀態(tài)下進行測量，通常是對手、上肢、下肢、腳所及的范圍及各個關(guān)節(jié)所能達到的距離和轉(zhuǎn)動的角度進行測量。,人體測量的規(guī)定,人體測量只有在被側(cè)者姿勢、基準面、測量方向、測量點等符合規(guī)定時才是有效。 測量的基本姿勢 測量的基準面 測量的方向 支撐面、衣著和測量的精確度,測量的基本姿勢,立姿 挺胸直立，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向體側(cè)，手指輕貼大腿側(cè)面，膝部自然伸直，左、右足后跟并攏，前端分開，使兩足大致呈45夾角，體重均勻分布于兩足。 坐姿 挺胸坐在被調(diào)節(jié)到腓骨頭高度的平面上，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，

3、左、右大腿大致平行，膝彎屈大致成直角，足平放在地面上，手輕放在大腿上。,眼耳平面,眼耳平面，簡稱FH平面，是人類學研究工作中常用的標準平面，它是由顱骨兩側(cè)的外耳門上緣點和左側(cè)眶下緣點所組成的一個平面。 在活體測量時，當人采取直立姿勢，兩眼向前平視時，頭部即大體上位于眼耳平面上。,測量的基準面,矢狀面： 通過鉛垂軸和縱軸的平面及與其平行的所有平面都稱為矢狀面。 冠狀面：通過鉛垂軸和橫軸的平面及與其平行的所有平面都稱為冠狀面。冠狀面將人體分成前、后兩部分。 水平面：與矢狀面及冠狀面同時垂直的所有平面都稱為水平面。水平面將人體分成上、下兩部分。 眼耳平面,測量的方向,頭側(cè)端和足側(cè)端 內(nèi)側(cè)與外側(cè) 近位

4、和遠位 橈側(cè)和尺側(cè) 脛側(cè)和腓側(cè),支撐面、衣著和測量的精確度,支撐面 立姿時站立的地面或平臺以及坐姿時的椅平面應(yīng)是水平的、穩(wěn)固的、不可壓縮的。 衣著 要求被測量者裸體或穿著盡量少的內(nèi)衣。 測量值讀數(shù)精度 線性測量項目測量值讀數(shù)精確度為1mm，體重讀數(shù)精確度為0.5kg。,人體測量的人體測量的方法,常用的測量儀器,人體測高儀,人體測量用彎腳規(guī),人體測量用直腳規(guī),人體測量的人體測量的方法,測量方法 測量時應(yīng)在呼氣與吸氣的中間進行。 次序 從頭向下到腳 從身體的前面，經(jīng)過側(cè)面，再到后面 測量時只許輕觸測點，不可緊壓皮膚 測量項目應(yīng)根據(jù)實際需要確定，具體測量方法詳見GB/T 57031999用于技術(shù)設(shè)計

5、的人體測量基礎(chǔ)項目的有關(guān)規(guī)定。,常用的人體測量的數(shù)據(jù),我國成年人人體結(jié)構(gòu)(靜態(tài))尺寸（P230） 人體主要尺寸 立姿人體尺寸 坐姿人體尺寸 人體水平尺寸 我國成年人人體功能(動態(tài))尺寸（P231） 動態(tài)人體測量通常是對手、上肢、下肢、腳所及的范圍以及各關(guān)節(jié)能達到的距離和能轉(zhuǎn)動的角度進行測量。由于人主要依靠上肢從事各項操作活動，因此本節(jié)只給出上肢功能(動態(tài))尺寸。,自修,第二節(jié) 人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用,人體測量數(shù)據(jù)的主要統(tǒng)計指標 人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用步驟 人體測量數(shù)據(jù)應(yīng)用的原則,人體測量數(shù)據(jù)的主要統(tǒng)計指標,平均值 標準差 百分位數(shù) PV=X：表示這組數(shù)據(jù)中小于X 的數(shù)據(jù)占V % 在設(shè)計中，當需要得到任

6、一百分位數(shù)PV的數(shù)值時 ，則可按下式進行計算 K為百分比變換系數(shù)，見表13.4,人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用步驟,（1）確定所設(shè)計產(chǎn)品的類型 （2）選擇人體百分位數(shù) （3）確定功能修正量 （4）確定心理修正量 （5）產(chǎn)品功能尺寸的設(shè)計,（1）確定所設(shè)計產(chǎn)品的類型,（2）選擇人體百分位數(shù),（3）確定功能修正量,著裝修正量 姿勢變化修正量 操作修正量,（4）確定心理修正量,為了克服人們心理上產(chǎn)生的“空間壓抑感”、“高度恐懼感”等心理感受，或者為了滿足人們的“求美”、“求奇”等心理需求，在產(chǎn)品最小功能尺寸上附加一項增量，稱為心理修正量。,（5）產(chǎn)品功能尺寸的設(shè)計,產(chǎn)品最小功能尺寸 =人體尺寸百分位數(shù)+功能修正

7、量 產(chǎn)品最佳功能尺寸 =人體尺寸百分位數(shù)+功能修正量+心理修正量,人體測量數(shù)據(jù)應(yīng)用的原則,由人體身高決定的尺寸門、通道、艙口、床、擔架等以第95百分位為依據(jù)； 由人體某部分尺寸決定的物體，如腿長決定的坐平面高度以第5百分位為依據(jù)； 可調(diào)尺寸調(diào)節(jié)范圍使第5百分位到第95百分位間的所有人都可用； 以第5百分位或第95百分位為限值的物體當此界限外的人使用會危及安全健康、增加事故危險擴大到第1百分位或第99百分位人與緊急制動桿距離、緊急出口； 插座、開關(guān)、收銀臺等的高度以第50百分位為依據(jù)。,試設(shè)計適用于中國人使用的車船臥鋪上下鋪凈空高度,（1）確定類型： A型 （2）選擇百分位數(shù)：成年男女通用，P9

8、9， 979mm （3）確定功能修正量：衣褲厚度25mm （4）確定心理修正量：頭頂無壓迫感115mm （5）產(chǎn)品功能尺寸的設(shè)計 產(chǎn)品最小功能尺寸 =人體尺寸百分位數(shù)+功能修正量 = 979十251004mm 產(chǎn)品最佳功能尺寸 =人體尺寸百分位數(shù)+功能修正量+心理修正量 979十25十115=1119mm,第三節(jié) 作業(yè)空間設(shè)計概述,作業(yè)空間的有關(guān)概念 作業(yè)空間設(shè)計的一般要求 作業(yè)空間設(shè)計的人體因素,作業(yè)空間的有關(guān)概念,作業(yè)空間 作業(yè)空間的分類 （1）近身作業(yè)空間 （2）個體作業(yè)場所 （3）總體作業(yè)空間,作業(yè)空間設(shè)計的一般要求,近身作業(yè)空間設(shè)計應(yīng)考慮的因素 （1）作業(yè)特點：高溫&低溫，動態(tài)&靜態(tài)

9、 （2）人體尺寸 （3）作業(yè)姿勢：立姿，坐姿，坐姿與立姿交替 （4）個體因素：性別，年齡，人種，體型 （5）維修活動 作業(yè)場所布置原則 （1）重要性原則 （2）使用頻率原則 （3）功能原則 （4）使用順序原則 總體作業(yè)空間設(shè)計的依據(jù) 結(jié)合任務(wù)要求，以人為主體進行設(shè)計,作業(yè)空間設(shè)計的人體因素,人的視野及所及范圍 肢體動作力量 工作體位 人的行為特征,人的視野及所及范圍,視野 主要視力范圍 中心視力范圍，指視網(wǎng)膜中心窩處的視力，最清晰 瞬間視力范圍，通過眼球的轉(zhuǎn)動，在有限的時間內(nèi)就能獲得該區(qū)內(nèi)物體的清晰形象。 有效視力范圍，頭部和眼球的轉(zhuǎn)動，在該區(qū)內(nèi)注視物體時，必須集中注意力方能有足夠的清晰視覺。

10、 眼高 立姿眼高，（147175）mm 坐姿眼高，（660790）mm 視覺運動規(guī)律,視覺運動規(guī)律,眼睛沿水平方向運動比沿垂直方向快且不易疲勞，一般先看到水平方向的物體，后看到垂直方向的物體。儀表外形設(shè)計成橫向長方形。 視線變化習慣于從左到右，從上到下和順時針方向運動。 人眼對水平方向尺寸和比例的估計比對垂直方向尺寸和比例的估計要準確得多，水平式儀表的誤讀率28，垂直式儀表的誤讀率35低。 眼睛偏離視中心時，在偏離距離相等的情況下，人眼對左上限的觀察最優(yōu)，依次為右上限、左下限、右下限。 兩眼的運動是協(xié)調(diào)的、同步的。不可能一只眼睛轉(zhuǎn)動而另一只眼睛不動，因而通常都以雙眼視野為設(shè)計依據(jù)。,肢體動作力

11、量,手的操縱力 坐姿 右手左手 拉力推力 向下的力向上的力 向內(nèi)的力向外的力 立姿 手臂的最大拉力產(chǎn)生于肩的下方180度方位上 手臂的最大推力產(chǎn)生于肩的上方0度方位上 腳的操縱力 腳產(chǎn)生的力的大小與下肢的位置、姿勢和方向有關(guān),工作體位,坐姿作業(yè) 概念：身軀伸直或稍向前傾角為1015度，上腿平放，下腿一般垂直地面或稍向前傾斜著地，身體處于舒適狀態(tài)的體位。 優(yōu)點：不易疲勞，持續(xù)工作時間長； 身體穩(wěn)定性好，操作精度高； 手腳可以并用作業(yè)； 腳蹬范圍廣，能正確操作。 適用條件 精細而準確的作業(yè)；持續(xù)時間較長的作業(yè)； 施力較小的作業(yè)；需要手、足并用的作業(yè)。,工作體位,立姿作業(yè)： 人站立時上體前屈角小于3

12、0度時所保持的姿勢。 優(yōu)點：可活動的空間增大； 改變體位的作業(yè)，立位比頻繁起坐消耗能量少； 手的力量增大，即人體能輸出較大的操作力； 減少作業(yè)空間。 缺點：不易進行精確和細致的作業(yè)；不易轉(zhuǎn)換操作； 容易引起疲勞，長期站立容易引起下肢靜脈曲張 適用條件 對于需經(jīng)常改變體位的作業(yè)；用力較大的作業(yè)； 控制裝置布置分散，需要手、足活動幅度較大作業(yè)； 在沒有容膝空間的機臺旁作業(yè)。,人的行為特征,個人心理空間 人的捷徑反應(yīng)和躲避行為,第四節(jié) 作業(yè)姿勢與作業(yè)空間設(shè)計,坐姿作業(yè)空間設(shè)計 立姿作業(yè)空間設(shè)計 坐立交替作業(yè)空間設(shè)計 其他作業(yè)空間設(shè)計,坐姿作業(yè)空間設(shè)計,（1）工作面的設(shè)計 （2）作業(yè)范圍的設(shè)計 （3）

13、容膝、容腳空間 （4）椅面高度及活動余隙 （5）腳的作業(yè)空間,坐姿作業(yè)空間設(shè)計,（1）工作面的設(shè)計 高度 寬度 單供靠肘，最小100mm，最佳200mm； 僅當寫字，最佳寬度為400mm； 面板厚度不超過50mm，保證大腿的容膝空間,坐姿作業(yè)空間設(shè)計,（2）作業(yè)范圍的設(shè)計 水平作業(yè)范圍 垂直作業(yè)范圍 立體作業(yè)范圍,立體作業(yè)范圍,坐姿作業(yè)空間設(shè)計,（3）容膝、容腳空間,坐姿作業(yè)空間設(shè)計,（4）椅面高度及活動余隙 一般略低于小腿高度 座椅放置空間的深度距離（臺面邊緣到固定壁面的距離），至少應(yīng)在810mm以上，以便作業(yè)者起身與坐下時移動椅子。 座椅放置空間的寬度距離應(yīng)保證作業(yè)者能自由的伸展手臂，座椅

14、的扶手至側(cè)面的距離應(yīng)大于610mm。,坐姿作業(yè)空間設(shè)計,（5）腳的作業(yè)空間,蹬力較大的腳操作器作業(yè)空間,蹬力較小的腳操作器作業(yè)空間,立姿作業(yè)空間設(shè)計,（1）工作面的設(shè)計 （2）作業(yè)范圍的設(shè)計 （3）工作活動余隙 （4）立姿作業(yè)空間垂直方向布局設(shè)計,立姿作業(yè)空間設(shè)計,（1）工作面的設(shè)計,立姿作業(yè)空間設(shè)計,（2）作業(yè)范圍設(shè)計,立姿作業(yè)空間設(shè)計,（3）工作活動余隙,立姿作業(yè)空間設(shè)計,（4）立姿作業(yè)空間垂直方向布局設(shè)計,坐立交替作業(yè)空間設(shè)計,在設(shè)計坐-立交替的工作面時，工作面的高度以站立時的工作高度為準，椅子高以680780cm為宜，同時提供腳踏板，使人坐著工作時腳有休息的地方，否則人們很難工作持久。

15、,其他作業(yè)空間設(shè)計,其他作業(yè)姿勢,其他作業(yè)空間設(shè)計,第五節(jié) 工作場所性質(zhì)與作業(yè)空間設(shè)計,出入口的設(shè)計 通道和走廊的設(shè)計 樓梯、梯子和斜坡道的設(shè)計 傳送帶的設(shè)計（自修） 平臺和護欄的設(shè)計（自修）,出入口的設(shè)計,應(yīng)急出口的尺寸/mm,通道和走廊 的設(shè)計,最小空隙原則,樓梯、梯子和斜坡道的設(shè)計,樓梯 斜度與地面成30-35度角 表面防滑 視力因素，減少踏錯 扶手，高度合適 梯子 折疊梯，坡度與地面成70度角以上 登梯，坡度與地面在50-75度之間 斜坡道 手推車和運貨車搬運，坡度不能超過15度 防滑，有扶手 中間平整,第六節(jié) 座位的設(shè)計,座椅設(shè)計的生物力學原理 座椅的基本類型 座椅的設(shè)計原則 座椅的

16、設(shè)計要求,座位設(shè)計的生物力學原理,坐姿對脊柱形態(tài)的影響 肌肉的活動度 坐姿時的體重壓力分布 姿勢變換的必要性,座位的基本類型,座椅和坐凳 座椅根據(jù)用途又可以分為： 專用工作椅 多用座椅 休息椅,座位的設(shè)計原則,座椅尺寸與使用者的人體尺寸相適應(yīng)。 座椅設(shè)計盡可能使就坐者保持自然或接近自然的姿勢，且可以在坐位上不時變換自己的坐姿。 座椅結(jié)構(gòu)與形態(tài)要有利于人體重力的合理分布和有利于減輕背部與脊柱的疲勞與變形。 座椅要盡可能設(shè)計得使坐用者活動方便，操作省力，體感舒適。 座椅設(shè)計得牢固、穩(wěn)定，防止坐者傾翻、滑倒。,座位的設(shè)計要求,（1）椅面高度 比“小腿加足高”略低一點，不宜超過40cm （2）深度與寬

17、度 深度，腰背自然地倚靠在靠背上時椅面前緣不會抵到小腿，一般以“臀膝距”尺寸作為參考，3540cm為宜 寬度要按大身材人的體寬尺寸設(shè)計，不宜小于40cm。對左右連排坐位，要適當增大寬度，不宜小于50cm。 （3）坐位面傾角 休息用座椅，一般后傾20度左右 音樂廳、講演廳、會議室等場合用座椅，成5度15度 對辦公座椅的椅面傾角，一般以后傾3度左右為宜。,座位的設(shè)計要求,（4）靠背尺寸，靠背按其高度尺寸可以分為四類： 低靠背：只支撐腰部，又稱為腰靠 低靠背一般取上下高1525cm，左右寬3040cm 中靠背：除了支撐腰椎部，還支撐到胸椎下半部 中靠背上下高度可取40cm左右 教室、會議室、辦公室等場合一般采用 高靠背：達到肩部的靠背 全靠背：高靠背加上頭部位置就成了全靠背，常應(yīng)用于飛機機艙、長途客車以及躺椅等主要供休息用的坐位設(shè)計中,座位的設(shè)計要求,（5）靠背角，靠背與椅面的夾角 一般認為坐位的靠背可在95110度范圍內(nèi)選??； 辦公用椅：100左右為宜