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正文內(nèi)容

人機工程學(xué)第2章-文庫吧資料

2025-03-08 20:54本頁面
  

【正文】 坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿膝高、小腿加足高、坐深、臀膝距、坐姿下肢長共 11項,坐姿尺寸部位見圖 27, 表 25為我國成年人坐姿人體尺寸。 5/6/2023 23 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 1.人體主要尺寸 國標(biāo) GBl0000— 88給出身高、體重、上臂長、前臂長、大腿長、小腿長共六項人體主要尺寸數(shù)據(jù),除體重外,其余五項主要尺寸的部位見 圖 26(a), 表 23為我國成年人人體主要尺寸。為了應(yīng)用方便,各類數(shù)據(jù)表中的各項人體尺寸數(shù)值均列出其相應(yīng)的百分位數(shù)。 該標(biāo)準(zhǔn)共提供了七類共 47項人體尺寸基礎(chǔ)數(shù)據(jù),標(biāo)準(zhǔn)中所列出的數(shù)據(jù)是代表從事工業(yè)生產(chǎn)的法定中國成年人 (男 18— 60歲,女 18~ 55歲 )人體尺寸,并按男、女性別分開列表。 23 產(chǎn)品及工程設(shè)計中常用人體測量數(shù)據(jù) 一、我國成年人人體結(jié)構(gòu)尺寸 GBl000088是 1989年 7月開始實施的我國成年人人體尺寸國家標(biāo)準(zhǔn)。 式中 K為變換系數(shù),設(shè)計中常用的百分比值與變換系數(shù) K的關(guān)系見 表 21。因此,在人機工程學(xué)中可以根據(jù) 均值和標(biāo)準(zhǔn)差 來計算某百分位數(shù)人體尺寸,或計算某一人體尺寸所屬的百分位數(shù)。 5/6/2023 19 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 在一般的統(tǒng)計方法中,并不一一羅列出所有百分位數(shù)的數(shù)據(jù),而往往以均值和標(biāo)準(zhǔn)差來表示。例如在設(shè)計中最常用的是 P5, P50, P95三種百分位數(shù)。 nSS Dx ?5/6/2023 18 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 5.百分位數(shù) 人體測量的數(shù)據(jù)常以百分位數(shù)作為一種位置指標(biāo)、一個界值。當(dāng)測量方法一定,樣本容量愈多,則測量結(jié)果精度愈高。抽樣誤差數(shù)值大,表明樣本均值與總體均值的差別大;反之,說明其差別小,即均值的可靠性高。對于均值為 的 n個樣本測量值: x1, x2, … , xn,其標(biāo)準(zhǔn)差的一般計算式為: 212n1i2iD )xn(x(1n1S????????? ??5/6/2023 17 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 4.抽樣誤差 抽樣誤差又稱標(biāo)準(zhǔn)誤差,即全部樣本均值的標(biāo)準(zhǔn)差。推薦一個在數(shù)學(xué)上與上式是等價的,計算起來又比較有效的公式,即 ? ? 2n1ii2n22212 )x(x(1n1)x(x)x(x)x(x1n1S ??????? ?? ? )xn(x(1n1xnxxx1n1S 2n1i2i22n22212 ??????? ?5/6/2023 16 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 3.標(biāo)準(zhǔn)差 由方差的計算公式可知,方差的量綱是測量值量綱的千方,為使其量綱和均值相一致,則取其均方根差值,即標(biāo)準(zhǔn)差來說明測量值對均值的波動情況。方差表明樣本的測量值是變量,既趨向均值而又在一定范圍內(nèi)波動。均值是描述測量數(shù)據(jù)位置特征的值,可用來衡量一定條件下的測量水平和概括地表現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的集中情況。 在人體測量中所得到的測量值都是離散的 隨機變量 ,因而可根據(jù)概率論與數(shù)理統(tǒng)計理論對測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,從而獲得所需群體尺寸的統(tǒng)計規(guī)律和特征參數(shù)。然而,全面測量群體中每個個體的尺寸又是不現(xiàn)實的。 22 人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù) 由于群體中個體與個體之間存在著差異,一般來說,某一個體的測量尺寸不能作為設(shè)計的依據(jù)。按其腳部形狀的不同分為橢圓體形 (1型 ) 和尖端型 (Ⅱ 型 ), 圖 25為 Ⅱ 型彎腳規(guī)。 5/6/2023 12 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 3.人體測量用彎腳規(guī) 它是用于不能直接以直尺測量的兩點間距離的測量,如測量肩寬、胸厚等部位的尺寸。直腳規(guī)根據(jù)有無游標(biāo)讀分 I型和 Ⅱ 型兩種類型,而無游標(biāo)讀數(shù)的 I型直腳規(guī)又根據(jù)測量范圍的不同,又分為 IA和 IB兩種型式。 5/6/2023 11 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 2.人體測量用直腳規(guī) 它是用來測量兩點間的直線距離,特別適宜測量距離較短的不規(guī)則部位的寬度或直徑,如測量耳、臉、手、足等部位的尺寸。標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的人體測高儀由直尺 l、固定尺座 活動尺座 彎尺 主尺桿 5和底層 6組成,如 圖 23所示。 5/6/2023 10 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 1.人體測高儀 它主要是用來測量身高、坐高、立姿和坐姿的眼高以及伸手向上所及的高度等立姿和坐姿的人體各部位高度尺寸。 5/6/2023 9 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 三、人體測量的主要儀器 在人體尺寸參數(shù)的測量中,所采用的人體測量儀器有:人體測高儀、人體測量用直腳規(guī)、人體測量用彎腳規(guī)、人體測量用三腳平行規(guī)、坐高椅、量足儀、角度計、軟卷尺以及醫(yī)用磅秤等。 此外,國標(biāo) GB 5703— 85又規(guī)定了人機工程學(xué)使用的人體參數(shù)的測量方法,這些方法適用于成年人和青少年的人體參數(shù)測量,該標(biāo)準(zhǔn)對上述 81個測量項目的具體測量方法和各個測量項目所使用的測量儀器作了詳細(xì)的說明。 要求被測量者裸體或穿著盡量少的內(nèi)衣 (例如只穿內(nèi)褲和汗背心 )測量,在后者情況下,在測量胸圍時,男性應(yīng)撩起汗背心,婦女應(yīng)松開胸罩后進行測量。 ⑤對于下肢,將脛骨側(cè)稱為脛側(cè),將腓骨側(cè)稱為腓側(cè)。 ③在四肢上,將靠近四肢附著部位的稱為近位,將遠(yuǎn)離四肢附著部位的稱為遠(yuǎn)位。 5/6/2023 6 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 3.測量方向 ①在人體上、下方向上,將上方稱為頭側(cè)端,將下方稱為足側(cè)端。水平面將人體分成上、下兩部分。冠狀面將人體分成前、后兩部分。正中矢狀面將人體分成左、右對稱的兩部分。 (1)矢狀面 通過鉛垂軸和縱軸的平面及與其平行的所有平面都稱為矢狀面。 5/6/2023 5 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 2.測量基準(zhǔn)面 人體測量基準(zhǔn)面的定位是由三個互為垂直的軸 (鉛垂軸、縱軸和橫軸 )來決定的。角,體重均勻分布于兩足。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,只有在被測者姿勢、測量基準(zhǔn)面、測量方向、測點等符合下列要求的前提下,測量數(shù)據(jù)才是有效的??傊?,這 —明顯的例子足以說明人體測量參數(shù)對各種與人體尺度有關(guān)的設(shè)計對象具有重要意義。在設(shè)計時若不很好考慮這些人體參數(shù),就很可能造成操作上的困難和不能充分發(fā)揮人機系統(tǒng)效率。例如,一切操作裝置都應(yīng)設(shè)在人的肢體活動所能及的范圍之內(nèi),其高低位置必須與人體相應(yīng)部位的高低位置相適應(yīng);而且其布置應(yīng)盡可能設(shè)在人操作方便、反應(yīng)最靈活的范圍之內(nèi),如 圖 21(a)所示。所以,本章僅介紹人體形態(tài)測量的有關(guān)內(nèi)容。人體構(gòu)造上的尺寸是指靜態(tài)尺寸;人體功能上的尺寸是指動態(tài)尺寸,包括人在工作姿勢下或在某種操作活動狀態(tài)下測量的尺寸。 人體測量學(xué)也是一門新興的學(xué)科,它是通過測量人體各部位尺寸來確定個體之間和群體之間在人體尺寸上的差別,用以研究人的形態(tài)特征,從而為各種工業(yè)設(shè)計和工程設(shè)計提供人體測量數(shù)據(jù)。第 2章 人體測量與數(shù)據(jù)應(yīng)用 5/6/2023 1 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 167。 21 人體測量的基本知識 一、概述 為了使各種與人體尺度有關(guān)的設(shè)計對象能符合人的生理特點,讓人在使用時處于舒適的狀態(tài)和適宜的環(huán)境之中,就必須在設(shè)計中充分考慮人體的各種尺度,因而也就要求設(shè)計者能了解一些人體測量學(xué)方面的基本知識,并能熟悉有關(guān)設(shè)計所必需的人體測量基本數(shù)據(jù)的性質(zhì)和使用條件。 5/6/2023 2 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 人機工程學(xué)范圍內(nèi)的人體形態(tài)測量數(shù)據(jù)主要有兩類,即人體構(gòu)造尺寸和功能尺寸的測量數(shù)據(jù)。此外,也有些著作中,將人體生理參數(shù)的測量包括在人體測量學(xué)內(nèi)容中,但為了系統(tǒng)敘述的方便,本書將人體生理測量方面的數(shù)據(jù)放在人體生理特征一章 (第三章 )中介紹。 5/6/2023 3 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 各種機械、設(shè)備、設(shè)施和工具等設(shè)計對象在適合于人的使用方面,首先涉及的問題是如何適合于人的形態(tài)和功能范圍的限度。在設(shè)計中所有涉及人體尺度參數(shù)的確定都需要應(yīng)用大量人體構(gòu)造和功能尺寸的測量數(shù)據(jù)。 圖 21(b)所示的車床是一個突出的例子,其操作部位的高度與人的上肢舒適操作的高度相比過低或過高,人在操作時需要彎腰或抬臂,這樣不僅影響工作效率,人體將過早地產(chǎn)生疲勞,而且長期操作還會對操作者的身體健康帶來不利影響。 5/6/2023 4 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 二、人體測量的基本術(shù)語 國標(biāo) GB 3975— 83規(guī)定了人機工程學(xué)使用的成年人和青少年的人體測量術(shù)語。 1.被測者姿勢 (1)立姿 指被測者挺胸直立,頭部以眼耳平面定位,眼睛平視前方,肩部放松,上肢自然下垂,手伸直,手掌朝向體側(cè),手指輕貼大腿側(cè)面,自然伸直膝部,左、右足后跟并攏,前端分開,使兩足大致呈 45176。 (2)坐姿 指被測者挺胸坐在被調(diào)節(jié)到腓骨頭高度的平面上,頭部以眼耳于面定位,眼睛平視前方,左右大腿大致平行,膝彎屈大致成直角,足平放在地面上,手輕放在大腿上。人體測量中設(shè)定的軸線和基準(zhǔn)面如 圖 22所示。 (2)正中矢狀面 在矢狀面中,把通過人體正中線的矢狀面稱為正中矢狀面。 (3)冠狀面 通過鉛垂軸和橫軸的平面及與其平行的所有平面都稱為冠狀面。 (4)水平面 與矢狀面及冠狀面同時垂直的所有平面都稱為水平面。 (5)眼耳平面 通過左、右耳屏點及右眼眶下點的水平面稱為眼耳平面或法蘭克福平面 。 ②在人體左、右方向上,將靠近正中矢狀面的方向稱為內(nèi)側(cè),將遠(yuǎn)離正中矢狀面的方向稱為外側(cè)。 ④對于上肢,將撓骨側(cè)稱為撓側(cè),將尺骨側(cè)稱為尺側(cè)。 5/6/2023 7 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 4.支承面和衣著 立姿時站立的地面或平臺以及坐姿時的椅平面應(yīng)是水平的、穩(wěn)固的、不可壓縮的。 5/6/2023 8 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 5.基本測點及測量項目 在國標(biāo) GB 3975— 83中規(guī)定了人機工程學(xué)使用的有關(guān)人體測量參數(shù)的測點及測量項目,其中包括:頭部測點 16個和測量項目 12項;軀干和四肢部位的測點共 22個,測量項目共 69項,其中分為:立姿 40項,坐姿 22項,手和足部 6項以及體重 l項。凡需要進行測量時,必須按照該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測量方法進行測量,其測量結(jié)果方為有效。我國對人體尺寸測量專用儀器已制訂了標(biāo)準(zhǔn),而通用的人體測量儀器可采用一般的人體生理測量的有關(guān)儀器。 國標(biāo) GB ,該測高儀適用于讀數(shù)值為 1mm;測量范圍為 0~1996mm人體高度尺寸的測量。 若將兩支彎尺分別插入固定尺座和活動尺座,與構(gòu)成主尺桿的第一、二節(jié)金屬管配合使用時,即構(gòu)成圓桿彎腳規(guī),可測量人體各種寬度和厚度。 國標(biāo) 標(biāo)準(zhǔn),此種直腳規(guī)適用于讀數(shù)值為 1mm和 0. 1 mm,測量范圍為 0~ 200mm和 0~ 250mm人體尺寸的測量。其結(jié)構(gòu)如 圖 24所示。 國標(biāo) GB 標(biāo)準(zhǔn),此種彎腳規(guī)適用寸:讀數(shù)值為 mm,測量范圍為 0~ 300mm的人體尺寸的測量。 5/6/2023 13 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 167。為使產(chǎn)品適合于一個群體的使用,設(shè)計中需要的是一個群體 的測量尺寸。通常是通過測量群體中較少量個體 的尺寸,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后而獲得較為精確的所需群體尺寸。 5/6/2023 14 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 1.均值 表示樣本的測量數(shù)據(jù)集中地趨向某一個值,該值稱為平均值,簡稱均值。對于有n個樣本的測量值: x1, x2, … , xn,其均值為 : ??????? n1iin21 xn1nxxxx ???????? n 1i in21 xn1n xxxx ??5/6/2023 15 人機工程學(xué) (第三版 )多媒體教學(xué) 2.方差 描述測量數(shù)據(jù)在中心位置 (均值 )上下波動程度差異的值叫均方差,通常稱為方差。對于均值為的 n個樣本測量值: x1, x2, … , xn ,其方差S2的定義為 用上式計算方
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