1、第十一章 人体测量Ch3 Measuring of the Human Body第一节第一节 人体测量简介人体测量简介第二节第二节 静态测量静态测量第三节第三节 动态测量动态测量第四节第四节 典型标准典型标准第五节第五节 人体测量的应用人体测量的应用第一节 人体测量简介 人体测量人体测量是指对人类身体各方面特征数据是指对人类身体各方面特征数据的度量，特别是人体的尺寸、形状和耐力的度量，特别是人体的尺寸、形状和耐力及这些数据在设计中的应用。及这些数据在设计中的应用。人体测量人体测量通过对测量人体各部分的尺寸，通过对测量人体各部分的尺寸，来确定人体和群体在人体尺寸上的共性及来确定人体和群体在人体尺
2、寸上的共性及特性，为工业设计和工程设计提供依据。特性，为工业设计和工程设计提供依据。第一节第一节 人体测量简介人体测量简介一、人体测量一、人体测量（Anthropometry)人因工程学范畴内的人体测量数据可分为：人因工程学范畴内的人体测量数据可分为：l人体构造尺寸人体构造尺寸静态尺寸静态尺寸l人体功能尺寸人体功能尺寸动态尺寸动态尺寸 人体测量有关标准人体测量有关标准lGB397583人体测量术语人体测量术语lGB5703854人体测量方法人体测量方法lGB5704.14 85人体测量仪器人体测量仪器第一节第一节 人体测量简介人体测量简介二、人体尺寸与工作台设计二、人体尺寸与工作台设计v人体测
3、量的统计结果称为人体尺寸。人体测量的统计结果称为人体尺寸。v在应用人体结构尺寸来设计产品或设备在应用人体结构尺寸来设计产品或设备时，应先确定使用对象并收集相应的统时，应先确定使用对象并收集相应的统计数据，然后根据人体尺寸来确定设备计数据，然后根据人体尺寸来确定设备或产品的尺寸。或产品的尺寸。第一节第一节 人体测量简介人体测量简介二、人体尺寸与工作台设计二、人体尺寸与工作台设计v应用人体测量设计工作台时，应遵循以下步骤：应用人体测量设计工作台时，应遵循以下步骤：v分析任务，确定与工作有关的功能要求；分析任务，确定与工作有关的功能要求；v设立调查表，找出与工作台有关的其他问题；设立调查表，找出与工
4、作台有关的其他问题；v确定使用者和相应的数据；确定使用者和相应的数据；v确定适应人群所占的比例；确定适应人群所占的比例；v确定基本的人体测量指标；确定基本的人体测量指标；第一节第一节 人体测量简介人体测量简介三、人体测量的方法三、人体测量的方法被测者的姿势被测者的姿势l直立姿势直立姿势（立姿）（立姿）l坐姿坐姿测量基准面测量基准面l矢状面矢状面l正中矢状面正中矢状面l冠状面冠状面l水平面水平面l眼耳平面眼耳平面图图3-1 人体测量基准面和基准轴人体测量基准面和基准轴第一节第一节 人体测量简介人体测量简介三、人体测量的方法三、人体测量的方法测量方向测量方向l在人体上、下方向：分头侧端，足侧端在人
5、体上、下方向：分头侧端，足侧端l在人体左、右方向：分内侧，外侧在人体左、右方向：分内侧，外侧l在四肢上：分近位，远位在四肢上：分近位，远位l上肢：挠侧，尺侧上肢：挠侧，尺侧l下肢：胫侧，腓侧下肢：胫侧，腓侧支承面和衣着支承面和衣着第一节第一节 人体测量简介人体测量简介四、人体测量的主要仪器四、人体测量的主要仪器人体测高仪人体测高仪人体测量用直脚规人体测量用直脚规人体测量用弯脚规人体测量用弯脚规图图3-2 人体测量用弯脚规人体测量用弯脚规第二节第二节 静态测量静态测量静态人体测量可采取不同的姿势，主要静态人体测量可采取不同的姿势，主要有立姿、坐姿、跪姿和卧姿等几种。有立姿、坐姿、跪姿和卧姿等几种
6、。静态测量数据是动态测量的基础，是人静态测量数据是动态测量的基础，是人机系统不可缺少的参数。机系统不可缺少的参数。l制作衣服时人体尺寸的测量是常见的人体静制作衣服时人体尺寸的测量是常见的人体静态测量方法。态测量方法。第二节第二节 静态测量静态测量一、结构化的人体测量数据一、结构化的人体测量数据人体测量数据是指人体不同部位的尺寸人体测量数据是指人体不同部位的尺寸。1986年，年，Pheasant人体测量数据图（人体测量数据图（36种）种）l身高、眼高、肩高、坐高、坐眼高身高、眼高、肩高、坐高、坐眼高l肘高肘高决定工作台的高度决定工作台的高度l指节高度指节高度作为栏杆和手柄的参考作为栏杆和手柄的参
7、考l指尖的高度指尖的高度与手指操作控件有关与手指操作控件有关图图3-3 立姿人体尺寸立姿人体尺寸图图3-4 坐姿人体尺寸坐姿人体尺寸第二节第二节 静态测量静态测量二、数据的统计含义二、数据的统计含义由于人体之间存在差异，某一个体的测量尺寸由于人体之间存在差异，某一个体的测量尺寸不能作为设计的依据。通常选择测量群体中具不能作为设计的依据。通常选择测量群体中具有代表性的样本，并对其测量结果进行统计处有代表性的样本，并对其测量结果进行统计处理获得所需的数据。理获得所需的数据。人体测量的数据常以人体测量的数据常以百分位数百分位数来表示人体尺寸来表示人体尺寸等级。最常用的是第等级。最常用的是第5%、第、
8、第50%、第、第95%三三种百分位数表示。种百分位数表示。百分位数百分位数第第5%5%、第、第50%50%、第、第95%95%第第5%百分位数表示百分位数表示“小小”身材是指有身材是指有5的人群身材尺寸小于此值，而有的人群身材尺寸小于此值，而有95的的人群身材尺寸大于此值；人群身材尺寸大于此值；第第50%百分位数表示百分位数表示“中中”身材，是指大身材，是指大于和小于此值的人群身材尺寸各为于和小于此值的人群身材尺寸各为50；第第95%百分位数表示百分位数表示“大大”身材，是指有身材，是指有95的人群身材尺寸小于此值，而有的人群身材尺寸小于此值，而有5的人群身材尺寸大于此值。的人群身材尺寸大于此
9、值。第二节第二节 静态测量静态测量二、数据的统计含义二、数据的统计含义在人体测量中所得到的测量值，都是离在人体测量中所得到的测量值，都是离散的随机变量，因而可根据概率论与数散的随机变量，因而可根据概率论与数理统计理论对测量数据进行统计分析，理统计理论对测量数据进行统计分析，从而获得所需群体尺寸的统计规律和特从而获得所需群体尺寸的统计规律和特征参数。征参数。第二节第二节 静态测量静态测量二、数据的统计含义二、数据的统计含义均值均值方差方差S2标准差标准差S抽样误差抽样误差X第二节第二节 静态测量静态测量二、数据的统计含义二、数据的统计含义人体尺寸虽然并不完全遵循正态分布规人体尺寸虽然并不完全遵循
10、正态分布规律，但近似于正态分布。律，但近似于正态分布。根据统计学原理，选取足够大的样本估根据统计学原理，选取足够大的样本估计人的人体测量尺寸，则样本的均数符计人的人体测量尺寸，则样本的均数符合正态分布，样本本身的数据也符合正合正态分布，样本本身的数据也符合正态分布。态分布。进行数据处理时应注意下述问题：进行数据处理时应注意下述问题：l样本的大小，取决于数据估计所要求的精度；样本的大小，取决于数据估计所要求的精度；l样本的随机性，要使数据估计具有代表性，样本的选样本的随机性，要使数据估计具有代表性，样本的选取必须随机；取必须随机；l根据数据要求精度进行数据分组，统计各组频数。根据数据要求精度进行
11、数据分组，统计各组频数。l依测得数据大小，统计累计频数；依测得数据大小，统计累计频数；l将累计频数换算成累计频率，计算百分位数；将累计频数换算成累计频率，计算百分位数；l求平均值和标准差；求平均值和标准差；l根据样本的平均数、标准差估计总体的区间；根据样本的平均数、标准差估计总体的区间；l求两种测量数据的相关系数和关系式。求两种测量数据的相关系数和关系式。第二节第二节 静态测量静态测量二、数据的统计含义二、数据的统计含义（1）平均值。它是指测量值分布最集中区，此值可反）平均值。它是指测量值分布最集中区，此值可反映测量值本质与特征，是衡量一定条件下的测量水平，映测量值本质与特征，是衡量一定条件下
12、的测量水平，但不能作为设计的依据，否则只能满足但不能作为设计的依据，否则只能满足50%的人使用。的人使用。用表示。用表示。（2）标准差。它表明一系列变数距平均值的分布状态）标准差。它表明一系列变数距平均值的分布状态或离散程度。用或离散程度。用表示。标准差常用于确定某一范围表示。标准差常用于确定某一范围的界限。在正态分布数据中的界限。在正态分布数据中M 范围界限为范围界限为68.27%M 2 范围界限为范围界限为95.55%M 3 范围界限为范围界限为99.73%_M第二节第二节 静态测量静态测量二、数据的统计含义二、数据的统计含义（3）百分比值。按照统计规律，任何一个测量）百分比值。按照统计规
13、律，任何一个测量项目（如身高）都有一个概率分布和累计概率。项目（如身高）都有一个概率分布和累计概率。l累计概率从累计概率从0100%有若干个百分比值，当从有若干个百分比值，当从0到横到横坐标某一值的曲线面积占整个面积的坐标某一值的曲线面积占整个面积的5%时，该坐标时，该坐标值称为值称为5%百分比值；当占百分比值；当占10%时称为时称为10%百分比值；百分比值；占占50%时称为时称为50%百分比值等。工程上常用百分比值百分比值等。工程上常用百分比值的范围表示设计范围，百分比值的范围越宽，设计时的范围表示设计范围，百分比值的范围越宽，设计时的范围越大，通用性越广。的范围越大，通用性越广。l1%50
14、%间百分比值间百分比值 Py=M-Kl50%99%间百分比值间百分比值 Py=M+K_M表表11111 1百分比变换系数百分比变换系数百分比（百分比（%）K K百分比（百分比（%）K K0.50.51 10 02 25 55 51010151520202525303050502.5762.5762.3262.3261.9601.9601.6451.6451.2821.2821.0381.0380.8630.8630.6740.6740.5240.5240.0000.00070707575808085859090959597975 5999999995 50.5240.5240.6740.674
15、0.8420.8421.0361.0361.2821.2821.6451.6451.9601.9602.3262.3262.5762.576例如，身高的平均值是例如，身高的平均值是1670，64，求，求5%和和95%的百分比值的尺寸。的百分比值的尺寸。查表查表111：5%时时K1.645，95%时时K1.645，5%百分比值的尺寸百分比值的尺寸 Py=1670-641.6451564.7,95%百分比值的尺寸百分比值的尺寸 Py=1670+641.6451775.3第二节第二节 静态测量静态测量三、人体着装结构尺寸三、人体着装结构尺寸实际应用中，一般用特定的人体结构尺实际应用中，一般用特定的人
16、体结构尺寸均值寸均值Mx加上平均的衣物修正值加上平均的衣物修正值My获得获得人体着装结构尺寸人体着装结构尺寸M(x+y)M(x+y)=Mx+My 表表3-1 由于着衣人体尺寸增大的调整值（建议值）由于着衣人体尺寸增大的调整值（建议值）单位：单位：mm第二节第二节 静态测量静态测量五、影响人体测量数据的因素五、影响人体测量数据的因素人体的结构尺寸随着区域、民族、性别、年龄人体的结构尺寸随着区域、民族、性别、年龄和生活状况等因素的不同而有所差异。和生活状况等因素的不同而有所差异。l民族因素：民族因素：不能套用其他民族的测量结果不能套用其他民族的测量结果l性别、年龄因素：性别、年龄因素：男女之间，不
17、同年龄段之间男女之间，不同年龄段之间l职业因素：职业因素：脑力劳动与体力劳动，运动员与非运动脑力劳动与体力劳动，运动员与非运动员，特殊岗位员，特殊岗位（如消防队员、模特、警察等）（如消防队员、模特、警察等）。第三节第三节 动态测量动态测量活动空间活动空间l要完成一项非常简单的任务人体也需要某些要完成一项非常简单的任务人体也需要某些部位运动，这就要求有足够的空间，即活动部位运动，这就要求有足够的空间，即活动空间。空间。l人在劳动或运动时，人体空间位置与尺寸时人在劳动或运动时，人体空间位置与尺寸时刻在变化，这种变化就是动态变化。刻在变化，这种变化就是动态变化。l动态测量就是测定人体动态变化时的数值
18、。动态测量就是测定人体动态变化时的数值。l活动空间的分配依赖于许多因素，如使用的活动空间的分配依赖于许多因素，如使用的人群、任务、衣物、设备等。人群、任务、衣物、设备等。第三节第三节 动态测量动态测量伸展域伸展域l立姿时人的活动空间不仅取决于足够的活动立姿时人的活动空间不仅取决于足够的活动空间，而且也取决于保持身体平衡的微小动空间，而且也取决于保持身体平衡的微小动作和肌肉。作和肌肉。l人在站立并保持脚的站立面不变时，手臂的人在站立并保持脚的站立面不变时，手臂的活动空间用舒展域来表示。伸展域分立视图活动空间用舒展域来表示。伸展域分立视图和平面图。和平面图。第三节第三节 动态测量动态测量伸展域伸展
19、域lBarnes，1963年提出水平作业范围。年提出水平作业范围。l正常区域：将上肢轻松地垂直于体侧，曲肘，以正常区域：将上肢轻松地垂直于体侧，曲肘，以肘关节为中心，前臂和手能自由到达的区域。肘关节为中心，前臂和手能自由到达的区域。l最大区域：完全伸展整个胳膊所能涉及的区域。最大区域：完全伸展整个胳膊所能涉及的区域。图图3-5 立姿的活动空间立姿的活动空间图图3-6 坐姿的活动空间坐姿的活动空间图图3-7 仰卧的活动空间仰卧的活动空间第四节第四节 典型标准典型标准一、人体尺寸设计中的基准点一、人体尺寸设计中的基准点1。驾驶舱的设计。驾驶舱的设计臀部关节或臀部臀部关节或臀部2。战斗机驾舱的设计。
20、战斗机驾舱的设计眼睛眼睛3。制造工作台设计。制造工作台设计手、手、ERP第四节第四节 典型标准典型标准二、工作面二、工作面v工作面的高度工作面的高度v重手工操作：手的位置在肘高之下重手工操作：手的位置在肘高之下200mm;v需要胳膊支持的任务，手在肘高之上需要胳膊支持的任务，手在肘高之上50mm;v 厨房的工作面：在肘高以下厨房的工作面：在肘高以下100mm。图图3-8人体尺寸部位标号（一）人体尺寸部位标号（一）图图3-9 人体尺寸部位标号（二）人体尺寸部位标号（二）图图3-10人体各部分尺寸的计算标号人体各部分尺寸的计算标号第四节第四节 典型标准典型标准二、工作面二、工作面v座位的设计座位的
21、设计v高度：应小于腿弯部的高度，膝盖和大腿的高度：应小于腿弯部的高度，膝盖和大腿的角度小于角度小于75，座位总的前后距离小于臀座位总的前后距离小于臀部部腿弯部的长度。腿弯部的长度。v空间：通道空间要考虑衣服和设备；考虑肘空间：通道空间要考虑衣服和设备；考虑肘部伸展空间和达到使用者适应度的百分比时，部伸展空间和达到使用者适应度的百分比时，两边各加两边各加50mm.第四节第四节 典型标准典型标准三、我国人体尺寸三、我国人体尺寸v1989年年7月月1日，日，GB10000-88中国成中国成年人人体尺寸年人人体尺寸。v法定中国成年人：男法定中国成年人：男18-60岁，女岁，女18-55岁。岁。v47项
22、人体尺寸数据，按男女性别分开；项人体尺寸数据，按男女性别分开；v三个年龄段：三个年龄段：18-25，26-35，36-60（男），（男），36-55（女）（女）第四节第四节 典型标准典型标准三、我国人体尺寸三、我国人体尺寸v选用选用GB10000-88中人体尺寸的注意点：中人体尺寸的注意点：v表列数值均为裸体测量的结果，设计时应考表列数值均为裸体测量的结果，设计时应考虑衣着的不同；虑衣着的不同；v表列数值均为标准立姿、坐姿，用于其他立表列数值均为标准立姿、坐姿，用于其他立姿、坐姿的设计，要增加修正量；姿、坐姿的设计，要增加修正量；v表列数值将全国分成表列数值将全国分成6个区域个区域(不包括香港
23、和不包括香港和澳门澳门)：东北、华北区，东北、华北区，西北区，西北区，东东南区，南区，华中区，华中区，华南区，华南区，西南区。西南区。第四节第四节 典型标准典型标准四、人体各部分尺寸与身高的相关计算四、人体各部分尺寸与身高的相关计算v正常成年人的身体各部分之间都有一定正常成年人的身体各部分之间都有一定的比例关系，可根据这种比例关系计算的比例关系，可根据这种比例关系计算人体相关参数。人体相关参数。第四节第四节 典型标准典型标准四、人体各部分尺寸与身高的相关计算四、人体各部分尺寸与身高的相关计算v体重与身高的相关计算体重与身高的相关计算正常体重：正常体重：W=H-110(kg)理想体重：理想体重：
24、WL=H-100(kg)式中：式中：H身高身高(cm)。v 如果人体的体重经常低于或高于正常体如果人体的体重经常低于或高于正常体重的重的10以上，则属于不正常状态。以上，则属于不正常状态。人体体积和表面面积的计算人体体积和表面面积的计算(体重在体重在5050100kg)100kg)v人体体积计算公式：人体体积计算公式：V1.015W一一4.937(L)v人体表面面积计算公式人体表面面积计算公式v由身高计算人体表面面积：由身高计算人体表面面积：男性男性 B100H(cm2)女性女性 B77H(cm2)v由身高和体重计算人体表面面积：由身高和体重计算人体表面面积：B.0061H+0.0128W-0
25、.1529(m2)第五节第五节 人体测量的应用人体测量的应用任务分析任务分析使用对象选择使用对象选择决定适应程度决定适应程度确定标准和约束确定标准和约束CAD技术在人体测量中的应用技术在人体测量中的应用（人体模（人体模板）板）图图3-12二维人体模板二维人体模板图图3-13人体模板用于工作系统设计人体模板用于工作系统设计图图3-14人体模板用于小汽车驾驶室设计人体模板用于小汽车驾驶室设计图图3-15 人体模板用于工程机械驾驶人体模板用于工程机械驾驶室设计室设计人体测量及测量数据的应用人体测量及测量数据的应用人体测量学的方法与内容人体测量学的方法与内容人体测量学的例子人体测量学的例子：q 在一些
26、大客车座椅，或者老板椅的靠背上部，都有一道鼓起来的凸包。对于大多数中国人来说，这个凸包常常是顶在后脑勺，使得当身体后靠在椅背时，不得不稍稍低头。从设计上来说，这道凸包本来是用来垫靠颈部的凹处，使人的头颈更舒服的。问题的出现是由于这些座椅的设计和生产直接从国外引进，而生产者又没有有关的常识，尺寸上完全照搬。由于中国人的身材较西方人小，结果西人垫颈的凸包就顶住了我们的后脑勺。作业空间设计概述作业空间设计概述人与机器结合完成生产任务是在一定的人与机器结合完成生产任务是在一定的作业空间进行的。作业空间进行的。人、机器设备、工装以及被加工物所占人、机器设备、工装以及被加工物所占的空间称为作业空间。的空间
27、称为作业空间。按作业空间包含的范围，可把它分为近按作业空间包含的范围，可把它分为近身作业空间、个体作业场所和总体作业身作业空间、个体作业场所和总体作业空间。空间。近身作业空间近身作业空间近身作业空间近身作业空间：指作业者在某一位置时，考虑：指作业者在某一位置时，考虑身体的静态和动态尺寸，在坐姿或站姿状态下，身体的静态和动态尺寸，在坐姿或站姿状态下，其所能完成作业的空间范围。其所能完成作业的空间范围。近身作业空间包括三种不同的空间范围，近身作业空间包括三种不同的空间范围，l一是在规定位置上进行作业时，必须触及的空间，一是在规定位置上进行作业时，必须触及的空间，即作业范围；即作业范围；l二是人体作
28、业或进行其他活动时二是人体作业或进行其他活动时(如进出工作岗位，如进出工作岗位，在工作岗位进行短暂的放松与休息等在工作岗位进行短暂的放松与休息等)人体自由活动人体自由活动所需的范围，即作业活动空间：所需的范围，即作业活动空间：l三是为了保证人体安全，避免人体与危险源三是为了保证人体安全，避免人体与危险源(如机械如机械传动部位等传动部位等)直接接触所需要的安全防护空间距离。直接接触所需要的安全防护空间距离。作业场所、总体作业空间作业场所、总体作业空间作业场所：指操作者周围与作业有关的、作业场所：指操作者周围与作业有关的、包含设备因素在内的作业区域。包含设备因素在内的作业区域。l如汽车驾驶室如汽车
29、驾驶室。总体作业空间：不同的个体作业场所的布总体作业空间：不同的个体作业场所的布置构成总体作业空间。置构成总体作业空间。l总体作业空间反映的是多个作业者或使用者之总体作业空间反映的是多个作业者或使用者之间作业的相互关系，如一个车间、办公室等。间作业的相互关系，如一个车间、办公室等。作业空间设计概述作业空间设计概述作业空间设计作业空间设计l从大的范围来讲，就是组织生产现场，把所从大的范围来讲，就是组织生产现场，把所需要的机器、设备和工具，按照生产任务、需要的机器、设备和工具，按照生产任务、工艺流程的特点和人的操作要求进行合理的工艺流程的特点和人的操作要求进行合理的空间布局。给人、物等确定最佳的流
30、通路线空间布局。给人、物等确定最佳的流通路线和占有区域，提高系统总体可靠性和经济性。和占有区域，提高系统总体可靠性和经济性。l从小的范围来讲，就是合理设计工作岗位，从小的范围来讲，就是合理设计工作岗位，以保证作业者安全、舒适、高效工作。以保证作业者安全、舒适、高效工作。作业空间设计的一般要求作业空间设计的一般要求（1 1）(一一)近身作业空间设计应考虑的因素近身作业空间设计应考虑的因素作业特点。作业特点。作业空间的大小尺寸与构成特点，首先作业空间的大小尺寸与构成特点，首先服从工作需要，要与工作性质和工作内容相适应。服从工作需要，要与工作性质和工作内容相适应。人体尺寸。人体尺寸。作业空间设计需要
31、参照人体尺寸数据。作业空间设计需要参照人体尺寸数据。特别是一些空间受限制的作业环境。特别是一些空间受限制的作业环境。作业姿势。作业姿势。采用不同的姿势需要占用的空间不同。采用不同的姿势需要占用的空间不同。个体因素。个体因素。设计作业空间还应考虑使用者的性别、设计作业空间还应考虑使用者的性别、年龄、人种、体型等因素。年龄、人种、体型等因素。维修活动维修活动。必须考虑维修活动对作业空间的需要。必须考虑维修活动对作业空间的需要。作业空间设计的一般要求作业空间设计的一般要求（2 2）(二二)作业场所布置原则作业场所布置原则l重要性原则：重要性原则：将最重要的机器布置在离操作者最近将最重要的机器布置在离
32、操作者最近或最方便的位置。或最方便的位置。l使用频率原则：使用频率原则：将信息交换频率高的机器布置在操将信息交换频率高的机器布置在操作者近处，便于操作者观察和操作。作者近处，便于操作者观察和操作。l功能原则。功能原则。把具有相同功能的机器布置在一起，以把具有相同功能的机器布置在一起，以便于操作者记忆和管理。便于操作者记忆和管理。l使用顺序原则。使用顺序原则。根据人操作机器或观察显示器的顺根据人操作机器或观察显示器的顺序规律布置机器，可使操作者作业方便、高效。序规律布置机器，可使操作者作业方便、高效。作业空间设计的一般要求作业空间设计的一般要求（3 3）（三）总体作业空间设计的依据（三）总体作业
33、空间设计的依据总体作业空间设计随设计对象的性质不同而有总体作业空间设计随设计对象的性质不同而有所差别。所差别。企业的生产方式、工艺特点决定了总体作业空企业的生产方式、工艺特点决定了总体作业空间内的设备布局。间内的设备布局。作业空间设计时应结合操作任务要求，以人为作业空间设计时应结合操作任务要求，以人为主体进行设计。即首先考虑人的需要，为操作主体进行设计。即首先考虑人的需要，为操作者提供舒适的作业条件，再把相关的设施进行者提供舒适的作业条件，再把相关的设施进行合理的排列布置。合理的排列布置。作业空间设计中的人体因素作业空间设计中的人体因素一、人体测量数据的运用一、人体测量数据的运用在作业空间设计
34、时，人体测量数据的静在作业空间设计时，人体测量数据的静态数据及动态尺寸都有其用处。态数据及动态尺寸都有其用处。l对于大多数设计而言，因为要考虑身体各部对于大多数设计而言，因为要考虑身体各部位的关联与影响，从而必须基于动态尺寸进位的关联与影响，从而必须基于动态尺寸进行设计。行设计。l在利用人体测量学数据时，还必须注意，数在利用人体测量学数据时，还必须注意，数据应反映设计对象的群体特征。据应反映设计对象的群体特征。作业空间设计中的人体因素作业空间设计中的人体因素一、人体测量数据的运用一、人体测量数据的运用人体测量数据运用步骤人体测量数据运用步骤：l确定对于设计至为重要的人体尺度确定对于设计至为重要
35、的人体尺度；l确定设计对象的使用者群体，决定尺度范围确定设计对象的使用者群体，决定尺度范围；l确定数据运用原则确定数据运用原则；l选择合适的设计定位群体的百分位；选择合适的设计定位群体的百分位；l查找有关人体测量数据表；查找有关人体测量数据表；l设计作业空间时应考虑人的着装容限等。设计作业空间时应考虑人的着装容限等。作业空间设计中的人体因素作业空间设计中的人体因素二、人体视野及所及范围二、人体视野及所及范围在从事生产劳动时，作业者的眼睛与被在从事生产劳动时，作业者的眼睛与被观察的物体观察的物体(如显示器、工具、材料等如显示器、工具、材料等)的的相对位置将决定作业者观看的幅度、精相对位置将决定作
36、业者观看的幅度、精确度、速度。确度、速度。因此，被观察对象的位置、眼睛的高度因此，被观察对象的位置、眼睛的高度和视野所及范围，是作业空问设计中协和视野所及范围，是作业空问设计中协调人机关系必须考虑的重要问题。调人机关系必须考虑的重要问题。作业空间设计中的人体因素作业空间设计中的人体因素二、人体视野及所及范围二、人体视野及所及范围(1)视野视野l视野指头部和眼球固定不动时，人体所能看视野指头部和眼球固定不动时，人体所能看到的空间范围。其大小用角度表示。到的空间范围。其大小用角度表示。l正常人的视野大致相同。两眼综合视野水平正常人的视野大致相同。两眼综合视野水平方向为为方向为为180，垂直方向约为
37、，垂直方向约为120(其中其中视平线上方视平线上方55，下方，下方65)。作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素二、人体视野及所及范围二、人体视野及所及范围(2)主要视力范围主要视力范围l正常人的视力范围比视野小些。因为视力范正常人的视力范围比视野小些。因为视力范围是要求能迅清晰地看清目标细节的范围，围是要求能迅清晰地看清目标细节的范围，所以只是视野的一部分。所以只是视野的一部分。l根据对物体视觉的清晰度，一般把视野分成根据对物体视觉的清晰度，一般把视野分成三个主要视力范围区：三个主要视力范围区：l中心视力范围中心视力范围(直视区直视区)，视角，视角1.53 ；l瞬间视力范围，视角瞬间视
38、力范围，视角18 ;l有效视力范围，视角有效视力范围，视角30 。作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素二、人体视野及所及范围二、人体视野及所及范围(3)眼高眼高l立姿眼高是从地面至眼睛的距离，在一般工立姿眼高是从地面至眼睛的距离，在一般工业人口中，眼高的范围约为业人口中，眼高的范围约为147175cm。l坐姿眼高是从坐位面至眼睛的距离，其范围坐姿眼高是从坐位面至眼睛的距离，其范围约为约为6679cm。l两组数值均为正常衣着和身体姿势状态，这两组数值均为正常衣着和身体姿势状态，这些尺寸是目视工作必须适应的眼高范围。些尺寸是目视工作必须适应的眼高范围。图图11-8人体尺寸部位标号（一）人体
39、尺寸部位标号（一）图图3-9 人体尺寸部位标号（二）人体尺寸部位标号（二）作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素二、人体视野及所及范围二、人体视野及所及范围(4)眼镜眼镜l 约占工业人口约占工业人口4050的人戴有各种类型的校的人戴有各种类型的校正眼镜，在这部分人中又有一半以上戴远视、近视正眼镜，在这部分人中又有一半以上戴远视、近视或多焦距眼镜或多焦距眼镜。l戴远、近视眼镜者不易注视在其身体前方戴远、近视眼镜者不易注视在其身体前方6191cm处的目标或表盘，也不易观察到在其身体前处的目标或表盘，也不易观察到在其身体前小于小于18cm的近物，以及在水平视线上方或靠近地的近物，以及在水平视线
40、上方或靠近地面处的目标。面处的目标。l工作场所设计时应认识到作业者的这些限制，并应工作场所设计时应认识到作业者的这些限制，并应尽量考虑这方面问题。尽量考虑这方面问题。作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素三、肢体动作力量三、肢体动作力量在设计设备时，必须考虑人体用力限度，在设计设备时，必须考虑人体用力限度，从而避免操作困难。从而避免操作困难。人能够发挥出力的大小，决定于人体的人能够发挥出力的大小，决定于人体的姿势、着力部位以及力的作用方向。姿势、着力部位以及力的作用方向。作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素三、肢体动作力量三、肢体动作力量手的操纵力手的操纵力l坐姿时手的操纵力的一
41、般规律为：坐姿时手的操纵力的一般规律为：l左手力量小于右手左手力量小于右手l手臂处于侧面下方时，推拉力都较弱，但其向上手臂处于侧面下方时，推拉力都较弱，但其向上和向下的力较大。和向下的力较大。l拉力略大于推力拉力略大于推力l向下的力略大于向上的力向下的力略大于向上的力l向内的力大于向外的力向内的力大于向外的力图图4-1 坐姿手臂操纵力坐姿手臂操纵力(a)侧视图侧视图 (b)俯视图俯视图作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素三、肢体动作力量三、肢体动作力量手的操纵力手的操纵力l立姿时手的操纵力：立姿时手的操纵力：l手臂的最大拉力产生在肩的下方手臂的最大拉力产生在肩的下方180 的方位上。的
42、方位上。l手臂的最大推力则产生在肩的上方手臂的最大推力则产生在肩的上方0方向上。方向上。所以，以推拉形式操纵的控制装置，安装在这两所以，以推拉形式操纵的控制装置，安装在这两个部位时将得到最大的操纵力。个部位时将得到最大的操纵力。图4-3立姿手臂伸直时的最大操纵力作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素三、肢体动作力量三、肢体动作力量脚的操纵力（脚的操纵力（一一）l脚产生的力的大小与下肢的位置、姿势和方脚产生的力的大小与下肢的位置、姿势和方向有关。向有关。l下肢伸直时脚产生的力大于下胶弯曲时脚产下肢伸直时脚产生的力大于下胶弯曲时脚产生的力。生的力。l坐姿有靠背支持时，脚可产生最大的力；坐姿有
43、靠背支持时，脚可产生最大的力；l立姿时，脚的用力比坐姿时大。立姿时，脚的用力比坐姿时大。作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素三、肢体动作力量三、肢体动作力量脚的操纵力（脚的操纵力（二二）l膝伸展角度在膝伸展角度在130150或或160180 之间时，脚蹬力最大。之间时，脚蹬力最大。l一般是右脚的操纵力大于左脚的操纵力；男的一般是右脚的操纵力大于左脚的操纵力；男的脚力大于女的脚力。脚力大于女的脚力。l脚力控制器的操纵力应脚力控制器的操纵力应 264N，对于需要快速，对于需要快速操纵的踏板，用力应减少到操纵的踏板，用力应减少到20N。l右脚使用力的大小、速度和准确性都优于左脚。右脚使用力的
44、大小、速度和准确性都优于左脚。作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素四、工作体位四、工作体位进行作业时体位正确，可以减少静态疲劳，进行作业时体位正确，可以减少静态疲劳，有利于提高工作效率和工作质量。有利于提高工作效率和工作质量。在作业空间设计时，应能保证在正常作业在作业空间设计时，应能保证在正常作业时，使作业者具有舒适、方便和安全的姿时，使作业者具有舒适、方便和安全的姿势。势。作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素四、工作体位四、工作体位决定工作体位和姿势的因素：决定工作体位和姿势的因素：l作业空间的大小和照明条件；作业空间的大小和照明条件；l作业负荷的大小和用力方向；作业负荷的大
45、小和用力方向；l作业场所各种仪器、机具和加工件的摆放位置；作业场所各种仪器、机具和加工件的摆放位置；l工作台高度及有没有容膝空间；工作台高度及有没有容膝空间；l操作时的起坐频率等因素。操作时的起坐频率等因素。作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素四、工作体位四、工作体位应尽量避免的工作体位和姿势：应尽量避免的工作体位和姿势：l静止不动的立位；静止不动的立位；l长时间或反复弯腰；长时间或反复弯腰；l身体左右扭曲或半坐位；身体左右扭曲或半坐位；l经常一侧下肢承担体重；经常一侧下肢承担体重；l长时间双手或单手前伸等。长时间双手或单手前伸等。作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素四、工作体
46、位四、工作体位立姿作业（一）立姿作业（一）l立姿作业的条件：立姿作业的条件：l需经常改变体位的作业；需经常改变体位的作业；l工作地的控制装置布置分散，需要手、足活动幅度工作地的控制装置布置分散，需要手、足活动幅度较大的作业；较大的作业；l在没有容膝空间的机台旁作业；在没有容膝空间的机台旁作业；l用力较大的作业；用力较大的作业；l单调作业。单调作业。作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素四、工作体位四、工作体位立姿作业（二）立姿作业（二）l立姿作业的特点：立姿作业的特点：l可动性大，手脚有较大活动空间；可动性大，手脚有较大活动空间；l经常改变体位的作业，立位比频繁起坐消耗能量少；经常改变体
47、位的作业，立位比频繁起坐消耗能量少；l手动力增大，需使用大力量时，立位更好；手动力增大，需使用大力量时，立位更好；l减少作业空间，在没有坐位余地的场所，以及显示减少作业空间，在没有坐位余地的场所，以及显示器、控制器配置在墙壁上的情况，立姿更好。器、控制器配置在墙壁上的情况，立姿更好。作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素四、工作体位四、工作体位立姿作业（三）立姿作业（三）l立姿作业的缺点：立姿作业的缺点：l不易进行精确而细致作业；不易进行精确而细致作业；l不易转换操作；不易转换操作；l立姿时肌肉要做出更大的功来支持体重，故易引起立姿时肌肉要做出更大的功来支持体重，故易引起疲劳。疲劳。l长
48、期站立易引起下肢静脉曲张等。长期站立易引起下肢静脉曲张等。作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素四、工作体位四、工作体位坐姿作业（一）坐姿作业（一）l坐姿作业条件：坐姿作业条件：l身躯伸直或稍向前倾身躯伸直或稍向前倾1015角；角；l上腿平放，下腿一般垂直地面或稍向前倾斜着地；上腿平放，下腿一般垂直地面或稍向前倾斜着地；l身体处于舒适状态。身体处于舒适状态。l对劳动效果分析研究表明，人体最合理的作对劳动效果分析研究表明，人体最合理的作业姿势就是坐姿作业。业姿势就是坐姿作业。作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素四、工作体位四、工作体位坐姿作业（二）坐姿作业（二）l对于以下作业应采用
49、坐姿作业：对于以下作业应采用坐姿作业：l持续时间较长的作业；持续时间较长的作业；l精细而准确的作业；精细而准确的作业；l需要手、足并用的作业：需要手、足并用的作业：l坐姿作业特点：坐姿作业特点：l减少疲劳，作业持续时间较长；减少疲劳，作业持续时间较长；l人的准确性、稳定性好；人的准确性、稳定性好；l手、脚并用，脚蹬范围广，能正确操作。手、脚并用，脚蹬范围广，能正确操作。作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素四、人的行为特征四、人的行为特征前面讨论的是人进行正常作业所必须的物理空间。前面讨论的是人进行正常作业所必须的物理空间。实际上，人对作业空间的要求还受社会和心理因实际上，人对作业空间的
50、要求还受社会和心理因素的影响。素的影响。一般地说，人的心理空间要求大于操作空间要求。一般地说，人的心理空间要求大于操作空间要求。当心理空间要求受到限制时，会产生不愉快的消当心理空间要求受到限制时，会产生不愉快的消极反应或回避反应。极反应或回避反应。因此，在作业空间设计时，不能不考虑人的心理因此，在作业空间设计时，不能不考虑人的心理空间要求。空间要求。作业空间设计的作业空间设计的人体因素人体因素四、人的行为特征四、人的行为特征个人心理空间个人心理空间l个人心理空间是指围绕一个人并按其心理尺寸所要求个人心理空间是指围绕一个人并按其心理尺寸所要求的空间。空间的大小，可从人与人交往时彼此保持的的空间。
