人体工程学1.

ERGONOMICS•人体工程學大连艺术学院\艺术设计系\室内设计CONTENTERGONOMICS人体工程學•开篇绪论•第一篇人体测量及数据应用•第二篇人体感知•第三篇显示器设计•第四篇控制器设计•第五篇作业空间•第六篇作业环境•第七篇人机系统的设计与评价开篇绪论大连艺术学院\艺术设计系\室内设计ERGONOMICS人体工程學开篇/绪论一、人体工程学的命名及定义•人体工程学是研究人——产品（物）——环境相互作用的学科•综合性边缘性学科：打破各学科的界限，融合相关学科的理论，完善自身的基本概念、理论体系、研究方法及技术标准和规范，应用范围广泛1、学科的命名•美国：HumanEngineering/HumanfactorsEngineering（人类工程学、人的因素工程学）•西欧：Ergonomics（人类功效学），希腊词“ergo”和“nomos”（工作劳动，规律规则）•其他国家：大多引用西欧的名称•我国在20世纪70年代才兴起，•其他常见的名称：人体工程学、人机工程学、工程心理学、宜人学、人的因素等大连艺术学院\艺术设计系\室内设计ERGONOMICS人体工程學开篇/绪论InternationalErgonomicsAssociation（IEA国际人类功效学会）：人体工程学是#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各种因素；#研究人和机器及环境的相互作用；#研究在工作中，家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率，人体的健康、安全和舒适等问题的学科综述：人体工程学是以人的生理的、感知的、社会的和环境的因素为依据，研究人与机器系统中其他元素之间的相互关系，创造健康、安全、舒适、协调的人—机—环境系统提供理论和方法的学科。2、学科的定义大连艺术学院\艺术设计系\室内设计ERGONOMICS人体工程學开篇/绪论二、人体工程学的起源与发展人体工程学“起源于欧洲，形成于美国”英国是最早研究的国家，但独立作为学科是在20世纪30、40年代。1、经验人体工程学2、科学人体工程学（二战——50年代）3、现代人体工程学（60年代——）1989年中国成立CES（ChineseErgonomicsSociety中国人类功效协会）大连艺术学院\艺术设计系\室内设计三、人体工程学的研究内容与方法1、学科研究的内容理论和应用两个方面随工业化程度的变化2、人体工程学的研究方法•观察法•实测法•实验法•模拟和模型实验法•分析法•计算机辅助研究ERGONOMICS人体工程學开篇/绪论大连艺术学院\艺术设计系\室内设计四、人体工程学的体系及领域1、体系通过揭示人、机、环境三要素之间相互关系的规律，从而确保人——机——环境系统总体性能的最优化。2、学科应用人体工程学的诸多领域：——作业空间、姿势、椅子、脚踏作业面、移动——信息显示操作——作业方式与作业负担、身心负担、安全——作业环境——作业安排及组织、劳动时间、休息、交接班制应用于农业、林业、制造业、建筑业、交通运输业和服务行业等多个部门行业ERGONOMICS人体工程學开篇/绪论大连艺术学院\艺术设计系\室内设计五、人体工程学在设计中地位•为设计考虑“人的因素”提供人体尺度参数“物”的功能合理性提供科学依据考虑“环境因素”提供设计准则为进行人——机——环境系统设计提供理论依据•各类设计中应用人类功效学时研究的重点•在设计各个阶段的应用ERGONOMICS人体工程學开篇/绪论第一篇人体测量及数据应用大连艺术学院\艺术设计系\室内设计ERGONOMICS人体工程學第一篇/人体测量及数据应用一、人体测量的基本知识人体形态特征（人体形态测量）人体构造尺寸——静态尺寸人体功能尺寸——动态尺寸人体生理特征1.2、人体测量的基本术语1、概述1.1、人体大连艺术学院\艺术设计系\室内设计被测者姿势立姿：指被测者挺胸直立，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，手掌朝向体测，手指轻贴大腿侧面，自然伸直膝部，左右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈45度夹角，体重均匀分布于两足。坐姿：指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，膝弯曲大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上ERGONOMICS人体工程學第一篇/人体测量及数据应用测量基准面垂直轴、纵轴、横轴矢状面（正中矢状面）、冠状面、水平面（眼耳平面）测量方向上方：头侧端近下方：足侧端内侧：正中矢状面的方向外侧：远正中矢状面的方向四肢上近四肢附着部位：近位四肢上远四肢附着部位：远位上肢上挠骨侧：挠侧上肢上尺骨侧：尺侧下肢上胫骨侧：胫侧下肢上腓骨侧：腓侧支承面和衣着：站立的地面、平台以坐时椅平面是水平的、稳固不可压缩的裸体、尽少的内衣大连艺术学院\艺术设计系\室内设计基本测点及测量项目：头部测点16个躯干和四肢部22个立姿40项坐姿22项手足部6项体重一项测量项目12项测量项目69项ERGONOMICS人体工程學第一篇/人体测量及数据应用大连艺术学院\艺术设计系\室内设计1、结构尺寸（静态）人体主要尺寸（6）身高体重上臂长前臂长大腿长小腿长立姿人体尺寸（6）眼高肩高肘高手功能高会阴高胫骨点高坐姿人体尺寸（11）坐高坐姿颈椎点高坐姿眼高坐姿肩高坐姿大厚坐姿肘高坐姿膝高小腿加足高坐深臀膝距坐姿下肢长水平人体尺寸（10）胸宽胸厚肩宽最大肩宽臀宽坐姿臀宽坐姿两肘肩宽胸围腰围臀围二、常用人体尺寸数据中国法定成年人从事工业生产：男18—60岁（18-25，26-35，36-60）女18—55岁（18-25，26-35，36-55）ERGONOMICS人体工程學第一篇/人体测量及数据应用大连艺术学院\艺术设计系\室内设计各大区域人体尺寸的均值和标准差东北、华北区黑、吉、辽，蒙、鲁、冀、京、津西北区疆、甘、青、陕、晋、藏、宁、豫华中区湘、鄂、赣东南区皖、苏、浙、沪华南区粤、桂、闽西南区贵、川ERGONOMICS人体工程學第一篇/人体测量及数据应用大连艺术学院\艺术设计系\室内设计项目东北、华北区西北区华中区东南区华南区西南区均值M标准差SD均值M标准差SD均值M标准差SD均值M标准差SD均值M标准差SD均值M标准差SD男18-60体重kg648.2607.6576.9597.7566.9556.8身高169356.6168453.7166956.3168655.2165057.1164756.7胸围88855.588051.585349.286552.085148.985548.3女18-55体重kg557.7527.1506.85172496.5506.9身高158651.8157551.9156050.7157550.8154949.7154653.9胸围84866.483755.982055.883159.881957.680958.8ERGONOMICS人体工程學第一篇/人体测量及数据应用百分位数值pv=M+/-(SD.K)大连艺术学院\艺术设计系\室内设计2、人体功能尺寸2.2活动空间尺度立姿活动空间坐姿活动空间单腿跪姿活动空间仰卧活动空间立姿双臂展开宽立姿手伸过头高坐姿手前伸坐姿腿前伸距离5%1579199978195750%16902136838102895%1802227489610992.1常用ERGONOMICS人体工程學第一篇/人体测量及数据应用大连艺术学院\艺术设计系\室内设计三、人体测量数据的应用由于着衣人体尺寸增大的调整值（建议值）单位mm人体尺寸项轻薄的夏装冬季外套轻薄的工作服、鞋和头盔身高25-4025-4070坐姿眼高3103大腿与台面下距离132513足长13-244040足宽13-2013-2525足跟高25-4025-4035头最大长————100头最大宽————105最大肩宽1350-7513臀宽1350-75131.尺寸修正ERGONOMICS人体工程學第一篇/人体测量及数据应用大连艺术学院\艺术设计系\室内设计2、主要人体尺寸应用原则ERGONOMICS人体工程學第一篇/人体测量及数据应用大连艺术学院\艺术设计系\室内设计3、人体身高在设计中的应用方法几项常用的人体着装功能尺寸（男18-60岁）单位：mm百分位立姿双臂展开宽度立姿手伸过头顶高度坐姿手臂前伸距离坐姿腿前伸距离5%1579199978195750%16902136838102895%180222748961099ERGONOMICS人体工程學第一篇/人体测量及数据应用设备及用具的高度与身高关系设备及用具的高度与身高关系代号定义设备高与身高之比1举手达到的高度4/32可随意取放东西的搁板高度（上限值）7/63倾斜地面的顶棚高度（最小值，地面倾斜度为5°-15°）8/74楼梯的顶棚高度（最小值，地面斜度为25°-35°）1/15遮挡住直立姿势视线的搁板高度（下限值）33/346直立姿势眼高11/127抽屉高度(上限值)10/118使用方便的搁板（上限值）6/79斜坡大的楼梯的天棚高度（最小值，倾斜度为50°左右）3/410能发挥最大拉力的高度3/511人体重心高度5/912采取直立姿势时工作面的高度6/1113坐高（坐姿）6/1114灶台高度10/1915洗脸盆高度4/916办公桌高度（不包括鞋）7/1717垂直踏棍爬梯的空间尺寸（最小值，倾斜80°-90°）2/518手提物的长度（最大值）3/819使用方便的搁板高度（下限值）3/820桌下空间（高度的最小值）1/321工作椅的高度3/1322轻度工作的工作椅高度（坐位基准点的高度，不包括鞋）3/1423小憩用椅子高度（坐位基准点的高度，不包括鞋）1/624桌椅高差3/1725休息用的椅子高度（坐位基准点的高度，不包括鞋）1/626椅子的扶手高度2/1327工作用椅子的椅面至靠背点的距离3/20我国成人上肢功能尺寸单位：mm测量项目男（18-60岁）女（18-55岁）5%50%95%5%50%95%立姿双手上举高197121082245184519682089立姿双手功能上举高186920032138174118601976立姿双手左右平展157916911802145715591659立姿双臂功能平展137414831593124813441438立姿双肘平展宽816875936756811869坐姿前臂手前伸长416447478383413442坐姿前臂手功能前伸长310343376277306333坐姿双肢前伸长777834892721764818坐姿双肢功能前伸长673730789607657707坐姿双肢上举高124913391426117312511328跪姿体长592626661553587624跪姿体高119012601330113711961258仰卧体长200021272257186719822102仰卧体高364372383359369384爬姿体长124713151384118312391296爬姿体高761798863694738783大连艺术学院\艺术设计系\室内设计正常成年人的身体各部之间都成一定的比例关系，以此可以计算人体的相关参数。1、人体各部分尺寸与身高的相关计算我国成年人人体各部分尺寸与身高的比例关系（图）2、体重与身高的相关计算一般存在关系：当人体体重经常低于或高于正常体重的10%以上，则属于非正常状态正常体重WE=H(cm)-110(kg)理想体重WL=H(cm)-100(kg)四、人体主要参数的计算ERGONOMICS人体工程學第一篇/人体测量及数据应用大连艺术学院\艺术设计系\室内设计3、人体体积和表面积的计算当体重在50-100kg时，依据下列公式求得人体体积和表面积V(L)=1.015W(kg)-4.937男性：B(cm2)=100H(cm);女性：B(cm2)=77H(cm)B(m2)=0.0061H(cm)+0.0128W-0.1529或B=W0.425H0.725×72.46ERGONOMICS人体工程學第一篇/人体测量及数据应用大连艺术学院\艺术设计系\室