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1、1,第四章 人体的姿势分析,2.数字人体姿态,3.作业姿势与施力,1.作业姿势,Human posture analysis,主要内容,Contents,2,对比评价,3,对比评价,4,布劳耶设计的“躺椅”,对比评价,5,第一节 作业姿势,产品设计,对人的设计,对人体姿势的设计,Working Posture,6,第一节 作业姿势,人体工效取决于“姿势”与“动作”。,不正确的姿势引起,工效低,职业病,Working Posture,7,第一节 作业姿势,1.人体姿势描述,Working Posture,8,Working Posture,人体处于侧卧姿势时的腰椎弯曲弧线是放松的，属于正常腰曲弧
2、线（D姿势）。,第一节 作业姿势,9,第一节 作业姿势,1.人体姿势描述 姿势是人体各种准静态的生物力学性“定位”，即身体各部分的状态。 人体姿势可以采用人体各部分“关节点坐标”、身体各段“运动角度”等几何参数来描述。,Working Posture,10,第一节 作业姿势,1.人体姿势描述,Working Posture,11,第一节 作业姿势,Working Posture,2.常见人体作业姿势 1）立姿 2）坐姿 3）跪姿、俯卧姿 4）其它作业姿势,12,常见作业姿势,Common operating posture type,（1）立姿：,立姿通常是指人站立时上体前屈角小于30时所保持
3、的姿势。 优点。可活动的空间增大；需经常改变体位的作业，手的力量增大，即人体能输出较大的操作力；减少作业空间，在没有座位的场所，以及显示器、控制器配置在墙壁上的情况，立姿较好。 缺点。不易进行精确和细致的作业；不易转换操作；立姿时肌肉要作出更大的功来支持体重，容易引起疲劳；长期站立容易引起下肢静脉曲张等。,13,常见作业姿势,Common operating posture type,（2）坐姿：,坐姿是指身躯伸直或稍向前倾角为1015，上腿平放，下腿一般垂直地面或稍向前倾斜着地，身体处于舒适状态的体位。 优点。不易疲劳，持续工作时间长；身体稳定性好，操作精度高；手脚可以并用作业；脚蹬范围广，
4、能正确操作。 缺点。活动范围小；长期坐着工作也带来了很多问题，如使人腹肌松弛、肥胖等。,14,常见作业姿势,Common operating posture type,（3）跪姿、俯卧姿和爬姿 ：,15,常见作业姿势,Common operating posture type,（4）其它作业姿势 ：,16,3.9 人体尺寸比例关系,17,第一节 作业姿势,Working Posture,18,第一节 作业姿势,Working Posture,19,2.坐姿下人体脊柱形态,6种基本坐姿,Spine morphology in sitting,20,Spine morphology in sitt
5、ing,2.坐姿下人体脊柱形态,21,Spine morphology in sitting,2.坐姿下人体脊柱形态,22,Arm extended area,第二节 伸及域,伸及域位于作业者前方，作业者无须向前倾身或欠伸就能伸及的一个三维空间范围 。,经常使用的操纵元件应该布置在伸及域内。,23,Arm extended area,第二节 伸及域,测量方法,24,最大作业范围指人躯干前侧靠近工作面边缘时，以肩峰点为轴，上肢伸直作回旋运动时手指所触及的范围。,正常作业范围上臂自然下垂，以肘关节为中心，前臂作回旋运动时手指所触及的范围。,斯夸尔斯认为前臂由里侧向外侧作回转运动时，肘部位置发生一定
6、的相随运动，手指伸及点组成的轨迹不是圆弧，是外摆线。,巴恩斯在分析正常作业区域时，假设上臂不伸展，且以肘部保持一固定点位置，前臂掠扫范围；最大操作区域是整个上肢从肩部向外伸展时掠扫范围。,（男子P50）,Arm extended area,1.坐姿下伸及域,25,伊斯雷尔斯基 男性P5右手伸及范围,着装较多，表中数据乘以0.8；女性操作者表中数据乘以0.9。,26,P5,科罗默 男性操作者手正常、较佳操纵范围,P5,27,科罗默 男性操作者脚正常、较佳操纵范围,P5,28,科罗默 座椅高度引起坐姿变化，脚施力方向发生变化。,座椅高度引起坐姿变化，脚施力方向发生变化。 座椅较低时，人脚伸及空间是
7、前、后。,P5,29,Arm extended area,2.立姿下伸及域,立姿男性P5右手伸及范围,30,Arm extended area,2.立姿下伸及域,立姿男性P50右手伸及范围,31,The Posture edit For Human Body Model,人体模型肢体评估与优化,第三节 数字人体姿势编辑,32,Operating posture and force,第四节 作业姿势与施力,33,Operating posture and force,第四节 作业姿势与施力,在某种环境优化条件下，一个人可能提升最大物体的重量不超过23Kg。,34,Operating postur
8、e and force,第四节 作业姿势与施力（工效）,1.抬起物品 1）建立正确的抬起动作,35,Operating posture and force,第四节 作业姿势与施力,2）抬起重物,增加30%后背压力,36,Operating posture and force,第四节 作业姿势与施力,2）抬起重物,磅,负重,37,Operating posture and force,第四节 作业姿势与施力,2）抬起重物,38,Operating posture and force,第四节 作业姿势与施力,39,Operating posture and force,第四节 作业姿势与施力,2）
9、抬起重物,40,Operating posture and force,第四节 作业姿势与施力,3）被抬起物品形状应便于抓抱 a.被搬运物的外形与尺寸应与人体尺寸相匹配 b.被搬运物应设计合适的把手,41,Operating posture and force,第四节 作业姿势与施力,4）单个搬运物重量要适当 不能太重，也不能太轻。,42,Operating posture and force,第四节 作业姿势与施力,2.运送物品 搬运重物引起肌肉承受持续压力，导致疲劳。,43,Operating posture and force,第四节 作业姿势与施力,2.运送物品,44,Operatin
10、g posture and force,第四节 作业姿势与施力,2.运送物品,45,Operating posture and force,第四节 作业姿势与施力,3.拉和推送物品,1）限制推和拉的力 当推拉一小车使其运动时，施加的力不应该超过200N，以防止背部产生较大的机械压力。 如果推车保持运动超过1min，可允许的推力或拉力降到100N,46,Operating posture and force,第四节 作业姿势与施力,3.拉和推送物品,2）有足够的容脚空间,47,Operating posture and force,第四节 作业姿势与施力,3.拉和推送物品,3）在小车上安装把手,
11、48,Operating posture and force,第四节 作业姿势与施力,3.拉和推送物品,4）在小车上安装旋转车轮 5）确保地面坚硬和平整,49,作 业,分组绘图、测量、计算中国人体（成年男、女）伸及域。 具体要求： 1.根据自身个头组队，绘制P1、P5、P10、P50、P90、P95、P99的人体伸及域； 2.采取CATIA和测量验证其正确性。 作业形式： 1.测量方法与过程； 2.人体姿势图与数据表。,50,课题设计,针对你身边的环境（学习、生活等）进行人机分析，撰写分析报告。 具体要求： 1.设计作业姿势（特别是手操作姿势），并进行生理尺度分析； 2.采用CATIA建模，结合学习内容扩大分析范围。 报告格式： 1.环境介绍，存在问题 2.人机分析（作业姿势、尺度、舒适度、视野等） 3.改进建议,
