安全工程系.ppt

1、人機工程學,安全工程系,人機工程學,第二章人體測量及其應用,中國地質大學安全工程系,本章大綱,人體測量 人體尺寸 人體尺寸數(shù)據(jù)的應用 設施器物的人體尺寸適應性（高起專了解） 設計用人體模板 （高起專了解）,中國地質大學安全工程系,本章重難點介紹,本章重點在于了解掌握基本的人體測量方法。 因此，人體測量概述、人體尺寸及其人體尺寸數(shù)據(jù)的應用時要求重點掌握的內容。 設施設計的人體適應性、人體模板則作為高起專學生了解的內容不做要求。,中國地質大學安全工程系,第一節(jié)人體測量概述定義,人體測量定義 人體測量是指對人類身體各方面特性數(shù)據(jù)的度量特別是人體的尺寸、形狀和耐力以及這些數(shù)據(jù)在設計中的應用。,中國地質

2、大學安全工程系,1.0人體測量的應用,人體測量 它通過測量人體各部位的尺寸確定個體和群體在人體尺寸上的差別從而研究人的形態(tài)特征，為工業(yè)設計和工程設計提供依據(jù)。,中國地質大學安全工程系,1.1人體測量分類,1.形態(tài)測量 包括人體尺寸、體重體型、體積表面積等 2.生理測量 包括知覺反應、肢力體力、體能耐力、疲勞及生理節(jié)律等 3.運動測量 包括動作范圍、各種運動特性等,中國地質大學安全工程系,1.2人體尺寸相關標準,國際標準： IS0 7250：1996IS0TCl59SC3（人體測量與生物力學分技術委員會制定） 國家標準： GBT 5703-1999用于技術設計的人體測量基礎項目 GBT 5704

3、.15704.4-l985人體測量儀器,中國地質大學安全工程系,1.3人體測量儀器,人體測量儀器包括： 1、人體測高儀 2、人體測量用直角規(guī) 3、人體測量用彎腳規(guī) 4、人體測量用角度針 5、人體測量用軟尺,中國地質大學安全工程系,1.3.1 人體測高儀器人體測高儀,人體測高儀,中國地質大學安全工程系,1.3.1人體測量儀器人體測量用直角規(guī),人體測量用直腳規(guī),中國地質大學安全工程系,1.3.2人體測量儀器人體測量用彎腳規(guī),人體測量儀器,人體測量用彎腳規(guī),中國地質大學安全工程系,1.3.3人體測量儀器人體測量用角度針,人體測量用角度計,中國地質大學安全工程系,1.3.4人體測量儀器人體測量用軟尺,

4、人體測量用軟尺,中國地質大學安全工程系,1.4人體測量條件,(GBT 5703-1999) 衣著和支撐面 測量基準和基準面 基準面 基準軸 測量姿勢 立姿、坐姿,中國地質大學安全工程系,1.4.1人體測量基準面和基準軸,人體測量基準面 基準軸,中國地質大學安全工程系,1.5人體測量項目 1.5.1 人體測量項目肩高,肩高：從地面到肩峰點的鉛垂距離 測量方法：被測者足跟并攏，身體完全挺直站立，肩部放松，上臂自然下垂 測量儀器：人體測高儀,中國地質大學安全工程系,1.5.2測量項目手寬,測量項目 手寬 在第l到第V掌骨頭水平處，掌面橈尺兩側間的投影距離。 測量方法 ： 被測者前臂水平，手伸直，四指

5、并攏，掌心朝上。 測量儀器 ： 人體測量直角規(guī)。,中國地質大學安全工程系,1.6人體尺寸特性1.6.1 人體尺寸規(guī)律,1.群體的人體尺寸數(shù)據(jù)近似服從正態(tài)分布規(guī)律,中國地質大學安全工程系,1.6.2人體尺寸特性線性相關性(a),2. 各人體尺寸之間一般具有線性相關性,中國地質大學安全工程系,1.6.2人體尺寸特性線性相關性（b）,Y 人體尺寸數(shù)據(jù)； X 身高、體重、手長等基本人體尺寸(之一)； ， 常數(shù) (對于特定的人體尺寸) 。,中國地質大學安全工程系,1.6.3人體尺寸特性基本人體尺寸數(shù)據(jù),3. 身高、體重、手長等是基本的人體尺寸數(shù)據(jù),中國地質大學安全工程系,1.6.4人體尺寸特性人體尺寸比

6、例關系不同,4. 人體尺寸之間具有線性相關關系，對不同種族、國家的人群都是適用的；但關系式中的系數(shù)和，卻隨不同種族、國家的人群而有所不同。,中國地質大學安全工程系,第二節(jié)中國成年人的人體尺寸,人體主要尺寸6項 立姿人體尺寸6項 坐姿人體尺寸11項 人體水平尺寸l0項,GBT l0000-19887組、47項靜態(tài)人體尺寸數(shù)據(jù)：,中國地質大學安全工程系,2.0GBT l00001988,GBT l0000-19887組、47項靜態(tài)人體尺寸數(shù)據(jù)：,人體頭部尺寸7項 人體手部尺寸5項 人體足部尺寸2項,中國地質大學安全工程系,2.1主要人體尺寸數(shù)據(jù)圖 （a）,主要人體尺寸數(shù)據(jù) GBT l0000-19

7、88,中國地質大學安全工程系,2.1人體主要尺寸視圖（b）,人體主要 尺寸視圖,中國地質大學安全工程系,2.2立姿人體尺寸表（a）,立姿人體尺寸 GBT l0000-1988,中國地質大學安全工程系,2.2立姿人體尺寸圖（b）,立姿人體尺寸視圖,中國地質大學安全工程系,2.3坐姿人體尺寸表（a）,坐姿人體尺寸 GBT l0000-1988,中國地質大學安全工程系,2.3坐姿人體尺寸視圖 （b）,坐姿人體 尺寸視圖,中國地質大學安全工程系,2.4人體水平尺寸表（a）,人體水平尺寸,中國地質大學安全工程系,2.4人體水平尺寸視圖 （b）,人體水平 尺寸視圖,中國地質大學安全工程系,2.5人體頭部尺

8、寸表 （a）,人體頭部尺寸,中國地質大學安全工程系,2.5人體頭部尺寸視圖 （b）,人體頭部尺寸視圖,中國地質大學安全工程系,2.6人體尺寸地區(qū)差異表,中國地質大學安全工程系,第三節(jié)其他國家成年人身高數(shù)據(jù)表,其他國家成年人的身高數(shù)據(jù),中國地質大學安全工程系,第四節(jié)人體尺寸數(shù)據(jù)的應用,本節(jié)大綱： 尺寸修正量構成 功能修正量 心理修正量 人體尺寸數(shù)據(jù)選擇分類 功能尺寸的設定,中國地質大學安全工程系,4.1尺寸修正量的構成,尺寸修正量的構成 GBT l2985-1991,中國地質大學安全工程系,4.2功能修正量,穿著修正量 姿勢修正量 操作修正量,功能修正量：為保證實現(xiàn)產品功能，對作為產品設計依據(jù)的

9、人體尺寸所作的尺寸修正量。包括以下三部分：,中國地質大學安全工程系,4.2.1功能修正量穿著修正量,1.穿鞋修正量： 立姿身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、會陰高等 男子：+25mm，女子：+20mm。 2. 著衣著褲修正量： 坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等 6mm； 肩寬、臀寬等+13mm； 胸厚+18mm； 臀膝距+20mm。,穿著修正量包括以下兩個組成部分:,中國地質大學安全工程系,4.2.2功能修正量姿勢修正量,立姿身高、眼高、肩高、肘高等，一l0mm； 坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等，一44mm。,姿勢修正量：人們正常工作、生活時，全身采取自然放松的姿勢所引起的人體尺寸變化。,中國地質大

10、學安全工程系,4.2.3功能修正量操作修正量,操作修正量 ：實現(xiàn)產品功能所需的修正量 如上肢前展操作，前展長指的是：后背到中指指尖的距離 在按按鈕時，一12mm； 在推滑板推鈕、扳撥扳鈕開關時一25mm； 在取卡片、票證時，一20mm,中國地質大學安全工程系,4.3修正量,對于各個修正量： 操作遠不限于“上肢前展操作”這一種情況,操作有用上肢的、也有用下肢的；用上肢時有在前方操作的，也有在其他各種方向操作的等。 事實上國標中也不可能給出所有各種操作修正量的數(shù)據(jù)。所以，更多“操作修正量”數(shù)據(jù)，同樣需要設計工作者根據(jù)實際情況，通過研究實測來加以確定。,中國地質大學安全工程系,4.3.1心理修正量定

11、義,為了消除空間壓抑感、恐懼感，或為了美觀等心理因素而加的尺寸修正量。 如工程機械駕駛室，若其空間大小剛剛能容下人們完成必要的操作活動，是不夠的，因為這樣會使人們在其中感到局促和壓抑，為此應該放出適當?shù)挠嘣？臻g。 這余?？臻g就是心理修正量。,中國地質大學安全工程系,4.3.2心理修正量確定原則,心理修正量應根據(jù)實際需要和條件許可兩個因素來研究確定。 以客輪客艙、大學生宿舍和禮堂劇院這三種室內空間來對比，三者的心理空間尺寸修正量顯然依次一個比一個應該大得多。 因此，研究心理修正量的常用方法是：設置場景，記錄被試者的主觀評價，綜合統(tǒng)計分析后得出數(shù)據(jù)。,中國地質大學安全工程系,4.4尺寸修正量,各種

12、尺寸修正量有正值也有負值，總的尺寸修正量是各修正量的代數(shù)和： 尺寸修正量=功能修正量+心理修正量=(穿著修正量+姿勢修正量+操作修正量)+心理修正量,中國地質大學安全工程系,4.5人體尺寸數(shù)據(jù)選擇分類,依產品功能分類選擇人體尺寸數(shù)據(jù)分為以下三類： 1.I型產品尺寸設計(又稱“雙限值設計”) 2.型產品尺寸設計(又稱“單限值設計”) 3.型產品尺寸設計(又稱“平均尺寸設計”）,中國地質大學安全工程系,4.6人體尺寸百分位數(shù)的選擇,中國地質大學安全工程系,4.7功能尺寸的設定,功能尺寸：是指為保證產品實現(xiàn)某項功能所確定的基本尺寸。 這里所說的功能尺寸基本限于人機工程范圍中與人體尺寸有關的尺寸； 通

13、常也有別于標注在加工制作圖樣上的尺寸。 例如：沙發(fā)座面高度的功能尺寸，是指有人坐在上面、被壓變形后的高度尺寸。,中國地質大學安全工程系,4.7.1產品最小功能尺寸的設定,產品最小功能尺寸 =相應百分位數(shù)的人體尺寸+功能修正量,中國地質大學安全工程系,4.7.2產品最佳功能尺寸的設定,產品最佳功能尺寸 =相應百分位數(shù)的人體尺寸+功能修正量+心理修正量 =產品最小功能尺寸+心理修正量,中國地質大學安全工程系,第五節(jié)設施器物的人體尺寸適應性,上圖是設施器物設計合理的典范。 a、b、c分別為小、中、大型機床，它們整體尺寸相差懸殊，但它們的操縱裝置都應該安置在操作者肢體易于活動的范圍內。,中國地質大學安

14、全工程系,5.1設施器物的人體尺寸適應性（a）,例如，手的操作高度大體在胸部上下，見圖。為此，小型臺式機床要放置在臺面上，見圖a，而大型機床則要將操作裝置從機床體上分離出來，也安置在便于操作的高度，見圖c。,中國地質大學安全工程系,5.1設施設計不得當?shù)睦樱╞）,設施設計不得當?shù)睦?中國地質大學安全工程系,5.2動態(tài)人體尺寸（a）,動態(tài)人體尺寸 與前面的靜態(tài)人體尺寸相對應，描述人在各種姿勢、做各種動作時的人體尺寸即動態(tài)人體尺寸。,中國地質大學安全工程系,5.2適宜操作位置圖（b）,動態(tài)人體尺寸,用背肌活 動度測定 適宜操作 位置圖,中國地質大學安全工程系,5.3成人動態(tài)最小占用空間示意圖（

15、a）,成人蹲姿、跪姿、臥姿的最小占用空間,中國地質大學安全工程系,5.3成人動態(tài)最小占用空間表（b）,中國地質大學安全工程系,5.4設計用人體模板（a）,二維人體模板采用密實的板材制作，尺寸比例和各關節(jié)的活動幅度，要求基本符合人體實際。 GBT l4775-1993坐姿人體模板功能設計要求 1)坐姿人體模板的性別和視圖方向 2)坐姿人體模板的尺寸等級和尺寸比例,中國地質大學安全工程系,5.4設計用人體模板（b）,二維人體模板采用密實的板材制作，尺寸比例和各關節(jié)的活動幅度，要求基本符合人體實際。 3)坐姿人體模板的基準線和關節(jié)角度調節(jié)范圍 4)坐姿人體模板的應用 GBT l4775-1993坐姿

16、人體模板功能設計要求,中國地質大學安全工程系,5.5坐姿人體模板 5.5.1坐姿人體模板視圖方向,1）坐姿人體模板的性別和視圖方向 坐姿人體模板應按成年男性和成年女性兩個性別制作。每個性別按3個視圖方向制作，分別是側視圖、俯視圖、正視圖。,中國地質大學安全工程系,5.5.2坐姿人體模板側視圖,坐姿人體 模板側視圖,中國地質大學安全工程系,5.5.3坐姿人體模板俯視圖,坐姿人體模板俯視圖,中國地質大學安全工程系,5.5.4坐姿人體模板正視圖,坐姿人體模 板正視圖,中國地質大學安全工程系,5.6坐姿人體基準線 5.6.1坐姿人體模板基準線,3)坐姿人體模板的基準線和關節(jié)角度調節(jié)范圍 人體模板肢體上標有基準線，它是用來確定關節(jié)調節(jié)角度的。這些角度能從人體模板相應關節(jié)處的刻度盤讀出。側視圖頭部還標出標準眼軸線，表示正常視線方向。鞋上標出的基準線表示人的腳底平面。,中國地質大學安全工程系,5.6.2坐姿人體尺寸基準線,3)坐姿人體模板的基準線和關節(jié)角度調節(jié)范圍 下表是坐姿人體模板關節(jié)的調節(jié)角度范圍。這些角度范圍反映健康人在韌帶和肌肉不超負荷的條件下的正?；顒忧闆r。,中國地質大學安全工程系,5.6.3坐姿人體模板關節(jié)角度調節(jié)范圍,中國地質大學安全工