人机工程学ppt课件.ppt

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1、第二章第二章 人体测量与数据应用人体测量与数据应用1 人体测量的基本知识人体测量的基本知识一、概述 人体测量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。人机形态测量数据主要有两类，即人体构造尺寸和功能尺寸的测量数据。人体构造尺寸指静态尺寸；人体功能尺寸指动态尺寸，包括人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸。1 人体测量的基本知识人体测量的基本知识二、人体测量的主要方法 1、普通测量法 2、摄像法 P16 3、三维数字化人体测量法1）手动接触式三维数字化测量仪2）非接触式三位数字化测量仪1 人体

2、测量的基本知识人体测量的基本知识三、基本术语 1、被测者姿势：立姿、坐姿。2、测量基准面 人体测量基准面的定位是由三个互为垂直的轴（铅锤轴、纵轴、横轴）来决定的。3、测量方向 4、支承面和衣着 5、基本测试点及测量项目1 人体测量的基本知识人体测量的基本知识三、基本术语 1、被测者姿势：立姿、坐姿。2、测量基准面 人体测量基准面的定位是由三个互为垂直的轴（铅锤轴、纵轴、横轴）来决定的。1）矢状面、正中矢状面 2）冠状面（分前后）3）水平面（分上下）1 人体测量的基本知识人体测量的基本知识三、基本术语2、测量基准面4）眼耳平面 又称法兰克福平面（Frankfurt horizontal plan

3、e），简称FH平面。它是人类学研究工作中常用的标准平面。这一平面是由颅骨两侧的外耳门上缘点（A）和左侧眶下缘点（B）所组成的一个平面（见图）。BA1 人体测量的基本知识人体测量的基本知识三、基本术语3、测量方向 4、支承面和衣着 5、基本测试点及测量项目1 人体测量的基本知识人体测量的基本知识四、人体测量的常用仪器1、人体测高仪2、人体测量用直角规3、人体测量用弯角规2 人体测量中的主要统计函数人体测量中的主要统计函数 1、均值。2、方差：描述测量数据在中心位置（均值）上下波动程度差异的值叫做方差。表明样本的测量值是变量，既趋向均值而又在一定范围内波动。方差是标准差的平方 3、标准差：说明测量

4、值对均值的波动情况。是反映样本内各个变数与平均数差异大小的一个统计参数。标准差能反映一个数据集的离散程度。例如，A、B两组各有6位学生参加同一次语文测验，A组的分数为95、85、75、65、55、45，B组的分数为73、72、71、69、68、67。这两组的平均数都是70，但A组的标准差为17.08分，B组的标准差为2.16分，说明A组学生之间的差距要比B组学生之间的差距大得多。一个较大的标准差，代表大部分的数值和其平均值之间差异较大；一个较小的标准差，代表这些数值较接近平均值。例如，两组数的集合 0,5,9,14 和 5,6,8,9 其平均值都是 7，但第二个集合具有较小的标准差 2 人体测

5、量中的主要统计函数人体测量中的主要统计函数4、抽样误差。在可能范围内增加样本容量，可以提高测量结果的精度。2 人体测量中的主要统计函数人体测量中的主要统计函数5、百分位数百分位数。Pk作为一种位置指标、一个界值。一个百分位数将群体或样本的全部测量值分为两部分 K%的测量值等于和小于它，有（100K）%的测量值大于它。例如在设计中最常用的是P5、P50、P95三种百分位数。其中第5百分位数代表“小”身体，是指有5%的人群身材尺寸小于此值，而有95%的人群身材尺寸均大于此值。第95百分位数代表“大”身体，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。2 人体测量中的主要统计

6、函数人体测量中的主要统计函数 5、百分位数百分位数。百分位数表示人体尺寸的等级，即表示在某一身体尺寸范围内，使用者中有百分之几大于或小于给定位。例如，我国成年人身高的百分位数为1583mm它表示该年龄组男性中身高等于或小于1583mm者占5，大于此数者占95。设计范围越大，制成设备和工具的适用度就越高，可使用的人数就越多。2 人体测量中的主要统计函数人体测量中的主要统计函数 5、百分位数百分位数。1）求某百分位数人体尺寸已知：某项人体测量尺寸的均值|x，标准差SD，求：任一百分位数的人体测量尺寸 x公式：x=|x (SD K)当求1%50%之间的数据时，式中取“”；当求50%90%之间的数据时

7、，式中 取“”其中：式中K为变换系数，设计中常用的百分比值与K的关系查阅表格2-1例题：查阅表格2-7（第26页）中，西南区与东北区的男子的各自身高均值|x，以及SD，求当百分位数P85时，这两区域的身高，并比较其差异，简单说出你的分析结论。Q2 人体测量中的主要统计函数人体测量中的主要统计函数1）求某百分位数人体尺寸公式：x=|x (SD K)当求1%50%之间的数据时，式中取“”；当求50%90%之间的数据时，式中 取“”其中：式中K为变换系数，设计中常用的百分比值与K的关系查阅表格2-1答：1、查阅表格得到西南区男子身高的均值|x=1647，标准差SD=56.7，K=1.036 2、P8

8、5 取“”3、x西南=1647(56.7 1.036)=1705（单位mm）4、同理，求 x东北=1693(56.6 1.036)=1751 5、求 x差异=1751 1705=46 结论：在P85时，东北区的男子身高高出西南区的男子身高近46mm。由此可以分析出，东北区的男子身高，不论是平均身高还是较高身高段的数值均高于西南区的男子。这与人们的经验预期相吻合。解解2 人体测量中的主要统计函数人体测量中的主要统计函数 5、百分位数百分位数。2）求数据所属百分数 已知：某项人体测量尺寸为xi，其均值为|x，标准差SD 求：该尺寸xi 所处的百分率P 公式：z=(xi|x)/SD 据算出的z值查阅

9、正态分布表查得对应的概率数值p P=0.5p3 常用的人体测量数据常用的人体测量数据一、我国成年人人体结构尺寸 我国成年人人体尺寸的国家标准GB10000-88为人机上的设计提供了基础数据。该标准适用于工业产品设计、建筑设计、军事工业以及工业的技术改造、设备更新以及劳动安全保护。它提供了七个类别共47项人体尺寸基础数据包括人体主要尺寸、立姿人体尺寸、坐姿人体尺寸、人体水平尺寸、人体手部和足部尺寸，并分别按性别列表。我们主要研究工业生产中法定成年人年龄范围内的人体尺寸。立姿人体尺寸人体主要尺寸立姿人体尺寸坐姿人体尺寸人体水平尺寸3 常用的人体测量数据常用的人体测量数据一、我国成年人人体结构尺寸

10、我国各地区间人体尺寸差异较大。因此，我国征兵体检等局部人体测量资料划分区域，将全国成年人人体尺寸分布划分为六个区域：东北区、华北区包括的省、市有：黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山东、河北、北京、天津；西北区新疆、甘肃、青海、陕西、山西、西藏、宁夏、河南；东南区安徽、江苏、浙江、上海；华中区湖南、湖北、江西；华南区广东、广西、福建；西南区包括贵州、四川、云南三个省查阅列表，我国哪个区域的男子身高较高？数值？哪个区域的男子身高较矮？数值？3 常用的人体测量数据常用的人体测量数据二、我国成年人人体功能尺寸1、人在工作位置上的活动空间尺度注：以我国成年男子第95百分位数身高（1775mm）为基准。立姿的

11、活动空间坐姿的活动空间3 常用的人体测量数据常用的人体测量数据二、我国成年人人体功能尺寸2、常用的功能尺寸 在前面的常用的立、坐、跪、卧等作业姿势活动空间的人体尺度图，可满足人体一般作业空间概略设计的需要。但是，对于受限作业空间的设计，则需要应用各种作业姿势下人体功能尺寸测量数据。GB/T 13547-92标准提供了我国成年人立、坐、跪、卧、爬等常取姿势功能尺寸数据。注：该表列数据为裸体测量结果，使用时应增加修正余量。3 常用的人体测量数据常用的人体测量数据三、其他国家成年人人体尺寸美国成年男子平均身高？比较中国？注意标准差英国的成年男子均值与日本比较？说明：制造各种与人体尺寸有关的出口工业产

12、品时，必须考虑到产品进口国家的人体测量数据。例如，adidas的欧版尺寸对于亚洲人来说偏大。ASIAN SIZINGDesigned and constructed for the fit and comfort of the Asian body.4 人体各部分结构参数的计算人体各部分结构参数的计算一、由身高计算各部分尺寸 正常成年人人体各部分尺寸之间存在一定的比例关系，因而按正常人体结构关系，以站立平均身高为基数来推算各部分的结构尺寸是比较符合实际情况的。二、由体重计算体积和表面积 正常体重 Wz=H110（kg）理想体重 WL=H100（kg）5 人体测量数据的应用人体测量数据的应用一、

13、主要人体尺寸的应用原则人体尺寸人体尺寸应用条件应用条件百分位选择百分位选择注意事项注意事项身 高适用于99%以上的人应考虑尽可能地适应100%的人对鞋高度给与适当的补偿挺直坐高放松坐高放松坐高人体尺寸的应用方法？5 人体测量数据的应用人体测量数据的应用二、人体尺寸的应用方法1、确定所设计的产品的类型 在涉及人体尺寸的产品设计中，设定产品功能尺寸的主要依据是人体尺寸百分位数，而人体尺寸百分位数的选用又与所设计产品的类型密切相关。在GB/T 12985-91标准中，依据产品使用者人体尺寸的设计上限值（最大值）和下限值（最小值）对产品尺寸设计进行了分类。产品类型产品类型定义说明型产品尺寸设计需要两个

14、人体尺寸百分位数作为尺寸上限值和下限值的依据又称双限制设计型产品尺寸设计只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值和下限值的依据又称单限制设计 A型产品尺寸设计只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值的依据又称大尺寸设计 B型产品尺寸设计只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的依据又称小尺寸设计 型产品尺寸设计只需要第50百分位数（P50）作为产品尺寸设计的依据又称平均尺寸设计产品尺寸设计分类5 人体测量数据的应用人体测量数据的应用二、人体尺寸的应用方法、选择人体尺寸百分位数 产品类型产品重要程度百分位数的选择依据|满足度型产品尺寸设计涉及人的健康、安全的产品一般工业产品上限值：P99&下限值

15、：P1 98%上限值：P95&下限值：P5 90%A型产品尺寸设计涉及人的健康、安全的产品一般工业产品上限值：P99 和 P95 99%或95%上限值：P90 90%B型产品尺寸设计涉及人的健康、安全的产品一般工业产品下限值：P1 和 P5 99%或95%下限值：P10 90%型产品尺寸设计一般工业产品P50 通用成年男、女通用产品一般工业产品男性的上限值：P99、P95或 P90 通用女性的下限值：P1、P5或 P10 通用产品尺寸设计分类5 人体测量数据的应用人体测量数据的应用二、人体尺寸的应用方法3、确定功能修正量 考虑有关人体尺寸时，必须给衣服、鞋、帽留下适当的余量，也就是在人体尺寸上

16、增加适当的着装修正量。5 人体测量数据的应用人体测量数据的应用二、人体尺寸的应用方法4、确定心理修正量 为了克服人们心理上产生的“空间压抑感”、“高度恐惧感”等心理感受，或者为了满足人们“求美”、“求奇”等心理需求，在产品最小功能尺寸上附加一项增量，成为心理修正量。BMW M6内部求奇？求奢？5 人体测量数据的应用人体测量数据的应用二、人体尺寸的应用方法5、产品功能尺寸的设定 最小功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量 最佳功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量+心理修正量Dont forget it!5 人体测量数据的应用人体测量数据的应用三、人体身高在设计中的应用方法 注意设备及用具的高度

17、与身高的关系测量一下上课课桌的高度，椅子的高度。它们符合这个比例关系吗？给出你认为最舒适的高度。6 设计用人体模板设计用人体模板一、坐姿人体模板1、模板设计尺寸采用穿鞋裸体人体尺寸2、人体模板关节角度调节范围3、几种工作中的手的姿势供选择：三指捏在一起的手，如操纵拉钮开关；握住圆棒的手伸开的手二、人体外形模板6 设计用人体模板设计用人体模板三、人体模板的应用1、模板的适用范围坐姿人体模板坐姿条件下确定座椅、工作面、支持面、调节部件配置等人机工程学分析和设计。人体外形模板适用于与人体有关的工作空间、操作位置等辅助设计及其人机工程学分析和评价。2、人体模板的使用要求应根据人体尺寸百分位数选择原则 来合理选用不同身高等级的人体模板；应根据电信工作姿势合理使用人体模板；人体模板中必须考虑链式组合的多关节运动；人体模板尺寸设计宜采用的比例选取；应根据不同的着装，对人体模板外形尺寸增加合理的放宽余量。人体测量的基本知识人体测量中的主要统计函数常用的人体测量数据人体各部分结构参数的计算人体测量数据的应用设计用人体模板 本章回顾小结本章回顾小结