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四川师范大学美术学院周伟人机工程学四川师范大学美术学院周伟四川师范大学美术学院周伟人机工程学与室内空间设计第一节人机工程学与室内设计人体工程学也叫人机工程学、人类工效学、人类工程学、工程心理学、宜人学等。四川师范大学美术学院周伟•它研究人在某种工作中的解剖学、生理学、心理学等方面的各种因素；•研究人和机器、家具及环境的相互作用；•研究在工作中、生活中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题。四川师范大学美术学院周伟它“起源于英国，形成于美国”，原先是在工业社会中，开始大量生产和使用机械设施的情况下，探求人和机械之间的关系。第二次世界大战期间是该学科发展的第二阶段，由于战争的需要许多国家根据生理学、心理学、人体测量学、生物学等学科分析研究“人的因素”，从而大力发展效能高、威力大的设计操纵合理的新式武器和装备。四川师范大学美术学院周伟在其发展的第三阶段，由于战争结束，人体工程学迅速渗透到空间技术、工业生产、日常生活用品和建筑设计中。1960年创建了国际人体工程协会。在建筑室内环境设计中，人体工程学也起着至关重要的作用。四川师范大学美术学院周伟室内设计的主要目的是要创造有利于人们身心健康和安全舒适的工作、生产和生活、休息的良好环境。而人体工程学就是为这一目的服务的一门系统学科。要创造这样一种环境，主要采用科学的手段，主要包括“关于人体尺度和人类生理及心理要求”两个方面。这两个方面各国都有自己合理的数值系列及判断资料。除此之外，还有一个相关的问题，就是人体空间的构成，它包括以下三方面：四川师范大学美术学院周伟1.体积所谓体积就是人体活动的三维范围，这个范围每个国家、民族以至每个人之间的人体尺度测量标准不尽相同，因此决定了三维空间量的差异。所以人体工程学所采用的数值都是平均值，此外还有偏差值，以供设计人员参考使用。四川师范大学美术学院周伟2.位置所谓位置，是指人体在室内的“静点”，个人与群体的生活习俗以及生产方式和工作习惯与静点的确定有直接关联，它主要取决于“视觉定位”。由于中西方差距较大，定位也受到影响。另外，人的生活、工作要求在不同地点和特定环境对定位也有很大影响，所以定位又有一定的弹性。四川师范大学美术学院周伟3.方向所谓方向是指人的“动向”，这种动向受生理和心理两方面的制约。四川师范大学美术学院周伟第二节人体工程学研究的主要内容一．人体工程学研究的主要内容大致分为三方面：1.工作系统中的人人体尺寸；信息的感受和处理能力；运动的能力；学习的能力；四川师范大学美术学院周伟生理及心理需求；对物理环境的感受性；对社会环境的感受性；知觉与感觉的能力；个人之差；环境对人体能的影响；人的长期、短期能力的限度及愉适点；人的反射及反应形态；人的习惯与差异(民族、性别)；错误形成的研究。四川师范大学美术学院周伟2.工作系统中直接由人使用的机械部分如何适应人的使用。这部分分三类：显示器：仪表、信号、显示屏。操纵器：各种机具的操纵部分，杆、钮、盘、轮、踏板等。家具：家具、设备等。四川师范大学美术学院周伟3.环境控制，如何适应人的使用普通环境：建筑与室内空间环境的照明、温度、湿度控制等。特殊环境：冶金、化工、采矿、航空、宇宙和极地探险等行业，有时会遇到极特殊的环境：高温、高压、振动、噪声、辐射和污染等。四川师范大学美术学院周伟二.在进行人体工程学研究时要遵循以下原则1.物理的原则：如杠杆、惯性定律、重心原理，在人体工程学中也适用。2.生理、心理兼顾原则：人体工程学必须了解人的结构，除了生理，还要了解心理因素。四川师范大学美术学院周伟3.考虑环境的原则：人—机关系并不是单独存在的，它存在于具体的环境中，单独地研究人、研究机械、研究环境，再把它们和起来，不是在研究人体工程学。四川师范大学美术学院周伟第三节人体工程学研究的方法1.人体测量在进行人体工程学研究时，为了便于进行科学的定性定量分析，首先遇到的第一个问题就是获得有关人体的心理特征和生理特征的数据。所有这些数据都要在人体上测量而得。四川师范大学美术学院周伟2.人体测量的内容•形态测量：长度尺寸、形体（胖瘦）、体积、体面面积等。•运动测量：测量关节的活动范围和肢体的活动空间，如：动作范围、动作过程、形体变化、皮肤变化。•生理测量：测量生理现象，如疲劳测定、触觉测定、出力范围大小测定等。四川师范大学美术学院周伟3.人体测量的工具人体测量仪器包括：1、人体测高仪2、人体测量用直角规3、人体测量用弯脚规4、人体测量用角度针5、人体测量用软尺四川师范大学美术学院周伟人体测高仪四川师范大学美术学院周伟人体测量用直脚规四川师范大学美术学院周伟人体测量用弯脚规主尺采用两面刻度，最大测量范围0--200mm,将活动脚反装可以进行高度和深度的测量。测量活体的眼内外角间宽，鼻宽，形态面宽，容貌面高，耳宽、长等；骨骼的颅骨眶高、宽，上面、全面高，中部面宽、枕面宽，枕大孔长、宽等。四川师范大学美术学院周伟人体测量用角度计四川师范大学美术学院周伟四川师范大学美术学院周伟四川师范大学美术学院周伟人体测量用软尺四川师范大学美术学院周伟环境测量用钢卷尺四川师范大学美术学院周伟3.人体测量的条件(GB／T5703-2019)衣着和支撑面测量基准和基准面基准面基准轴测量姿势立姿、坐姿四川师范大学美术学院周伟a.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同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（OAE）。四川师范大学美术学院周伟b.运动轴分别对应于矢状面，水平面和额状面设置三个基本轴，这些轴可在人体躯干，四肢和各脏器等部位设置。矢状轴通过关节中心并垂直于额状面的一切轴叫矢状轴。额状轴（又名冠状轴），通过关节中心并垂直于矢状面的一切轴叫额状轴。垂直轴通过关节中心并垂直于水平面的一切轴叫垂直轴。四川师范大学美术学院周伟c.测量方向①、在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。②、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。③、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。④、在上肢上，将桡骨侧称为桡侧，将尺骨侧称为尺侧。⑤、在下肢上，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。四川师范大学美术学院周伟d.测量项目测量项目是用所需测量的两个部位、测点或经过点来定义的项目，国际GB3975—83中规定的测量项目有：直立姿势：直立姿势有身高，鼻根高，眼高，耳屏高，颏下点高，颈根高，颈窝高，胸骨缘高，乳房高，乳房下缘高，胸骨下缘高，脐高，耻骨联合高，会阴高，肩峰高，腋窝前高，肘高，挠骨头高，挠骨茎突高，尺骨茎突高，中指指点高，指尖点高，腰围高，髂脊高，髂前上棘高，大转子高，膝高，腓骨头高，腿肚高，颈椎高，肩胛骨下角点高，臀沟高，中指（上肢上举时）指尖点高，中指（上肢上举时）指点高。女人体加测乳房下缘高。采取自然坐姿时：坐高，坐姿眼高，坐姿颏下高，坐姿胸骨上缘高，坐姿肩峰高，坐姿髂脊高，坐姿大腿缘高，坐姿大转子点高，坐姿枕后点高，坐次颈椎高，坐姿肩胛骨下角高，坐姿肘高。四川师范大学美术学院周伟躯干的尺寸：最大体宽，颈根宽，两户峰点宽，肩宽，腋窝前宽，胸宽，乳头间宽，腰宽，两髂脊点宽，臀宽，两肩胛骨下点宽，胸厚，胸矢状厚，腰厚，腹厚，臀厚，颈围，颈根围，上部胸围，乳头部位胸围，下部胸围，腰围，腹围、臀围，躯干垂直围长，颈前长，前胸长，颈后长，后背长，会阴上部前后长，臀部弧长，坐姿背—肩峰距离，坐姿臀部—大转子点距离，坐姿腋窝间宽。上肢尺寸：指距，上肢长，腋窝一茎突距离，手长，手背长，第1指掌侧长，第2指掌侧长，第3指掌侧长，第4指掌侧长，第5指掌侧长，腕关节宽，最大手宽，手宽，第3指最大宽，第3指宽，上臂根厚度，前臂最大宽，腕关节厚，掌厚，第3指最大厚，第3指厚，上臂根围，腋窝部位上臂围，上臂围，前臂围，腕关节围，掌围；上肢前展，上肢最大前展，背—指点距离，前臂手前展长，肩峰—肘距离，第1和第5指尖点间最大距离，第3指基节长，最大抓握径，上臂最大围，肘最大围，前臂最大围，拳围，背部正中线—尺骨茎突距离。四川师范大学美术学院周伟下肢尺寸：足背高，内踝高，外踝高，足趾高，足长，足根—跖骨距离，足背长，足跟—内踝距离，大腿宽，膝宽，腿肚宽，踝上宽，足宽，足跟宽，内外踝宽，大腿厚，膝厚，腿肚厚，踝上厚，下肢根围，小腿围，膝围，腿肚围，踝上围，足围，足根围，坐姿髂骨上缘高，坐姿臀——膑骨前缘距离，坐姿臀—腓骨头点距离，坐姿臀—腿肚后缘距离，坐姿下肢长，坐姿膝围。头部尺寸：头全高，容貌面长（Ⅰ），容貌面长（Ⅱ），形态面长，眼—颏下距离，鼻长，人中高，唇全高，头盖高（Ⅰ），头盖高（Ⅱ），头长，枕后点—鼻尖点距离，枕后点—颏下点距离，枕后点—眼外角点距离，枕后点—耳屏点距离，鼻高，耳长，耳屏点上方的耳长，头宽，两耳间外宽，两耳屏点宽，两眼外宽，瞳孔间宽，两眼内宽，两下颌角间宽，鼻宽，口裂宽，耳宽，头周，头矢状弧长，耳屏点间头盖弧长，耳屏点间眉间弧长，耳屏点间颏下弧长，耳屏点间下颌弧长，耳屏点间枕部弧长。四川师范大学美术学院周伟身体各部位间前后距离：耳屏—肩峰前后距离，肩峰—胸骨上缘前后距离，肩峰—乳头前后距离，肩峰—胸骨下缘前后距离，肩峰—腰围前缘前后距离，肩峰—耻骨前后距离，肩峰—大转子前后距离，大转子—臀部后缘前后距离，大转子—臀沟前后距离，大转子—膑骨中点前后距离，大转子—腓骨头前后距离，大转子—外踝点前后距离，坐姿肩峰—大转子前后距离，坐姿大转子—腹部前缘前后距离。体重：体重（空腹裸重）。其他a.支撑面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、稳固的和不可压缩的。b.被侧者的衣着要求被侧者裸体或穿着尽量少的内衣，例如只穿内衣裤和背心，后者的情况下，在测量胸围时，男性应撩起背心，女性应松去胸罩后进行进行测量。c.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。四川师范大学美术学院周伟四川师范大学美术学院周伟第四节人体基础数据1.人体构造：与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉，这三部分在神经系统支配下，使人体各部分完成一系列的运动。骨骼由颅骨、躯干骨、四肢骨三部分组成，脊柱可完成多种运动，是人体的支柱，关节起骨节间连接且能活动的作用，肌肉中的骨骼肌受神经系统指挥收缩或舒张，使人体各部分协调动作。四川师范大学美术学院周伟2.人体尺度：人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。下图是我国成年男女中等人体地区的人体各部分平均尺寸。四川师范大学美术学院周伟四川师范大学美术学院周伟下图是人体的骨骼组成示意图四川师范大学美术学院周伟我国成年的人体结构尺寸我国1989年7月1日实施的GB10000—88《中国成年人人体尺寸》，适用于工业产品、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。标准中所列数值，代表从事工业生产的法定中国成年人（男18～60岁，女18～55岁）。标准中共列出47项我国成年人体尺寸基础数据，按男女性别分开，且分三个年龄段：18～25（男、女），26～35（男、女），36～60（男）、55（女），且分别给出这些年龄段的各项人体尺寸数值，为了方便使用，各类数据表中的各项人体尺寸数值均列出其相应的百分位数。现将GB10000—88中的人体主要测量项目及尺寸摘录于图1—4及表1—1中，可在实际设计时查阅。四川师范大学美术学院周伟a.人体主要尺寸男（18～60岁）女（18～55岁）151050909599151050909599身高15431583160416781754