一般人体工学数据
1. 人体测量概述
a. 人体工学: 是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, 从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据.
b. 人体大小各不相同, 一般设计不可能满足所有使用者,根据产品的用途及使用情况, 并按下列基本原则进行设计: 1. 设计要达到适合体型矮小的操作者的尺寸. 在不涉及使 用者健康和安全时, 偏离极端百分位的第5百分位作为界限值. 2. 设计要达到适合体型高大的操作者的尺寸. 第95百分位作为界限值. 3. 必须弄清设计使用者或操作者的状况,如:性别/ 年龄/ 种族/ 体格等 4. 确定作业空间的尺寸范围, 不仅于人体静态测量数据有关, 同时也与人的肢体活动及作业方i有关 5. 立姿人体尺寸数据应用: (参考图a) 立姿身高: 是产品及设备高度的基础 立姿眼高: 用来确认操作时仪表的高度及角度 立姿肩高, 手功能高, 肩宽, 两臂展开长等 坐姿人体尺寸数据应用: (参考图b) 坐高, 坐姿人体尺寸最大前伸长, 坐姿肩宽, 坐姿下 肢长: 主要用来确定坐姿作业空间设计. 坐姿眼高: 主要来确定操作时各产品机械的高度和需要被视看对象的位置. 坐姿膝高, 坐姿大腿厚: 用来设计座椅及膝空间. 小腿加足高, 坐深, 坐姿臀宽等 其它头/ 手/ 足的尺寸数据应用: 常用于设计手柄, 脚踏板等相关尺寸.
c. 人体各部分结构参数计算 1. 对于设计中, 当人体数据无法测量时, 或简化 测量过程, 通过人体身高, 可根据经验公式计算出所需各部分数据.根据GB10000-88标准的人体数据, 下列为中国成年人人体尺寸与身高H的比例关系(如图c)所示.
图c-1 图c-22. 其它国家(美国/加拿大)男性坐姿各部分尺寸与身高H的比例关系. (附图)| 项 目 | 公 式 | 项 目 | 公 式 |
| 坐 高 | S1=0.523H | 坐姿两肘间宽 | S8=0.256H |
| 坐姿膝高 | S2=0.311H | 坐姿臀宽 | S9=0.203H |
| 小腿加足高 | S3=0.249H | 肩宽 | S10=0.229H |
| 坐姿肘高 | S4=0.135H | 上肢最大前伸长 | S11=0.462H |
| 坐姿大腿厚 | S5=0.086H | 坐姿眼高 | S12=0.454H |
| 臀膝距 | S6=0.342H | 两臂展开宽 | S13=1.032H |
| 坐深 | S7=0.280H | 面至中指指尖举高 | S14=0.795H |
2. 人因作业空间设计 a. 人体视野及所及范围 1. 视野: 指头部和眼球固定不动时, 人体所能看到的空间范围. 水平方向约为180˚, 垂直方向约为120˚(其中视平线上方55˚,下方65˚). 2. 主要视力范围: 是要求能迅速/清晰地看清目标细节的范围.一般把视野分成三个主要视力范围区: 中心视力范围(直视区): 视角1.5˚~3˚, 该区物体的视觉最为清晰. 瞬间视力范围: 视角18˚, 通过眼球的转动, 有限时间内就能获得该区物体清晰. 有效视力范围: 视角30˚, 是利用头部和眼球的转动, 必须集中注意力方有足够的清晰的视n. 目标距离: 目标在560mm处最为适宜, 低于380mm时会发生目眩, 超过760mm时细节看不清楚. 3. 眼高: 分为立姿与坐姿眼高, 两组数据均为作业参考项目范围.
图d b. 肢体动作力量 1. 人能发挥出力的大小, 决定于人体的姿势, 着力部位以及力的作用方向(见图d) 2. 手的操纵力, 立姿手臂在不同方位角度的拉力和推力 如下图e所示, 最大的拉力产生在肩的下方180˚的方位上, 最大推力则产生在肩的上方0˚方向上. 力/体重(%)
图e-1最大拉力力/体重(%)
图e-2 最大推力 3. 脚的操纵力, 脚产生的力的大小与下肢的位置/姿势和方向有关, 据测定膝部伸展角度在130˚~150˚或160˚~180˚之间时, 脚蹬力最大 . c. 作业姿态与作业空间设计 1. 一般操作面高度略低于坐姿肘高50~100mm, 如果需要较大用力时, 操作面高度因低于坐姿肘高150~300mm, 因为高#降低有利于使用手臂力量 . 2. 坐姿水平作业范围: (图f)最大作业范围: 是手臂向外伸直, 以肩关节为中心, 手半握运动所形成的轨迹 .正常作业范围: 是将上臂自然下垂, 以肘关节为中心, 手能自然达到的区域 . 作业范围还因考虑垂直范围/坐姿，空间作业范围/容膝空间/站立用空，间/行走空间宽度等
图f 平面作业范围3. 坐椅主要部分的设计要求, 应于使用者的人体尺寸相适应, 首先要明确使用群体的人体尺寸测量数据作为设计参考的重要依据 ;坐椅要设计得牢固/稳定, 防止使用者倾翻/滑倒 .椅面高度: 一般是把椅面高度设计比腘窝高略低一点, 5cm左右比较适合, 这样就可以避免大腿紧压在椅面前边缘上 ;椅面最好设计成在高度上可以调节, 方便更多的使用群 .坐椅深度: 要设计成使就坐者的腰背自然地倚靠在靠背上时椅面前>不会抵到小腿; 同时也不能设计的过浅, 参考中国人尺寸测量数据坐位深度取35~40mm .最好能把坐椅靠背设计成前后可椅调节的 .坐椅宽度: 要按较大身材人的体宽尺寸设计, 一般以女性成人臀部测量的第95百分位数测量值作为依据 .参考>国人使用的坐椅宽度不宜小于40cm, 连排时不宜小于50cm .坐面倾角: 不同的用途, 坐面倾角有不同要求; 例: 休闲用坐椅一般20˚以上; 会议室坐椅一般5˚~15˚之间; 办公坐椅后倾3˚左右 .坐椅靠背: 是把身体一部分重力压在靠背上, 以减轻脊柱尤其是腰椎部的负荷, 同时使脊柱保持自然的弯姿 .按尺寸分为四类: 低/中/高/全靠背 .靠背角一般在95˚~110˚范围内选取; 办公用椅靠背角100˚左右为宜;阅读用椅则以101˚~104˚最好; 一般休息椅最佳范围以105˚~110˚, 甚至还可大一些 .