人因工程学-ppt课件完整版

1、第一章 人因工程概论第一节 人因工程发展 第二节 人因工程研究与应用 第一节 人因工程发展一、人因工程的定义二、人因工程的发展 三、人因工程学体系及与其他学科的关系 一 、人因工程的定义 伍德森：人因工程研究的是人与机器相互关系的合理方案，亦即对人的知觉显示、操纵控制、人机系统的设计及其布置和作业系统的组合等进行有效的研究，其目的在于获得最高的效率和作业时感到安全和舒适。 前苏联学者：人因工程学是研究人在生产过程中的可能性、劳动活动方式、劳动的组织安排，从而提高人的工作效率，同时创造舒适和安全的劳动环境，保障劳动人民的健康，使人从生理上和心理上得到全面发展的一门学科。 第一节 人因工程发展 国

2、际人机工程学会：人因工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究在工作、生活和休假时怎样统一考虑工作效率、健康、安全和舒适等问题的学科。 中国企业管理百科全书：人因工程学是研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适的目的。 一 、人因工程的定义两个共同点：人因工程的研究对象是人、机与广义环境的相互关系（包括生理的、心理的）。人因工程的研究目的是如何达到安全、健康、舒适和工作效率的优化。一 、人因工程的定义二 、人因工程的发展 人因工程学 “起源于欧洲，形

3、成于美国”； 第一次产业革命和第二次产业革命时期：人因工程研究工作主要是通过测试来选择工人，安排工作，规划和利用人力资源，制定培训方案，研究优良的工作条件、好的管理组织形式，研究工作动机，促进工人和管理者之间的合作。 二 、人因工程的发展 第一次世界大战期间：选拔和训练人，使 “人适应机器”（human to machine）的设计思想； 第二次世界大战期间：人因工程的研究从“人适机”转入“机宜人”的新阶段； 二十世纪后半叶：研究工作也由“人适应机器”、“机器适应人”、“环境适应人”的各个领域转入人因系统理论上来，更加系统地研究人机环境最佳匹配，以保证系统整体最优。 二 、人因工程的发展 现代

4、人因工程学发展有三个特点： （1）不同于传统人因工程学研究中着眼于选择和训练特定的人，使之适应工作要求，现代人因工程学着眼于机械设备的设计，使机器的操作不超出人类能力界限之外。 （2）密切与实际应用相结合，通过严密计划设定的广泛实验性研究，尽可能利用所掌握的基本原理，进行具体的机械装备设计。 （3）力求使实验心理学、生理学、功能解剖学等学科的专家与物理学、数学、工程学方面的研究人员共同努力、密切协作。 二 、人因工程的发展 近期人因工程研究方向多为工作负荷研究，工作环境研究，工作场地、工作空间、工作装备的人因工程学研究，信息显示计算机设计与使用的人人因工程学研究，安全管理与人的可靠性研究，工作

5、成就的测量和评定，机器人设计的智能模拟等问题研究。 二 、人因工程的发展 我国的人因工程研究起步较晚，但近期发展较快。1980年成立中国人类工效学学会，中科院心理所及一些高校分别建立了人因工程学研究机构，它的研究和应用已广泛涉及到铁路、冶金、汽车运输、工程机械、机床设计、航空航天、医药、航海、电子能源等多领域并取得不少成绩，它的不断发展和日趋完善，将在科学技术的发展中发挥积极的作用。 三、人因工程学体系及与其他学科的关系 生理学心理学劳动卫生学人体测量学人体力学人类学人体科学人因工程技术科学环境科学环境保护、环境医学、环境卫生学、环境心理学、环境监测学 工程技术科学工业设计工程设计安全工程系统

6、工程管理工程一、人因工程研究的任务和内容二、人因工程的应用 三、人因工程研究方法 四、研究人因工程学应注意的问题 第二节 人因工程研究与应用 一 、人因工程研究任务和内容人体因素的研究工作场所和信息传递装置设计研究劳动生理与作业分析的研究 人机系统的设计研究环境控制与安全保护 第二节 人因工程研究与应用 二、人因工程的应用产业部门农业林业制造业建筑业交通、服务应用课题作业空间、姿势、椅子、脚踏作业面、移动信息显示操作器作业方法与作业负担、身心负担安全作业环境作业安排及组织、劳动时间、休息交接班制三、人因工程研究方法 人因工程一般研究程序确定目标 收集资料制定方案综合评价三、人因工程研究方法 人

7、因工程一般研究方法分类 描述性研究 试验性研究 评价性研究 三、人因工程研究方法 目前常用的研究方法实测法实验法询问法测试法观察法模拟和模型试验法分析法（瞬间操作分析法、知觉与运动信息分析法、动作负荷分析法、频率分析法、危象分析法、相关分析法 ）三、研究人因工程学应注意的问题 测试方法的可靠性与有效性统计学的差异与实际意义的差异 第一节 人体的运动机理 第二节 人的作业能力 第三节 疲劳 第二章 人的作业能力和疲劳 一、骨骼和关节 二、肌肉 第一节 人体的运动机理 骨骼 成人全身共有206块骨，其中只有177块直接参与人体运动。分为躯干骨、颅骨和四肢骨三部分。其中躯干骨又包括椎骨、肋骨和胸骨，

8、各椎骨借骨连接构成为脊柱。脊柱胸段与肋相接，肋前端又连胸骨，形成骨性胸廓。脊柱骶尾段与下肢带骨连接构成骨盆。 关节 根据关节面的形态和运动形式，关节可分为单轴关节、双轴关节和多轴关节。 单轴关节的关节的关节头呈圆柱状或滑车状，骨只能绕一个运动轴作一组运动。 双轴关节的关节头呈现椭球状或马鞍状，关节可沿两个相互垂直的运动轴作屈、伸和收、展两组运动，亦可作一定程度的环转运动。 多轴关节的关节窝包绕呈圆球状的关节头，因此多轴关节可沿三个相互垂直的运动轴作屈、伸、收、展、旋转和环转等各种运动，是运动形式最多的关节。 骨杠杆 骨在肌肉拉力的作用下绕关节轴转动，其结构与功能如同机械杠杆，故称为骨杠杆。 人

9、体关节运动的基本形式 滑动运动：这是一种最简单的运动，相对关节面的形态基本一致，活动量微小。角度运动：邻近的两骨绕轴离开或收拢，可产生角度的增大或减小。通常有两种形式，即屈伸和收展。旋转运动：骨环绕垂直轴运动时称为旋转运动。环转运动：骨的上端在原位转动，下端则作圆周运动，全骨活动的结果犹如描绘一个圆锥体的图形，这样的运动称为“环转运动”。肌肉 根据其形态、功能和位置等不同的特点，可分为三种类型：第一类为骨骼肌，通过腱与骨骼相连。骨骼肌的收缩能力强，但不能持久，其活动能随人的意志运动，也称随意肌。第二类为平滑肌，构成人体某些脏器的管壁，其活动不受意志支配，故称不随意肌。第三类为心肌，分布在心脏的

10、房、室壁上，组成心肌层，也属不随意肌。 肌肉 肌肉的组织结构长肌呈梭形（纺锤状），中间肥大，两端渐细，借腱起止于骨上。长肌的运动幅度较大，多分布于四肢。短肌形状短小，收缩时产生的运动幅度较小，多分布于躯干的深层。阔肌扁薄宽大，多分布于胸、腹壁和背部浅层，除完成躯干的运动外，对内脏还有保护支持的作用。轮匝肌呈环状，位于孔、裂（如口、眼）的周围，收缩时可关闭孔、裂。 肌肉 肌肉的物理特性收缩性表现为肌肉纤维长度的缩短和张力的变化伸展性弹性粘滞性肌肉 肌肉收缩的机理当兴奋冲动传至肌纤维的肌膜时，肌肉中的三磷酸腺苷可分解所释放的能量通过横突使肌原纤维中呈平行穿插排列的肌球蛋白微丝与肌动蛋白微丝彼此之间

11、滑行，即肌动蛋白微丝的两端向肌球蛋白微丝之间滑入，从而使整个肌纤维的长度缩短，这就是目前具有权威意义的肌肉收缩机理理论肌微丝滑动学说。 肌肉 肌肉收缩的形式 等长收缩：肌肉收缩所产生的拉力等于外界阻力时，肌肉的长度不变。非等长收缩：肌肉收缩所产生的拉力不等于外界阻力时，肌肉的长度发生改变。 肌肉 肌肉收缩的特征参数潜伏期缩短程度缩短速度肌肉收缩的机械效率肌力肌肉 肌肉施力的类型静态肌肉施力：静态肌肉施力是依靠肌肉等长收缩所产生的静态性力量，较长时间地维持身体的某种姿势，致使肌肉相应地作较长时间的收缩。动态肌肉施力：动态肌肉施力是对物体交替进行施力与放松，使肌肉有节奏地收缩与舒张。 肌肉 静态肌

12、肉施力特征静态肌肉施力时向肌肉供血受阻的程度，与肌肉收缩产生的力成正比，即静态肌肉施力越大，肌肉内压力越大，血液向肌肉流动所受的阻力越大。因此，肌肉施力F的大小与其最大肌力Fmax的比值P（ ）决定了肌肉如何发挥其机能。 一、人体能量的产生机理及作业劳动人体的调节和适应 二、劳动强度 三、作业能力的动态分析 第二节 人体的运动机理 人体能量的产生机理 骨骼肌活动的能量来自细胞中的贮能元三磷酸腺苷（ATP）。肌肉活动时，肌细胞中的三磷酸腺苷与水结合，生成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸根（Pi），同时释放出29.3KJ的能量，即： ATP+H2OADP+Pi+29.3KJ/mol 产能过程ATPCP系

13、列： 需氧系列： 葡萄糖或脂肪+氧+ ATP乳酸系列: 葡萄糖（糖原）+ ATP+乳酸 氧化磷酸化糖酵解肌肉活动时能量的来源作业劳动时人体的调节和适应 神经系统的调节与适应 作业时的每一个有目的的动作，既取决于中枢神经系统的调节作用，又取决于从机体内外感受器所传入的各种神经冲动，在大脑皮层内进行综合分析，形成一时性共济联系，调节各器官适应作业活动的需要，维持机体与环境的平衡。 作业劳动时人体的调节和适应 心血管系统的调节与适应心率血压血液再分配血液成份作业劳动时人体的调节和适应 其他系统的调节与适应呼吸频率 肺通气量排尿量汗腺体温劳动强度 能量代谢 根据机体及其所处状态，为便于分析研究将能量代

14、谢分为三个种属：维持生命所必须的基础代谢量；安静时维持某一自然姿势时的安静代谢量（含基础代谢量）和作业时的能量代谢量（含安静代谢量）。劳动强度 能量代谢相对代谢率：劳动强度 能量代谢能量消耗计算：基础代谢量=基础代谢率平均值（kJ/(m2h)）体表面积（m2） (kJ/h) 某项作业或活动的能量消耗=（RMR+1.2）基础代谢率平均值体表面积作业（或活动）的延续时间 劳动强度 劳动强度等级划分国外劳动强度分级 劳动强度等级轻中等强极强过强能耗量下限/（kcalmin-1）2.5(10.5)5.0(20.9)7.5(31.4)10.0(41.9)12.5(52.3)氧耗量下限/（Lmin-1）0

15、.51.01.52.02.5劳动强度 劳动强度等级划分国际劳工局劳动强度等级很轻轻中等重很重极重耗氧量(l/min)能消耗量(kJ/min)心率(beats/min)直肠温度()排汗率(ml/h)0.5(0.69710.50.51.00.50.95610.520.975100901.01.50.51.01.18820.931.41001259011037.5382004001.52.01.01.51.36031.441.91251501101303838.54006002.02.51.52.01.45041.952.315017513015038.539.06008002.52.01.450）

16、52.317515017039.0800劳动强度等级RMR工作特点例如轻微劳动01手指动作、脑力劳动，坐姿或重心不动的立姿，其疲劳呈现为精神疲劳制图员、电话交换员轻劳动02主要为手指及手动作，以一定速度工作长时间后呈现局部疲劳机械工具的修理工中劳动24立体，但身体移动以重心的水平移动为主，身体移动速度为普通步行速度加以中间适当休息可持续劳动数小时车工、铣工重劳动47全身劳动为主，并需全力进行土建工、炼钢工极重劳动7短时间内要求全身全力高速动作采煤工、伐木工劳动强度 劳动强度等级划分日本能率协会 劳动强度 劳动强度等级划分我国的劳动强度分级劳动强度级别劳动强度指数15202525作业能力的动态分

17、析 作业能力的动态变化规律 在入门期，劳动生产率逐渐提高，不良品率降低。当作业能力达到最高水平时，即进入稳定期，一般可维持1h左右。此阶段劳动生产率以及其他指标变动不大。稳定期之后，作业者开始感到劳累，作业速度和准确性开始降低，不良品开始增加，即转入疲劳期。午休后，又重复午前的三个阶段，但第一二阶段的持续时间比午前短，疲劳期提前出现。有时在工作日快结束时，也可能出现工作效率提高的现象，这与结束任务和争取完成或超额完成任务的情绪激发有关，这种现象叫终末散发，终末散发所能维持的时间很短。 作业能力的动态分析 影响作业能力的主要因素 生理因素：体力劳动的作业能力，随作业者的身材、年龄、性别、健康和营

18、养状况的不同而异； 环境因素：环境因素通常是指工作场所范围内的空气状况、噪声、照明、色彩和微气候等； 工作条件和性质：生产设备与工作的好坏对作业能力的影响较大，这主要看它在提高工效的同时，是否能减轻劳动强度，减少静态作业成分，减少作业的紧张程度等； 锻炼与熟练效应：锻炼能使机体形成巩固的动力定型，可使参加运动的肌肉数量减少，动作更加协调、敏捷和准确，大脑皮层的负担减轻，故不易发生疲劳。作业能力的动态分析 熟练效应曲线一、疲劳及其特点与分类二、引起疲劳原因和疲劳对人体的影响三、疲劳的测定方法四、提高作业能力与降低疲劳措施第三节 疲劳 疲劳的定义 在作业过程中，作业者产生操作机能衰退、操作能力下降

19、，或由于厌倦而不愿意继续工作的状态。 疲劳的分类 根据疲劳发生的部位一般分为肌肉疲劳、精神疲劳和生物疲劳三种类型。 肌肉疲劳：肌肉疲劳又分为个别器官疲劳和全身性疲劳。 精神疲劳：精神疲劳包括智力疲劳、技术性疲劳和心理性疲劳。 生物疲劳：根据疲劳周期的长短，可将周期分为年周期性疲劳和月、周、日周期性疲劳。 疲劳的分类 根据疲劳程度又可分为一般疲劳、过度疲劳和重过度疲劳三种类型。 一般疲劳：产生在机体的任何体力或心理劳累之后。适当地休息一段时间，就可以很快消失。 过度疲劳：这种疲劳是在连续和过强的工作中形成的，它影响到思维的精确性，并且对神经系统有不良的作用，使人厌倦工作。 重过度疲劳：这种疲劳在

20、程度上已接近于病态，它有造成创伤的危险，需要进行治疗或全休数日。 疲劳的特点 疲劳是由于身体的一部分使用之后发生的，但并不限于这一部分，而会扩散至全身，引起全身筋疲力尽和不舒服感，最后出现疲劳自觉症状。人体疲劳后，具有恢复原状的能力。未完全恢复的疲劳可在一定程度上延续到次日。当人们在重度劳累之后，第二天还感到周身无力、疲倦、不愿动作。人如果连续工作，反而不觉累了，这是体力上的适应性。人们在生理周期中如生物节律低潮期时发生疲劳的自我感受较重，而在高潮期则较轻。疲劳程度受某些环境因素的影响。引起疲劳原因 超生理负荷的激烈动作和持久的体力或脑力劳动工作单调环境不良精神因素身体状况不好人因工程设计不合

21、理导致过度疲劳的因素持久、剧烈的体力劳动任何要求专心、集中力量和有技艺的劳动在单调、简单、经常重复动作的工作中在微气候条件不良的情况下工作噪声和振动的作用照明不良（光线太弱或者太强）对物资和人的生命负有责任情绪很坏病态营养不足疲劳对人体的影响无力感注意力失调感觉失调动作紊乱记忆和思维故障意志衰退疲劳测定方法应满足的条件 测定结果应当是客观的表达，而不依赖于研究者的主观解释；测定结果应当定量化表示疲劳的程度；测定方法不能导致附加的疲劳，或使被测者分神；测定疲劳时，不能导致被测者不愉快或造成心理负担或病态感觉。 疲劳表露的特征身体的生理状态发生特殊变化；进行特定作业时的作业能力下降；疲倦的自我体验

22、。 检测疲劳的方法生化法生理心理测试法他觉观察及主诉症状法生化法 生化法通过检查作业者的血、尿、汗及唾液等液体成分的变化判断疲劳。这种方法的不足之处是：测定时需要中止作业者的作业活动。并容易给被测者带来不适和反感。 生理心理测试法 生理心理测试法又包括：膝腱反射机能检查法，两点刺激敏感阈限检查法，频闪融合阈限检查法，连续色名呼叫检查法，反应时间测定法，脑电肌电测定法，心率（脉率）血压测定法。 生理心理测试法膝腱反射机能检查法 膝腱反射机能检查法，是用医用小硬橡胶锤，按照规定的冲出力敲击被试者的膝部，根据小腿弹起角度的大小评价疲劳程度。被试者的疲劳程度不同，引起的反射运动转化程度也不相同。一般认

23、为：作业前后反射角变化510时为轻度疲劳；反射角度变化1015时为中度疲劳；反射角变化1530时为重度疲劳。此值亦膝腱反射阈值。 生理心理测试法两点刺激敏感阈限检查法 两点刺激敏感阈限检查法，采用两个距离很近的针状物同时刺激皮肤表面，当两个刺激点间的距离小到刚刚使被试者感到是一点时的距离，称为两点刺激敏感阈限。作业机体疲劳时感觉机能迟钝，两点刺激感阈限增大，因此，可以根据这种阈限的变化判别疲劳的程度。 生理心理测试法频闪融合阈限检查法 频闪融合阈限检查法，是利用视觉对光源闪变频率的辨别程度判别程度判断机体疲劳的方法。当光源以某一频率闪变时，人眼能够辨别出光源一明一暗，若把闪变频率提高到使人对光

24、源闪变感觉消失时，此时称为融合现象。对于开始产生融合现象的闪变频率，称为融合度。相反，在融合状态下降低光源的闪变频率，使人眼产生闪变感觉的临界闪变频率，称为闪变度。融合度与闪变度的均值，称为频闪融合阈限。它表征着中枢系统机能的迟钝化程度，频闪融合阈限因人而异，但均受机体疲劳程度的影响。 生理心理测试法连续色名呼叫检查法 连续色名呼叫检查法，通过检查作业者识别各种颜色，并能正确叫出各种颜色色名的能力，判别作业者疲劳的方法。测试者准备5种颜色色板若干块，相当快地抽取色板，同时让作业者回答。作业者若在疲劳状态下，回答速度较慢，且错误率相对增高。根据作业者的回答速度和错误率，可以判断作业者的疲劳程度。

25、 生理心理测试法反应时间的变化 反应时间的变化也同样能表征中枢系统机能的迟钝化程度。测定作业者的反应时间，根据其反应时间快慢也能判断作业者中枢系统机能迟钝化程度。对于局部肌肉疲劳，采用肌电图测量肌肉的放电反应，可判断肌肉的疲劳程度。当肌肉疲劳时，肌肉的放电反应振幅增大、节律变慢。 疲倦的他觉观察和主诉症状调查法 也称自我感觉摄影。具体的作法是首先选定若干受试者，然后对他们进行若干天的跟踪调查。在受试者上班的时间内，每隔半小时向受试者提出询问：“在当前时刻你体验到什么样的疲劳特征？”，要求受试者指出这种或那种症状及其程度微弱、中等、剧烈。数据处理以程度的变异和新症状的出现作为单位数，如果出现中等

26、或剧烈的新症状，则增加2或3个单位数，出现“普遍疲劳”或“全身症状”时加3个单位数，然后计算各个时间的平均数。提高作业能力与降低疲劳措施 合理选择操作方法和应用体力 劳逸结合 避免单调作业、合理调节作业速率 第三章 人体测量与人体机能特征第一节 人体测量第二节 人体的机能特征 第一节 人体测量一、人体测量二、人体测量的结构参数三、人体测量的功能参数 四、人体数学模型和人体模板一、人体测量（一）人体测量的意义（二）人体测量的分类（三）人体测量的条件（四）测量方法与测量项目（五）人体测量的主要仪器（六）人体测量中的主要统计函数第一节 人体测量 人体测量是指借助人体测量仪器，按照人体测量方法通过测量

27、人体各部位尺寸包括人体尺寸、重量、体积、动作的幅度等，来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特性，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。（一）人体测量的意义 1静态人体测量 在确定的静止的状态下，如被测者是站立不动、坐着不动或静卧等姿势情况下，利用人体测量仪器，对人体进行直线、弧线、角度和面积等一些的“静止”测量。一般包括体型特征测量、身体各部分的尺寸测量等。静态测量的人体尺寸用以设计工作区间的大小。 2 动态人体测量 被测者处于动作状态下所进行的人体尺寸测量。通常是对手、上肢、下肢、脚所及的范围及各关节能达到的距离和能转动的角度进行测量。（二）人体测量的分类 1

28、基本姿势 （1）直立姿势（简称立姿）。被测者挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，膝部自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致成45夹角，体重均匀分布于两足。为确保直立姿势正确，被测者应使足后跟、臀部和后背部与同一铅垂面相接触。（三）人体测量的条件 （2）坐姿。被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左、右大腿大致平行，膝大致屈成直角，足平放地面上，手轻放在大腿上。为确保坐姿正确，被测者的臀部、后背部应同时靠在同一铅垂面上。无论何种姿势，身体都必须保持左右对称。由于呼吸而使测量值有

29、变化的测量项目，应在呼吸平静时进行测量。 2测量基准面 （1）矢状面。人体测量基准面的定位是由三个互相垂直的轴（铅垂轴、纵轴和横轴）来决定的。通过铅垂轴和纵轴的平面及与其平行的所有平面都称为矢状面。 （2）正中矢状面。在矢状面中，把通过人体正中线的矢状面称为正中矢状平面。正中矢状平面将人体分成左、右对称的两个部分。 （3）冠状面。通过铅垂轴和横轴的平面及与其平行的所有平面都称为冠状面。冠状面将人体分成前、后两个部分。 （4）水平面。与矢状面及冠状面向时垂直的所有平面都称为水平面。水平面将人体分成上、下两个部分。 （5）眼耳平面。通过左、右耳焦点及右眼眶下点的水平面称为眼耳平面或法兰克福平面。

30、3测量方向 （1）头侧端与足侧端。在人体的上、下方向上，上方称为头侧端，下方称为足侧端。 （2）内侧与外侧。在人体的左、右方向上，靠近正中矢状面的方向称为内侧，远离正中矢状面的方向称为外侧。 （3）近位与远位。在四肢上，靠近四肢附着部位的称为近位，远离四肢附着部位的称为远位。 （4）挠侧与尺侧。在上肢上，挠骨侧称为挠侧，尺骨侧称为尺侧。 （5）胫侧与腓侧。在下肢上，胫骨侧称为胫侧，腓骨侧称为腓侧。 4支承面和衣着 （1）支撑面。立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的持平面应是水平的、稳固的和不可压缩的。 （2）被测者的衣着。要求被测者裸体或穿着尽量少的内衣，例如只穿内衣和汗背心，在后者的情况下，在

31、测量胸围时，男性应撩起汗背心，女性应松去胸罩后进行测量。 （3）测量值读数精度。线性测量项目的测量值读数精度为1mm，体重的读数精度为0.5kg。 测量方法测量时应在呼气与吸气的中间进行。其次序为从头向下到脚；从身体的前面，经过侧面，再到后面。测量时只许轻触测点，不可紧压皮肤，以免影响测量的准确性。体部某些长度的测量，既可用直接测量法，也可用间接测量法两种尺寸相加减。 （四）测量方法与测量项目测量项目GBl0000-88中国成年人人体尺寸标准根据人因工程要求提供了我国成年人人体尺寸的基础数值。 (1)人体主要尺寸 (2)立姿人体尺寸 (3)坐姿人体尺寸 (4)人体水平尺寸 (5)人体头部尺寸

32、(6)人体手部尺寸 (7)人体足部尺寸1. 人体测高仪2人体测量用直脚规 3人体测量用弯脚规（五）人体测量的主要仪器1. 均值2方差3标准差（六）人体测量中的主要统计函数4抽样误差5百分位数（1）求某百分位数人体尺寸。 （2)求某人体尺寸所属百分率 。Pp0.5 二、人体测量的结构参数（一）我国成年人人体尺寸（二）部分国家成年人人体尺寸（三）人体测量的结构参数 （四）人体测量数据的应用 第一节 人体测量 1人体主要尺寸 国标GBl0000-88给出身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长共六项人体主要尺寸数据。（一）我国成年人人体尺寸年龄分组百分位数测量项目男（1860岁）女（1855岁）1

33、510509095991510509095991.1身高 （mm）154315831604167817541775181414491484150315701640165916971.2体重 （kg）44485069717583394244526366741.3上臂长（mm）2792892943133333383492522622672843033083191.4前臂长（mm）2062162202372532582681851931982132292342421.5大腿长（mm）4134284364654965055233874024104384674764941.6小腿长（mm）3243383

34、44369396403419300313319344370376390 2立姿人体尺寸 国标GBl0000-88中提供的成年人立姿人体尺寸有：眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高、胫骨点高 。年龄分组百分位数测量项目男（1860岁）女（1855岁）1510509095991510509095992.1眼高 （mm）143614741495156816431664170513371371138814541522154115792.2肩高 （mm）124412811299136714371455149411661195121112711333135013852.3肘高（mm）925954968102

35、41079106911288738999139601009102310502.4手功能高（mm）6566806937417878018286306506627047467577782.5会阴高（mm）7017287417908408568876486736867327797928192.6胫骨点高（mm）394409417444472481498363377384410437444459 3坐姿人体尺寸 国标GBl0000-88中的成年人坐姿人体尺寸包括：坐高、坐姿颈椎点高、坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿膝高、小腿加足高、坐深、臀膝距、坐姿下肢长共11项 。年龄分组百分位数测量

36、项目男（1860岁）女（1855岁）1510509095991510509095993.1坐高8368588709089479589707898098198558919019203.2坐姿颈椎点高5996156216676917017105635795876176186576753.3坐姿眼高7297497617988368478686786957017397737838033.4坐姿肩高5395575665986316416595045185265565865946093.5坐姿肘高2142282352632912983122012152232572772842993.6坐姿大腿厚10111

37、21161301461511601071131171301461511603.7坐姿膝高4414564614935235325494104244314584854935073.8小腿加足高3723833894134394484633313423503823994054173.9坐深4074214294574864945103884014084334614694853.10臀膝距4995155245545855956134814975025295615705873.11坐姿下肢长8929219379921046106310968268518659129609751005 4人体水平尺寸 国标GB

38、l0000-88中提供的人体水平尺寸是指：胸宽、胸厚、肩宽、最大肩宽、臀宽、坐姿臀宽、坐姿两肘间宽、胸围、腰围、臀围共十项 。年龄分组百分位数测量项目男（1860岁）女（1855岁）1510509095991510509095994.1胸宽2422532692803073153312192332392602892993194.2胸厚1761861912122372452611591701761992302392604.3肩宽3303443513753974034153013203283513713773874.4最大肩宽3833984054314604694863473633713974284

39、384984.5臀宽2732822883063273343462752902963173403463604.6坐姿臀宽2842953003213473553692053103183443743824004.7坐姿两肘间宽3533713814224734895183253483604044604785094.8胸围762791806867944970101871774576082591994910054.9腰围62065066573585989596062265068077290495010254.10臀围780805820875948970106979582484090097510001044

40、5各大区域人体尺寸的均值和标准差。项目东北、华北区西北区东南区华中区华南区西南区均值标准差均值标准差均值标准差均值标准差均值标准差均值标准差男1860岁体重648.2607.6597.7576.9566.9556.8身高169356.6168453.7168655.2166956.3165057.1164756.7胸围88855.588051.586552.085349.285148.985548.3女1855岁体重557.7527.1517.2506.8496.5506.9身高158651.8157551.9157550.8156050.7154949.7154653.9胸围84866.48

41、3755.983159.882055.881957.680958.8（二）部分国家成年人人体尺寸国别性别| X1%10%20%30%40%50%60%70%80%90%99%日本男16515215291584160716241638165116641678169517181773女15445014291481150215181532154415561570158616071659美国男17557215871662169417171737175517731793181618481923女16186214741539156615851602161816341651167016971762法国男16

42、906115481612163916581675169017051722174117681832女15904514851532155215661570159016011611162816481695意大利男16806515261596162516451663168016961715173517641834女15607113941469150015221542156015781598162016511726非洲男16806715011581161516391661168016991721174517791859女157045146515121532154615591570158115941608

43、16281675马来亚男15406513861456148515051523154015561575159516241644女14405113211375139714131427144014531467148515051559（三）人体测量的结构参数1人体各部分尺寸与身高的相关计算。（1）我国成年人人体各部分尺寸与身高的比例关系（2）体重值与身高的相关计算（3）人体体积和表面面积的计算2人体生物力学参数的计算。 在已知人体身高H(cm)、体重W(kg)、V体积(cm3)时，可计算出人体生物力学各参数的近似值。 人体部分长度Li（cm）体积Vi(cm3)重量Wi（kg）重心位置Oi（cm）旋转半

44、径Ri（cm）转动惯量Ji(kgm2)手掌L1=0.114HV1=0.0056VW1=0.006WO1=0.506L1R1=0.587 L1J1= W1R12前臂L2=0.146HV2=0.0170VW2=0.018WO2=0.430 L2R2=0.526 L2J2= W2R22上臂L3=0.159HV3=0.0349VW3=0.0357WO3=0.436 L3R3=0.542 L3J3= W3R32大腿L4=0.250HV4=0.0924VW4=0.0946WO4=0.433 L4R4=0.540 L4J4= W4R42小腿L5=0.238HV1=0.0408VW5=0.042WO5=0.4

45、33 L5R5=0.528 L5J5= W5R52躯干L6=0.300HV1=0.6132VW6=0.580WO6=0.660 L6R6=0.830 L6J6= W6R62（四）人体测量数据的应用 选用合适的百分位数。2着装修正3设计尺寸推算 进行机械设计时，为了使用方便，对需要经常使用的设计尺寸，根据百分位数给出的数值，进行修正和标准化后得出的计算比例系数，称为传递系数。以身高为基准的设备和用具的尺寸人体测量值传递系数 三、人体测量的功能参数（一）常用的功能尺寸（二）功能修正量 （三）心理修正 第一节 人体测量（一）常用的功能尺寸测 量 项 目男(1860岁)女(1855岁)P5P50P95

46、P5P50P95立姿双手上举高立姿双手功能上举高立姿双手左右平展宽立姿双臂功能平展宽立姿双肘平展宽坐姿前臂手前伸长坐姿前臂手功能前伸长坐姿上肢前伸长坐姿上肢功能前伸长坐姿双手上举高跪姿体长跪姿体高俯卧体长俯卧体高爬姿体长爬姿体高197118691579137481641631077767312495921190200036412477612108200316911483875447343834730133962612602127372131579822452138180215939364783768927891426661133022573831384836184517411457124875

47、63832777126071173553113718673591183694196818601559134481141330676465712515871196198236973820891976165914388694423338187071328624125821023841296783（二）功能修正量 进行人体测量时要求被测者躯干为挺直姿势，而人在正常作业时，躯干则为自然放松状态，为此应考虑由于姿势不同而引起的变化量。 此外，还需考虑实现产品不同操作功能所需的修正量。所有这些修正量再加上着装修正量总称为功能修正量。 （三）心理修正 为了克服人们心理上产生的“空间压抑感”、“高度恐惧感”等

48、心理感受，或者为了满足人们“求美”、“求奇”等心理需求，在产品最小功能尺寸上附加一项增量，称为心理修正量。考虑了心理修正量的产品功能尺寸称为最佳功能尺寸： 四、人体数学模型和人体模板（一）人体数学模型 （二）人体模板 （三）人体模板的应用 第一节 人体测量（一）人体数学模型 为了研究和分析人体动作范围、作业姿势、作业区域等人因工程问题，可利用数学方法对人体各部位的尺寸和相对位置进行描述，称为人体数学模型。1人体数学模型的构成 2人体作业姿势的数学描述 （1）站立姿势Pa（2）弯腰姿势Pb 2人体作业姿势的数学描述 （3）前屈姿势Pc（4）前屈姿势Pd（一）人体数学模型3人与作业对象的相对位置

49、操作人员进行作业时，对人而言，既有信号输入，又有动作输出。放置作业所需的显示器、操纵器等作业对象的部位，称为作业面。 （一）人体数学模型4由人体数学模型求作业范围的方法 图3-14不同作业姿势的作业范围（一）人体数学模型4由人体数学模型求作业范围的方法 （1）站立姿势的作业范围(图3-14a)。站立姿势Pa的最大作业区域是手臂伸直(6(t)7(t)180)时，以肩关节P6为圆心、以(dfdw)为半径所画的圆，在躯干前方覆盖的范围。（一）人体数学模型4由人体数学模型求作业范围的方法 （2）弯腰姿势的作业范围(图3-14b)。弯腰姿势Pb的作业区域与站立姿势的不同处仅在于P5点有折屈 。（一）人体

50、数学模型4由人体数学模型求作业范围的方法 （3）前屈姿势的作业范围(图3-14c)。前屈姿势Pc的最大作业区域是手臂伸直(6(t)7(t)180) ，且躯干前倾、下肢前屈时，以肩关节P6为圆心、以(dfdw)为半径所画的圆，在躯干与头部前方覆盖的范围。 （一）人体数学模型4由人体数学模型求作业范围的方法 （4）下蹲姿势的作业范围(图3-14d)。下蹲姿势Pd与前屈姿势Pc的作业区域是相同的 。（二）人体模板 人体模板是根据人体测量数据进行处理和选择而得到的标准人体尺寸，利用塑料板材或密实纤维板等材料，按照1:1、1:5、1:10等工程设计中常用的制图比例制成人体各个关节均可活动的人体模型，是目

51、前人机系统设计时最常用的一种物理仿真模型。将人体模板放在实际作业空间或置于设计图纸的相关位置上，可用以校核设计的可行性和合理性。 （二）人体模板 1人体坐姿模板 人体坐姿模板设计尺寸采用穿鞋裸体人体尺寸，并按人体身高尺寸的分布将人群分为大身材(P95)、中身材(P50)、小身材(P5)三个身高等级。 （1）基准线：侧视图中人身各肢体上标出的基准线用来确定关节调节角度。头部标出的眼线表示人的正常视线；鞋上标出的基准线表示人的脚掌基准线。 （二）人体模板 1人体坐姿模板 （2）关节。人体模板可以在侧视图上演示关节的多种功能，但不能演示侧向外展和转动运动。 （3）活动范围。模板上带有角刻度的人体关节

52、调节范围，是指功能技术测量系统的关节角度。 （4）手的姿势。根据作业中手的姿势的不同需要，有四种手的模板可供选用：A型 、B型 、C型 、D型。（二）人体模板 1人体坐姿模板 图3-15坐姿人体模板的侧视图 （二）人体模板 2人体外形模板 模板采用穿鞋裸体人体尺寸，按人体身高尺寸不同分为四个等级，一级采用女子第P5百分位身高；二级采用女子第P50百分位身高与男子第P5百分位身高重叠值，三级采用女子第P95百分位身高与男子第P50百分位身高重叠值；四级采用男子第P95百分位身高。 （二）人体模板 2人体外形模板 （三）人体模板的应用 1人体模板的适用范围 2人体模板的使用要求 3人体模板百分位的

53、选择 4人体模板的尺寸等级 5人体模板的应用（三）人体模板的应用 1人体模板的适用范围 坐姿人体模板适用坐姿条件下确定座椅、工作面、支撑面、调节部件配置等人因工程学分析和设计。人体外形模板适用于与人体有关的工作空间、操作位置等辅助设计及其人因工程学分析和评价。 （三）人体模板的应用 2人体模板的使用要求 （1）应合理选用对应不同身高等级的人体模板； （2）应根据典型工作姿势合理使用人体模板； （3）人体模板使用中必须考虑链式组合的多关节运动，如脊椎的运动应由腰关节和胸关节的转动完成； （三）人体模板的应用 2人体模板的使用要求 （4）人体模板尺寸设计宜采用1：10的通用比例，特殊场合也可采用1

54、:5或1:1的比例； （5）应根据着装的不同，对人体模板外形尺寸增加合理的宽放余量 。 （三）人体模板的应用 3人体模板百分位的选择 在应用人体模板进行辅助制图、辅助设计、辅助演示或模拟测试的过程中，必须根据设计对象的结构持特征和设计参数来选用适当百分位的人体模板。 （三）人体模板的应用 3人体模板百分位的选择 表3-14设计参数与人体模板百分位的关系结构特征设计参数举例选用人体模板百分位外部尺寸手臂活动触及范围应选用“小”身材，如第5%内部尺寸腿、肢活动占有空间，人体、头、手、脚等部位通过空间应选用“大”身材，如第95%力的大小操作力应选用“小”身材，如第5%断裂强度应选用“大”身材，如第9

55、5%（三）人体模板的应用 4人体模板的尺寸等级 鉴于工程设计中最常用的是确定第5、50、95百分位身高纳入的操作范围尺寸数据，因此，GBT14779-1993中，将人体模板的尺寸规格划分为男、女各三个等级，其出发点是根据我国成年人人体身高尺寸的分布，将人群按男、女各划分为大身材、中等身材、小身材三个身高等级。（三）人体模板的应用 5人体模板的应用 图3-17人体模板用于工作系统设计图3-18人体模板用于轿车驾驶室的设计一、人的信息接受、传递二、人的感觉、知觉及主要心理现象第二节 人体的机能特征 一、人的信息接受、传递（一）信息与信息量 （二）信息的接收 （三）信息的处理 （四）信息传递 第二节

56、 人体的机能特征 （一）信息与信息量 信息是客观存在的一切事物通过物质载体所发出的消息、情报、指令、数据和信号中所包含的一切传递与交换的知识内容，是表现事物特征的一种普遍形式。 信息以“位”（bit）为基本单位，称为信息量。信息量的大小是由可供选择的刺激判断数和出现率决定的。由下式求得： （二）信息的接收1. 信息通道2. 信息源和输入途径3视觉信息4听觉信息5影响人体信息接受的主要因素（二）信息的接收1. 信息通道 不同类型的刺激(信息)，首先要经相应的感受器来接收，并通过感受器的换能作用，把刺激能量转变为神经冲动，经感觉神经，传到中枢神经，建立机体与内、外环境间的联系。所以把这些信息能通行

57、的感觉器官叫信息通道或感觉通道。 （二）信息的接收1. 信息通道 感觉通道都有以下的共同特性 ： （1）一种通道只接受某一种刺激（或说某一类信息）识别某一种特征，具有某种作用。 （2）刺激本身要有一定的强度。 （3）感觉器官经连续刺激一段时间后，会产生适应现象，即敏感性降低。 （二）信息的接收2. 信息源和输入途径图3-20 从末端刺激到人的感觉器官的信息输入途径末端刺激源物体、事件、环境（自然的和人造的）其他人人工编码和复显的刺激（符号、标志等）邻近刺激（能量） 光能 声能 机械能 热能 其他人体感觉器官 眼 耳 神经末梢 半规管 皮肤 其它传感或接受装置编码（转换成新形式）复显信息（电视、

58、照相等）形式）新的或经转换后的末端刺激显示器直接传感间接传感（二）信息的接收3视觉信息（1）视觉信息认知的基本条件。 为了认知周围的事物，除事物必须在视野范围之内，还应具备下列条件：视力，是指在通常照明条件下，在最小视角范围内辨别物体最小细部的能力。照度对比和彩色对比能力，即能在黑白色调或各种彩色背景中把目的物识别出来的能力。 （二）信息的接收3视觉信息（2）视觉信息的种类。 视觉信息的内容包括要传递认知文字、数字、彩色、线型、箭头等记号。 （3）文字与数字信息内容。 在认识文字和数字信息时，不仅要能够看得见它们，而且必须要满足易读性条件。（二）信息的接收4听觉信息 人类的听觉信息是通过机械声

59、音和语言会话接受的。机械声音有铃、钟、警笛和蜂鸣器等。使用不同的频率和强度来区别。 （二）信息的接收5影响人体信息接受的主要因素 （1）无关信息的干扰。 （2）信号维量数的影响。 （3）刺激反应之间的一致性影响。 （4）分时的影响。 （5）大脑意识水平。 （三）信息的处理 1人类信息处理模型2信息处理的一般规律（三）信息的处理 感觉器官接受信息后，将其传递到大脑皮层进行加工和处理，这些活动受生理和心理活动状况的影响。从心理学角度来看，这种处理过程称为判断过程或决策过程。 （三）信息的处理 信息处理过程需要注意两个问题： 第一是处理能力的界限。所谓界限是指大脑皮层不能完全、准确地处理连续接收的各

60、种信息，处理能力有一定的限度。 第二是处理能力的变化。根据记忆活动所积累的经验，决定如何处理最新接受的信息，并采取相应的行动。这个判断过程不但与人的知识和技能等因素有关，而且也受到作业条件的影响。（三）信息的处理 1人类信息处理模型 在人和机器发生关系和相互作用的过程中，最本质的联系是信息交换。从人因工程学的观点出发，可以把人视为一个单通道的有限输送容量的信息处理系统来研究。（三）信息的处理 1人类信息处理模型 图3-22人类信息处理模型（三）信息的处理 1人类信息处理模型 第一步，信息加工跟着刺激的呈现，来自系统以外的若干刺激被认识记下，进入信息加工系统； 第二步，模式识别； 第三步，信息储