二人体人机学参数

1、安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 1 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 第二章第二章人体的人机学参数人体的人机学参数 内内 容容 第一节第一节人体有关参数的测量人体有关参数的测量 第二节第二节 人体测量数据的应用人体测量数据的应用 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 2 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 一、人体测量的基本知识人体测量的基本知识 1、人体测量的基本术语人体测量的基本术语 被测者姿势（立姿被测者姿势（立姿 、坐姿）、坐姿） 测量基准面测量基准面 （见图1） 测量方向测量方

2、向 支承面和着装支承面和着装 基本测点及测量项目基本测点及测量项目 (见图2、图3) 第一节第一节人体有关参数的测量人体有关参数的测量 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 3 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图1人体测量基准面和基准轴人体测量基准面和基准轴 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 4 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图1-b人体测量基准面和基准轴人体测量基准面和基准轴 图图1-a人体测量基准面和基准轴人体测量基准面和基准轴 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖

3、南工学院安全工程系 第 5 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图2-a 2-a 测量项目测量项目- -立姿立姿 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 6 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图2-b 2-b 测量项目测量项目- -立姿立姿 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 7 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图2-c 2-c 测量项目测量项目- -立姿立姿 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 8 页2021-6-20 二人体人机

4、学参数二人体人机学参数 图图2-d 2-d 测量项目测量项目- -立姿立姿 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 9 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图2-e 2-e 测量项目测量项目- -立姿立姿 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 10 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图2-f 2-f 测量项目测量项目- -立姿立姿 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 11 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图3-a 3-a 测量项目测量

5、项目- -坐姿坐姿 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 12 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图3-b 3-b 测量项目测量项目- -坐姿坐姿 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 13 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图3-c 3-c 测量项目测量项目- -坐姿坐姿 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 14 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图3-d 3-d 测量项目测量项目- -坐姿坐姿 安全人机工程学第二章 湖南工学院安

6、全工程系湖南工学院安全工程系 第 15 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图3-e 3-e 测量项目测量项目- -坐姿坐姿 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 16 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 在人体尺寸测量中所采用的人体测量仪 器有：人体测高仪、人体测量用直脚规、人 体测量用弯脚规、人体测量用三脚平行规、 坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用 磅秤等。 人体测高仪人体测高仪 直脚规直脚规 直脚规直脚规 （参见图4-a 见图4-b 见图见图4-c） 2、人体尺寸测量用的主要仪器人体尺寸测量用的主要仪器 安全人

7、机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 17 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图4-a 人体测高仪 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 18 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图4-b 人体测量用直脚规 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 19 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图2-4 2-4 人体测量用弯脚规(4-c) 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 20 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体

8、人机学参数 3、人体测量中的主要统计函数人体测量中的主要统计函数 均值 方差 2 1 _ 2 )( 1 1 n i i xx n s n i i xnx n s 1 _ 2 2 )( 1 1 n i i n x nn xxx x 1 21 1. 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 21 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 3、人体测量中的主要统计函数人体测量中的主要统计函数 标准差标准差 抽样误差抽样误差 百分位数和适应度百分位数和适应度 n s s x skxx _ 2 1 _ )( 1 1 n i i xx n s 安全人机工程学第二章

9、湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 22 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 二、有关参数的测量与计算二、有关参数的测量与计算 1 1、我国成年人的人体结构尺寸、我国成年人的人体结构尺寸 图图 5 5 立姿人体尺寸 立姿人体尺寸 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 23 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 百分比（百分比（%）K百分比（百分比（%）K 0.52.576700.524 1.02.326750.674 2.51.960800.842 51.645851.036 101.282901.282 151.0

10、36951.645 200.84297.51.960 250.67499.02.326 300.52499.52.576 表表2-1 百分比与变换系数 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 24 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图6 6坐姿人体尺寸坐姿人体尺寸 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 25 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图7 7 人体水平尺寸 人体水平尺寸 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 26 页2021-6-20 二人体人机学参数

11、二人体人机学参数 人体主要尺寸人体主要尺寸 ( (单位：单位：mm)mm) 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 27 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 立姿人体尺寸立姿人体尺寸(单位：单位：mm) 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 28 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 坐姿人体尺寸坐姿人体尺寸 (单位：单位：mm) 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 29 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 人体水平尺寸人体水平尺寸（单位：mm）

12、安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 30 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 各区域的体重、身高和胸围三项参数的均值和标准差各区域的体重、身高和胸围三项参数的均值和标准差（单位：mm） 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 31 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 2我国成年人人体动态尺度我国成年人人体动态尺度 （1）肢体活动角度范围）肢体活动角度范围 图图8 8 人体肢体活动角度范围人体肢体活动角度范围 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 32 页2021-6

13、-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图9 9 人体上部及上肢固定姿势活动角度范围人体上部及上肢固定姿势活动角度范围 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 33 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图10 10 立姿上身及手的可及范围、坐姿上身及手的可及范围 立姿上身及手的可及范围、坐姿上身及手的可及范围 （2）不同姿势时手能及的空间不同姿势时手能及的空间范围范围 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 34 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图11 11 单腿跪姿上身及手的可及范围单

14、腿跪姿上身及手的可及范围 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 35 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图12 12 仰卧姿势手及腿的活动空间仰卧姿势手及腿的活动空间 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 36 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 常用人体功能尺寸测量区域常用人体功能尺寸测量区域 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 37 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 手的测量手的测量 图图12 12 手的测量手的测量 安全人机工程学第

15、二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 38 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 (1) 水平作业域 图图2-2手在水平面的正常作业阈和最大作业域（手在水平面的正常作业阈和最大作业域（cm） 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 39 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图2-3 2-3 坐姿抓握作业域（坐姿抓握作业域（cmcm） 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 40 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 (2) 垂直作业域 图图2-4立姿双臂垂直作业域图立

16、姿双臂垂直作业域图2-5立姿双臂垂直作业域立姿双臂垂直作业域 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 41 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图2-6身高与摸高的关系身高与摸高的关系 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 42 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 脚的测量 图图27脚的测量脚的测量 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 43 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 脚的作业空间脚的作业空间 图图2-8脚的作业区域脚的作业区域 安全人

17、机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 44 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 3 3、人体生理学参数及测量人体生理学参数及测量 （1）最大耗氧量（最大耗氧量（Vo2max）及氧债能力）及氧债能力 （2）最大心率最大心率 （3）搏出量与最大心脏输出搏出量与最大心脏输出 （4 4）肌电图）肌电图 （5）呼吸量的测定呼吸量的测定 （6）脉搏数的测定脉搏数的测定 （7）发汗的测定发汗的测定 （8）血液成份变化的测定血液成份变化的测定 （9）脑电图脑电图 （见表22 ） 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 45 页2021-6

18、-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 表表22大脑意识状态与人为错误的潜在危险性大脑意识状态与人为错误的潜在危险性 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 46 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 可根据人体的身高、体重等基础测量数据，利用可根据人体的身高、体重等基础测量数据，利用 一些经验公式计算出所需的其它各部分数据。一些经验公式计算出所需的其它各部分数据。 （1 1）用人体身高尺寸计算人体各部分尺寸）用人体身高尺寸计算人体各部分尺寸 （见图（见图2-92-9、图、图2-102-10及表及表2-32-3） 4 4、有关人机学参数计算、有关

19、人机学参数计算 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 47 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图29立姿静态尺寸图立姿静态尺寸图 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 48 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 图图2-10坐姿静态尺寸编号图坐姿静态尺寸编号图 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 49 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 名名称称计算式计算式名名称称计算式计算式 座 高0.523H肘与肘间宽0.256H 膝 高0.311H臀部

20、宽0.203H 坐姿臀高0.249H肩 宽0.229H 座到肘高0.135H手前伸长度0.462H 大腿厚0.086H坐位眼高0.454H 臀部到膝高0.342H两手恻平伸长度1.032H 臀部到小腿长0.280H坐面至举手指尖高0.795H 表表2-3静坐时人体尺寸与身高的关系 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 50 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 （2 2）用人体体重计算人体体积和表面积）用人体体重计算人体体积和表面积 1 1）人体体积）人体体积 2 2）体表面积）体表面积 （3 3）用身高、体重、表面积求算有关人机学）用身高、体重

21、、表面积求算有关人机学 参数参数 （见表（见表2-4 ） 937. 4015. 1WV 725. 0425. 0 HWKS R 1529. 00128. 00061. 0WHS 051456. 0042246 0235. 0WHS 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 51 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 表表2-4人体有关人机学参数计算公式人体有关人机学参数计算公式 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 52 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 第二节第二节人体测量数据的应用人体测量数据的

22、应用 一、人体数据的运用准则人体数据的运用准则 1 1、最大最小准则。、最大最小准则。 2 2、可调性准则、可调性准则 3 3、平均准则、平均准则 4 4、使用最新人体数据准则、使用最新人体数据准则 5 5、地域性准则、地域性准则 6 6、功能修正与最小心理空间相结合准则、功能修正与最小心理空间相结合准则 7 7、标准化准则。、标准化准则。 8 8、姿势与身材相关联准则、姿势与身材相关联准则 9 9、合理选择百分位和适用度准则、合理选择百分位和适用度准则 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 53 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 人体测量数

23、据选用的注意事项人体测量数据选用的注意事项 设计和确定作业空间尺寸的根据，必须保证至少设计和确定作业空间尺寸的根据，必须保证至少90% 的用户的适应性、兼容性、操作性和维护性，即人体的用户的适应性、兼容性、操作性和维护性，即人体 主要尺寸的设计极限应根据第主要尺寸的设计极限应根据第5至至95百分位数的值确定。百分位数的值确定。 必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸（如通必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸（如通 道、出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以道、出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以 第第95百分位的值作为适用的人体尺寸。百分位的值作为适用的人体尺寸。 有限度的或受

24、身体延伸所限制的空间尺寸（如抓握物有限度的或受身体延伸所限制的空间尺寸（如抓握物 体的可及距离、控制器的位移、显示器与测试点位置、体的可及距离、控制器的位移、显示器与测试点位置、 安全防护罩上的空隙等），应以第安全防护罩上的空隙等），应以第5百分位的值作为适百分位的值作为适 用的人体尺寸用的人体尺寸。 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 54 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 可调整的尺寸（如高度可调的坐椅、工作台、控制器、可调整的尺寸（如高度可调的坐椅、工作台、控制器、 安全带等），应以第安全带等），应以第5百分位至第百分位至第95百分位

25、的人体尺百分位的人体尺 寸范围作为高速范围适用的人体尺寸；只能用一种中寸范围作为高速范围适用的人体尺寸；只能用一种中 等尺寸供群体使用时（如墙壁上的开关高度、门上把等尺寸供群体使用时（如墙壁上的开关高度、门上把 手尺寸等），应以第手尺寸等），应以第50百分位数作为适用的人体尺寸百分位数作为适用的人体尺寸 搞清该尺寸的适用范围，如适用的国家、地区、民族、搞清该尺寸的适用范围，如适用的国家、地区、民族、 年龄、性别、职业及社会阶层等，否则，盲目选用，年龄、性别、职业及社会阶层等，否则，盲目选用， 设计出的产品适用性较差设计出的产品适用性较差 人体测量数据应用应注意人体尺寸的变化。一方面从人体测量数

26、据应用应注意人体尺寸的变化。一方面从 事某种工作的劳动人群的身材有变化时，其最佳适应事某种工作的劳动人群的身材有变化时，其最佳适应 尺寸也应随之改变；另一方面，世界各国人体身高有尺寸也应随之改变；另一方面，世界各国人体身高有 增加的趋势，近增加的趋势，近20年来世界各国人体的身高平均每年来世界各国人体的身高平均每10 年增加年增加1cm，我国的人体身高增加更快，所以在收集，我国的人体身高增加更快，所以在收集 或选用人体尺寸资料时应注意这种现象。或选用人体尺寸资料时应注意这种现象。 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 55 页2021-6-20 二人体人机学参数二

27、人体人机学参数 二、人体尺度在工程设计中的应用二、人体尺度在工程设计中的应用 1人体尺度应用的原则人体尺度应用的原则 （从工程设计应用角度讲） （1） 满足度：满足度是产品设计尺寸满足特定使用者 群体的百分率。也就是说从人体工程学角度看，你的设 计适合多少人. （2） 产品尺寸设计任务的分类 I型产品尺寸设计(就是上面所说的可调准则)：尺 寸在上限值和下限值之间可调，上下限百分位分别为5 和95时，满足度为90。 型产品尺寸设计(最大最小准则)表216 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 56 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 产品类型产品

28、类型定义 说 明 I型产品 尺寸设计 需要两个百分位数作为 尺寸上限值和下限值的依据 属双限值设计 型产品 尺寸设计 只需要一个百分位数作为 尺寸上限值或下限值的依据 属单限值设计 A型产品 尺寸设计 只需要一个人体尺寸百分位数 作为尺寸上限值的依据 属大尺寸设计 B型产品 尺寸设计 只需要一个人体尺寸百分位数 作为尺寸下限值的依据 属小尺寸设计 型产品 尺寸设计 只需要第50百分位数作为 产品尺寸设计的依据 平均尺寸设计 表表2-9人体尺寸百分位数选择人体尺寸百分位数选择 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 57 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人

29、机学参数 2 2、人体尺寸的应用方法和程序、人体尺寸的应用方法和程序 （1）确定所设计对象的类型和适应度确定所设计对象的类型和适应度 确定设计对象的功能尺寸的主要依据是人体尺寸百分确定设计对象的功能尺寸的主要依据是人体尺寸百分 位数，而它的选用又与设计对象的类型密切相关。首先位数，而它的选用又与设计对象的类型密切相关。首先 应确定所设计的对象是属于哪一类型。见表应确定所设计的对象是属于哪一类型。见表217。 （2）选择人体尺寸百分位数选择人体尺寸百分位数 在确认所设计的产品类型及其等级之后，选择人体尺在确认所设计的产品类型及其等级之后，选择人体尺 寸百分位数的依据是适用度。人机工程学设计中的适

30、用寸百分位数的依据是适用度。人机工程学设计中的适用 度，是指所设计产品在尺寸上能满足多少人使用，通常度，是指所设计产品在尺寸上能满足多少人使用，通常 以适合使用的人数占使用者群体的百分比表示。以适合使用的人数占使用者群体的百分比表示。 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 58 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数 设计 类型 产品重 要程度 百分位数的选择适应度 I 型 涉及人的安 全、的健康 一般用途 选用户x99和x1为尺寸上、下限值的依据 选用x99和x5作为尺寸上、下限值的依据 98% 90% A型 涉及人的安 全、健康的 一般用途 选

31、用x99和x95作为尺寸上限值的依据 选用x90作为尺寸上限值的依据 99%或 95% 90% B型 涉及人的安 全、健康的 一般用途 选用x1和x5几作为尺寸下限值的依据 选用x10作为尺寸下限值的依据 99%或 95% 90% 型 产品 一般用途 选用户x50作为产品尺寸设计的依据 通用 成年男、 女通用 产品 一般用途 选用男性的x99，x95或x90为尺寸上限值 选用女性的x1、x5，或x10为尺寸下限值 通用 表表2-10产品尺寸设计分类产品尺寸设计分类 安全人机工程学第二章 湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系 第 59 页2021-6-20 二人体人机学参数二人体人机学参数

32、3 3确定功能修正量和心理修正量确定功能修正量和心理修正量 （1）必须考虑到实际中人的可能姿势、动态操）必须考虑到实际中人的可能姿势、动态操 作、着装等需要的设计裕度，所有这些设计裕作、着装等需要的设计裕度，所有这些设计裕 度总计为功能修正量度总计为功能修正量 （2）为了消除人们心理上的）为了消除人们心理上的“空间压抑感空间压抑感”、 “高度恐惧感高度恐惧感”和和“过于接近时的窘迫感和不过于接近时的窘迫感和不 舒适感舒适感”等心理感受，或者是为了满足人们等心理感受，或者是为了满足人们 “求美求美”、“求奇求奇”等心理需求，涉及人的产等心理需求，涉及人的产 品和环境空间设计品和环境空间设计 ，必须再附加一项必要