人体工程学第五章-人体工程学与家具

100million人体工程学01绪论02人体工程学研究内容03人与环境人体工程学由来与发展人体工程学相关学科人体工程学内容人体测量数据、方法、应用人与环境的交互作用人的行为与环境人体工程学04人体工程学与室内设计室内空间分类人体工程学与室内设计06以人为本的室内环境设计建筑类家具设计人体类家具设计05人体工程学与家具室内环境的生态、智能设计室内环境的人性化设计家具设计的首要因素是符合人的生理机能和满足人的心理情感需求。人体工程学与家具人体工程学与家具家具设计除了造型的美观外，更重要的就是功能合理。所谓功能合理就是如何使家具基本尺度适应人体静态的各种姿势变化，诸如人体的站立、移动、座靠、卧躺等一系列的生活动作1.人体测量的基本知识2.人体测量中的主要统计函数3.常用的人体测量数据4.人体各部分结构参数的计算5.人体测量数据的应用人体测量人体工程学与家具人体测量学是一门新兴的学科，它是通过测量人体各部位尺寸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征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。概述人体工程学与家具人体形态测量数据人体构造尺寸测量数据人体功能尺寸测量数据人体生理参数测量（人体静态时各部的尺寸数据）（人体在某种运动状态下的各部尺寸数据）人体工程学与家具人体测量的基本术语1.被测者姿势2.测量基准面3.测量方向4.支撑面和衣着5.基本测点及测量项目第五章人体工程学与家具被测者姿势立姿：坐姿：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，自然伸直腿部，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈45。夹角，体重均匀分布于两足。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，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上人体工程学与家具测量基准面A.三轴B.矢状面C.正中矢状面D.冠状面E.水平面F.眼耳平面人体工程学与家具通过左、右耳屏点及右眼眶下点的水平面称为眼耳平面或法兰克福平面。眼耳平面测量方向A.上方&下方B.内侧&外侧C.近位&远位D.桡侧&尺侧E.胫侧&腓侧在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向称为内侧，将远离正中矢状面的方向称为外侧。人体工程学与家具在四肢上．将靠近四肢附着部位的称为近位，将远离四肢附着部位的称为远位。人体工程学与家具在上肢上，将桡骨侧称为桡侧(rao)，将尺骨侧称为尺侧在下肢上，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧支撑面和衣着立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面应是水平的，稳固的不可压缩的。要求被测量者裸体或穿着尽量少的内衣(例如只穿内裤和汗背心)测量，在后者情况下，在测量胸围时，男性应撩起汗背心，女性应松开胸罩后进行测量。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变化的测量项目应在呼吸平静时进行测量。人体工程学与家具基本测点及测量项目在国标GB3975—83中规定了人机工程学使用的有关人体测量参数的测点及测量项目，其中包括：头部测点16个和测量项目12项；躯干和四肢部位的测点共22个，其测量项目共69项，其中分为：立姿40项；坐姿22项，手和足部6项以及体重1项。人体工程学与家具线性测量项目为1mm，体重为o．5kg测量值的读数精度人体测量的主要仪器1.人体测高仪2.人体测量用直角规3.人体测量用弯角规人体工程学与家具国标GB5704．1—85是人体测高仪的技术标准，该测高仪适用于读数值为1mm；测量范围为0一1996mm人体高度尺寸的测量。标准中所规定的人体测高仪由直尺1、固定尺座2、活动尺座3、弯尺4、主尺扦5和底层6组成，如图2—3所示。若将两支弯尺分别插入固定尺座和活动尺座，与构成主尺杆的第一、二节金属管配合使用时，即构成圆杆弯脚规，可测量人体各种宽度和厚度。人体测高仪人体测量用直角规国标GB5704．2—85是人体测量用直脚规的技术标准，此种直脚规适用于读数值为1mm和0.1mm，测量范围为0—200mm和0—250mm人体尺寸的测量。直脚规根据有无游标读数分1型和2型两种类型人体工程学与家具它是用于不能直接以直尺测量的两点问距离的测量，如测量肩宽、胸厚等部位的尺寸。国标GB5704．3—85是人体测量用弯脚规的技术标准．此种弯脚规适用于读数值为1mm，测量范围为0—300mm的人体尺寸的测量。人体测量用弯角规人体测量中的主要统计函数1.均值2.方差3.标准差4.百分位数人体工程学与家具均值表示样本的测量数据集中地趋向某一个值，该值称为平均值，简称均值。均值是描述测量数据位置特征的值，可用来衡量一定条件下的测量水平和概括池表现测量数据的集中情况。对于有n个样本的测量值：x1，x2,...xn其均值为：人体工程学与家具一组学生的身高分别为：160cm，158cm，165cm，166cm，175cm，167cm，170cm；求这组学生身高的平均值：平均值=≈1600+1580+1650+1660+1750+1670+170071658.6mm例：描述测量数据在中心位置(均值)上波动程度差异的值叫均方差，通常称为方差。方差表明样本的测量值是变量，既趋向均值而又在一定范围内波动。对于均值为x的n个样本测量值：x1,x2,...xn,其方差s2的定义为：方差S2=1n-1[(x1-x)2+(x2-x)2+…+(xn-x)2]=1n-1∑ni=1（xi—x）2人体工程学与家具例：一组学生的身高分别为：160cm，158cm，165cm，166cm，175cm，167cm，170cm；求这组数据的方差S2S2=17—1[（160—166)2+（158—166)2…（170—166)2]=33.1标准差1n-1∑ni=1（xi—x）2S=[]1/2方差的平方根S就是标准差人体工程学与家具一组学生的身高分别为：160cm，158cm，165cm，166cm，175cm，167cm，170cm；求这组数据的标准差SS=33.1√例：百分位数人体测量的数据常以百分位数表示人体尺寸等级，最常用的是第5、第50、第95三种百分位数。其中：第5百分位数表示“小”身材。是指有5%的人群身材尺寸小于此值，而有95％的人群身材尺寸大于此值；第50百分位数表示“中”身材，是指大于和小于此值的人群身材尺寸各为50％；第95百分位数表示“大”身材，是指有95％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。人体工程学与家具如何求百分位数当已知某项人体测量尺寸的均值为x，标准差为s，需要求任一百分位的人体测量尺寸Pv(百分位数)时，可用下式计算：Pv=X+（s╳k）当求1—50％之间的数据时，式中取“—”号：当求50—99％之间的数据时，式中取“十”号。人体工程学与家具式中K为变换系数，设计中常用的百分位与变换系数K的关系见表百分位数K百分位数K百分位数K0.51.02.551015202.5722.3621.9601.6451.2821.0360.842253050707580850.6740.5240.0000.5240.6740.8421.036909597.699.099.51.2821.6451.9602.3262.576人体工程学与家具例：匈牙利成年男性的平均身高为166.0cm，标准差是5.4，请求出该国成年男性群体中5%、50%、和90%的身高值。5%的身高值=166.0—（5.4╳1.645）=157.1cm50%的身高值=166.0—（5.4╳0.000）=166.0cm90%的身高值=166.0+（5.4╳1.282）=172.9cm常用的人体测量数据GB10000一88是1989年7月开始实施的我国成年人人体尺寸国家标准。该标准根据人机工程学要求提供了我国成年人人体尺寸的基础数据，它适用于工业产品设计、建筑设计、军事工业以及工业的技术改造、设备更新及劳动安全保护。该标准共提供了七个类共47项人体尺寸基础数据，标准中所列出的数据，是代表从事工业生产的法定中国成年人(男18—60岁，女18—55岁)人体尺寸，并按男、女性别分开列表。人体工程学与家具人体各部分结构参数的计算1.以身高计算各部分尺寸2.由体重计算体积和表面积3.由体重、身高、体积计算生物力学参数对于设计中所需的人体数据，当无条件测量时，或直接测量有困难时，或者是为了简化人体测量的过程时，可根据人体的身高、体重等基础测量数据，利用经验公式计算出所需的其他各部分数据。人体工程学与家具以身高计算各部分尺寸人体工程学与家具我国成年男女足底到膝盖的距离：男=0.265H，女=0.261H我国标准人的尺度：男=170cm，女=160cm我国标准人的体重男=62kg，女=52kg人体工程学与家具计算体积和表面积1.人体体积计算：L=1.015W—4.937（W为人体体重kg）2.人体表面积计算：B=0.0061H+0.0128W—0.1529（H为身高cm，W为体重kg）男性B=100H女性B=77H人体工程学与家具已知道身高求体重：正常体重：W=H—110（kg）理想体重：W=H—100（kg）H的单位是cm如果人体的体重经常低于或高于正常体重的10％以上，则属于不正常状态。人体工程学与家具人体各部分体积手掌体积：V1=0.00566L前臂体积：V2=0.01702L上臂体积：V3=0.03495L大腿体积：V4=0.0924L小腿体积：V5=0.4083L躯干体积：V6=0.6132L人体工程学与家具常用人体参数建筑类家具人体类家具建筑类家具是指：与人体接触时间短的衣柜、餐柜、电视柜、酒柜等收纳类家具。人体类家具是指：与人体密切相关的直接影响人的健康与舒适性的家具。主要包括座椅与床。家具人体工程学与家具所谓建筑家具类，主要指附属于建筑物上贮存性壁柜、搁板、隔断等。建筑类家具设计主要依据人体身高和动态范围一、立恣近身空间（图6-1）二、人体水平面作业空间尺度（图6-2）人体工程学与家具三、收纳空间尺度划分（图6-3）人体工程学与家具省力操作位置图6-4表示立恣操作时的作业位置难易程度人体工程学与家具人体工程学与家具作业面的高度对作业效率及肩、颈、背和臀部的疲劳影响很大。人体工程学与家具一般而言，物品存放的位置以地面标高算起600-1650mm的范围最方便。因此，常用物品放在这个取用方便的区域。不常用的物品可放在600mm以下或1650mm以上的位置。人体类家具设计的人体工程学人体基本动作人体的动作形态是相当复杂而又变化万千，从坐、卧、立、蹲、跳、旋转、行走等都会显示出不同形态所具有的不同尺度和不同的空间需求。从家具设计的角度来看，合理地依据人体一定姿态下的肌肉、骨骼的结构来设计家具，能调整人的体力损耗、减少肌肉的疲劳，从而极大地提高动作效率。因此，在家具设计中，对人体动作形态的研究显得十分必要。与家具设计密切相关的人体动作形态主要是立、坐、卧。人体工程学与家具（1）立人体站立是一种最基本的自然姿态，由骨骼和无数关节支撑而成。当人直立进行各种活动时，由于人体的骨骼结构和肌肉运动处在变换和调节状态中，所以人们可以做较大幅度的活动和较长时间的工作，如果人体活动长期处于一种单一的行为和动作时，他的一部分关节和肌肉长期地处于紧张状态，就极易感到疲劳。人体在站立活动中，活动变化最少的应属腰椎及其附属的肌肉部分。因此，人的腰部最易感到疲劳，这就需要人们经常活动腰部和改变站姿。人体工程学与家具（2）坐人体的躯干结构是支撑上部身体重量和保护内脏不受压迫，当人体站立过久时，就需要坐下来休息。当人坐下时，由于骨盆与脊椎的关系失去了原有直立姿态时的腿骨支撑关系，人体的躯干结构就不能保持原有的平衡和姿势。因此，就需要辅以依靠适当的坐平面和靠背倾斜面，对人体加以支撑和保持躯干的平衡，使人体骨骼、肌肉在人坐下来时能获得合理的松弛状态。为此，人们设计了各类坐具以满足坐姿状态下的各种使用功能。另外，人们的活动和工作也有相当大的部分是坐着进行的。