安全課件人體參數(shù)

第二章人體參數(shù)

制作：孟現(xiàn)柱第一頁，共一百五十一頁。第二章人體參數(shù)內(nèi)容第一節(jié)人體尺寸測量第二節(jié)

人體的人機學參數(shù)計算第三節(jié)

人體測量數(shù)據(jù)的應用第二頁，共一百五十一頁。第一節(jié)人體尺寸測量人體測量學是一門用測量方法研究人體的體格特征的科學。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)設計和工程設計提供人體測量數(shù)據(jù)。本節(jié)主要介紹人體測量的基礎知識。應該掌握“測量基準面”、“靜態(tài)測量”和“動態(tài)測量”等一些基本概念。第三頁，共一百五十一頁。一、人體尺寸測量的基礎

人機工程學使用的成年人和青少年的人體測量術(shù)語由國標GB/T5703-1999規(guī)定。該標準還規(guī)定，只有在被測者姿勢、測量基準面、測量方向、測點等符合下列5項要求的前提下，測量數(shù)據(jù)才有效。第四頁，共一百五十一頁。1．被測者姿勢的要求1）立姿2）坐姿

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45o夾角，體重均勻分布于兩足。第五頁，共一百五十一頁。1．被測者姿勢的要求1）立姿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，頭部以眼耳平面定位，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。第六頁，共一百五十一頁。2．測量基準面的要求人體測量基準面的定位是由三個互為垂直的軸（鉛垂軸、縱軸、橫軸）定的。1）矢狀面2）正中矢狀面3）冠狀面4）水平面5）眼耳平面第七頁，共一百五十一頁。2．測量基準面的要求人體測量基準面的定位是由三個互為垂直的軸（鉛垂軸、縱軸、橫軸）定的。1）矢狀面2）正中矢狀面3）冠狀面4）水平面5）眼耳平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。第八頁，共一百五十一頁。2．測量基準面的要求人體測量基準面的定位是由三個互為垂直的軸（鉛垂軸、縱軸、橫軸）定的。1）矢狀面2）正中矢狀面3）冠狀面4）水平面5）眼耳平面在矢狀面中，把通過人體正中線的矢狀面稱為正中矢狀面。正中矢狀面將人體分為左右對稱的兩部分。第九頁，共一百五十一頁。2．測量基準面的要求人體測量基準面的定位是由三個互為垂直的軸（鉛垂軸、縱軸、橫軸）定的。1）矢狀面2）正中矢狀面3）冠狀面4）水平面5）眼耳平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。冠狀面將人體分成前后兩部分。第十頁，共一百五十一頁。2．測量基準面的要求人體測量基準面的定位是由三個互為垂直的軸（鉛垂軸、縱軸、橫軸）定的。1）矢狀面2）正中矢狀面3）冠狀面4）水平面5）眼耳平面與矢狀面和冠狀面同時垂直的所有平面都稱為水平面。水平面將人體分成上下兩部分。第十一頁，共一百五十一頁。2．測量基準面的要求人體測量基準面的定位是由三個互為垂直的軸（鉛垂軸、縱軸、橫軸）定的。1）矢狀面2）正中矢狀面3）冠狀面4）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。第十二頁，共一百五十一頁。3．測量方向的要求1）頭側(cè)端，足側(cè)端。2）內(nèi)側(cè)，外側(cè)。3）近位，遠位。4）撓側(cè)，尺側(cè)。5）脛側(cè)，腓側(cè)。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。第十三頁，共一百五十一頁。3．測量方向的要求1）頭側(cè)端，足側(cè)端。2）內(nèi)側(cè)，外側(cè)。3）近位，遠位。4）撓側(cè)，尺側(cè)。5）脛側(cè)，腓側(cè)。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)，將遠離正中矢狀面的方向稱為外側(cè)。第十四頁，共一百五十一頁。3．測量方向的要求1）頭側(cè)端，足側(cè)端。2）內(nèi)側(cè)，外側(cè)。3）近位，遠位。4）撓側(cè)，尺側(cè)。5）脛側(cè)，腓側(cè)。在四肢上，將靠近四肢附著部位的稱為近位，將遠離四肢附著部位的稱為遠位。第十五頁，共一百五十一頁。3．測量方向的要求1）頭側(cè)端，足側(cè)端。2）內(nèi)側(cè)，外側(cè)。3）近位，遠位。4）撓側(cè)，尺側(cè)。5）脛側(cè)，腓側(cè)。在上肢上，將撓骨側(cè)稱為撓側(cè)，將尺骨側(cè)稱為尺側(cè)。第十六頁，共一百五十一頁。3．測量方向的要求1）頭側(cè)端，足側(cè)端。2）內(nèi)側(cè)，外側(cè)。3）近位，遠位。4）撓側(cè)，尺側(cè)。5）脛側(cè)，腓側(cè)。在下肢上，將脛骨側(cè)稱為脛側(cè)，將腓骨側(cè)稱為腓側(cè)。第十七頁，共一百五十一頁。4．支承面和衣著的要求立姿時站立的地面或平臺以及坐姿時的椅平面應該是水平、穩(wěn)固、不可壓縮的。要求被測量者裸體或穿著盡量少的內(nèi)衣測量。

第十八頁，共一百五十一頁。5．基本測點及測量項目頭部測點16個和測量項目12項；軀干和四肢部位的測點共22個，其測量項目共69項，其中分為：立姿40項，坐姿22項；手和足部6項及體重1項。

此外，測量時，必須按照標準規(guī)定的測量儀器和方法進行測量，其測量結(jié)果方為有效。第十九頁，共一百五十一頁。二、人體測量的主要儀器(1)、直腳規(guī)(2)、彎腳規(guī)(3)、人體測高儀由固定直腳、活動直腳、主尺和尺框等組成。固定直腳與活動直腳的一端扁平呈鴨嘴形，主要用于測量活體；另一端尖銳，主要用于測量骨骼。直腳規(guī)可測量200毫米范圍以內(nèi)的直線距離。第二十頁，共一百五十一頁。二、人體測量的主要儀器(1)、直腳規(guī)(2)、彎腳規(guī)(3)、人體測高儀由左彎腳、右彎腳、主尺和尺框構(gòu)成?？捎糜跍y量活體和骨骼。彎腳規(guī)可測量300毫米范圍以內(nèi)的直線距離。第二十一頁，共一百五十一頁。二、人體測量的主要儀器(1)、直腳規(guī)(2)、彎腳規(guī)(3)、人體測高儀又稱為馬丁測高儀。由主尺桿5、固定尺座2、活動尺座3、底座6、兩支直尺1和兩支彎尺4構(gòu)成。主尺桿由3～4節(jié)金屬管相互套接而成，測量范圍是0～2000毫米?？蓽y量身高、坐高和體部的各種高度。第二十二頁，共一百五十一頁。二、人體測量的主要儀器(1)、直腳規(guī)(2)、彎腳規(guī)(3)、人體測高儀當它的第一節(jié)金屬管的固定尺座與活動尺座各插一支直尺時，可作為大型活動直腳規(guī)使用。可測活體的肩寬、胸寬等，也可測骨骼的股骨體長等。第二十三頁，共一百五十一頁。二、人體測量的主要儀器(1)、直腳規(guī)(2)、彎腳規(guī)(3)、人體測高儀在活動尺座和固定尺座各插一支彎腳時，可作為大型彎腳規(guī)使用，用于測量胸部矢狀徑等。第二十四頁，共一百五十一頁。三、常用統(tǒng)計函數(shù)

在人體測量中，有兩個重要的統(tǒng)計量：均值和標準差。前者表示分布的集中趨勢；后者表示分布的離中趨勢。第二十五頁，共一百五十一頁。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。對有n個樣本的測量值：x1，x2，…xn，其均值為：第二十六頁，共一百五十一頁。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：

第二十七頁，共一百五十一頁。3．標準差由方差的計算公式可知，方差的量綱是測量值量綱的平方，為使其量綱和均值相一致，則取其均方根差值，即標準差來說明測量值對均值的波動情況。所以方差的平方根S稱為標準差。第二十八頁，共一百五十一頁。4．抽樣誤差抽樣誤差又稱為標準誤差，即全部樣本均值的標準差。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。當樣本數(shù)據(jù)列的標準差為S，樣本容量為n時，則抽樣誤差的計算式為：

第二十九頁，共一百五十一頁。5．百分位數(shù)人體測量的數(shù)據(jù)常以百分位數(shù)來表示人體尺寸等級，最常用有：第5%百分位數(shù)第50%百分位數(shù)第95%百分位數(shù)第5百分位數(shù)是代表“小”身材，是指有5%的人群身材尺寸小于此值，95%的人群身材尺寸大于此值。第三十頁，共一百五十一頁。5．百分位數(shù)人體測量的數(shù)據(jù)常以百分位數(shù)來表示人體尺寸等級，最常用有：第5%百分位數(shù)第50%百分位數(shù)第95%百分位數(shù)第50百分位數(shù)表示“中”身材，是指大于和小于此人群身材尺寸的各為50%。第三十一頁，共一百五十一頁。5．百分位數(shù)人體測量的數(shù)據(jù)常以百分位數(shù)來表示人體尺寸等級，最常用有：第5%百分位數(shù)第50%百分位數(shù)第95%百分位數(shù)第95百分位數(shù)代表“大”身材，是指有95%的人群身材尺寸均小于此值，5%的人群身材尺寸大于此值。其它百分位數(shù)的含義可以此類推。第三十二頁，共一百五十一頁。求百分位數(shù)值當已知某項人體測量尺寸的均值為，標準差為S，求某一百分位的人體測量尺寸xa時，可用下式計算：

當求1～50%之間的數(shù)據(jù)時，式中取“－”號；當求50～99%之間的數(shù)據(jù)時，式中取“+號。式中K為變換系數(shù)，設計中常用百分比值與換算系數(shù)K的關(guān)系見表。

第三十三頁，共一百五十一頁。百分比（%）K百分比（%）K0.52.576700.5241.02.326750.6742.51.960800.84251.645851.036101.282901.282151.036951.645200.84297.51.960250.67499.02.326300.52499.52.576第三十四頁，共一百五十一頁。四、常用人體測量數(shù)據(jù)

1、我國成年人的人體結(jié)構(gòu)尺寸人體測量數(shù)據(jù)的種類分兩類：人體結(jié)構(gòu)尺寸指靜態(tài)尺寸；人體功能尺寸指動態(tài)尺寸。靜態(tài)測量是指被測者在確定的靜止狀態(tài)下，如立姿或坐姿，利用人體測量儀器進行的測量。具體測量時，應首先確定測點的位置和所需要測量的項目以及正確的測量方法。可參考國際GB3975-83《人體測量術(shù)語》和GB5703-85《人體測量方法》。第三十五頁，共一百五十一頁。1.1人體主要尺寸包括：身高、體重、上臂長、前臂長、大腿長、小腿長。身高上臂長前臂長大腿長小腿長第三十六頁，共一百五十一頁。測量項目男性女性均值標準差均值標準差身高167859.93157052.12體重596.66526.06上臂長31314.5528413.33前臂長23712.7321312.12大腿長46522.4243821.82小腿長36918.7934418.79人體主要尺寸第三十七頁，共一百五十一頁。1.2立姿人體尺寸包括：眼高、肩高、肘高、手功能高、會陰高、脛骨點高。眼高第三十八頁，共一百五十一頁。1.2立姿人體尺寸包括：眼高、肩高、肘高、手功能高、會陰高、脛骨點高。肩高第三十九頁，共一百五十一頁。1.2立姿人體尺寸包括：眼高、肩高、肘高、手功能高、會陰高、脛骨點高。肘高第四十頁，共一百五十一頁。1.2立姿人體尺寸包括：眼高、肩高、肘高、手功能高、會陰高、脛骨點高。手功能高第四十一頁，共一百五十一頁。1.2立姿人體尺寸包括：眼高、肩高、肘高、手功能高、會陰高、脛骨點高。會陰高第四十二頁，共一百五十一頁。1.2立姿人體尺寸包括：眼高、肩高、肘高、手功能高、會陰高、脛骨點高。脛骨點高第四十三頁，共一百五十一頁。測量項目男性女性均值標準差均值標準差立姿眼高156859.99145450.30立姿肩高136752.12127146.06立姿肘高102442.4296036.97手功能高74136.9770437.37立姿會陰高79037.5873336.36立姿脛骨點高44421.2141020.00立姿人體尺寸第四十四頁，共一百五十一頁。1.3坐姿人體尺寸包括：坐高、坐姿頸椎點高、坐姿眼高、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。坐高第四十五頁，共一百五十一頁。1.3坐姿人體尺寸包括：坐高、坐姿頸椎點高、坐姿眼高、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。坐姿頸椎點高第四十六頁，共一百五十一頁。1.3坐姿人體尺寸包括：坐高、坐姿頸椎點高、坐姿眼高、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。坐姿眼高第四十七頁，共一百五十一頁。1.3坐姿人體尺寸包括：坐高、坐姿頸椎點高、坐姿眼高、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。坐姿肩高第四十八頁，共一百五十一頁。1.3坐姿人體尺寸包括：坐高、坐姿頸椎點高、坐姿眼高、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。坐姿肘高第四十九頁，共一百五十一頁。1.3坐姿人體尺寸包括：坐高、坐姿頸椎點高、坐姿眼高、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。坐姿大腿厚第五十頁，共一百五十一頁。1.3坐姿人體尺寸包括：坐高、坐姿頸椎點高、坐姿眼高、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。坐姿膝高第五十一頁，共一百五十一頁。1.3坐姿人體尺寸包括：坐高、坐姿頸椎點高、坐姿眼高、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。小腿加足高第五十二頁，共一百五十一頁。1.3坐姿人體尺寸包括：坐高、坐姿頸椎點高、坐姿眼高、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。第五十三頁，共一百五十一頁。1.3坐姿人體尺寸包括：坐高、坐姿頸椎點高、坐姿眼高、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。第五十四頁，共一百五十一頁。1.3坐姿人體尺寸包括：坐高、坐姿頸椎點高、坐姿眼高、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。第五十五頁，共一百五十一頁。測量項目男性女性均值標準差均值標準差坐高90830.3085527.88坐姿眼高79839.7073926.67坐姿肩高59824.8555623.03坐姿肘高26321.2125121.82坐姿大腿厚13010.9113010.30坐姿膝高49322.4245820.61小腿加足高41318.1838224.24坐深45721.8243319.39臀膝距55423.6452920.61坐姿下肢長99243.0391236.97坐姿人體尺寸第五十六頁，共一百五十一頁。測量項目男性女性均值標準差均值標準差胸寬28016.3626013.36胸厚21215.7519917.58肩寬37518.7935118.29臀寬30614.5531716.36坐姿臀寬32115.7634420.61坐姿兩肘間寬42230.9140433.94胸圍86746.0682548.48腰圍73551.5277268.48臀圍87542.4290046.06頭圍56014.5554615.77頭全高22310.302169.701.4人體水平尺寸第五十七頁，共一百五十一頁。項目東北華北西北地區(qū)東南地區(qū)華中地區(qū)華南地區(qū)西南地區(qū)均值標準差均值標準差均值標準差均值標準差均值標準差均值標準差男體重648.2607.6597.7576.9566.9556.8身高169356.6168453.7168655.2166956.3165057.1164756.7胸圍88855.588051.586552.085349.285148.985548.3女體重557.7527.1517.2506.8496.5506.9身高158651.8157551.9157550.8156050.7154949.7154653.9胸圍84866.483755.983159.882055.881957.680958.81.5各區(qū)域的體重、身高、胸圍第五十八頁，共一百五十一頁。2我國成年人的人體功能尺寸動態(tài)測量是在人體從事某種活動的情況下，對運動著的人體進行的測量。通常包括人體動作范圍的測量，如手、腳和四肢活動范圍的大小和活動方向。人體某部位移動過程的測量。如運動的軌跡以及運動關(guān)節(jié)角度大小等。

第五十九頁，共一百五十一頁。2.1肢體活動范圍指頭、肩胛骨、臂、手、腿、小腿、足等部位的活動角度范圍。第六十頁，共一百五十一頁。2.1.1手臂的活動角度范圍第六十一頁，共一百五十一頁。2.1.2各個關(guān)節(jié)的活動角度范圍第六十二頁，共一百五十一頁。2.2人體上部及上肢固定姿勢活動角度范圍

第六十三頁，共一百五十一頁。2.3不同姿勢手能及的空間范圍指成年男子立姿、坐姿、單腿跪姿、仰臥時上身及手的可及范圍。第六十四頁，共一百五十一頁。立姿上身及手的可及范圍第六十五頁，共一百五十一頁。坐姿上身及手的可及范圍第六十六頁，共一百五十一頁。跪姿上身及手的可及范圍第六十七頁，共一百五十一頁。仰臥上身及手的可及范圍第六十八頁，共一百五十一頁。3常用人體功能尺寸測量區(qū)域測量項目男（18-60歲）女（18-55歲）p5p50p95p5p50p95立姿雙手上舉高197121082245184519682089手功能舉高186920032138174118601976手平展寬157916911802145715591659雙臂平展寬137414831593124813441438雙肘平展寬816875936756811869坐姿手前伸長416447478383413442手功能伸長310343376277306333上肢前伸長777834892712764818上肢功能長673730789607657707雙手上舉高124913391426117312511328第六十九頁，共一百五十一頁。3常用人體功能尺寸測量區(qū)域測量項目男（18-60歲）女（18-55歲）p5p50p95p5p50p95跪姿體長592626661553587624體高119012601330113711961258仰臥體長200021272257186719822102體高364372383359369384爬姿體長124713151384118312391296體高761798836694738783第七十頁，共一百五十一頁。五、手腳作業(yè)域測量作業(yè)域：人在工作各種作業(yè)環(huán)境中在某種姿態(tài)下，肢體所能觸及的空間范圍。第七十一頁，共一百五十一頁。1手的測量手的測量數(shù)據(jù)是設計手操縱器的依據(jù)。手的測量包括手掌、手指的長度、寬度、厚度及腕關(guān)節(jié)的掌屈、背屈、內(nèi)旋、外旋和以中指為基準的半徑側(cè)或撓側(cè)偏移的角度。第七十二頁，共一百五十一頁。1.1手的水平作業(yè)域第七十三頁，共一百五十一頁。1.2手的豎直作業(yè)域(5%,單臂,雙臂)第七十四頁，共一百五十一頁。坐姿抓握作業(yè)域(5%)第七十五頁，共一百五十一頁。身高與摸高的關(guān)系第七十六頁，共一百五十一頁。2腳的測量腳的測量數(shù)據(jù)包括腳掌、腳趾的長度、寬度、厚度以及關(guān)節(jié)背屈、側(cè)轉(zhuǎn)等活動的角度。腳的測量數(shù)據(jù)是設計腳踏板、腳控制器的長度、寬度和傾斜角的主要依據(jù)。第七十七頁，共一百五十一頁。3腳作業(yè)空間腳作業(yè)空間參數(shù)是布置腳操縱裝置的依據(jù)。和手比，腳的操縱力大、但精度低，活動范圍小。第七十八頁，共一百五十一頁。第二節(jié)人體的人機學參數(shù)計算本節(jié)主要介紹了人體的主要參數(shù)的計算。了解人體靜態(tài)尺寸以及人體一些常用生理參數(shù)的基本計算方法。

第七十九頁，共一百五十一頁。一靜態(tài)尺寸計算

1人體體部指數(shù)第1標準指數(shù)第2標準指數(shù)體形指數(shù)李氏體重指數(shù)羅氏體重指數(shù)體質(zhì)指數(shù)η1=(Li/H)×100%Li人體第i部分測量值,cm;H身高,cm.第八十頁，共一百五十一頁。一靜態(tài)尺寸計算

1人體體部指數(shù)第1標準指數(shù)第2標準指數(shù)體形指數(shù)李氏體重指數(shù)羅氏體重指數(shù)體質(zhì)指數(shù)η2=(Li/Hp)×100%Li人體第i部分測量值,cm;Hp軀干長,cm.第八十一頁，共一百五十一頁。一靜態(tài)尺寸計算

1人體體部指數(shù)第1標準指數(shù)第2標準指數(shù)體形指數(shù)李氏體重指數(shù)羅氏體重指數(shù)體質(zhì)指數(shù)η3=[(wx+wy)/H]×100%wx胸圍,cm;wy腰圍,cm;H身高,cm.第八十二頁，共一百五十一頁。一靜態(tài)尺寸計算

1人體體部指數(shù)第1標準指數(shù)第2標準指數(shù)體形指數(shù)李氏體重指數(shù)羅氏體重指數(shù)體質(zhì)指數(shù)η4=1000(W)1/3/HW體重,N;H身高,cm.第八十三頁，共一百五十一頁。一靜態(tài)尺寸計算

1人體體部指數(shù)第1標準指數(shù)第2標準指數(shù)體形指數(shù)李氏體重指數(shù)羅氏體重指數(shù)體質(zhì)指數(shù)η5=W/H3W體重,N;H身高,cm.第八十四頁，共一百五十一頁。一靜態(tài)尺寸計算

1人體體部指數(shù)第1標準指數(shù)第2標準指數(shù)體形指數(shù)李氏體重指數(shù)羅氏體重指數(shù)體質(zhì)指數(shù)η6=H-wxmax+WW體重,N;

wxmax最大胸圍,cm;H身高,cm.第八十五頁，共一百五十一頁。2用身高計算人體各部分尺寸

(1)立姿靜態(tài)尺寸第八十六頁，共一百五十一頁。2用身高計算人體各部分尺寸

(1)坐姿靜態(tài)尺寸參數(shù)名稱計算公式參數(shù)名稱計算公式座高膝高坐姿臀高肘關(guān)節(jié)至椅面高臀部至小腿長大腿厚0.523H0.311H0.249H0.135H0.280H0.086H臀寬肩寬手前舉水平距離坐姿眼高兩手平舉直線距離座面至肩上舉高度0.203H0.229H0.462H0.454H1.03H0.795H第八十七頁，共一百五十一頁。3用體重計算人體體積表面積(1)人體體積計算(2)人體密度(3)人體表面積計算Stevenson公式Bubois公式賴氏算法

已知體重W（kg）后可用下式計算人體體積：V＝1.015W-4.937（L）第八十八頁，共一百五十一頁。3用體重計算人體體積表面積(1)人體體積計算(2)人體密度(3)人體表面積計算Stevenson公式Bubois公式賴氏算法

a=W/V（kg/L）第八十九頁，共一百五十一頁。3用體重計算人體體積表面積(1)人體體積計算(2)人體密度(3)人體表面積計算Stevenson公式Bubois公式賴氏算法

S=0.0061H+0.0128W-0.1529（m2）式中“H”用cm計算，“W”用kg計算。第九十頁，共一百五十一頁。3用體重計算人體體積表面積(1)人體體積計算(2)人體密度(3)人體表面積計算Stevenson公式Bubois公式賴氏算法

S=KRW0.425H0.725式中“KR”為人種常數(shù)，中國人取72.46.第九十一頁，共一百五十一頁。3用體重計算人體體積表面積(1)人體體積計算(2)人體密度(3)人體表面積計算Stevenson公式Bubois公式賴氏算法

S=0.0235H0.42246W0.051456

第九十二頁，共一百五十一頁。4用身高、體重求其他人機學參數(shù)名稱名稱人體各部分長度手掌長L1=0.109H人體各部分重心位置手掌重心位置O1=0.505L1前臂長L2=0.157H前臂重心位置O2=0.430L2上臂長L3=0.1172H上臂重心位置O3=0.436L3大腿長L4=0.232H大腿重心位置O4=0.433L4小腿長L5=0.247H小腿重心位置O5=0.433L5軀干長L6=0.300H軀干重心位置O6=0.660L6人體各部分旋轉(zhuǎn)半徑手掌旋轉(zhuǎn)半徑R1=0.587L1人體各部分重量手掌重量W1=0.006W前臂旋轉(zhuǎn)半徑R2=0.526L2前臂重量W2=0.018W上臂旋轉(zhuǎn)半徑R3=0.542L3上臂重量W3=0.0357W大腿旋轉(zhuǎn)半徑R4=0.540L4大腿重量W4=0.0949W小腿旋轉(zhuǎn)半徑R5=0.528L5小腿重量W5=0.042W軀干旋轉(zhuǎn)半徑R6=0.830L6軀干重量W6=0.5804W人體各部分體積手掌體積V1=0.00566V人體各部分轉(zhuǎn)動慣量手掌轉(zhuǎn)動慣量I1=W1×R12前臂體積V2=0.01702V前臂轉(zhuǎn)動慣量I2=W2×R22上臂體積V3=0.03495V上臂轉(zhuǎn)動慣量I3=W3×R32大腿體積V4=0.0924V大腿轉(zhuǎn)動慣量I4=W4×R42小腿體積V5=0.04083V小腿轉(zhuǎn)動慣量I5=W5×R52軀干體積V6=0.6132V軀干轉(zhuǎn)動慣量I6=W6×R62第九十三頁，共一百五十一頁。二人體生理學參數(shù)人在活動時，會產(chǎn)生一系列的生理變化，進而導致心率、耗氧量、肌電圖、腦電圖、頻閃值等一系列生理指標值發(fā)生改變。通過測定人的有關(guān)生理學參數(shù)，可科學地推斷人從事某種活動或操作所承受的生理負荷，并據(jù)此合理安排勞動定額、勞動節(jié)奏，從而提高工效和操作安全性。第九十四頁，共一百五十一頁。

1最大耗氧量Vo2max

1)耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量總需氧量體內(nèi)單位時間所需要的氧氣量叫需氧量；成年人安靜時每分鐘的需氧量為0.2-0.3L/min。第九十五頁，共一百五十一頁。

1最大耗氧量Vo2max

1)耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量總需氧量單位時間內(nèi)人體通過循環(huán)、呼吸系統(tǒng)所能夠攝入的氧氣量稱攝氧量。第九十六頁，共一百五十一頁。

1最大耗氧量Vo2max

1)耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量總需氧量人體單位時間內(nèi)所消耗的氧氣量叫耗氧量。一般耗氧量和攝氧量大致相等。第九十七頁，共一百五十一頁。

1最大耗氧量Vo2max

1)耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量總需氧量人在繁重體力勞動時，循環(huán)、呼吸系統(tǒng)的功能經(jīng)1－2min達到極限攝氧能力，這時，單位時間內(nèi)的攝氧量叫最大攝氧量。第九十八頁，共一百五十一頁。

1最大耗氧量Vo2max

1)耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量總需氧量人在繁重體力勞動時，單位時間內(nèi)的耗氧量叫最大耗氧量。此時最大耗氧量近似等于最大攝氧量。最大可達安靜休息時的30倍，達到3一6L／min。第九十九頁，共一百五十一頁。

1最大耗氧量Vo2max

1)耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量總需氧量勞動及勞動結(jié)束后恢復期所需氧量之和稱為總需氧量?？傂柩趿浚篤o2z=Vo2l＋Vo2h一Vo2j(t1+th)式中Vo2z——勞動時的總需氧量，mL/min;Vo2l——作業(yè)期攝氧量，mL/min；Vo2h——恢復期攝氧量，mL/min；Vo2j——安靜時平均需氧量，一般為25OmL/min；t1——作業(yè)時間，min；th——恢復時間，min。

第一百頁，共一百五十一頁。

1最大耗氧量Vo2max

1)耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量最大耗氧量決定于年齡（AG）、性別、海拔、訓練、強度、持續(xù)時間等。Vo2max=(56.592-0.398AG)×10-3(L/（kg·min）)第一百零一頁，共一百五十一頁。

1最大耗氧量Vo2max

1)耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量根據(jù)最大耗氧量，可計算出最大能量消耗率EmaxEmax=354.3Vo2maxW/100其中體重W單位N;Vo2max單位mL/Nmin.第一百零二頁，共一百五十一頁。1最大耗氧量Vo2max

2)氧債和勞動負荷氧債常量負荷高量負荷超量負荷

勞動開始，呼吸循環(huán)機能跟不上氧需，致使肌肉缺氧，這時供氧量與需氧量的差叫氧債。第一百零三頁，共一百五十一頁。1最大耗氧量Vo2max

2)氧債和勞動負荷氧債常量負荷高量負荷超量負荷

非繁重勞動時，需氧量小于最大攝氧量。此時，只有作業(yè)開始2-3min內(nèi)，呼吸、循環(huán)系統(tǒng)暫時略欠氧債。其后轉(zhuǎn)人穩(wěn)定狀態(tài)，這是人體可以持久作業(yè)的最理想的狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)結(jié)束后，歸還所欠氧債，見圖。第一百零四頁，共一百五十一頁。1最大耗氧量Vo2max

2)氧債和勞動負荷氧債常量負荷高量負荷超量負荷

勞動強度較大，需氧量已接近或等于最大攝氧量的負荷。此時，氧債也是在需氧量上升期間出現(xiàn)，到達最大攝氧量后，便維持穩(wěn)定狀態(tài)，見圖。第一百零五頁，共一百五十一頁。1最大耗氧量Vo2max

2)氧債和勞動負荷氧債常量負荷高量負荷超量負荷

勞動強度過大，需氧量超過最大攝氧量，人體一直在缺氧狀態(tài)下，形成較大氧虧，處于“假穩(wěn)定狀態(tài)”下的負荷，見圖。超量負荷時，當心肺功能的惰性逐漸克服后，每分鐘需氧量仍高于最大攝氧量，運動強度的持續(xù)，局限在氧債能力范圍內(nèi)，活動不能持久。勞動結(jié)束后，人體還要繼續(xù)維持較高的氧需以補償欠下的氧債。第一百零六頁，共一百五十一頁。1最大耗氧量Vo2max

2)氧債和勞動負荷氧債常量負荷高量負荷超量負荷

據(jù)研究，體內(nèi)要透支1L氧，大約要以7g乳酸作代價，直到氧債能力衰竭為止。氧債能力，一般人約為10L，訓練有素的運動員可達15-20L。氧債能力衰竭，血液中的乳酸量會急劇上升，pH值迅速下降，這對肌肉、心臟、腎臟以及神經(jīng)中樞都很不利。第一百零七頁，共一百五十一頁。2最大心跳速率心率最大心率單位時間內(nèi)心室跳動的次數(shù)稱為心率（Heartrate,縮寫為HR)。在安靜時，正常男子、女子的心率約75次/min。青年人中，當以50％的最大攝氧量工作時，男子心率一般比女子低，分別約為130次／min和140次／min。第一百零八頁，共一百五十一頁。2最大心跳速率心率最大心率當人達到最大負荷時心臟每分鐘的跳動次數(shù)稱為最大心率(HRmax),最大心率幾乎無性別差異，都隨著年齡(A)的增加而下降，可用一下式近似計算：HRmax=209.2-0.74AG(次/min)式中HRmax最大心率，次／min；A——年齡，歲。第一百零九頁，共一百五十一頁。3搏出量與最大心臟輸出

搏出量心輸出量心臟每次搏動從左心室注人主動脈的血液量稱搏出量。第一百一十頁，共一百五十一頁。3搏出量與最大心臟輸出

搏出量心輸出量單位時間內(nèi)從左心室射出血量Q叫心輸出量。最大攝氧量與最大心輸出量關(guān)系：Qmax=6.55+4.35Vo2max(L/min)式中Qmax最大心輸出量，L/min;Vo2max最大攝氧量，L/(N·min)。第一百一十一頁，共一百五十一頁。4肌電圖

肌電圖放電頻率和振幅應用肌纖維細胞收縮時產(chǎn)生生物電位一一動作電位，肌肉收縮時產(chǎn)生的動作電位可通過電極引導出來，再放大、記錄即得到肌電圖(Electromyogram,簡稱EMG)。第一百一十二頁，共一百五十一頁。4肌電圖

肌電圖放電頻率和振幅應用肌肉從輕微收縮增加到最大收縮時，放電頻率可從5次／s增加到50次／s。動作電位振幅(mV)的大小反映了參加收縮的肌纖維數(shù)量的多少。因此，通過肌電圖可以測定肌肉收縮的強度。第一百一十三頁，共一百五十一頁。4肌電圖

肌電圖放電頻率和振幅應用肌電圖在安全人機工程學上的應用主要是作業(yè)設計、作業(yè)姿勢、機械和工具設計的人性化、合理化和最優(yōu)化研究。在工業(yè)座椅、家用沙發(fā)和床等尺度的研究中，肌電圖是一個實用的評價指標。一個具有良好人機工程學設計的工業(yè)座椅能有效地減少人體不必要的能量消耗，提高工作效率；一個舒適的坐姿或者臥姿可使全身肌肉放松，這種放松程度，可通過測量肌電圖來評價。第一百一十四頁，共一百五十一頁。5呼吸量的測定人體的活動時，新陳代謝率增高，氧氣的消耗量與二氧化碳的呼出量都隨著活動量而增多：呼吸頻率由平靜時的每分12-18次增加到每分40-50次；呼出量由平靜時的500mL上升到2000mL上；通氣量由平靜時的6-8L上升到100L以上。第一百一十五頁，共一百五十一頁。

6脈搏數(shù)的測定主要是測定與疲勞程度有關(guān)的剛結(jié)束作業(yè)的脈搏數(shù)、脈搏積及回復到安靜時脈搏數(shù)所用的時間。脈搏積=脈搏數(shù)Х（最高最低血壓差）÷100第一百一十六頁，共一百五十一頁。7發(fā)汗的測定

發(fā)汗是機體散熱維持恒定體溫的有效途徑，發(fā)汗量是高溫下勞動或重體力勞動機體喪失水分程度的標志。發(fā)出大量汗水可造成脫水，因此對發(fā)汗量及汗液化學成分等應進行測定，可以防止高溫中暑等疾病。在安靜狀態(tài)下，當環(huán)境溫度達到28±1℃時便開始發(fā)汗。如果空氣濕度高且穿衣較多時，氣溫達到25℃時即可引起發(fā)汗。勞動時，氣溫在20℃以下，也會發(fā)汗甚至發(fā)出較多的汗量。勞動強度越大，發(fā)汗量越顯著。第一百一十七頁，共一百五十一頁。

8血液成分變化的測定

一般采用生物化學的測定方法，測量內(nèi)容主要是與疲勞關(guān)系密切的pH值、血糖量、血紅蛋白量、乳酸含量等。

第一百一十八頁，共一百五十一頁。9腦電圖

腦電圖應用腦電圖(Electroencephalogram,EEG)也是人體生物體電現(xiàn)象之一。人無論是處于睡眠還是覺醒狀態(tài)，都有來自大腦皮層的動作電位（腦電波）。在頭部表皮上通過電極和高感度的低頻放大器可測得這種生物電現(xiàn)象。第一百一十九頁，共一百五十一頁。9腦電圖

腦電圖應用利用腦電波的頻率和幅值可評價人大腦的覺醒狀態(tài)。在人機工程學研究領域內(nèi)，常利用腦電波研究環(huán)境與人的關(guān)系，如噪聲、室溫、床類用具尺度及質(zhì)地等對睡眠深度的影響。在作業(yè)領域，它與事故的發(fā)生和防止有密切的關(guān)系。第一百二十頁，共一百五十一頁。9腦電圖

α波β波γ波θ波δ波正常人安靜閉眼時出現(xiàn)a波(8-13Hz)。第一百二十一頁，共一百五十一頁。9腦電圖

α波β波γ波θ波δ波正常人睜眼并且注意力集中時α波減少，β波(14-25Hz)增多。第一百二十二頁，共一百五十一頁。9腦電圖

α波β波γ波θ波δ波25Hz以上叫γ波。α波和α波以上頻率的波統(tǒng)稱快波。第一百二十三頁，共一百五十一頁。9腦電圖

α波β波γ波θ波δ波人在打噸或睡眠中出現(xiàn)θ波(4-7Hz)和δ波(0.5-3.5Hz）。θ波和比θ波頻率低的波統(tǒng)稱慢波。成人如果在覺醒時出現(xiàn)慢波則可診斷為大腦異常。第一百二十四頁，共一百五十一頁。9腦電圖

日本橋本把大腦意識狀態(tài)劃分為階段0階段I階段II階段III階段IV失去知覺、睡眠的狀態(tài)，無意識，無反應能力。主要腦波是δ波。第一百二十五頁，共一百五十一頁。9腦電圖

日本橋本把大腦意識狀態(tài)劃分為階段0階段I階段II階段III階段IV過度疲勞、單調(diào)作業(yè)、飲酒等狀態(tài)，知覺能力的下降，發(fā)呆、發(fā)愣、不能注意。主要腦波為θ波。第一百二十六頁，共一百五十一頁。9腦電圖

日本橋本把大腦意識狀態(tài)劃分為階段0階段I階段II階段III階段IV休息、習慣上的作業(yè)的狀態(tài)，意識處于正常放松狀態(tài)，這時無預測能力和創(chuàng)造力。主要腦波為α波。第一百二十七頁，共一百五十一頁。9腦電圖

日本橋本把大腦意識狀態(tài)劃分為階段0階段I階段II階段III階段IV積極活動狀態(tài)，這時大腦清醒，注意力集中，富有主動性。主要腦波為β波。事故潛在性最小。第一百二十八頁，共一百五十一頁。9腦電圖

日本橋本把大腦意識狀態(tài)劃分為階段0階段I階段II階段III階段IV過度緊張和興奮的狀態(tài)，這時注意力集中一點，一旦有緊張情況大腦將馬上進人停止狀態(tài)。腦波狀態(tài)是β和更快頻率的腦波。事故潛在性最大。第一百二十九頁，共一百五十一頁。第三節(jié)人體測量數(shù)據(jù)的應用本節(jié)主要介紹了人體測量數(shù)據(jù)的處理方法。掌握五種常用的統(tǒng)計函數(shù)與人體測量數(shù)據(jù)的修正原則和選用原則。

第一百三十頁，共一百五十一頁。一、人體測量數(shù)據(jù)的選用原則

1、最大最小原則2、可調(diào)性原則3、平均準則4、地域性原則5、數(shù)據(jù)更新原則6、功能修正與最小心理空間相結(jié)合的原則7、標準化原則8、姿勢與身材關(guān)聯(lián)原則9、根據(jù)用途合理選擇百分位和適用度準則對有些不可調(diào)節(jié)的設計，應該根據(jù)具體要求選用最大或最小的人體參數(shù)。例如門或通道的最小高度應該選用高百分位身高數(shù)據(jù)；而抓握物體的可及距離、控制器的位移、顯示器與測試點位置、安全防護罩上的空隙等，應以低百分位的數(shù)據(jù)。第一百三十一頁，共一百五十一頁。一、人體測量數(shù)據(jù)的選用原則

1、最大最小原則2、可調(diào)性原則3、平均準則4、地域性原則5、數(shù)據(jù)更新原則6、功能修正與最小心理空間相結(jié)合的原則7、標準化原則8、姿勢與身材關(guān)聯(lián)原則9、根據(jù)用途合理選擇百分位和適用度準則對與健康或疲勞有關(guān)的設計，設計優(yōu)先采用可調(diào)性準則設計。例如汽車座椅的高度、傾角。第一百三十二頁，共一百五十一頁。一、人體測量數(shù)據(jù)的選用原則

1、最大最小原則2、可調(diào)性原則3、平均準則4、地域性原則5、數(shù)據(jù)更新原則6、功能修正與最小心理空間相結(jié)合的原則7、標準化原則8、姿勢與身材關(guān)聯(lián)原則9、根據(jù)用途合理選擇百分位和適用度準則只能用一種中等尺寸供群體使用時（如墻壁上的開關(guān)高度、門上把手尺寸等），應以第50百分位數(shù)作為適用的人體尺寸。例如：門把手、錘子的手柄、辦公室座椅。第一百三十三頁，共一百五十一頁。一、人體測量數(shù)據(jù)的選用原則

1、最大最小原則2、可調(diào)性原則3、平均準則4、地域性原則5、數(shù)據(jù)更新原則6、功能修正與最小心理空間相結(jié)合的原則7、標準化原則8、姿勢與身材關(guān)聯(lián)原則9、根據(jù)用途合理選擇百分位和適用度準則在選用人體尺寸和體形時，首先應搞清該尺寸的適用范圍，如適用的國家、地區(qū)、民族、年齡、性別、職業(yè)及社會階層等，否則，盲目選用，設計出的產(chǎn)品適用性較差。第一百三十四頁，共一百五十一頁。一、人體測量數(shù)據(jù)的選用原則

1、最大最小原則2、可調(diào)性原則3、平均準則4、地域性原則5、數(shù)據(jù)更新原則6、功能修正與最小心理空間相結(jié)合的原則7、標準化原則8、姿勢與身材關(guān)聯(lián)原則9、根據(jù)用途合理選擇百分位和適用度準則人體測量數(shù)據(jù)應用應注意人體尺寸的變化。一方面從事某種工作的勞動人群的身材有變化時，其最佳適應尺寸也應隨之改變；另一方面，世界各國人體身高有增加的趨勢，近20年來世界各國人體的身高平均每10年增加1cm，我國的人體身高增加更快。

第一百三十五頁，共一百五十一頁。一、人體測量數(shù)據(jù)的選用原則

1、最大最小原則2、可調(diào)性原則3、平均準則4、地域性原則5、數(shù)據(jù)更新原則6、功能修正與最小心理空間相結(jié)合的原則7、標準化原則8、姿勢與身材關(guān)聯(lián)原則9、根據(jù)用途合理選擇百分位和適用度準則設計中用到的尺寸應該考慮設計裕度，在人體尺寸上加適當?shù)男拚?，叫產(chǎn)品的最小功能尺寸。為了克服人心理上的空間壓抑感、高度恐懼感、以及求奇、求美心理，在產(chǎn)品最小功能尺寸上還要加心理修正量，稱最佳功能尺寸。第一百三十六頁，共一百五十一頁。功能修正與最小心理空間相結(jié)合的原則最小功能尺寸Smin=Sα+△f式中Smin——產(chǎn)品的最小功能尺寸；Sα——第百分位人體尺寸；△f——功能修正量。涉及人體尺寸的設計,都要考慮實際活動中人的姿勢、動態(tài)操作、衣著等需要的設計裕度，所有這些設計裕度總計為功能修正量△f。第一百三十七頁，共一百五十一頁。功能修正與最小心理空間相結(jié)合的原則最佳功能尺寸Sopm=Sα+△f+△p式中Sopm——最佳功能尺寸；Sα——第百分位人體尺寸；△f——功能修正量;△p——心理修正量(實驗求得)。第一百三十八頁，共一百五十一頁。一、人體測量數(shù)據(jù)的選用原則

1、最大最小原則2、可調(diào)性原則3、平均準則4、地域性原則5、數(shù)據(jù)更新原則6、功能修正與最小心理空間相結(jié)合的原則7、標準化原則8、姿勢與身材關(guān)聯(lián)原則9、根據(jù)用途合理選擇百分位和適用度準則設計要遵循國家標準、國際標準。第一百三十九頁，共一百五十一頁。一、人體測量數(shù)據(jù)的選用原則

1、最大最小原則2、可調(diào)性原則3、平均準則4、地域性原則