(2021年整理)人機工程學(xué)講義2

1、人機工程學(xué)講義2人機工程學(xué)講義2 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對文中內(nèi)容進行仔細校對，但是難免會有疏漏的地方，但是任然希望（人機工程學(xué)講義2）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進步的源泉，前進的動力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進步，以下為人機工程學(xué)講義2的全部內(nèi)容。第二章 人體測量及其應(yīng)用舉例1:大眾汽車單人汽車一般汽車最少都是四到五人乘坐空間 也有少數(shù)兩人的 單開門 如 smart 還有山寨 小貴族 可是這輛汽

2、車 只能駕駛員獨自駕駛優(yōu)點是在于 流線型 體積小 省油 速度快 我們把他作為開場白 是想說 人體的尺度做設(shè)計 不是說簡單的 比如 亞洲的男性平均身高做設(shè)計 我們要針對不同的人群不同的尺寸特性 比如胖子 高個 挨個 這款車 想想看應(yīng)該為胖子設(shè)計還是小瘦子 應(yīng)該為高個子還是矮個子設(shè)計.很顯然如果矮個子 瘦子剛好合適 那么胖子和高個子就做不進去 尺寸應(yīng)該以什么為依據(jù)呢 顯然是大模子 塊頭大的人如果能夠駕駛這輛車 那么小個子的人自然也能駕駛 這個例子告訴我們 在人機工程學(xué)并沒有在拿平均值去做設(shè)計那么簡單 而是針對目標(biāo)人群的民族 性別 和個性尺度舉例2：這是一張胖子和瘦子在一起工作的圖片，由于工作的投入

3、 胖子占地越來越大 瘦子吃了苦 因此在設(shè)計中 要充分考慮那些大模子所占的空間尺寸 他們?nèi)绻麚]灑自如 那么所有空間的設(shè)計一定是沒有問題的.人體測量學(xué)概述達芬奇的圖 著名的人體比例圖 人體測量簡史 2000多年前 羅馬建筑師維特魯威為希臘神廟建筑研究了人體各部分的比例。 做設(shè)計的時候用到了人體的一些形象 總結(jié)了人體各部分尺寸的一些關(guān)系 如人頭部的長度相當(dāng)于人整個身高的幾分之幾，把這些經(jīng)驗形成書面的文字 達芬奇畫了出來19世紀(jì)中葉 bonomi繪制的標(biāo)準(zhǔn)男人設(shè)想圖 專為教學(xué)做的版圖 這是一個純粹的尺寸 里面也出現(xiàn)了方塊和圓圈 這方塊和圓圈就出自那名羅馬建筑事，這樣說的 一個人以兩手平伸 左指尖與右指

4、尖的距離就是你的身高 所有當(dāng)被問到身高問題時,有人會這樣告訴別人自己的身高。圓圈 四肢伸展 無論朝哪個方向 指尖-指尖 腳尖腳尖構(gòu)成了一個圓圈 這個圓圈的的圓心是肚臍，這是個客觀的事實.還有 比如手的虎口一眨 大約200毫米 出入不大 用這個度量家具 比如講臺110毫米。所以我們身體中有很多尺度關(guān)系 在設(shè)計中可以使用到。比如如果是地磚 知道尺寸 能知道教室的長寬 如果是水泥的或地板 就可以通過計算跨步 大概估計出來比利時的數(shù)學(xué)家奎特萊特于1870年發(fā)表了人體測量學(xué)，創(chuàng)建了人體測量學(xué)這一學(xué)科。直至20世紀(jì)40年代前后工業(yè)化社會的發(fā)展,人們對人體尺寸測量有了新的認識，二戰(zhàn)的爆發(fā)更推動了他在軍事工業(yè)

5、上的應(yīng)用。目前，國際上關(guān)于人體測量學(xué)的研究已經(jīng)非常廣泛和深入，取得了比較豐富和完善的人體尺度數(shù)據(jù)。人體測量數(shù)據(jù)人體尺寸是設(shè)計師確定其產(chǎn)品尺寸的重要依據(jù)之一。作為產(chǎn)品的設(shè)計師必須了解人體各部分的尺寸，只有這樣，才能預(yù)先確定產(chǎn)品的使用者在其有關(guān)位置上的能見范圍和活動范圍，并針對這些要求從人體的極限尺寸和所能采取的姿勢的角度進行分析和做出判斷。這樣的判斷對未來產(chǎn)品的影響極大，它不僅影響操作效率和產(chǎn)品的外形,而且對安全也至關(guān)重要?？梢栽O(shè)想、如果安裝的應(yīng)急按鈕使大多數(shù)人伸長手臂都無法觸及的話，其后果是可想而知的。從已發(fā)表的各種文獻中取得的人體測量學(xué)資料,由于存在許多局限,在使用時必須十分謹慎。這些局限性

6、是由測量誤差、測量技術(shù)的變化、對象的性別、非典型取樣以及對象是否穿著衣服等因素造成的.人體測量數(shù)據(jù)可分為靜態(tài)與動態(tài)，兩種前者如其定義所表明的，主要取自靜態(tài)、裸體并采取規(guī)范化姿勢的人體對象；后者也可叫功能數(shù)據(jù)，測量數(shù)據(jù)比較復(fù)雜，一般具有三維空間，涉及由四肢揮動所占有的空間體積與極限。這時不僅要考慮人體的靜止尺寸，還必須考慮由關(guān)節(jié)類型和衣著所限定的約束類別。gb 10000-1988中國成年人人體尺寸是1989年7月開始實施的我國成年人人體尺度國家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)人機工程學(xué)要求提供了我國成年人人體尺寸的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)提供了七個類別共47項我忍成年人人體尺寸基本數(shù)據(jù)，按男女性別分開,且分3個年齡段

7、1825（男,女),2635(男、女)，366o(男），55（女）.人體尺度的數(shù)據(jù)常以百分位數(shù)作為一種位置指標(biāo)或界值，如在設(shè)計中最常用的是5、50、95共3種百分位數(shù)。其中第5百分位數(shù)代表較小身材，指有5%的人群身材尺寸小于此值，而有95的人群身材均大于此值;第50百分位數(shù)代表中等身材，指大于和小于此身材尺寸的人群各為50；第95百分位數(shù)代表較大身材，指有95的人群身材尺寸均小于此值,而有5的人群身材大于此值。靜態(tài)(圖表）(講述具體有哪些）人體主要尺寸立姿人體尺寸坐姿人體尺寸人體水平尺寸等動態(tài)在工作中常取站、坐、跪(如設(shè)備安裝作業(yè)中的單腿跪)、臥(如車輛檢修作業(yè)中的仰臥）等作業(yè)姿勢。下面是各種

8、姿勢的人體功能尺寸圖。立姿活動空間-立姿的活動空間立姿時人的活動空間不僅取決于身體的尺寸，而且也取決于保持身體平衡的微小平衡動作和肌肉松弛腳的站立平面不變時,為保持平衡必須限制上身和手臂能達到的活動空間。在此條件下,立姿活動空間的人體尺度如圖所示。圖(a）為正視圖，零點位于正中矢狀面上(從前向后通過身體中線的垂直平面）。圖 (b）為側(cè)視圖，零點位于人體背點的切線上，在貼墻站直時，背點與墻相接觸。以垂直切線與站立平面的交點作為零點。坐姿活動空間坐姿的活動空間根據(jù)立姿活動空間的條件，坐姿活動空間的人體尺度見圖。圖 （a)為正視圖,零點在正中矢狀面上。圖 (b）為側(cè)視圖，零點在經(jīng)過臀點的垂直線上，并

9、以該垂線與腳底平面的交點作為零點。單腿跪姿活動空間根據(jù)立姿活動空間的條件,單腿跪姿活動空間的人體尺寸如圖。取跪姿時，承重膝蓋常更換.由一邊換到另一邊時，為了確保上身平衡,要求活動空間比基本位置大。圖a為正視圖，其零點在正中矢狀面上.圖b為側(cè)視圖，其零點位于人體背點的切線上,以垂直切線與跪平面的交點為零點.仰臥姿活動空間-圖a為正視圖，零點位于正中中垂平面上。圖b為側(cè)視圖，零點位于經(jīng)頭頂?shù)拇怪鼻芯€上,垂直切線與仰臥平面的交點作為零點。功能或動態(tài)尺寸是人在工作姿勢下或在某種操作活動下測量的尺寸（也可在非連續(xù)動作條件下測得）.功能或動態(tài)尺寸包含著身體運動的一些形式.動態(tài)人休測量的特點是,在任何一種身

10、體活動中、身體各部位的動作并不是獨立無關(guān)、而是協(xié)調(diào)一致的、具有連貫性和活動性。例如，手臂能及的最大距離除了手臂的長度和手的位置影響外，還受肩膀和軀干運動的影響。因而，獲得適合的應(yīng)用功能尺寸比較麻煩.人體測量數(shù)據(jù)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用我們先來看工作中主要人體尺寸及其應(yīng)用：321 身高,該數(shù)據(jù)用于限定頭頂上空懸掛家具等障礙物的高度。324 肩高，該數(shù)據(jù)用于限定人們行走時,肩可能觸及靠墻擱板等障礙物的高度。3210 肘高,該數(shù)據(jù)用于確定站立工作時的臺面等高度。3213 中指尖點上舉高，該數(shù)據(jù)用于限定上部柜門、抽屈拉手等高度。322l 肩寬，該數(shù)據(jù)用于確定家具排列時最小通道寬度、椅背寬度和環(huán)繞桌子的座椅間

11、距。a1 肩指點距離，該數(shù)據(jù)用于確定柜類家具最大水平深度。a3 踮高，該數(shù)據(jù)用于限定擱板及上部儲藏柜拉手的最大高度。3210 肘高，該數(shù)據(jù)用于確定站立工作時的臺面等高度。3225 胸厚，該數(shù)據(jù)用于限定儲藏柜及臺前最小使用空間水平尺寸。331 坐高，該數(shù)據(jù)用于限定座椅上空障礙物的最小高度。337 坐姿肘高，該數(shù)據(jù)用于確定座椅扶手最小高度和桌面高度。33. 8 坐姿膝高，該數(shù)據(jù)用于限定柜臺、書桌、餐桌等臺底至地面的最小垂距.339 坐姿大腿厚，該數(shù)據(jù)用于限定椅面至臺面底的最小垂距。3310 小腿加足高，該數(shù)據(jù)用于確定椅面高度。3316 臀膝距，該數(shù)據(jù)用于限定臀部后緣至膝蓋前面障礙物的最小水平距離。

12、3317 坐深，該數(shù)據(jù)用于確定椅面的深度。3320 坐姿兩肘間寬，該數(shù)據(jù)用于確定座椅扶手的水平間距 332l 坐姿臀寬,該數(shù)據(jù)用于確定椅面的最小寬度。a2 腋高，該數(shù)據(jù)用于限定如酒吧柜、銀柜等高服務(wù)臺的高度。b1 蹲高,該數(shù)據(jù)用于限定蹲下時，頭部上空障礙物最低高度.b2 蹲距,該數(shù)據(jù)用于限定蹲下時家具前面空間最小水平距離。c1 單腿跪高，該數(shù)據(jù)用于單腿跪下時，頭部上空障礙物最低高度.c2 單腿跪距，該數(shù)據(jù)用于限定單腿跪下時，家具前面空間最小水平距離。c11 彎姿單手推拉舒適高度,該數(shù)據(jù)用于確定矮柜拉手及中低位抽屜等適宜高度。c21 彎姿單手取放舒適高度，該數(shù)據(jù)用于確定下層擱板或掛鉤等的適宜高度

13、。c12 彎姿單手推拉柜前距離，該數(shù)據(jù)用于限定彎姿單手推拉抽屜時，柜前最小空間距離。c22 彎姿單手取放擱置深度，該數(shù)據(jù)用于確定彎姿取放物體時,柜面適宜的擱置深度。a11 立姿單手托舉最大高度，該數(shù)據(jù)用于限定擱板等物的最大高度。a21 立姿單手托舉舒適高度,該數(shù)據(jù)用于確定常用物體的擱置高度.a31 立姿單手推拉最大高度,該數(shù)據(jù)用于限定拉手和擱板等物的最大高度.a41 立姿單手推拉舒適高度，該數(shù)據(jù)用于確定拉手和擱板等物的適宜高度。a51 立姿單手取放最大高度，該數(shù)據(jù)用于限定物體的最大擱置或懸掛高度.a61 立姿單手取放舒適高度,該數(shù)據(jù)用于確定物體的適宜或懸掛高度。a22 立姿單手托舉柜前距離，該

14、數(shù)據(jù)用于限定托舉物體時，柜前等最小空間距離.a42 立姿單手推拉柜前距離,該數(shù)據(jù)用于限定直立推拉物體時，柜前等最小空間距離.a52 立姿單手取放柜前距離，該數(shù)據(jù)用于限定直立取物時,柜前等最小空間距離：a62 立姿單手取放擱置深度，該數(shù)據(jù)用于確定立姿單手取放物體適宜的擱置深度。b11 閱讀臺面舒適高度,該數(shù)據(jù)用于確定書桌臺面高度。b21 寫字臺面舒適高度,該數(shù)據(jù)用于確定寫字臺臺面高度。b31 打字桌臺面舒適高度,該數(shù)據(jù)用于確定打字桌臺面高度。b12 坐姿閱讀桌前距離，該數(shù)據(jù)用于確定閱讀時，桌前最小使用空間距離。b22 坐姿寫字桌前距離，該數(shù)據(jù)用于確定寫字時，桌前最小使用空間距離。b32 坐姿打字

15、桌前距離，該數(shù)據(jù)用于確定打字時，桌前最小使用空間距離。b41 坐姿單手推拉舒適高度，該數(shù)據(jù)用于確定低矮柜門，抽屜等拉手的適宜高度.d11 蹲姿單手推拉舒適高度，該數(shù)據(jù)用于確定矮柜拉手及低位抽屜等適宜高度。d21 蹲姿單手取放舒適高度，該數(shù)據(jù)用于確定矮柜的擱板或抽屜拉手等適宜高度。e11 單腿跪姿推拉舒適高度，該數(shù)據(jù)用于確定矮柜拉手及低位抽屜等適宜高度。e21 單腿跪姿取放舒適高度，該數(shù)據(jù)用于確定矮柜等擱板或抽屜適宜高度。b42 坐姿單手推拉柜前距離，該數(shù)據(jù)用于限定坐姿推拉物體時,柜前等最小空間距離.b5。 2 坐姿單手取放柜前距離,該數(shù)據(jù)用于確定單手取物時，柜前等最小空間距離。d12 蹲姿單手

16、推拉舒適深度,該數(shù)據(jù)用于限定蹲姿單手推拉抽屜時，柜前最小空間距離。d22 蹲姿單手取放擱置深度，該數(shù)據(jù)用于確定蹲姿取放物體時，柜內(nèi)適宜的擱置深度。e12 單腿跪姿推拉柜前距離，該數(shù)據(jù)用于限定單腿跪姿推拉抽屜時，柜前最小空間距離。e22 單腿跪姿取放擱置深度，該數(shù)據(jù)用于確定單腿跪姿取放物體時，柜內(nèi)適宜的擱置深度。為了使設(shè)計更為合理，需要根據(jù)設(shè)計對象的用途、性質(zhì)及使用情況采用人體尺度的數(shù)據(jù)，恰當(dāng)?shù)剡x用百分位數(shù)。在不同的情境下，有以下3種基本原則可以遵循極端設(shè)計原則在不涉及使用者健康和安全時，設(shè)計應(yīng)該盡量適合于盡可能多的使用者,選用適當(dāng)偏離極端百分位的第5百分位和第95百分位作為界限值較為適宜。當(dāng)某

17、設(shè)計特性的最大值必須滿足所有人時，應(yīng)按照人體尺度的最大值進行設(shè)計。如門的高度、公共過道的寬度、承重設(shè)施的載重量等，通常按照第95百分位的男性尺度設(shè)計；當(dāng)某設(shè)計特性的最小值必須滿足所有人時，應(yīng)按照人體尺度的最小值進行設(shè)計，如公共汽車上拉環(huán)的高度、操作者到控制器的距離、操作控制所需的力量等，通常按照第5百分位的女性尺度設(shè)計；當(dāng)人體尺度在上述界限值之外時可能會危害其健康或增加事故危險時,其尺寸界限應(yīng)擴大到第1百分位和第99百分位。如運轉(zhuǎn)著的工業(yè)機械旁的作業(yè)空間、操作者到緊急制動桿的距離等。可調(diào)范圍設(shè)計的原則為了使設(shè)計適合于盡可能多的使用者，有時會使設(shè)計對象的特定性質(zhì)可在一定范圍內(nèi)調(diào)整，如辦公座椅的高

18、度、汽車駕駛室內(nèi)座椅的前后位置等,此時通常使用從第5百分位的女性尺度到第95百分位的男性尺度作為可調(diào)整的范圍。由于男性和女性的身體尺寸存在重疊部分，這一可調(diào)范圍能滿足95%的人的尺度.平均設(shè)計原則雖然絕大多數(shù)的人的尺度并不是所有人的尺度的平均值，但一些具有應(yīng)用普遍性的設(shè)計可以采用第50百分位的人體尺度數(shù)據(jù)作為依據(jù)，如柜臺的高度、臺階的跨度、電源插座的位置等.根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將產(chǎn)品按所用百分位數(shù)的不同分為i型、型、型3類。如1型產(chǎn)品設(shè)計中,在汽車駕駛員的可調(diào)式座椅的調(diào)節(jié)范圍設(shè)計時，為了使駕駛員的眼睛位于最佳位置、獲得良好的視野以及方便地操縱駕駛盤及踩剎車，高身材駕駛員可將座椅調(diào)低和調(diào)后，低身材駕駛

19、員可將座椅調(diào)高和調(diào)前,因此對于座椅高低調(diào)節(jié)范圍的確定可取眼高的p95、p5為上、下限值的依據(jù)，對于座椅的前后調(diào)節(jié)范圍的確定可取臀膝距的p95、p5為上、下限值的依據(jù)。選用尺寸的基本步驟識別所有與產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)的人體尺寸。通常如果設(shè)計師明確產(chǎn)品的使用方式,要識別與產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)的人體尺寸并不困難.下表列舉了幾類產(chǎn)品的人體測量學(xué)相關(guān)尺寸。一般來說，與產(chǎn)品有直接接觸的人體部位尺寸比較重要。因此，對于那些需要穿戴(如服裝、太陽鏡和手表)、抓握（如電吹風(fēng)、電話聽筒和高爾夫球棒）或攜帶(如公文包、手電筒、背包）和坐(如椅子)的產(chǎn)品而言這類人體相關(guān)部位的尺寸就特別重要。其他與設(shè)計有關(guān)的人體測量尺寸包括預(yù)留尺寸（

20、如手寬和臀寬）和為了用戶的安全、舒適而確定放置顯示器、控制面板和工作面的合理尺寸(如坐姿時的眼高、手能伸展開的最大尺寸)，如表54所示。確定預(yù)期的用戶人群有關(guān)用戶特征的信息可以從產(chǎn)品開發(fā)計劃階段所形成的用戶模型中獲得。了解用戶的民族和性別也必不可少.特別是為兒童設(shè)計產(chǎn)品時還必須掌握用戶的年齡.有時，如能了解用戶的職業(yè)情況也會助設(shè)計一臂之力。人體測量數(shù)據(jù)是否合適取決于被調(diào)查的用戶和預(yù)期用戶群體之間的相似性。選擇一個合適的預(yù)期目標(biāo)用戶的滿足度滿足度所設(shè)計的產(chǎn)品在尺寸上能合適地滿足使用它的用戶與目標(biāo)用戶總體的比,通常以百分率表示.一個合適的滿足度的確定主要根據(jù)設(shè)計該種產(chǎn)品的依據(jù):目標(biāo)用戶總體的人體尺

21、寸的變異性，生產(chǎn)該種產(chǎn)品時技術(shù)上的可能性和經(jīng)濟上的合理性而綜合考慮。變化范圍小用一個尺寸規(guī)格覆蓋整個變化范圍。變化范圍大一一用幾個尺寸規(guī)格的產(chǎn)品覆蓋整個變化范圍。自然，對于每一項設(shè)計總希望能夠完美地適應(yīng)所有人,但在實際上這是不可能的。出于經(jīng)濟的考慮，常常確保其90的滿足度。如果可能的話，設(shè)計師應(yīng)盡量取到95%到98。顯然,在涉及與安全相關(guān)的問題時，盡管從經(jīng)濟的角度出發(fā)仍可能再次排除直接為少數(shù)具有極端尺寸的人員設(shè)計，這時就必須采取某些必要措施，如可以對操作人員進行選擇，以限制操作人員的尺寸大小等。獲取正確的人體測量數(shù)據(jù)表并找出需要的基本數(shù)據(jù)針對國內(nèi)市場的產(chǎn)品可主要依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)gb 1000019

22、88中國成年人人體尺寸，該標(biāo)準(zhǔn)提供了中國成年人共7類47項人體尺寸基本數(shù)據(jù)。由于種族等原因，人體尺寸有很大差異。以身高為例,1962年部分國家數(shù)據(jù)如下（單位mm)；(白）美國1793、英國1736；(黑)科特迪瓦1665；(黃）中國北方1680，中國南方1630，日本1609.當(dāng)然這種差異不僅僅是尺寸上的，還有比例上的差異.因此，在設(shè)計以進入國際市場為目標(biāo)的產(chǎn)品時還必須注意相關(guān)國家與地區(qū)的人體尺寸數(shù)據(jù).除此之外,還有上千種其他的人體測量數(shù)據(jù).其中大部分針對如空軍飛行員、飛機駕駛員、空姐、機組調(diào)度者這樣的專業(yè)人群.專業(yè)人群的人體測量數(shù)據(jù)往往不適合用作一般產(chǎn)品的尺寸設(shè)計依據(jù)，因為這類數(shù)據(jù)通常不包括一般人群的極端情況（如特別高或特別矮的個子)。因此，設(shè)計產(chǎn)品時，如以專業(yè)人群95%的測量數(shù)據(jù)為依據(jù)可能僅滿足一般人群的75%。確定各種影響因素，并對從表中得到的基本數(shù)據(jù)予以修正大部分人體測量數(shù)據(jù)常取自裸體或衣著單薄的對象.但在具體設(shè)計中,還必須考慮操作者的實際衣著和他們所佩戴或攜帶的其他設(shè)備。如安全帽盔、工作靴以及測量或試驗用的儀器、維修工具等。下表提