第二章人体的人机学参数.ppt

安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第1页页2024/11/12周二周二第二章第二章安全人机参数安全人机参数2.1人的体能特点人的体能特点2.2人体测量的基本知识人体测量的基本知识2.3生物力学因素生物力学因素2.4人的动作特性人的动作特性2.5人的个体行为人的个体行为安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第2页页2.1人的体能特点人的体能特点作业时域人体生物周期也称人体生物节律，20世纪初，德国内科医生威尔赫母.弗里斯和奥地利心理学家赫尔曼.斯瓦波达通过长期的临床观察，发现了人的情绪和体力的周期变化，情绪的变化周期是28天，体力的周期变化是23天。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第3页页经过大量的反复试验研究和统计资料分析，科学家们发现：人自出生日起，体力、情绪智力三种节律就开始按照正弦律变化。体力节律23天一周期，情绪节律28天一周期，智力节律33天一周期。人出生时三种节律都从临界点开始。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第4页页日生物节律上午上午7:00 15:00，警觉性升高，警觉性升高晚上晚上20:00后，警觉性明显下降后，警觉性明显下降早晨早晨3:00，警觉性处于低谷，警觉性处于低谷安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第5页页 在日常生活中，几乎每个人都有这么一种在日常生活中，几乎每个人都有这么一种感觉，有时体力充沛，情绪饱满，精神焕发；感觉，有时体力充沛，情绪饱满，精神焕发；而另一些时候却又感到浑身疲乏，情绪低落，而另一些时候却又感到浑身疲乏，情绪低落，精神萎靡。这种体现人体随着时间作周期变化精神萎靡。这种体现人体随着时间作周期变化的各种行为的生理的、心理的现象，叫做生理的各种行为的生理的、心理的现象，叫做生理节律。节律。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第6页页有关专家经长期的临床观察与实验研究发现，人类从出生之日起就存在这种生物钟规律：体力每23天一个盛衰周期；情绪28天一个盛衰周期；智力33天一个盛衰周期，各自像钟表一样循环往复。周期末时，叫“上升临界日”，再进入下一个周期。两个临界日前后12天叫临界危险期。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第7页页安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第8页页安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第9页页 临界日又叫危险日，是研究人体生物节律中临界日又叫危险日，是研究人体生物节律中最关键的日子。虽然三种节律临界日只占总时间最关键的日子。虽然三种节律临界日只占总时间的的20%20%，却发生，却发生60%60%的交通事故，的交通事故，70%70%的工伤和航空的工伤和航空飞行事故。临界日前后的各一天被称为近临界日，飞行事故。临界日前后的各一天被称为近临界日，死亡于临界日和近临界日的病例在死亡于临界日和近临界日的病例在80%80%以上。病人以上。病人体力处于临界日的，手术后感染并发症的接近三体力处于临界日的，手术后感染并发症的接近三分之二，而且这结果在各历史时期和各国家地区分之二，而且这结果在各历史时期和各国家地区都惊人的相近。都惊人的相近。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第10页页 当人体节律处在临界日时，人体能量释放和当人体节律处在临界日时，人体能量释放和积累过程相互干扰，导致不稳定，此时节律似乎积累过程相互干扰，导致不稳定，此时节律似乎处于一种暂时性失调和不稳定状态，它们活动的处于一种暂时性失调和不稳定状态，它们活动的方向出现了暂时性失常，变得紊乱而不规则。就方向出现了暂时性失常，变得紊乱而不规则。就和电灯被烧坏多数出在关灯或开灯的转换瞬间一和电灯被烧坏多数出在关灯或开灯的转换瞬间一样，临界日是至关重要也是最危险的。在临界日，样，临界日是至关重要也是最危险的。在临界日，人的机体自我感觉特别不好，机体协调能力降低，人的机体自我感觉特别不好，机体协调能力降低，健康水平、思维记忆都受到一定影响，效率低，健康水平、思维记忆都受到一定影响，效率低，情绪波动大。情绪波动大。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第11页页 安排好临界日的工作和生活是必要的。我安排好临界日的工作和生活是必要的。我们研究分析生理周期的目的，是为了控制和协们研究分析生理周期的目的，是为了控制和协调自身，积极地对待内外环境，发挥出潜力。调自身，积极地对待内外环境，发挥出潜力。在临界日，要加强心理调整，小心警惕，防止在临界日，要加强心理调整，小心警惕，防止发生意外和工作差错，回避一些重要事件。即发生意外和工作差错，回避一些重要事件。即使回避不开，也要牢记使回避不开，也要牢记“今天临界日今天临界日”，提前，提前有思想和精神准备，稳定身心，三思后行，或有思想和精神准备，稳定身心，三思后行，或预先让同伴稍加提醒。预先让同伴稍加提醒。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第12页页 据有关交通事故资料显示，据有关交通事故资料显示，40%40%的事的事故发生在生物节律临界曰，故发生在生物节律临界曰，20%20%的事故发的事故发生在生物节律低潮向高潮期过渡的时期，生在生物节律低潮向高潮期过渡的时期，故发生在生物节律临界日的事故占总事故发生在生物节律临界日的事故占总事故的故的60%60%。这说明了交通事故的发生与驾。这说明了交通事故的发生与驾驶人的生物节律有一定的关联。驶人的生物节律有一定的关联。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第13页页 1981 1981年，我国对重庆、西安和上海年，我国对重庆、西安和上海等地汽车运输公司和公共交通公司近几等地汽车运输公司和公共交通公司近几年发生的年发生的490490起重大交通事故，进行生起重大交通事故，进行生物节律分析，结果表明，有物节律分析，结果表明，有72%72%发生在发生在临界日。临界日。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第14页页 影响体力、情绪和智力的因素很多，生理节影响体力、情绪和智力的因素很多，生理节律只是其中之一，而且其影响可以控制和改变，律只是其中之一，而且其影响可以控制和改变，要对其有正确的态度，使之有利于我们的工作和要对其有正确的态度，使之有利于我们的工作和生活。生活。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第15页页生物节律计算生物节律计算1 1、计算总天数（出生日到测定日）：、计算总天数（出生日到测定日）：S S=365AB+C=365AB+C 式中：式中：“S S”总天数总天数 （出生日到测定日）（出生日到测定日）“A”“A”周岁数（测定年份与出生年份的差）周岁数（测定年份与出生年份的差）“B”“B”测定年生日到测定日的总天数测定年生日到测定日的总天数 （未到生日为（未到生日为“-”“-”，已过生日为，已过生日为“+”“+”）“C”“C”总闰年数（总闰年数（C=A/4C=A/4，取整数），取整数）2 2、算余数、算余数 总天数除以智力、情绪、体力节律的周期天数总天数除以智力、情绪、体力节律的周期天数3333、2828和和2323安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第16页页2.1.2作业持续时间作业时刻作业强度和持续时间对作业者的影响安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第17页页2.1.3工作间歇休息休息时间休息时间:要按作业能力的动态变化要按作业能力的动态变化适时安排工间休息时间；不能在作业适时安排工间休息时间；不能在作业能力已经下降时才安排休息。休息开能力已经下降时才安排休息。休息开始时间，最好在进入疲劳期之前。因始时间，最好在进入疲劳期之前。因为当劳动时间按等差级数递增时，恢为当劳动时间按等差级数递增时，恢复体力的时间按等比级数增加。延长复体力的时间按等比级数增加。延长劳动时间不利于消除疲劳。要科学界劳动时间不利于消除疲劳。要科学界定休息时间。定休息时间。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第18页页 （2 2）休息方式：）休息方式：积极休息积极休息:亦叫交替休息。生理学认为，积极亦叫交替休息。生理学认为，积极休息比消极休息使工作效率恢复快约休息比消极休息使工作效率恢复快约60607070。如脑力劳动疲劳后，可以做。如脑力劳动疲劳后，可以做些轻便的体力活动或劳动，可使过度紧些轻便的体力活动或劳动，可使过度紧张的神经得到调节。张的神经得到调节。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第19页页消极休息消极休息:叫安静休息。重体力劳动一叫安静休息。重体力劳动一般采取这种休息方式。如静坐、静卧或般采取这种休息方式。如静坐、静卧或适宜的文娱活动，令人轻松愉悦。可以适宜的文娱活动，令人轻松愉悦。可以根据具体情况划分为，以恢复体力为主根据具体情况划分为，以恢复体力为主要目的者，可进行音乐调节；弯腰作业要目的者，可进行音乐调节；弯腰作业者，可做伸展活动；局部肌肉疲劳者，者，可做伸展活动；局部肌肉疲劳者，多做放松性活动；视、听力紧张的作业多做放松性活动；视、听力紧张的作业及脑力劳动，要加强全身性活动，转移及脑力劳动，要加强全身性活动，转移大脑皮层的优势兴奋中心大脑皮层的优势兴奋中心.安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第20页页休息日制度休息日制度:休息日制度直接影响劳动者的休息质量与休息日制度直接影响劳动者的休息质量与疲劳的消除。在历史上，休息日制度经历疲劳的消除。在历史上，休息日制度经历了一定的变革。第一次世界大战以后，许了一定的变革。第一次世界大战以后，许多国家都实行每周工作多国家都实行每周工作56h56h。第二次世界。第二次世界大战初期，英国将大战初期，英国将56h/56h/周延长至周延长至69.5h69.5h周。由于人民的爱国热情，生产在初始阶周。由于人民的爱国热情，生产在初始阶段上升段上升1010，、但不久又从原水平降低了，、但不久又从原水平降低了1212，随之缺勤、发病、事故也频频增加。，随之缺勤、发病、事故也频频增加。第二次世界大战后，许多国家实行第二次世界大战后，许多国家实行40h40h周的工时制度。周的工时制度。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第21页页工作暂歇工间休息工余时间的休息安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第22页页2.1.4睡眠缺失程度休息的欲望心理机能下降生理机能下降作业姿势异常工作质量下降安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第23页页2.1.5轮班模式轮班制轮班制:分为单班制、两班制、三班分为单班制、两班制、三班制或四班制等。应当根据行业的特点、制或四班制等。应当根据行业的特点、劳动性质及劳动者身心需要安排轮班劳动性质及劳动者身心需要安排轮班方式。如纺织企业的方式。如纺织企业的“四班三运转四班三运转”，煤炭企业的，煤炭企业的“四六轮班四六轮班”，冶金、，冶金、矿山企业的矿山企业的“四八交叉作业四八交叉作业”。国外。国外还实行还实行“弹性工作制弹性工作制”、“变动工作变动工作班制、班制、“非全日工作制非全日工作制”、“紧缩工紧缩工作班制作班制”等轮班制度。等轮班制度。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第24页页2.1.6作业疲劳疲劳的疲劳的概念概念疲劳是一种主观感受，表现为暂时性的工作疲劳是一种主观感受，表现为暂时性的工作能力的下降，经过休息调整能得以恢复能力的下降，经过休息调整能得以恢复。疲劳的出现也是机体需要休息的信号，以免疲劳的出现也是机体需要休息的信号，以免于损害性病变的发生。于损害性病变的发生。广义：广义：疲劳概指任何原因引起的身疲劳概指任何原因引起的身体不适和工作效率的下降体不适和工作效率的下降狭义：狭义：疲劳如视觉疲劳、听觉疲劳、疲劳如视觉疲劳、听觉疲劳、腰肌疲劳等。疲劳一般分为心理疲腰肌疲劳等。疲劳一般分为心理疲劳和身体疲劳。劳和身体疲劳。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第25页页疲劳分类：疲劳分类：体力疲劳体力疲劳是由身体活动或肌肉活动引起的，是由身体活动或肌肉活动引起的，主要表现为运动能力的下降。主要表现为运动能力的下降。精神疲劳精神疲劳是由于心理活动造成的一种是由于心理活动造成的一种疲劳状态，其主观症状有注意力不集疲劳状态，其主观症状有注意力不集中，记忆力障碍，理解、推理困难，中，记忆力障碍，理解、推理困难，脑力活动迟钝、不准确。行为改变表脑力活动迟钝、不准确。行为改变表现为动作迟缓，不灵敏，动作的协调现为动作迟缓，不灵敏，动作的协调能力下降，失眠、烦躁与不安等。能力下降，失眠、烦躁与不安等。局部疲劳、全身疲劳、智力疲劳、技局部疲劳、全身疲劳、智力疲劳、技术疲劳、心理疲劳术疲劳、心理疲劳安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第26页页 疲疲劳劳部位与部位与职业职业的关系的关系安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第27页页疲劳产生的机理疲劳产生的机理疲劳是劳动过程中人体器官或机体发疲劳是劳动过程中人体器官或机体发生的自然衰竭状态，是人体能量消耗生的自然衰竭状态，是人体能量消耗与恢复相互交替中枢神经产生与恢复相互交替中枢神经产生“自自卫卫”性抑制的正常生理过程。性抑制的正常生理过程。疲劳物质累积理沦疲劳物质累积理沦 疲劳物质（乳酸）大量累积人的疲劳物质（乳酸）大量累积人的体力衰竭不能再进行有效的作业。体力衰竭不能再进行有效的作业。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第28页页（2 2）力源消耗理论）力源消耗理论 能源物质能源物质“肌糖原肌糖原”储备耗竭或储备耗竭或来不及加以补充，人体就产生了疲劳。来不及加以补充，人体就产生了疲劳。（3 3）中枢系统变化理论）中枢系统变化理论 人的中枢神经系统将会产生一种人的中枢神经系统将会产生一种特殊的功能，即保护性抑制，使肌肉特殊的功能，即保护性抑制，使肌肉组织不致过度消耗而受损，保护神经组织不致过度消耗而受损，保护神经细胞免于过分疲劳。疲劳是对机体起细胞免于过分疲劳。疲劳是对机体起保护作用的一种保护作用的一种“信号信号”。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第29页页（4 4）生化变化理论）生化变化理论 作业及环境引起体内平衡紊乱状作业及环境引起体内平衡紊乱状态而产生了疲劳。态而产生了疲劳。肌肉活动和收缩淀粉减少乳肌肉活动和收缩淀粉减少乳酸热能不足疲劳酸热能不足疲劳 休整后，肝脏提供动物淀粉，休整后，肝脏提供动物淀粉，乳酸恢复为淀粉，另一部分送回肝脏乳酸恢复为淀粉，另一部分送回肝脏重新合成使得劳动状态继续进行下重新合成使得劳动状态继续进行下去。去。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第30页页（5 5）局部血流阻断理论）局部血流阻断理论 静态作业：长时间维持一定的体静态作业：长时间维持一定的体位局部疲劳。位局部疲劳。肌肉收缩肌肉膨胀坚硬，内肌肉收缩肌肉膨胀坚硬，内压很大阻滞通过收缩肌肉的血流压很大阻滞通过收缩肌肉的血流局部血流阻断。局部血流阻断。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第31页页3.3.疲劳产生的原因疲劳产生的原因（1 1）作业强度与持续时间）作业强度与持续时间 劳动负担是作业强度和作业持续时间的函数。劳动负担是作业强度和作业持续时间的函数。作业强度越大，持续时间越长，劳动者就越容作业强度越大，持续时间越长，劳动者就越容易疲劳。易疲劳。劳动负担作业强度劳动负担作业强度*作业持续时间。作业持续时间。（2 2）作业速度）作业速度作业速度越高越容易导致疲劳。作业速度越高越容易导致疲劳。（3 3）作业态度）作业态度 劳动者的精神面貌和工作动机对心理疲劳影劳动者的精神面貌和工作动机对心理疲劳影响极为明显。劳动热情高，工作兴趣大，主观响极为明显。劳动热情高，工作兴趣大，主观疲劳的感受就越小。疲劳的感受就越小。动机水平动机水平越高，准备支付越高，准备支付的能量越多，越不易感到疲劳。的能量越多，越不易感到疲劳。强化工作动机，提高工作兴趣，减少疲劳感。强化工作动机，提高工作兴趣，减少疲劳感。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第32页页（4 4）作业时刻：）作业时刻：在什么时间进行作业也在什么时间进行作业也影响疲劳的产生和感受疲劳的程度。比如影响疲劳的产生和感受疲劳的程度。比如夜班作业比白天作业容易疲劳。这和人体夜班作业比白天作业容易疲劳。这和人体机能在夜间比在白天较低有关。机能在夜间比在白天较低有关。（5 5）作业环境：）作业环境：不合适的照明条件、湿不合适的照明条件、湿度、温度、噪声、粉尘等都会增加作业人度、温度、噪声、粉尘等都会增加作业人员的精神与肉体负担，造成疲劳感。员的精神与肉体负担，造成疲劳感。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第33页页（6 6）影响疲劳的具体因素）影响疲劳的具体因素A A、作业类别。、作业类别。能量消耗大的劳动作能量消耗大的劳动作业、作业速度快、作业种类多变化大业、作业速度快、作业种类多变化大且复杂、作业范围广、精密度要求高、且复杂、作业范围广、精密度要求高、注意力要求高集中、操作姿势特殊、注意力要求高集中、操作姿势特殊、一次性持续时间长、有危险的作业、一次性持续时间长、有危险的作业、环境恶劣的作业。环境恶劣的作业。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第34页页B B、作业条件。、作业条件。作业不熟练、睡眠不作业不熟练、睡眠不足、上班时间过长、休息时间不足。足、上班时间过长、休息时间不足。平均拘束时间过长、年龄过低或过高、平均拘束时间过长、年龄过低或过高、疾病、生理的周期不适。疾病、生理的周期不适。C C、劳动者的主观条件。、劳动者的主观条件。劳动情绪低劳动情绪低下、劳动兴趣不大、人际关系不和、下、劳动兴趣不大、人际关系不和、家事不称心、担负责任重大、对疲劳家事不称心、担负责任重大、对疲劳的暗示、个人性格的不适应。的暗示、个人性格的不适应。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第35页页4.4.疲劳的检测方法疲劳的检测方法生化法、生理心理测试法、他觉观察及主诉生化法、生理心理测试法、他觉观察及主诉症状调查法症状调查法 常用测定方法常用测定方法（1 1）肌腱反射机能测定法）肌腱反射机能测定法（2 2）触二点辨别阈值法）触二点辨别阈值法（3 3）皮肤划痕消退时间法）皮肤划痕消退时间法（4 4）皮肤电流反应测定法）皮肤电流反应测定法（5 5）心率值测定法）心率值测定法（6 6）色名呼出时间测定法）色名呼出时间测定法（7 7）购销符号数目测定法）购销符号数目测定法（8 8）反应时间测定法）反应时间测定法（9 9）闪光融合值测定法）闪光融合值测定法安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第36页页2024/11/12周二周二一、人体测量的基本知识人体测量的基本知识1、人体测量的基本术语人体测量的基本术语被被测测者姿者姿势势（立姿（立姿 、坐姿）、坐姿）测量基准面测量基准面（见图1）测量方向测量方向 支承面和着装支承面和着装 基本测点及测量项目基本测点及测量项目(见图2、图3)2.2人体测量人体测量安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第37页页被测者姿势1）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，手掌朝向体侧，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45o夹角，体重均匀分布于两足。2）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，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第38页页2024/11/12周二周二图图1人人体体测测量量基基准准面面和和基基准准轴轴安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第39页页2024/11/12周二周二图图1-b人人体体测测量量基基准准面面和和基基准准轴轴图图1-a人人体体测测量量基基准准面面和和基基准准轴轴安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第40页页测量方向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，将挠骨侧称为挠侧，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。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第41页页支承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该是水平、稳固、不可压缩的。要求被测量者裸体或穿着尽量少的内衣（如只穿内裤和背心）测量。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第42页页2024/11/12周二周二图图2-a 2-a 测量项目测量项目-立姿立姿安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第43页页2024/11/12周二周二图图2-b 2-b 测量项目测量项目-立姿立姿安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第44页页2024/11/12周二周二图图2-c 2-c 测量项目测量项目-立姿立姿安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第45页页2024/11/12周二周二图图2-d 2-d 测量项目测量项目-立姿立姿安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第46页页2024/11/12周二周二图图2-e 2-e 测量项目测量项目-立姿立姿安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第47页页2024/11/12周二周二图图2-f 2-f 测量项目测量项目-立姿立姿安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第48页页2024/11/12周二周二图图3-a 3-a 测量项目测量项目-坐姿坐姿安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第49页页2024/11/12周二周二图图3-b 3-b 测量项目测量项目-坐姿坐姿安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第50页页2024/11/12周二周二图图3-c 3-c 测量项目测量项目-坐姿坐姿安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第51页页2024/11/12周二周二图图3-d 3-d 测量项目测量项目-坐姿坐姿安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第52页页2024/11/12周二周二图图3-e 3-e 测量项目测量项目-坐姿坐姿安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第53页页2024/11/12周二周二 在人体尺寸测量中所采用的人体测量仪器有：人体测高仪、人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规、人体测量用三脚平行规、坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅秤等。人体测高仪人体测高仪直脚规直脚规直脚规直脚规（参见图4-a见图4-b见图见图4-c）2、人体尺寸测量用的主要仪器人体尺寸测量用的主要仪器安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第54页页2024/11/12周二周二图4-a人体测高仪安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第55页页2024/11/12周二周二图4-b 人体测量用直脚规安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第56页页2024/11/12周二周二图图2 2-4 4 人体测量用弯脚规(4-c)安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第57页页2024/11/12周二周二3、人体测量中的主要统计函数人体测量中的主要统计函数 均值方差安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第58页页2024/11/12周二周二3、人体测量中的主要统计函数人体测量中的主要统计函数标准差标准差抽样误差抽样误差百分位数和适应度百分位数和适应度安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第59页页2024/11/12周二周二二、有关参数的测量与计算二、有关参数的测量与计算1 1、我国成年人的人体我国成年人的人体结结构尺寸构尺寸 图图 5 5 立立姿姿人人体体尺尺寸寸安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第60页页百分位数人体测量的数据常以百分位数来表示人体尺寸等级，最常用的是以第5%、第50%、第95%三种百分位数来表示。其中第5百分位数是代表“小”身材，是指有95%的人群身材尺寸大于此值；第50百分位数表示“中”身材，是指大于和小于此人群身材尺寸的各为50%；第95百分位数代表“大”身材，是指有95%的人群身材尺寸均小于此值，而有5%的人群身材尺寸大于此值。在有些人体测量尺寸的资料中，除了给出以上三种常用百分位数的数据外，还给出其间的其它百分位数的数据。至于其它百分位数的含义可以此类推。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第61页页2024/11/12周二周二百分比（百分比（%）K百分比（百分比（%）K0.52.576700.5241.02.326750.6742.51.960800.84251.645851.036101.282901.282151.036951.645200.84297.51.960250.67499.02.326300.52499.52.576表表2-1百分比与变换系数安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第62页页2024/11/12周二周二图图6 6坐姿人体尺寸坐姿人体尺寸安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第63页页2024/11/12周二周二图图7 7 人人体体水水平平尺尺寸寸安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第64页页2024/11/12周二周二人体主要尺寸人体主要尺寸 (单位：单位：mm)mm)安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第65页页2024/11/12周二周二立姿人体尺寸立姿人体尺寸(单位：单位：mm)安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第66页页2024/11/12周二周二坐姿人体尺寸坐姿人体尺寸(单位：单位：mm)安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第67页页2024/11/12周二周二 人体水平尺寸人体水平尺寸（单位：mm）安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第68页页2024/11/12周二周二各区域的体重、身高和胸围三项参数的均值和标准差各区域的体重、身高和胸围三项参数的均值和标准差（单位：mm）安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第69页页2024/11/12周二周二2我国成年人人体动态尺度我国成年人人体动态尺度 （1）肢体活动角度范围）肢体活动角度范围 图图8 8 人体肢体活动角度范围人体肢体活动角度范围安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第70页页2024/11/12周二周二 图图9 9 人体上部及上肢固定姿势活动角度范围人体上部及上肢固定姿势活动角度范围安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第71页页2024/11/12周二周二图图1 10 0 立立姿姿上上身身及及手手的的可可及及范范围围、坐坐姿姿上上身身及及手手的的可可及及范范围围（2）不不同同姿姿势势时时手手能能及及的的空空间间范范围围安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第72页页2024/11/12周二周二图图11 11 单腿跪姿上身及手的可及范围单腿跪姿上身及手的可及范围安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第73页页2024/11/12周二周二图图12 12 仰卧姿势手及腿的活动空间仰卧姿势手及腿的活动空间安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第74页页2024/11/12周二周二常用人体功能尺寸测量区域常用人体功能尺寸测量区域安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第75页页2024/11/12周二周二手的测量手的测量 图图12 12 手的测量手的测量安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第76页页2024/11/12周二周二(1)水平作业域图图2-2手在水平面的正常作业阈和最大作业域（手在水平面的正常作业阈和最大作业域（cm）安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第77页页2024/11/12周二周二图图2-3 2-3 坐姿抓握作业域（坐姿抓握作业域（cmcm）安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第78页页2024/11/12周二周二(2)垂直作业域图图2-4立姿双臂垂直作业域图立姿双臂垂直作业域图2-5立姿双臂垂直作业域立姿双臂垂直作业域安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第79页页2024/11/12周二周二图图2-6身高与摸高的关系身高与摸高的关系安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第80页页2024/11/12周二周二脚的测量图图27脚的测量脚的测量安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第81页页2024/11/12周二周二脚的作业空间脚的作业空间图图2-8脚的作业区域脚的作业区域安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第82页页2024/11/12周二周二3 3、人体生理学参数及测量人体生理学参数及测量（1）最大耗氧量最大耗氧量（Vo2max）及氧债能力及氧债能力（2）最大心率最大心率（3）搏出量与最大心脏输出搏出量与最大心脏输出（4 4）肌电图）肌电图（5）呼吸量的测定呼吸量的测定 （6）脉搏数的测定脉搏数的测定 （7）发汗的测定发汗的测定 （8）血液成份变化的测定血液成份变化的测定 （9）脑电图脑电图（见表22）安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第83页页2024/11/12周二周二表表22大脑意识状态与人为错误的潜在危险性大脑意识状态与人为错误的潜在危险性安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第84页页2024/11/12周二周二可根据人体的身高、体重等基础测量数据，利用可根据人体的身高、体重等基础测量数据，利用一些经验公式计算出所需的其它各部分数据。一些经验公式计算出所需的其它各部分数据。（1 1）用人体身高尺寸）用人体身高尺寸计计算人体各部分尺寸算人体各部分尺寸 （见见图图2-92-9、图图2-2-1010及及表表2-2-3 3）4 4、有关人机学参数计算、有关人机学参数计算安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第85页页2024/11/12周二周二图图29立姿静态尺寸图立姿静态尺寸图安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第86页页2024/11/12周二周二图图2-10坐姿静态尺寸编号图坐姿静态尺寸编号图安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第87页页2024/11/12周二周二名名称称计算式计算式名名称称计算式计算式座高0.523H肘与肘间宽0.256H膝高0.311H臀部宽0.203H坐姿臀高0.249H肩宽0.229H座到肘高0.135H手前伸长度0.462H大腿厚0.086H坐位眼高0.454H臀部到膝高0.342H两手恻平伸长度1.032H臀部到小腿长0.280H坐面至举手指尖高0.795H表表2-3静坐时人体尺寸与身高的关系安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第88页页2024/11/12周二周二（2 2）用人体体重用人体体重计计算人体体算人体体积积和表面和表面积积 1 1）人体体人体体积积 2 2）体表面体表面积积（3 3）用身高、体重、表面用身高、体重、表面积积求算有关人机学求算有关人机学参数参数 （见表见表2-4 ）安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第89页页2024/11/12周二周二表表2-4人体有关人机学参数计算公式人体有关人机学参数计算公式安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第90页页2024/11/12周二周二2 2人体测量数据的应用人体测量数据的应用一、人体数据的运用准则人体数据的运用准则1 1、最大最小准则。、最大最小准则。2 2、可调性准则、可调性准则3 3、平均准则、平均准则4 4、使用最新人体数据准则、使用最新人体数据准则5 5、地域性准则、地域性准则6 6、功能修正与最小心理空间相结合准则、功能修正与最小心理空间相结合准则7 7、标准化准则。、标准化准则。8 8、姿势与身材相关联准则、姿势与身材相关联准则9 9、合理选择百分位和适用度准则、合理选择百分位和适用度准则安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第91页页2024/11/12周二周二人体测量数据选用的注意事项人体测量数据选用的注意事项设计和确定作业空间尺寸的根据，必须保证至少设计和确定作业空间尺寸的根据，必须保证至少90%的的用户的适应性、兼容性、操作性和维护性，即用户的适应性、兼容性、操作性和维护性，即人体主要人体主要尺寸的设计极限尺寸的设计极限应根据第应根据第5至至95百分位数的值确定。百分位数的值确定。必须适应或允许必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸身体某些部分通过的空间尺寸（如通道、（如通道、出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以第出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以第95百百分位的值作为适用的人体尺寸。分位的值作为适用的人体尺寸。有限度的或受身体延伸所有限度的或受身体延伸所限制的空间尺寸限制的空间尺寸（如抓握物体（如抓握物体的可及距离、控制器的位移、显示器与测试点位置、安的可及距离、控制器的位移、显示器与测试点位置、安全防护罩上的空隙等），应以第全防护罩上的空隙等），应以第5百分位的值作为适用百分位的值作为适用的人体尺寸的人体尺寸。安全人机工程学第二章山东交通学院安全工程系山东交通学院安全工程系第第92页页2024/11/12周二周二可可调调整整的的尺尺寸寸（如如高高度度可可调调的的坐坐椅椅、工工作作台台、控控制制器器、安安全全带带等等），应应以以第第5百百分分位位至至第第95百百分分位位的的人人体体尺尺寸寸范范围围作作为为高高速速范范围围适适用用的的人人体体尺尺寸寸；只只能能用用一一种种中中等等尺尺寸寸供供群群体体使使用用时时（如如墙墙壁壁上上的的开开关关高高度度、门门上上把把手尺寸等），应以第手尺寸等），应以第50百分位数作为适用的人体尺寸百分位数作为适用的人体尺寸搞搞清清该该尺尺寸寸的的适适用用范范围围，如如适适用用的的国国家家、地地区区