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室内设计人机工程学环艺-四川师范大学美术学院 周伟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地搬到乙地，我们可用两种方式对待它。待它。第一种是在众多的工作人员中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，由他选出几个特别强壮的少数人，由他们把箱子搬走；们把箱子搬走；二、人体工程学的定义二、人体工程学的定义四川师范大学美术学院 周伟四川师范大学美术学院 周伟四川师范大学美术学院 周伟四川师范大学美术学院 周伟它“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。四川师范大学美术学院 周伟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。四川师范大学美术学院 周伟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：四川师范大学美术学院 周伟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。四川师范大学美术学院 周伟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。四川师范大学美术学院 周伟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。四川师范大学美术学院 周伟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。四川师范大学美术学院 周伟其次，是人的心理特征其次，是人的心理特征:对物理环境的感受性；对物理环境的感受性；对社会环境的感受性；对社会环境的感受性；知觉和感觉的能力；知觉和感觉的能力；个人之差；个人之差；人的反射及反应形态等人的反射及反应形态等。四川师范大学美术学院 周伟再次，是人受环境的影响再次，是人受环境的影响:环境对人体能的影响；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）；人的习惯与差异（民族，性别等）；错误（错觉）形成的研究等。错误（错觉）形成的研究等。四川师范大学美术学院 周伟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四川师范大学美术学院 周伟三、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四川师范大学美术学院 周伟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。四川师范大学美术学院 周伟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。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。的问题。四川师范大学美术学院 周伟三、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四川师范大学美术学院 周伟二.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。四川师范大学美术学院 周伟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。四川师范大学美术学院 周伟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。四川师范大学美术学院 周伟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。四川师范大学美术学院 周伟3.人体测量的工具人体测量仪器包括：人体测量仪器包括：1、人体测高仪、人体测高仪2、人体测量用直角规、人体测量用直角规3、人体测量用弯脚规、人体测量用弯脚规4、人体测量用角度针、人体测量用角度针5、人体测量用软尺、人体测量用软尺四川师范大学美术学院 周伟人体测高仪四川师范大学美术学院 周伟人体测量用直脚规四川师范大学美术学院 周伟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。四川师范大学美术学院 周伟人体测量用角度计四川师范大学美术学院 周伟四川师范大学美术学院 周伟四川师范大学美术学院 周伟人体测量用软尺四川师范大学美术学院 周伟环境测量用钢卷尺四川师范大学美术学院 周伟古代中国、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？（25.7cm7179.9cm）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14。成年人的身高,大约等于头长的7倍或7.5倍。四川师范大学美术学院 周伟4.人体测量的条件(GBT5703-1999)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、坐姿四川师范大学美术学院 周伟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）。四川师范大学美术学院 周伟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。四川师范大学美术学院 周伟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。四川师范大学美术学院 周伟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GB397583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。四川师范大学美术学院 周伟躯干的尺寸：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。四川师范大学美术学院 周伟下肢尺寸：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。四川师范大学美术学院 周伟头部尺寸：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。四川师范大学美术学院 周伟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）。四川师范大学美术学院 周伟其他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。四川师范大学美术学院 周伟四川师范大学美术学院 周伟e e 人体测量中的主要统计函数（术语）人体测量中的主要统计函数（术语）总体、样本总体、样本均值、标准差均值、标准差术语术语适应域适应域百分位百分位百分位数百分位数四川师范大学美术学院 周伟总总体体 统计学中，把所要研究的全体对统计学中，把所要研究的全体对象的集合称为象的集合称为“总体总体”。人体尺寸。人体尺寸测量中，总体是按一定特征被划分测量中，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，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。例如，中国成年人、中国飞行员等。样样本本 统计学中，把从总体取出的许统计学中，把从总体取出的许多个体的全部称为多个体的全部称为“样本样本”。各种。各种人体尺寸手册中的数据就是来自这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。样本的特点及其表达的总体。四川师范大学美术学院 周伟均均值值 描述一个分布，必须用两个重要的描述一个分布，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。的集中趋势；后者表示分布的离中趋势。均值的计算公式为：均值的计算公式为：标标准准差差标准差的计算公式为：标准差的计算公式为：为相加，为相加，N为测量次数，为测量次数，为各单独测量值，为各单独测量值，M为均值。为均值。S为标准差，为标准差，其他符号与其他符号与（1）相同。）相同。四川师范大学美术学院 周伟适应域适应域 一个设计只能取一个设计只能取一定的人体尺寸范围，一定的人体尺寸范围，只考虑整个分布的一只考虑整个分布的一部分部分“面积面积”，称为，称为“适应域适应域”，适应域，适应域是相对设计而言的，是相对设计而言的，对应统计学的置信区对应统计学的置信区间的概念。间的概念。适应域可分为：对称适应适应域可分为：对称适应域、偏适应域。对称适应域、偏适应域。对称适应域对称于均值；偏适应域域对称于均值；偏适应域通常是整个分布的某一边。通常是整个分布的某一边。四川师范大学美术学院 周伟百分位百分位百分位由百分比表示，称为百分位由百分比表示，称为“第几第几百分位百分位”。例如，。例如，50%称为第称为第50百分位。百分位。百分位数百分位数百分位数是百分位对应的数值。百分位数是百分位对应的数值。例如，身高分布的第例如，身高分布的第5百分位数百分位数为为1543，则表示有，则表示有5%的人的的人的身高将低于这个高度。身高将低于这个高度。在人体测量资料中，常常给出的是第在人体测量资料中，常常给出的是第5、第、第50和第和第95百分位数值。在设计中，当需要得百分位数值。在设计中，当需要得到任一百分位数值时，则可按下式求出：到任一百分位数值时，则可按下式求出：1%-50%之间的数值：之间的数值：P=M-（SK）50%-99%之间的数值：之间的数值：P=M+（SK）M为标准值；为标准值；S为标准差；为标准差；K为为百分比变换系数。百分比变换系数。四川师范大学美术学院 周伟人体尺寸的区域划分人体尺寸的区域划分东北、华北区东北、华北区西北区西北区东南区东南区华中区华中区华南区华南区西南区西南区黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山东、北京、天津、河北。山东、北京、天津、河北。甘肃、青海、陕西、山西、西甘肃、青海、陕西、山西、西藏、宁夏、河南、新疆。藏、宁夏、河南、新疆。安徽、江苏、上海、浙江。安徽、江苏、上海、浙江。湖南、湖北、江西。湖南、湖北、江西。广东、广西、福建。广东、广西、福建。贵州、四川、云南。贵州、四川、云南。四川师范大学美术学院 周伟东北、华北区东北、华北区西北区西北区东南区东南区华中区华中区华南区华南区西南区西南区各地区身高、体重的各地区身高、体重的M、S值值身高身高:M=1693（1586）；）；S=56.6(51.8)体重体重:M=64（55）；）；S=8.2(7.7)身高身高:M=1684(1575);S=53.7(51.9)体重体重:M=60(52);S=7.6(7.1)身高身高:M=1686(1575);S=55.2(50.8)体重体重:M=59(51);S=7.7(7.2)身高身高:M=1669(1560);S=56.3(50.7)体重体重:M=57(50);S=6.9(6.8)身高身高:M=1650(1549);S=57.1(49.1)体重体重:M=56(49);S=6.9(6.5)身高身高:M=1647(1546);S=56.7(53.9)体重体重:M=55(50);S=6.8(6.9)四川师范大学美术学院 周伟百分比对应的变换系数百分比对应的变换系数K 5%1.64510%1.28220%0.84225%0.67450%0.00075%0.67480%0.84290%1.28295%1.645四川师范大学美术学院 周伟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。四川师范大学美术学院 周伟 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。四川师范大学美术学院 周伟四川师范大学美术学院 周伟下图是人体的骨骼组成示意图四川师范大学美术学院 周伟我国成年的人体结构尺寸我国1989年7月1日实施的GB1000088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1860岁，女1855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：1825（男、女），2635（男、女），3660（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GB1000088中的人体主要测量项目及尺寸摘录于图14及表11中，可在实际设计时查阅。四川师范大学美术学院 周伟a.人体主要尺寸男（男（18186060岁）岁）女（女（18185555岁）岁）1 5 10 50 90 95 991 5 10 50 90 95 99 1 5 10 50 90 95 99 1 5 10 50 90 95 99身高身高1543 1583 1604 1678 1754 1775 18141543 1583 1604 1678 1754 1775 18141449 1484 1503 1570 1640 1659 16971449 1484 1503 1570 1640 1659 1697体重体重kgkg44 48 50 59 70 75 8344 48 50 59 70 75 8339 42 44 52 63 66 7439 42 44 52 63 66 74上臂长上臂长279 289 294 313 333 338 349279 289 294 313 333 338 349252 262 267 284 303 308 319252 262 267 284 303 308 319前臂长前臂长206 216 220 237 253 258 268206 216 220 237 253 258 268185 193 198 213 229 234 242185 193 198 213 229 234 242大腿长大腿长413 428 436 465 496 505 523413 428 436 465 496 505 523387 402 410 438 467 476 494387 402 410 438 467 476 494小腿长小腿长324 338 344 369 396 403 419324 338 344 369 396 403 419300 313 319 344 370 376 390300 313 319 344 370 376 390单位：mm四川师范大学美术学院 周伟b.立姿人体尺寸男（男（1860岁）岁）女（女（1855岁）岁）1 5 10 50 90 95 991 5 10 50 90 95 99眼高眼高1436 1474 1495 1568 1643 1664 17051337 1371 1388 1454 1522 1541 1579肩高肩高1244 1281 1299 1367 1435 1455 14941166 1195 1211 1271 1333 1350 1385肘高肘高925 954 968 1024 1079 1096 1128873 899 913 960 1009 1023 1050 手功能高手功能高656 680 693 741 787 801 828630 650 662 704 746 757 778会阴高会阴高701 728 741 790 840 856 887648 673 686 732 779 792 819胫骨点高胫骨点高394 409 417 444 472 481 498363 377 384 410 437 444 459单位：mm四川师范大学美术学院 周伟四川师范大学美术学院 周伟c.坐姿人体尺寸男（男（1860岁）岁）女（女（1855岁）岁）1 5 10 50 90 95 99 1 5 10 50 90 95 99坐高坐高836 858 870 908 947 958 979789 809 819 855 891 901 920坐姿颈椎点高坐姿颈椎点高599 615 624 657 691 701 719563 579 587 617 648 657 675坐姿眼高坐姿眼高729 749 761 798 836 847 868678 695 704 739 773 783 803坐姿肩高坐姿肩高539 557 566 598 631 641 659504 518 526 556 585 594 609坐姿肘高坐姿肘高214 228 235 263 291 298 312201 215 223 251 277 284 299坐姿大腿厚坐姿大腿厚103 112 116 130 146 151 160107 113 117 130 146 151 160坐姿膝高坐姿膝高441 456 464 493 523 532 549410 424 431 458 485 493 507小腿加足高小腿加足高372 383 389 413 439 448 463331 342 350 382 399 405 417坐深坐深407 421 429 457 486 494 510388 401 408 433 461 469 485臀膝距臀膝距499 515 524 554 585 595 613481 495 502 529 561 570 587坐姿下肢长坐姿下肢长892 921 937 992 1046 1063 1096826 851 865 912 960 975 1005单位：mm四川师范大学美术学院 周伟四川师范大学美术学院 周伟百分位百分位立姿双臂展开宽度立姿双臂展开宽度立姿手伸过头顶高度立姿手伸过头顶高度坐姿手臂前伸距离坐姿手臂前伸距离坐姿腿前伸距离坐姿腿前伸距离5%50%95%15791690180219992136227478183889695710281099表15几项常用的人体功能尺寸（男：1860岁）单位：mm四川师范大学美术学院 周伟四川师范大学美术学院 周伟d.人体水平尺寸男（男（1860岁）岁）女（女（1855岁）岁）1 5 10 50 90 95 99 1 5 10 50 90 95 99胸宽胸宽 242 253 259 280 307 315 331 219 233 239 260 289 299 319胸厚胸厚 176 186 191 212 237 245 261 159 170 176 199 230 239 260肩宽肩宽 330 344 351 375 397 403 415 304 320 328 351 371 377 387最大肩宽最大肩宽 383 398 405 431 460 469 486 347 363 371 397 428 438 458臀宽臀宽 273 282 288 306 327 334 346 275 290 296 317 340 346 360坐姿臀宽坐姿臀宽 284 295 300 321 347 355 369 295 310 318 344 374 382 400坐姿两肘间宽坐姿两肘间宽 353 371 381 422 473 489 518 326 348 360 404 460 478 509胸围胸围 762 791 806 867 944 970 1018 717 745 760 825 919 949 1005腰围腰围 620 650 665 735 859 895 960 622 659 680 772 904 950 1025臀围臀围 780 805 820 875 948 970 1009 795 824 840 900 975 1000 1044单位：mm四川师范大学美术学院 周伟不同年龄、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。四川师范大学美术学院 周伟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。四川师范大学美术学院 周伟四川师范大学美术学院 周伟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117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、模板的基准线四川师范大学美术学院 周伟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、模板的关节四川师范大学美术学院 周伟图117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118。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117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P1腕关节1140200P5腰关节5168195P2肘关节260280P6髋关节6140120P3头/颈关节3130225P7膝关节775120P4肩关节40135P8脚关节8140200C、模板的活动范围四川师范大学美术学院 周伟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117）：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、手的姿势的变化四川师范大学美术学院 周伟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螺栓四川师范大学美术学院 周伟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118）。人体模板的应用四川师范大学美术学院 周伟四川师范大学美术学院 周伟人体尺寸数据人体尺寸数据应用的两个用的两个问题（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?四川师范大学美术学院 周伟一、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。四川师范大学美术学院 周伟注意注意:上面是GBT129851991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。GBT129851991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。四川师范大学美术学院 周伟姿势修正量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，-10mm，坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等，-44mm。操作修正量操作修正量(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，-12mm，推滑板推钮、扳拨扳钮开关，-25mm，取卡片、票证，-20mm等。四川师范大学美术学院 周伟心理修正量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。尺寸修正量尺寸修正量=功能修正量功能修正量+心理修正量心理修正量=(穿着修正量穿着修正量+姿势修正量姿势修正量+操作修正量操作修正量)+心理修心理修正量正量四川师范大学美术学院 周伟二、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：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。四川师范大学美术学院 周伟II型产品尺寸设计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（又称型产品尺寸设计（又称“大尺寸设计大尺寸设计”)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。四川师范大学美术学院 周伟 IIB型产品尺寸设计型产品尺寸设计(又称又称“小尺寸设计小尺寸设计”)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IIB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。四川师范大学美术学院 周伟III型产品尺寸设计型产品尺寸设计(又称又称“平均尺寸设计平均尺寸设计”)可以按适合中等身材者的需要，即采用第可以按适合中等身材者的需要，即采用第50百分位数百分位数的人体尺寸的人体尺寸(P50)作为产品尺寸设计的依据者。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。四川师范大学美术学院 周伟问题：问题：设计I型、IIA型、IIB型产品的时候，大百分位数人体尺寸该用P90、P95、P99，中的哪一个?小百分位数人体尺寸又该用P1、P5、P10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。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。四川师范大学美术学院 周伟产品设计中选择人体尺寸百分位数的一般原则一般原则如下:一般产品，大、小百分位数常分别选P95和P5，或酌情选P90和P10。涉及人的健康、安全的产品，大、小百分位数常分别选P99和P1，或酌情选P95和P5。成年男女通用的产品，大百分位数选用男性的P90、P95、P99；小百分位数选用女性的P10、P5、P1；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(P50男+P50女)2。四川师范大学美术学院 周伟综合实例：公共汽车顶棚扶手横杆的高度设计综合实例：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)按乘客按乘客“抓得住抓得住”的要求设计计算的要求设计计算属于IIB型男女通用产品小尺寸设计问题。根据选择原则G1J5女+XX1（1）式中G1一由“抓得住”要求确定的横杆中心的高度J5女女子举手功能高的5百分位数，由表J5女=1741mm(1855岁)XX1女子的穿鞋修正量，设取XX1=20mm代入式(1)得到G11741mm+20mm=1761mm(2)四川师范大学美术学院 周伟2)按乘客按乘客“不碰头不碰头”的要求设计计算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G2H99男+XX2+r（3）式中G2由“不碰头”要求确定的横杆中心的高度H99男男子身高的99百分位数，由表查得，H99男=1814mm(1860岁)XX2男子的穿鞋修正量，设取XX2=25mmr横杆的半径，设取r=15mm代入式(3)得G21814mm+25mm+15mm=1854mm(4)四川师范大学美术学院 周伟3)两个要求是否相容，及如何解决两个要求是否相