安全工程系.ppt

1、人機(jī)工程學(xué),安全工程系,人機(jī)工程學(xué),第二章人體測(cè)量及其應(yīng)用,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,本章大綱,人體測(cè)量 人體尺寸 人體尺寸數(shù)據(jù)的應(yīng)用 設(shè)施器物的人體尺寸適應(yīng)性（高起專了解） 設(shè)計(jì)用人體模板 （高起專了解）,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,本章重難點(diǎn)介紹,本章重點(diǎn)在于了解掌握基本的人體測(cè)量方法。 因此，人體測(cè)量概述、人體尺寸及其人體尺寸數(shù)據(jù)的應(yīng)用時(shí)要求重點(diǎn)掌握的內(nèi)容。 設(shè)施設(shè)計(jì)的人體適應(yīng)性、人體模板則作為高起專學(xué)生了解的內(nèi)容不做要求。,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,第一節(jié)人體測(cè)量概述定義,人體測(cè)量定義 人體測(cè)量是指對(duì)人類身體各方面特性數(shù)據(jù)的度量特別是人體的尺寸、形狀和耐力以及這些數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。,中國(guó)地質(zhì)

2、大學(xué)安全工程系,1.0人體測(cè)量的應(yīng)用,人體測(cè)量 它通過(guò)測(cè)量人體各部位的尺寸確定個(gè)體和群體在人體尺寸上的差別從而研究人的形態(tài)特征，為工業(yè)設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.1人體測(cè)量分類,1.形態(tài)測(cè)量 包括人體尺寸、體重體型、體積表面積等 2.生理測(cè)量 包括知覺(jué)反應(yīng)、肢力體力、體能耐力、疲勞及生理節(jié)律等 3.運(yùn)動(dòng)測(cè)量 包括動(dòng)作范圍、各種運(yùn)動(dòng)特性等,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.2人體尺寸相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)： IS0 7250：1996IS0TCl59SC3（人體測(cè)量與生物力學(xué)分技術(shù)委員會(huì)制定） 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)： GBT 5703-1999用于技術(shù)設(shè)計(jì)的人體測(cè)量基礎(chǔ)項(xiàng)目 GBT 5704

3、.15704.4-l985人體測(cè)量?jī)x器,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.3人體測(cè)量?jī)x器,人體測(cè)量?jī)x器包括： 1、人體測(cè)高儀 2、人體測(cè)量用直角規(guī) 3、人體測(cè)量用彎腳規(guī) 4、人體測(cè)量用角度針 5、人體測(cè)量用軟尺,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.3.1 人體測(cè)高儀器人體測(cè)高儀,人體測(cè)高儀,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.3.1人體測(cè)量?jī)x器人體測(cè)量用直角規(guī),人體測(cè)量用直腳規(guī),中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.3.2人體測(cè)量?jī)x器人體測(cè)量用彎腳規(guī),人體測(cè)量?jī)x器,人體測(cè)量用彎腳規(guī),中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.3.3人體測(cè)量?jī)x器人體測(cè)量用角度針,人體測(cè)量用角度計(jì),中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.3.4人體測(cè)量?jī)x器人體測(cè)量用軟尺,

4、人體測(cè)量用軟尺,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.4人體測(cè)量條件,(GBT 5703-1999) 衣著和支撐面 測(cè)量基準(zhǔn)和基準(zhǔn)面 基準(zhǔn)面 基準(zhǔn)軸 測(cè)量姿勢(shì) 立姿、坐姿,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.4.1人體測(cè)量基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)軸,人體測(cè)量基準(zhǔn)面 基準(zhǔn)軸,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.5人體測(cè)量項(xiàng)目 1.5.1 人體測(cè)量項(xiàng)目肩高,肩高：從地面到肩峰點(diǎn)的鉛垂距離 測(cè)量方法：被測(cè)者足跟并攏，身體完全挺直站立，肩部放松，上臂自然下垂 測(cè)量?jī)x器：人體測(cè)高儀,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.5.2測(cè)量項(xiàng)目手寬,測(cè)量項(xiàng)目 手寬 在第l到第V掌骨頭水平處，掌面橈尺兩側(cè)間的投影距離。 測(cè)量方法 ： 被測(cè)者前臂水平，手伸直，四指

5、并攏，掌心朝上。 測(cè)量?jī)x器 ： 人體測(cè)量直角規(guī)。,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.6人體尺寸特性1.6.1 人體尺寸規(guī)律,1.群體的人體尺寸數(shù)據(jù)近似服從正態(tài)分布規(guī)律,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.6.2人體尺寸特性線性相關(guān)性(a),2. 各人體尺寸之間一般具有線性相關(guān)性,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.6.2人體尺寸特性線性相關(guān)性（b）,Y 人體尺寸數(shù)據(jù)； X 身高、體重、手長(zhǎng)等基本人體尺寸(之一)； ， 常數(shù) (對(duì)于特定的人體尺寸) 。,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.6.3人體尺寸特性基本人體尺寸數(shù)據(jù),3. 身高、體重、手長(zhǎng)等是基本的人體尺寸數(shù)據(jù),中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,1.6.4人體尺寸特性人體尺寸比

6、例關(guān)系不同,4. 人體尺寸之間具有線性相關(guān)關(guān)系，對(duì)不同種族、國(guó)家的人群都是適用的；但關(guān)系式中的系數(shù)和，卻隨不同種族、國(guó)家的人群而有所不同。,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,第二節(jié)中國(guó)成年人的人體尺寸,人體主要尺寸6項(xiàng) 立姿人體尺寸6項(xiàng) 坐姿人體尺寸11項(xiàng) 人體水平尺寸l0項(xiàng),GBT l0000-19887組、47項(xiàng)靜態(tài)人體尺寸數(shù)據(jù)：,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,2.0GBT l00001988,GBT l0000-19887組、47項(xiàng)靜態(tài)人體尺寸數(shù)據(jù)：,人體頭部尺寸7項(xiàng) 人體手部尺寸5項(xiàng) 人體足部尺寸2項(xiàng),中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,2.1主要人體尺寸數(shù)據(jù)圖 （a）,主要人體尺寸數(shù)據(jù) GBT l0000-19

7、88,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,2.1人體主要尺寸視圖（b）,人體主要 尺寸視圖,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,2.2立姿人體尺寸表（a）,立姿人體尺寸 GBT l0000-1988,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,2.2立姿人體尺寸圖（b）,立姿人體尺寸視圖,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,2.3坐姿人體尺寸表（a）,坐姿人體尺寸 GBT l0000-1988,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,2.3坐姿人體尺寸視圖 （b）,坐姿人體 尺寸視圖,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,2.4人體水平尺寸表（a）,人體水平尺寸,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,2.4人體水平尺寸視圖 （b）,人體水平 尺寸視圖,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,2.5人體頭部尺

8、寸表 （a）,人體頭部尺寸,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,2.5人體頭部尺寸視圖 （b）,人體頭部尺寸視圖,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,2.6人體尺寸地區(qū)差異表,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,第三節(jié)其他國(guó)家成年人身高數(shù)據(jù)表,其他國(guó)家成年人的身高數(shù)據(jù),中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,第四節(jié)人體尺寸數(shù)據(jù)的應(yīng)用,本節(jié)大綱： 尺寸修正量構(gòu)成 功能修正量 心理修正量 人體尺寸數(shù)據(jù)選擇分類 功能尺寸的設(shè)定,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,4.1尺寸修正量的構(gòu)成,尺寸修正量的構(gòu)成 GBT l2985-1991,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,4.2功能修正量,穿著修正量 姿勢(shì)修正量 操作修正量,功能修正量：為保證實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能，對(duì)作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)依據(jù)的

9、人體尺寸所作的尺寸修正量。包括以下三部分：,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,4.2.1功能修正量穿著修正量,1.穿鞋修正量： 立姿身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、會(huì)陰高等 男子：+25mm，女子：+20mm。 2. 著衣著褲修正量： 坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等 6mm； 肩寬、臀寬等+13mm； 胸厚+18mm； 臀膝距+20mm。,穿著修正量包括以下兩個(gè)組成部分:,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,4.2.2功能修正量姿勢(shì)修正量,立姿身高、眼高、肩高、肘高等，一l0mm； 坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等，一44mm。,姿勢(shì)修正量：人們正常工作、生活時(shí)，全身采取自然放松的姿勢(shì)所引起的人體尺寸變化。,中國(guó)地質(zhì)大

10、學(xué)安全工程系,4.2.3功能修正量操作修正量,操作修正量 ：實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能所需的修正量 如上肢前展操作，前展長(zhǎng)指的是：后背到中指指尖的距離 在按按鈕時(shí)，一12mm； 在推滑板推鈕、扳撥扳鈕開(kāi)關(guān)時(shí)一25mm； 在取卡片、票證時(shí)，一20mm,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,4.3修正量,對(duì)于各個(gè)修正量： 操作遠(yuǎn)不限于“上肢前展操作”這一種情況,操作有用上肢的、也有用下肢的；用上肢時(shí)有在前方操作的，也有在其他各種方向操作的等。 事實(shí)上國(guó)標(biāo)中也不可能給出所有各種操作修正量的數(shù)據(jù)。所以，更多“操作修正量”數(shù)據(jù)，同樣需要設(shè)計(jì)工作者根據(jù)實(shí)際情況，通過(guò)研究實(shí)測(cè)來(lái)加以確定。,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,4.3.1心理修正量定

11、義,為了消除空間壓抑感、恐懼感，或?yàn)榱嗣烙^等心理因素而加的尺寸修正量。 如工程機(jī)械駕駛室，若其空間大小剛剛能容下人們完成必要的操作活動(dòng)，是不夠的，因?yàn)檫@樣會(huì)使人們?cè)谄渲懈械骄执俸蛪阂?，為此?yīng)該放出適當(dāng)?shù)挠嘣？臻g。 這余裕空間就是心理修正量。,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,4.3.2心理修正量確定原則,心理修正量應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要和條件許可兩個(gè)因素來(lái)研究確定。 以客輪客艙、大學(xué)生宿舍和禮堂劇院這三種室內(nèi)空間來(lái)對(duì)比，三者的心理空間尺寸修正量顯然依次一個(gè)比一個(gè)應(yīng)該大得多。 因此，研究心理修正量的常用方法是：設(shè)置場(chǎng)景，記錄被試者的主觀評(píng)價(jià)，綜合統(tǒng)計(jì)分析后得出數(shù)據(jù)。,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,4.4尺寸修正量,各種

12、尺寸修正量有正值也有負(fù)值，總的尺寸修正量是各修正量的代數(shù)和： 尺寸修正量=功能修正量+心理修正量=(穿著修正量+姿勢(shì)修正量+操作修正量)+心理修正量,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,4.5人體尺寸數(shù)據(jù)選擇分類,依產(chǎn)品功能分類選擇人體尺寸數(shù)據(jù)分為以下三類： 1.I型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)(又稱“雙限值設(shè)計(jì)”) 2.型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)(又稱“單限值設(shè)計(jì)”) 3.型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)(又稱“平均尺寸設(shè)計(jì)”）,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,4.6人體尺寸百分位數(shù)的選擇,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,4.7功能尺寸的設(shè)定,功能尺寸：是指為保證產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)功能所確定的基本尺寸。 這里所說(shuō)的功能尺寸基本限于人機(jī)工程范圍中與人體尺寸有關(guān)的尺寸； 通

13、常也有別于標(biāo)注在加工制作圖樣上的尺寸。 例如：沙發(fā)座面高度的功能尺寸，是指有人坐在上面、被壓變形后的高度尺寸。,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,4.7.1產(chǎn)品最小功能尺寸的設(shè)定,產(chǎn)品最小功能尺寸 =相應(yīng)百分位數(shù)的人體尺寸+功能修正量,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,4.7.2產(chǎn)品最佳功能尺寸的設(shè)定,產(chǎn)品最佳功能尺寸 =相應(yīng)百分位數(shù)的人體尺寸+功能修正量+心理修正量 =產(chǎn)品最小功能尺寸+心理修正量,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,第五節(jié)設(shè)施器物的人體尺寸適應(yīng)性,上圖是設(shè)施器物設(shè)計(jì)合理的典范。 a、b、c分別為小、中、大型機(jī)床，它們整體尺寸相差懸殊，但它們的操縱裝置都應(yīng)該安置在操作者肢體易于活動(dòng)的范圍內(nèi)。,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安

14、全工程系,5.1設(shè)施器物的人體尺寸適應(yīng)性（a）,例如，手的操作高度大體在胸部上下，見(jiàn)圖。為此，小型臺(tái)式機(jī)床要放置在臺(tái)面上，見(jiàn)圖a，而大型機(jī)床則要將操作裝置從機(jī)床體上分離出來(lái)，也安置在便于操作的高度，見(jiàn)圖c。,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,5.1設(shè)施設(shè)計(jì)不得當(dāng)?shù)睦樱╞）,設(shè)施設(shè)計(jì)不得當(dāng)?shù)睦?中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,5.2動(dòng)態(tài)人體尺寸（a）,動(dòng)態(tài)人體尺寸 與前面的靜態(tài)人體尺寸相對(duì)應(yīng)，描述人在各種姿勢(shì)、做各種動(dòng)作時(shí)的人體尺寸即動(dòng)態(tài)人體尺寸。,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,5.2適宜操作位置圖（b）,動(dòng)態(tài)人體尺寸,用背肌活 動(dòng)度測(cè)定 適宜操作 位置圖,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,5.3成人動(dòng)態(tài)最小占用空間示意圖（

15、a）,成人蹲姿、跪姿、臥姿的最小占用空間,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,5.3成人動(dòng)態(tài)最小占用空間表（b）,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,5.4設(shè)計(jì)用人體模板（a）,二維人體模板采用密實(shí)的板材制作，尺寸比例和各關(guān)節(jié)的活動(dòng)幅度，要求基本符合人體實(shí)際。 GBT l4775-1993坐姿人體模板功能設(shè)計(jì)要求 1)坐姿人體模板的性別和視圖方向 2)坐姿人體模板的尺寸等級(jí)和尺寸比例,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,5.4設(shè)計(jì)用人體模板（b）,二維人體模板采用密實(shí)的板材制作，尺寸比例和各關(guān)節(jié)的活動(dòng)幅度，要求基本符合人體實(shí)際。 3)坐姿人體模板的基準(zhǔn)線和關(guān)節(jié)角度調(diào)節(jié)范圍 4)坐姿人體模板的應(yīng)用 GBT l4775-1993坐姿

16、人體模板功能設(shè)計(jì)要求,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,5.5坐姿人體模板 5.5.1坐姿人體模板視圖方向,1）坐姿人體模板的性別和視圖方向 坐姿人體模板應(yīng)按成年男性和成年女性兩個(gè)性別制作。每個(gè)性別按3個(gè)視圖方向制作，分別是側(cè)視圖、俯視圖、正視圖。,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,5.5.2坐姿人體模板側(cè)視圖,坐姿人體 模板側(cè)視圖,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,5.5.3坐姿人體模板俯視圖,坐姿人體模板俯視圖,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,5.5.4坐姿人體模板正視圖,坐姿人體模 板正視圖,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,5.6坐姿人體基準(zhǔn)線 5.6.1坐姿人體模板基準(zhǔn)線,3)坐姿人體模板的基準(zhǔn)線和關(guān)節(jié)角度調(diào)節(jié)范圍 人體模板肢體上標(biāo)有基準(zhǔn)線，它是用來(lái)確定關(guān)節(jié)調(diào)節(jié)角度的。這些角度能從人體模板相應(yīng)關(guān)節(jié)處的刻度盤(pán)讀出。側(cè)視圖頭部還標(biāo)出標(biāo)準(zhǔn)眼軸線，表示正常視線方向。鞋上標(biāo)出的基準(zhǔn)線表示人的腳底平面。,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,5.6.2坐姿人體尺寸基準(zhǔn)線,3)坐姿人體模板的基準(zhǔn)線和關(guān)節(jié)角度調(diào)節(jié)范圍 下表是坐姿人體模板關(guān)節(jié)的調(diào)節(jié)角度范圍。這些角度范圍反映健康人在韌帶和肌肉不超負(fù)荷的條件下的正常活動(dòng)情況。,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工程系,5.6.3坐姿人體模板關(guān)節(jié)角度調(diào)節(jié)范圍,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)安全工