室内设计人机工程学-环艺优秀课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,四川师范大学美术学院,周伟,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,四川师范大学美术学院,周伟,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,人机工程学,人机工程学的思想是使创造出来的物品和环境适应人的需要，而不是使人适应物品与环境。,通过下面的例子，可以更加深入地了解人体工程学的概念和特点。,假如有几个很重的箱子从甲地搬到乙地，我们可用两种方式对待它。,第一种是在众多的工作人员中选出几个特别强壮的少数人，由他们把箱子搬走；,二、人体工程学的定义,第二种方式是减轻箱子的重量，使大多数人能够搬动箱子，这同样可以完成任务,。,由此可以看出，前一种方式是“使人适应环境”，后一种方法是“使工作环境适应人”，显而易见，人体工程学遵循的方法是后一种，即调整工作方式，使之适应于人。总之，它们都是研究人的各方面客观因素，设计出更适合人的特点，以最低的资力求得最高效率的产品。,结 论,二、人体工程学的定义,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,人机工程学也叫,人体工程学、人类工效学、人类工程学、工程心理学、宜人学等。,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。,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。,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。,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：,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。,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。,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。,第二节,人机工程学研究的主要内容,一人机工程学研究的主要内容大致分为三方面：,1.,人机系统中的人,首先，是人的生理特征,:,人体尺寸；,信息的感受和处理能力；,运动的能力；,学习的能力；,生理需求（舒适度）等。,其次，是人的心理特征,:,对物理环境的感受性；,对社会环境的感受性；,知觉和感觉的能力；,个人之差；,人的反射及反应形态等,。,再次，是人受环境的影响,:,环境对人体能的影响；,人的长期，短期能力的限度及愉适点；,人的习惯与差异（民族，性别等）；,错误（错觉）形成的研究等。,2.,人机系统中直接有人使用的机械部分如何适应人的使用,1,显示器：仪表、信号、显示屏等。,2,操纵器：杆、钮、盘、轮、踏板等。,3,机具：家具、设备等。,三、人体工程学研究的主要内容和方法,三、人体工程学研究的主要内容和方法,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。,建筑与室内环境的照明、温度、适度控制、室外环境中人的舒适度。,如何适应、利用、设计和营造一个宜人的环境也是人体工程学要涉及的问题。,三、人体工程学研究的主要内容和方法,二,.,在进行人机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：,人机工程学必须了解,人的结构，除了生理，还要了解心理因素,。,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。,第三节,人机工程学与人体测量,1.,人体测量,在进行人机工程学研究时，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。,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。,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,人体测高仪,人体测量用直脚规,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。,人体测量用角度计,人体测量用软尺,环境测量用钢卷尺,古代中国、古埃及、古罗马，不管是东方文化还是西方文化，最早的尺都来源于人体，这是为什么？,用身上的尺子方便,这当然是主要的。但是，还有一个更深一层的原因，那就是人体各部分的尺寸有着规律,.,l,你用皮尺量一量拳头的周长，再量一下你的脚底长，你会发现，这两个长度很接近。所以，买袜子时，只要把袜底在自己的拳头上绕一下，就知道是否合适。,l,你为你的父母或兄长量一量脚长和身高，你也许会发现其中的奥秘：身高往往是脚长的,7,倍。高个子要穿大号鞋，矮个人要穿小号鞋就是这个道理。,l,侦察员常用这个原理来破案：海滩上留下了罪犯的光脚印，量一下脚印长是,25.7,厘米，那么，罪犯的身高大约是多少呢？（,25.7cm7,179.9cm,）,l,小琴为妈妈买鞋，她忘了妈妈的鞋号，只记得妈妈身高是,168,厘米，你能帮她算一算买几号鞋吗？全国统一鞋号是根据脚长编定的，如,24,号，就适合脚长为,24,厘米的人穿，算出脚长就可以算出鞋号了。,要说明的是，少年和儿童在长身体时，身高和脚长的比例不恰恰是,7,比,1,，长个子往往先长脚，如果你的身高比脚长的,7,倍还矮，那你还会长个子，当然，这也不都是绝对的。,l,在正常情况下，一个人手腕的周长恰恰是他脖子周长的一半。,l,一般来说，两臂平伸的长度正好等于身高。,l,大多数人的大腿正面厚度和他的脸宽差不多。,l,大多数人肩膀最宽处等于他身高的,1,4,。,成年人的身高,大约等于头长的,7,倍或,7.5,倍。,4,.,人体测量的条件,(GB,T 5703-1999),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,a.,测量基准面,、,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。,、,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。,、,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。,、,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。,、,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,）。,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。,c.,测量方向,、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,。,、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,。,、在上肢上，,将,桡,骨侧称为,桡,侧,，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,。,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,。,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。,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（,），容貌面长（,），形态面长，眼,颏下距离，鼻长，人中高，唇全高，头盖高（,），头盖高（,），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。,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,。,e,人体测量中的主要统计函数（术语）,总体、样本,均值、标准差,术语,适应域,百分位,百分位数,总体,统计学中，把所要研究的全体对象的集合称为,“,总体,”,。人体尺寸测量中，总体是按一定特征被划分的人群。因此，设计产品时必须了解总体的特性，并且对该总体命名，例如，中国成年人、中国飞行员等。,样本,统计学中，把从总体取出的许多个体的全部称为,“,样本,”,。各种人体尺寸手册中的数据就是来自这些样本，因此，设计人员必须了解样本的特点及其表达的总体。,均值,描述一个分布，必须用两个重要的统计量：均值和标准差。前者表示分布的集中趋势；后者表示分布的离中趋势。,均值的计算公式为：,标准差,标准差的计算公式为：,为相加，,N,为测量次数，,为各单独测量值，,M,为均值。,S,为标准差，其他符号与（,1,）相同。,适应域,一个设计只能取一定的人体尺寸范围，只考虑整个分布的一部分,“,面积,”,，称为,“,适应域,”,，适应域是相对设计而言的，对应统计学的置信区间的概念。,适应域可分为：对称适应域、偏适应域。对称适应域对称于均值；偏适应域通常是整个分布的某一边。,百分位,百分位由百分比表示，称为,“,第几百分位,”,。例如，,50%,称为第,50,百分位。,百分位数,百分位数是百分位对应的数值。例如，身高分布的第,5,百分位数为,1543,，则表示有,5%,的人的身高将低于这个高度。,在人体测量资料中，常常给出的是第,5,、第,50,和第,95,百分位数值。在设计中，当需要得到任一百分位数值时，则可按下式求出：,1%-50%,之间的数值：,P=M-,（,SK,）,50%-99%,之间的数值：,P=M+,（,SK,）,M,为标准值；,S,为标准差；,K,为百分比变换系数。,人体尺寸的区域划分,东北、华北区,西北区,东南区,华中区,华南区,西南区,黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山东、北京、天津、河北。,甘肃、青海、陕西、山西、西藏、宁夏、河南、新疆。,安徽、江苏、上海、浙江。,湖南、湖北、江西。,广东、广西、福建。,贵州、四川、云南。,东北、华北区,西北区,东南区,华中区,华南区,西南区,各地区身高、体重的,M,、,S,值,身高,:M=1693,（,1586,）；,S=56.6(51.8),体重,:M=64,（,55,）；,S=8.2(7.7),身高,:M=1684(1575);S=53.7(51.9),体重,:M=60(52);S=7.6(7.1),身高,:M=1686(1575);S=55.2(50.8),体重,:M=59(51);S=7.7(7.2),身高,:M=1669(1560);S=56.3(50.7),体重,:M=57(50);S=6.9(6.8),身高,:M=1650(1549);S=57.1(49.1),体重,:M=56(49);S=6.9(6.5),身高,:M=1647(1546);S=56.7(53.9),体重,:M=55(50);S=6.8(6.9),百分比对应的变换系数,K,5%,1.645,10%,1.282,20%,0.842,25%,0.674,50%,0.000,75%,0.674,80%,0.842,90%,1.282,95%,1.645,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。,2.,人体尺寸：,人体尺寸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。,下图是人体的骨骼组成示意图,我国成年的人体结构尺寸,我国,1989,年,7,月,1,日实施的,GB 10000,88,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,GB 10000,88,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。,a.,人体主要尺寸,男（,18,60,岁）,女（,18,55,岁）,1 5 10 50 90 95 99,1 5 10 50 90 95 99,身高,1543 1583 1604 1678 1754 1775 1814,1449 1484 1503 1570 1640 1659 1697,体重,kg,44 48 50 59 70 75 83,39 42 44 52 63 66 74,上臂长,279 289 294 313 333 338 349,252 262 267 284 303 308 319,前臂长,206 216 220 237 253 258 268,185 193 198 213 229 234 242,大腿长,413 428 436 465 496 505 523,387 402 410 438 467 476 494,小腿长,324 338 344 369 396 403 419,300 313 319 344 370 376 390,单位：,mm,b.,立姿人体尺寸,男（,18,60,岁）,女（,18,55,岁）,1 5 10 50 90 95 99,1 5 10 50 90 95 99,眼高,1436 1474 1495 1568 1643 1664 1705,1337 1371 1388 1454 1522 1541 1579,肩高,1244 1281 1299 1367 1435 1455 1494,1166 1195 1211 1271 1333 1350 1385,肘高,925 954 968 1024 1079 1096 1128,873 899 913 960 1009 1023 1050,手功能高,656 680 693 741 787 801 828,630 650 662 704 746 757 778,会阴高,701 728 741 790 840 856 887,648 673 686 732 779 792 819,胫骨点高,394 409 417 444 472 481 498,363 377 384 410 437 444 459,单位：,mm,c.,坐姿人体尺寸,男（,18,60,岁）,女（,18,55,岁）,1 5 10 50 90 95 99,1 5 10 50 90 95 99,坐高,836 858 870 908 947 958 979,789 809 819 855 891 901 920,坐姿颈椎点高,599 615 624 657 691 701 719,563 579 587 617 648 657 675,坐姿眼高,729 749 761 798 836 847 868,678 695 704 739 773 783 803,坐姿肩高,539 557 566 598 631 641 659,504 518 526 556 585 594 609,坐姿肘高,214 228 235 263 291 298 312,201 215 223 251 277 284 299,坐姿大腿厚,103 112 116 130 146 151 160,107 113 117 130 146 151 160,坐姿膝高,441 456 464 493 523 532 549,410 424 431 458 485 493 507,小腿加足高,372 383 389 413 439 448 463,331 342 350 382 399 405 417,坐深,407 421 429 457 486 494 510,388 401 408 433 461 469 485,臀膝距,499 515 524 554 585 595 613,481 495 502 529 561 570 587,坐姿下肢长,892 921 937 992 1046 1063 1096,826 851 865 912 960 975 1005,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%,50%,95%,1579,1690,1802,1999,2136,2274,781,838,896,957,1028,1099,表,1,5,几项常用的人体功能尺寸（男：,18,60,岁）,单位：,mm,d.,人体水平尺寸,男（,18,60,岁）,女（,18,55,岁）,1 5 10 50 90 95 99,1 5 10 50 90 95 99,胸宽,242 253 259 280 307 315 331,219 233 239 260 289 299 319,胸厚,176 186 191 212 237 245 261,159 170 176 199 230 239 260,肩宽,330 344 351 375 397 403 415,304 320 328 351 371 377 387,最大肩宽,383 398 405 431 460 469 486,347 363 371 397 428 438 458,臀宽,273 282 288 306 327 334 346,275 290 296 317 340 346 360,坐姿臀宽,284 295 300 321 347 355 369,295 310 318 344 374 382 400,坐姿两肘间宽,353 371 381 422 473 489 518,326 348 360 404 460 478 509,胸围,762 791 806 867 944 970 1018,717 745 760 825 919 949 1005,腰围,620 650 665 735 859 895 960,622 659 680 772 904 950 1025,臀围,780 805 820 875 948 970 1009,795 824 840 900 975 1000 1044,单位：,mm,不同年龄、性别、地区和民族国家的人体，具有不同的尺度差别，例如我国成年男子平均身高为,1670mm,，美国为,1740mm,，独联体为,1750mm,，而日本则为,1600mm,。,3.,人体动作域,人们在室内各种工作和生活活动范围的大小，即动作域，它是确定室内空间尺度的重要因素之一。以各种计测方法测定的人体动作域，也是人体工程学研究的基础数据。如果说人体尺度是静态的、相对固定的数据，,人体动作域的尺度则为动态的，,其动态尺度与活动情景状态有关。,人体模板作为一种有效的辅助设计手段，已被广泛应用于人机系统设计中，人体模板的结构。,人身保肢体上标出的基准线（见图,1,17,中的细实线）用以确定关节角，这些角度可由人体模板相应位置的刻度盘上读出。头部标出的眼线相当于正常视线，与眼耳平面成向下倾斜的,15,角。鞋上标出的基准线表示人的脚底。,A,、模板的基准线,人体模板可在侧视图上演示关节的多种功能，但不能演示侧向外展和转动运动。人体模板上的关节有一部分涉及轴关节（肘、手、头、髋、脚），有一部分是根据经验数据设计的关节结构（肩、腰区、膝）。,由于技术上的原因，所用的腰区关节结构（,P5,），没有反映人体这一区域的全部生理作用，因此背部的外形与人体实际的腰区弧线也不完全相符，故不宜用作座椅靠背曲线的设计。,B,、模板的关节,图,1,17,所示人体模板上带有角刻度的人体关节活动范围（调节范围），包括健康人在韧带和肌肉不超过负荷的情况下所能达到的位置，见表,1,18,。此处不考虑那些虽然可能但对劳动姿势来说已超出有生理意义的界限的运动。,表,1,17,人体模板关节角的调节范围,关节部位,人体关节,角度代码,调节范围,关节部位,人体关节,角度代码,调节范围,P,1,腕关节,1,140,200,P,5,腰关节,5,168,195,P,2,肘关节,2,60,280,P,6,髋关节,6,140,120,P,3,头,/,颈关节,3,130,225,P,7,膝关节,7,75,120,P,4,肩关节,4,0,135,P,8,脚关节,8,140,200,C,、模板的活动范围,根据手在实际操作中的姿势的不同，可选择使用以下四种手型模板,（见图,1,17,）：,A,型,三指捏在一起的手。,B,型,握住圆棒的手，且手的横轴位于垂直面。这是一种主要抓握形式。,C,型,握住圆棒的手，且手的横轴位于水平面。,D,型,伸开的手。,D,、手的姿势的变化,M6,螺栓,设备及材料：白色卡纸、螺栓和螺母、剪刀、刀片、白乳胶、废旧报纸等。,M6,螺栓,目前设计中应用比较广泛的是坐姿侧视人体模板。这种模板主要用于辅助工程制图、辅助设计、辅助演示或模拟测试。使用时，根据需要，可将选定的人体模板放置于实际的作业空间或设计图样的相关位置上，用以确定人体有关部位在纵平面内的可及范围。例如，,对于坐姿安装工作系统的设计，借助于人体模板，即可方便地得到适合不同人体尺寸等级的人在生产区域中的工作面高度、坐平面高度、脚踏板高度这样一组相互关联的尺寸数据，进而为工作台、座椅、脚踏板的设计提供了可靠依据,（见图,1,18,）。,人体模板的应用,人体尺寸数据应用的两个问题,（,1,）生活工作中要穿鞋袜衣裤、又适宜全身自然放松与人体测量条件不一致，人体尺寸数据能用吗,?,怎么用,?,（,2,）人有高矮胖瘦，公用产品、公共设施设计时，该以什么样的人体尺寸为依据呢,?,一、尺寸修正量,解决上述第一个问题的方法是：应用人体尺寸数据时引进尺寸修正量。尺寸修正量的构成见图：,功能修正量,穿鞋修正量：立姿身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高等，男子,+25mm,，女子,+20mm,。,着衣着裤修正量,:,坐姿坐高、眼高、肩高、肘高,+6mm,，肩宽、臀宽等,+13mm,，胸厚,+18mm,，臀膝距,+20mm,。,注意,:,上面是,GB,T 129851991,举的一些示例，设计中可能遇到的问题远不止这些。如戴帽子、戴手套，冬季高寒地区穿马靴引起的变化等，国标中查不到的数据，要设计者通过实际测量、实验等方法自己研究确定。,GB,T 129851991,提供的上述数据适合于工作时穿平跟鞋、穿夹衣夹裤的“一般情况”。若不是这种一般情况，如女性穿高跟、半高跟鞋，寒冷地区冬季穿厚的衣裤等情况，也需要通过实际测量等方法自行解决。,姿势修正量,正常工作，全身取自然放松姿势引起的人体尺寸变化。,立姿身高、眼高、肩高、肘高等，,-10 mm,，,坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等，,-44 mm,。,操作修正量,(,即实现产品功能所需的修正量,),上肢前展操作，对于“前展长”,(,后背到中指指尖的距离,),按按钮，,-12 mm,，,推滑板推钮、扳拨扳钮开关，,-25mm,，,取卡片、票证，,-20mm,等。,心理修正量,心理修正量指为了消除空间压抑感、恐惧感或为了美观等心理因素而加的尺寸修正量。,尺寸修正量有正负值，总修正量是各修正量的代数和。,尺寸修正量,=,功能修正量,+,心理修正量,=(,穿着修正量,+,姿势修正量,+,操作修正量,)+,心理修正量,二、人体尺寸百分位数的选择,解决上述第二个问题的方法是：根据产品的功能，先分类选择所依据人体尺寸数据，再确定采用的百分位数。依产品功能与人体尺寸的关系，可分为以下,3,类,4,种产品类型。,I,型产品尺寸设计：,需要大个子和小个子两个人体尺寸作为产品尺寸设计的依据者。,特点,：,需要调节。,需要一个大百分位数和小百分位数的人体尺寸作为设计的依据。,II,型产品尺寸设计,这一类产品又可分为以下两种。,IIA,型产品尺寸设计（又称“大尺寸设计”,),只需要按大个子的人体尺寸作为产品尺寸设计的依据者。,若这种产品的尺寸只要能适合身材高大者的需要，就肯定也能适合身材矮小者的需要，就属于,IIA,型产品尺寸设计。因此只需要选择一个大百分位数的人体尺寸，作为产品尺寸设计的依据就行了。,IIB,型产品尺寸设计,(,又称“小尺寸设计”,),只需要按小个子的人体尺寸作为产品尺寸设计的依据者。,若这种产品的尺寸只要能适合身材矮小者需要，就肯定也能适合身材高大者需要的，就属于,II B,型产品尺寸设计。因此只需要选择一个小百分位数的人体尺寸，作为产品尺寸设计的依据就行了。,III,型产品尺寸设计,(,又称“平均尺寸设计”,),可以按适合中等身材者的需要，即采用第,50,百分位数的人体尺寸,(P,50,),作为产品尺寸设计的依据者。,若产品尺寸与使用者的身材大小关系不大或虽有一些关系，但要分别予以适应却有其他方面的种种不适宜，就按中等身材者的需要、采用,50,百分位数的人体尺寸作为产品尺寸设计的依据。,问题：,设计,I,型、,IIA,型、,II B,型产品的时候，大百分位数人体尺寸该用,P,90,、,P,95,、,P,99,，中的哪一个,?,小百分位数人体尺寸又该用,P,1,、,P,5,、,P,10,中的哪一个呢,?,满足度产品尺寸所适合的使用人群占总使用人群的百分比。,一般而言，产品设计希望达到较大的满足度，但过大的满足度，必然带来其他方面的不合理，如经济、技术等条件制约。,产品设计中选择人体尺寸百分位数的,一般原则,如下,:,一般产品，大、小百分位数常分别选,P,95,和,P,5,，或酌情选,P,90,和,P,10,。,涉及人的健康、安全的产品，大、小百分位数常分别选,P,99,和,P,1,，或酌情选,P,95,和,P,5,。,成年男女通用的产品，大百分位数选用男性的,P,90,、,P,95,、,P,99,；小百分位数选用女性的,P,10,、,P,5,、,P,1,；,III,型产品设计选用男,50,百分位数、女,50,百分位数人体尺寸的平均值,(P,50,男,+P,50,女,),2,。,综合实例：公共汽车顶棚扶手横杆的高度设计,设计计算公共汽车顶棚扶手横杆高度；,对比“抓的住”与“不碰头”两个要求是否相容；,如互不相容，如何解决,?,解,1),按乘客“抓得住”的要求设计计算,属于,II B,型男女通用产品小尺寸设计问题。,根据选择原则,G,1,J,5,女,+X,X1,（,1,）,式中,G,1,一由“抓得住”要求确定的横杆中心的高度,J,5,女,女子举手功能高的,5,百分位数，由表,J,5,女,=1741mm(18,55,岁,),X,X1,女子的穿鞋修正量，设取,X,X1,=20mm,代入式,(1),得到,G,1,1741mm+20mm=1761mm (2),2),按乘客“不碰头”的要求设计计算,属于,IIA,型男女通用的大尺寸设计问题。,根据选择原则,G,2,H,99,男,+X,X2,+r,（,3,）,式中,G,2,由“不碰头”要求确定的横杆中心的高度,H,99,男,男子身高的,99,百分位数，由表查得，,H,99,男,=1814mm(18,60,岁,),X,X2,男子的穿鞋修正量，设取,X,X2,=25mm,r,横杆的半径，设取,r=15mm,代入式,(3),得,G,2,1814mm+25mm+15mm=1854mm (4),3),两个要求是否相容，及如何解决,式,(2),要求横杆中心低于,1761mm,，式,(4),又要求它高于,1854mm,，两者互不相容。,解决：,横杆还可以比,1854mm,再略高一些，确保更多高个子的安全，在横杆上每隔半米左右挂一条坠有手环的带子，手环可以比,1761mm,再略低一些，让更多小个子也抓得着。,三、产品功能尺寸的设定,功能尺寸指保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。,功能尺寸基本限于人机工程中与人体尺寸有关的尺寸，有别于标注在加工制作图纸上的尺寸。,例如，沙发座面高度、枕头高度的功能尺寸，均指使用中受压变形后的尺寸。,最小功能尺寸,=,相应百分位数的人体尺寸,+,功能修正量,最佳功能尺寸,=,产品最小功能尺寸,+,心理修正量,产品最小功能尺寸,产品最佳功能尺寸,产品功能尺寸,综合实例：,确定客轮层高功能尺寸的最小值,G,最小,、和最佳值,G,最佳,。,解,1,）,G,最小,=H,95,男,+X,功能,式中,H,95,男,男子身高的,95,百分位数，,H,95,男,=1775mm,，,X,功能,功能修正量。由穿鞋修正量,(25mm),和行走中起伏等因素所需的最小余裕量,(,设取,90mm),两部分构成，,即,X,功能,=25mm+90mm=115mm,于是得到,G,最小,=1775mm+115mm=1890mm,2)G,最佳,=G,最小,+X,心理,式中,X,心理,心理修正量，设取,X,心理,=115mm,。,于是得到,G,最佳,=1890mm+115mm=2005mm,练习：确定火车卧铺铺长的最小功能尺寸和最佳功能尺寸,案例分析：,整体厨房的操作台高度、宽度、深度,吊柜高度,灶台高度,设施与器物的人体尺寸适应性示例,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，使设计更适于人。,一切操作装置都应设在人的肢体活动所能及的范围之内，其高低位置必须与人体相应部位的高低位置相适应；而且其布置应尽可能设在人操作方便、反应最灵活的范围之内。,动态人体尺寸与二维人体模板,动态人体尺寸：,人在工作位置上的活动空间尺度。,II,第五节,人机工程学在室内设计中的应用,一、确定人和人际在室内活动所需空间的,主要依据,根据人机工程学中的有关计测数据，从人的尺度、动作域以及人际交往的空间等，以确定空间范围。,二,.,确定家具、设施的形体、尺寸及其使,用范围的主要依据,家具设施为人所使用，因此它们的形体、尺寸必须以人体尺度为主要依据；同时，人们为了使用这些家具和设施，其周围必须留有活动和使用的最小余地。,主要人体尺寸的应用原则,1.,身高,2.,立姿眼高,3.,肘高,4.,坐高,5.,坐姿眼高,6.,坐姿肩峰高,7.,最大肩宽,8.,坐姿两肘间宽,9.,臀宽,10.,肘部平放高度,11.,坐姿大腿厚,12.,膝盖高度,13.,腿弯高度,14.,臀部至腿弯长度,15.,臀部至膝盖长度,16.,臀部至足尖长度,17.,臀部至脚后跟长度,18.,坐姿垂直伸手高度,19.,立姿垂直手握高度,20.,立姿侧向手握距离,21.,手臂平伸手握距离,22.,人体最大体厚,23.,最大体宽,三,.,提供适应人体的室内物理环境的,最佳参数,室内物理环