第二章 人体工程学基础知识

第二章人体工程学基础知识第一节人体测量基本知识第二节人体测量的方法第三节人体感知系统对设计的影响第四节人体运动系统对设计的影响本章要点:1、构造尺寸、功能尺寸2、百分位3、感觉4、静态肌肉施力思考题:1、在使用功能尺寸时应注意哪些特点？2、百分位的使用原则3、人体测量数据的运用原则4、理解室内常用人体尺寸的特征5、产品功能尺寸的确定有什么特点？6、理解感觉的四大特征。7、知觉的四大特征。8、在我们周围的环境，如何避免静态肌肉施力？第一节人体测量基本知识一、人体测量数据的来源人体数据是建筑结构和家具设计的重要基本资料之一。各种机械、设备、环境设施、家具尺度、室内活动空间等都必须根据人体数据进行设计。如:桌椅、门、过道的尺寸二、人体测量数据的分类人体尺寸的测量可分为两类，即构造尺寸和功能尺寸。〈1〉构造尺寸：是指静态的人体尺寸，它是人体处于固定的标准状态下测量的。可以测量许多不同的标准状态和不同部位。如手臂长度、腿长度、座高等。它对与人体直接关系密切的物体有较大关系，如家具、服装和手动工具等。主要为人体各种装具设备提供数据。〈2〉功能尺寸：是指动态的人体尺寸，是人在进行某种功能活动时肢体所能所能达到的空间范围。它是动态的人体状态下测得。是由关节的活动、转动所产生的角度与肢体的长度协调产生的范围尺寸。它对于解决许多带有空间范围、位置的问题很有用。*运用功能尺寸时应注意几个特点：三、人体尺寸的差异〈1〉种族差异〈2〉世代差异〈3〉性别、年龄和职业差异〈4〉居住环境差异四、百分位和平均值的概念1、百分位的概念——指的是等于和小于某一尺寸的人占统计对象总数的百分比。以身高为例：第5百分位的尺寸表示有5％的人身高等于或小于这个尺寸。换句话说就是有95％的人身高高于这个尺寸。第95百分位则表示有95％的人等于或小于这个尺寸，5％的人具有更高的身高。第50百分位为中点，表示把一组数平分成两组，较大的50％较小的50％。第50百分位的数值可以说接近平均值，但决不能理解为有“平均人”这样的尺寸。四、百分位和平均值的概念百分位的特点——最常用的是5%、50%、95%，使用哪个百分位要根据具体的情况而定。——任意一组特定对象的人体尺寸分布均符合分布规律，即大部分属于中间值，只有一小部分属于过大或过小的值，分布在两端。——设计上要满足所有人的要求不太可能，也没必要，但必须满足大多数人的要求。四、百分位和平均值的概念2、平均值的概念——人体测量的每个百分位数值，只表示具备某一项人体尺寸的人数比例；——绝对不存在各项人体尺寸同时处于同一百分位的“平均人”。五、常用人体测量数据我国成年人最常用的人体构造尺寸：*作业域*作业空间1、人的肢体活动范围2、人体全身活动空间六、室内常用人体尺寸七、人体测量数据的运用原则1、正确使用人体测量数据（1）测量数据的选择*需要注意的几个方面！（2）百分位的运用2、人体测量数据运用原则（1）确定设计中最重要的尺度（2）确定设计的使用者群体（3）尽量使用最新的人体尺寸数据（4）注意衣着情况和动态尺寸（5）正确使用舒适尺度和安全尺度（6）不涉及安全情况下，正确使用百分位原则（7）可调节性原则百分位原则：(最大最小准则、平均准则、可调准则）1、够得着的距离，常用5%——设计坐着或站着的功能高度；2、容得下的距离，常用95%——设计通行间距；3、取最佳范围，一般选用50%——门铃、把手、电灯开关的高度、厨房设备高度等。4、特殊情况下，可扩大到1%和99%。八、产品功能尺寸的设定考虑：（1）满足度（2）产品尺寸设计任务的分类（3）根据满足度来选择人体尺寸百分位（4）产品功能尺寸的确定1、功能修正值2、心理修正值3、产品功能尺寸的确定A、最小功能尺寸=人体设计界限值+功能修正值B、最佳功能尺寸=人体设计界限值+功能修正值+心理修正值第二节人体测量的方法人体测量的方法形态测量、运动测量、生理测量和心理测量生理测量：心率、肌电图、闪频值、脑电图心理测量：问卷调查法、语义微分法、身体疲劳部位调查法、两点识别法第三节人体感知系统对设计的影响一、感觉感觉的形成——来自体内外的环境刺激通过眼、耳、皮肤等感觉器官产生信号脉冲通过神经系统传递到大脑中枢而产生意识。感觉——是人脑对直接作用于感觉器官的事物的个别属性的反映。第三节人体感知系统对设计的影响感觉特性感觉适应——由于感觉器官不断接受同一种刺激而产生的。暗适应、明适应、温觉适应等感觉疲劳——当同一种刺激物的刺激时间过长时，由于生理原因，感觉适应变成感觉疲劳。“久闻不知其香”、“熟视无睹”等感觉对比——当同一感觉器官接受不同刺激特的刺激时会产生比较。感觉补偿——当某种感觉丧失后，其他感觉可在一定程度上进行补偿。盲人的听觉和触觉会很发达。为残疾人的室内外环境的无障碍设计提供理论依据。二、知觉知觉——人脑对直接作用于感觉器官的事物整体的反映,是对感觉信息的组织和解释过程。四个基本特征：选择性整体性理解性恒常性三、感知觉1、视觉2、听觉3、其他感知觉第四节人体运动系统对设计的影响——运动系统是人体完成各种动作的器官系统。——由骨、关节和肌肉组成。——全身的骨头通过关节相连构成骨骼系统。骨头在肌肉收缩或舒张力的作用下，绕关节作旋转运动而完成动作。骨是运动杠杆，关节是枢纽，肌肉是动力。一、骨骼系统人的全身有206块骨头。分为躯干骨、上肢骨、下肢骨和颅骨4部分。作用：完成动作；支持身体；保护内脏、脑及骨髓造血。脊柱——作业姿势与脊柱运动的关系直接影响生理负荷和作业效率。骨杠杆：平衡杠杆、省力杠杆、速度杠杆利用等功原理进行考虑。二、肌肉系统1、肌肉——人的全身有639块肌肉。分为骨骼肌、心肌和平滑肌。引起骨骼伸、屈运动的肌肉分别叫伸肌和屈肌。二、肌肉系统2、肌力——由肌肉收缩而产生。握力、背肌力立姿时力量与手臂角度之间的关系。无论是人体自身的平衡稳定或人体的运动，都离不开肌肉的机能。肌肉的机能是收缩和产生肌力，肌力可以作用于骨，通过人体结构再作用于其他物体上，称为肌肉施力。肌肉施力有两种方式：（1）动态肌肉施力：（2）静态肌肉施力。坐姿时手臂的拉力和推力在不同的角度和方向上大小不同。3、静态肌肉施力（1）动态肌肉施力：肌肉有节奏地收缩和放松。（2）静态肌肉施力：肌肉较长时间保持一种特定的收缩状态，稳定地消耗能。（3）混合施力动态施力和静态施力的生理区别：对血液流动的影响。静态施力的不良效应：1）生理效应：A、更大的能量消耗；B、心率加快；C、需要更长的恢复时间。2）引发的病症：劳累性疼痛、长时疼痛在我们周围的环境，如何避免静态肌肉施力？在我们周围的环境，如何避免静态肌肉施力？1）避免弯腰或其他不自然的身体姿势；2）避免长时间的抬手作业；3）坐着工作比站着工作省力；4）双手同时操作时，手的运动方向应相反或者对称运动，单手作业本身就造成背部肌肉静态施力；5）作业位置高度应干工作者的眼睛和观察时所需的距离来设计。6）常用工具都应按其使用的频率安放在人的附近。7）当手不得不在较高位置作业时，应使用支撑物来托住关节、前臂或者手。8）支持肢体，并尽可能利用重力作用。三、作业特征具体表现为：1、水平运作比垂直动作要快；2、一直向前的动作比旋转时要快1.5~2倍；3、圆形轨迹的动作比直线轨迹动作更加灵活；4、手向着身体的动作比离开身体的动作更灵活；5、前后往复比左右往复的动作更快。四、人体姿势立姿、坐姿、蹲姿、跪姿、卧姿五、力的传递头颈臂胸腰骨盆骨大腿小腿足支撑面六、身体的动作速度与频率——作业设计时应考虑到人在运动时不能超过人体的极限值。七、运动和疲劳人体的室内外活动均会耗费大量的体能。疲劳的主要特征：1、疲劳通过机体的活动产生，通过休息可减轻或消失；2、人体的耐疲劳能力可以通过疲劳和恢复的重复交替而得到提高；3、人体能量消耗越多，疲劳的产生和发展越快；4、疲劳程度有一定限度，超过限度就会损伤人的肌体。后会有期!