【正文】 98 兩臂展開寬 93 胸圍 90 手寬 94 足長 94 腰圍 89 足寬 93 軀干長 96 臀圍 102 頭長 92 上臂圍 96 人體模型 設計用人體模型 試驗用人體模型 試驗用人體模型都是三維的，所以又稱模擬人，或虛擬人。根據試驗要求的不同，有模擬人體全身的模擬人，以及模擬人體一部分的頭部模型、胸部模型。模擬人按人體尺寸不同，有相當于 95%、 50%和 5%人體的模型，分別稱為 AM 95%模擬人 AM50%和 AM5%模擬人。 模擬人最初用于彈射座、降落傘等與飛機有關的試驗中，后來開發(fā)了汽車撞車試驗用模擬人。 試驗用人體模型 虛 擬 人 虛擬人并不是真人，而是在電腦里合成的三維人體詳細結構。要采集這些數據，先要選取一具尸體，將尸體冷凍，用精密切削刀將尸體橫向切削成薄片，每一次切片，都會利用數碼相機和掃描儀對已切片的切面進行拍照、分析，之后將數據輸入電腦，最后由電腦合成三維的立體人類生理結構。 “ 虛擬人數據集 ” 將廣泛應用于醫(yī)學、國防、航空 航天、體育、建筑、汽車、影視及服裝等人類活動相關領域。 目前，只有美國、韓國、中國掌握虛擬人的制作技術 國 家 時 間 性 別 切片數 切片厚度 美 國 1994 男 1878 1毫米 美 國 1998 女 5190 中 國 2022 女 8556 中、美虛擬人制作技術比較 第一階段是“ 虛擬可視人 ”即“幾何人階段”，把實體變成切片，然后在計算機中變成三維的，但沒有生理變化，在醫(yī)學上的應用也是有限的； 第二階段是“ 虛擬物理人 ”，“虛擬物理人”可以模擬各種交通事故對人體的意外創(chuàng)傷的實驗研究，以及防護措施的改進，他是有功能的。比如說人的骨頭受到打擊會斷，血管受傷會出血。把所有對人體的研究成果通過計算機變成數字化，電腦中就會出現虛擬人，這個階段的物理人就不同于可視人，他會像真人一樣，骨頭會斷，血管會出血。 虛擬人發(fā)展的三階段 第三階段是“ 虛擬生物人 ”?！疤摂M生物人”可以用于研究人體疾病的發(fā)生機理，預測疾病發(fā)展規(guī)律，以及進行各種新藥的篩選等。舉一個簡單的例子，在臨床上沒有經驗的外科醫(yī)生必須要跟著上級醫(yī)生做手術，有了“虛擬生理人”，就可以把過去手術的成功經驗變成計算機語言表現出來。年輕醫(yī)生可以在電腦上模擬無數次的手術，找出最成功的手術方式，這可以稱之為“電腦帶徒弟”。 設計用人體模型 根據人體測量數據進行處理和選擇，從而得到標準人體尺寸，利用塑料、密實纖維等材料，按照 1/ 1/5等設計中常用比例制成各個關節(jié)均可活動的人體側視和三視模型 設計用人體模型通常可分為一、二維人體模板和三維人體模型 主要應用于設計機械、作業(yè)空間、家具交通運輸設備等方面的輔助制圖、輔助設計、輔助演示或模擬測試等方面 人體模板作為一種有效的輔助設計手段，已被廣泛應用于人機系統設計中，人體模板的結構。 人身保肢體上標出的基準線（見圖 1— 17中的細實線）用以確定關節(jié)角，這些角度可由人體模板相應位置的刻度盤上讀出。頭部標出的眼線相當于正常視線，與眼耳平面成向下傾斜的15176。 角。鞋上標出的基準線表示人的腳底。 A、模板的基準線 人體模板可在側視圖上演示關節(jié)的多種功能 ， 但不能演示側向外展和轉動運動 。 人體模板上的關節(jié)有一部分涉及軸關節(jié) （ 肘 、手 、 頭 、 髖 、 腳 ） ， 有一部分是根據經驗數據設計的關節(jié)結構 （ 肩 、腰區(qū) 、 膝 ） 。 由于技術上的原因 ， 所用的腰區(qū)關節(jié)結構 （ P5） ， 沒有反映人體這一區(qū)域的全部生理作用 ， 因此背部的外形與人體實際的腰區(qū)弧線也不完全相符 ， 故不宜用作座椅靠背曲線的設計 。 B、模板的關節(jié) 圖 1— 17所示人體模板上帶有角刻度的人體關節(jié)活動范圍 （ 調節(jié)范圍 ） ， 包括健康人在韌帶和肌肉不超過負荷的情況下所能達到的位置 ， 見表 1— 18。 此處不考慮那些雖然可能但對勞動姿勢來說已超出有生理意義的界限的運動 。 表 1— 17人體模板關節(jié)角的調節(jié)范圍 關節(jié)部位 人體關節(jié) 角度代碼 調節(jié)范圍 關節(jié)部位 人體關節(jié) 角度代碼 調節(jié)范圍 P1 腕關節(jié) α1 140176。 ～ 200176。 P5 腰關節(jié) α5 168176。 ～ 195176。 P2 肘關節(jié) α2 60176。 ～ 280176。 P6 髖關節(jié) α6 140176。 ～ 120176。 P3 頭 /頸關節(jié) α3 130176。 ～ 225176。 P7 膝關節(jié) α7 75176。 ～ 120176。 P4 肩關節(jié) α4 0176。 ～ 135176。 P8 腳關節(jié) α8 140176。 ～ 200176。 C、模板的活動范圍 根據手在實際操作中的姿勢的不同 ， 可選擇使用以下四種手型模板 （ 見圖 1— 17） ： A型 三指捏在一起的手 。 B型 握住圓棒的手 ， 且手的橫軸位于垂直面 。 這是一種主要抓握形式 。 C型 握住圓棒的手 ， 且手的橫軸位于水平面 。 D型 伸開的手 。 D、手的姿勢的變化 在確定坐姿工作位置的尺寸和調節(jié)范圍時 ， 應盡可能地適應絕大多數人的人體尺寸 ， 因此可按表 1— 18所列人體尺寸等級 ， 制作或選用相應的人體模板 。 目前我國國家標準尚未列入人體尺寸等級，表 1— 18給予出了與我國人體尺寸較接近的日本的人體尺寸等級，使用時可加以適當修正。 男 人體尺寸等級 小 中 大 女 人體尺寸等級 小 中 大 百分位 5 50 95 百分位 5 50 95 身高 (不穿鞋 ) (mm) 1560 1650 1740 身高 (不穿鞋 ) (mm) 1450 1535 1920 表 1— 18 人體尺寸等級 目前設計中應用比較廣泛的是坐姿側視人體模板。這種模板主要用于輔助工程制圖、輔助設計、輔助演示或模擬測試。使用時，根據需要，可將選定的人體模板放置于實際的作業(yè)空間或設計圖樣的相關位置上，用以確定人體有關部位在縱平面內的可及范圍。例如，對于坐姿安裝工作系統的設計，借助于人體模板，即可方便地得到適合不同人體尺寸等級的人在生產區(qū)域中的工作面高度、坐平面高度、腳踏板高度這樣一組相互關聯的尺寸數據，進而為工作臺、座椅、腳踏板的設計提供了可靠依據（見圖 1— 18）。 顯然，借助于人體模板亦可演示操作形態(tài)，校核、測試設計的可行性與合理性（見圖 1— 19）。在小汽車、載重汽車、拖拉機等駕駛室的設計中，均可利用人體模板演示座椅、操縱裝置、顯示裝置與人體操作姿勢的配合是否處于最付佳狀態(tài)，校核駕駛室空間尺寸 以及各種裝置的安裝位置是否合適。 圖 1— 19 汽車駕駛室人體模板演示 討論：自行車設計要涉及的人體尺寸。 ①首先我們來看自行車是怎樣使用的，其使用過程。 準備工作 跨騎、滑行 騎行 下車 自行車設計中的一些尺度的確定往往是以人體測量尺寸為參照來進行的。我們設計定位的使用人群是 18歲以上的成年人，車是兩輪的人力的、單人騎乘的自行車。 自行車的形式有許多種。 討論：自行車設計要涉及的人體尺寸。 ②自行車設計的國家標準要求 對零部件的安全要求是：在正常的騎行、搬運和維修時，凡騎行者的手、腿等可觸及之處，都不應有外露的銳邊。經組裝后，凡長度大于 8毫米的外露突出物，應有保護措施。 每輛自行車應裝有兩個制動系統，一個制動前輪，一個制動后輪，制動系統應操作靈活。 討論：自行車設計要涉及的人體尺寸。 標準規(guī)定： 自行車在做干態(tài)（晴好天氣）制動時，應滿足試驗速度為每小時 25公里，使用的車閘兩個車閘或單用后閘，制動距離兩個車閘為 7米，單用后閘為 15米； 在做濕態(tài)（雨雪天氣）制動時，應滿足試驗速度為每小時 16公里，使用兩個車閘，制動距離為 9米，單用后閘，制動距離為 19米。 討論：自行車設計要涉及的人體尺寸。 車閘（制動系統） 自行車應裝有制動系統，或保證符合上述要求的裝置。只有一個制動閘時，應裝在后輪上 。有兩個獨立的制動閘時，則一個裝在前輪上，另一個裝在后輪上。 手閘 A、閘把位置 前、 后 閘 把安裝在車把兩側的具體位置可根據我國的使用習慣 :前閘把在右、后閘把在左。 B、握閘尺寸 從閘把外表面量到車把、或車把把套、或其他防護物外表面的最大握閘尺寸 d(見圖 2)，在 A和 B二點之間不應超過 90 mm， B和 C二點之間不應超過 100 mm。 討論：自行車設計要涉及的人體尺寸。 討論：自行車設計要涉及的人體尺寸。 車把 把橫管的總寬度應在 350~700mm之間。處于最高位置時的把套上端面和處于最低位置時的鞍座面之間的垂直距離不應超過 400 mm。 把橫管末端應裝有把套或把蓋，它們應能承受 70N的拉脫力。 討論：自行車設計要涉及的人體尺寸。 車把穩(wěn)定性 車把經正確調整后，應在正前方位置的左右兩側各不小于60。的范圍內轉向靈活，軸承處不應出現緊點、僵呆或松弛現象。 當騎行者坐在鞍座上，雙手握住車把把套并盡量往后靠時，自行車和騎行者的總重量至少應有 25%壓在前輪上。 討論：自行車設計要涉及的人體尺寸。 腳蹬腳踩面 腳蹬 的腳踩面應安裝可靠，相對于腳蹬部件應無松動。 自行車直放不騎人，一只腳蹬處于最低位置且腳踩面與地面平行，如果只有一個腳踩面的話，該腳踩面要朝上，自行車應能向一側傾斜 25。而腳蹬上的任何零部件不觸及地面。 討論：自行車設計要涉及的人體尺寸。 足趾間隙 不裝足尖套的自行車，其腳蹬到前輪胎或泥板之間的間隙 (在輪胎或泥板轉到任意角度時 )至少應為 89 mm。間隙的測量方法是從兩腳蹬的中心線分別向前平行于自行車的縱軸線，量到輪胎或泥板旋轉弧線的最近距離，取其小者，見圖 3。 自行車的前叉設計得可裝前泥板的，其足趾間隙必須以裝上泥板后的情況進行測量。 鞍座與限制尺寸 鞍座 、鞍座架和其他鞍座附件的任何部分，從鞍座面與鞍管軸線之交點算起，都不能超過鞍座面以上 125 mm。 相關的人體尺寸 ①手掌的寬度； ②手在握把時，手指有效的抓握寬度； ③整個手臂的長度； ④手在握把時的長度（這與把的形狀有關）； ⑤肩寬； ⑥坐姿兩肘間寬； ⑦坐姿下肢長； ⑧坐姿肩高； ⑨會陰高； ⑩腳寬； ⑾坐姿臀部寬（坐骨結節(jié)的寬度）； ⑿臀部至膝蓋的距離； ⒀在坐姿狀態(tài)下腳的活動范圍； ⒁在騎乘過程中膝蓋的活動范圍； ⒂手握車把時的活動范圍。 人體測量數據在載人航天領域的應用 載人航天器結構設計 （ 1） 活動空間 關系到人的生理和心理 飛行時間 最小空間 /人 （ m3） 1~2天 1~2月 Breeze 提出 航天器艙內分為四類功能區(qū)：工作區(qū)、公共區(qū)、個人區(qū)、服務區(qū) 功能區(qū) 一般占總空間的比例 工作區(qū) 40% 公共區(qū) 25% 個人區(qū) 20% 服務區(qū) 15% （ 2）失重對結構布局的影響 在設計上必須注意解決航天員空間定向所需要的方位標志，使航天員能夠識別前后、左右和上下方位 （ 3）工作臺（站）安排 一般應根據活動發(fā)生的先后次序和流程進行設計和安排，避免人員往來、物質傳遞和環(huán)境因素之間的相互干擾，以利于提高工作效率 （ 4）艙門和舷窗 艙門設計要考慮：尺寸；通行流量；操作要求 舷窗：數量、形狀、位置、視野及光學要求等