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1、人体工程学复习要点第一章 1人体工程学称谓有多种。在西欧，称为“人类工程学或工效学”，在美国多称为“人类因素学或人类因素工程学”，日本则称为“人间工学”，俄罗斯称为“工程心理学”。 2国际人体工程学会（International Ergonomics Association,简称为IEA)认为：人体工程是研究人在某种工作环境中的解剖学，生理学和心理学等方面的因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究在工作中，生活中和休假时怎样统一考虑工作效率，人体健康，安全和舒适等问题的学科。 3人体工程学研究最早出现在波兰。1857年波兰人亚司特色波夫斯基第一个建立了ERGONIMICS体系。 4 1957年
2、，E.J.麦米考来克发表的人类工程学是第一部关于人体工程学的权威著作。 5人体工程学历史包括经验人体工程学时期，科学人体工程学时期，现代人体工程学时期。 6明清时期在南方最常见的“天井院”也是为人的起居着想。 7战国时期的黄帝内经对人体的测量方法，测量部位，测量工具，尺寸分类等也有要求。 8人体工程学的人性化体现在： （1）以工具的“可用性”为设计目的，工具要适应人的生理能力，视听能力和身体尺寸 （2）保护使用者的安全健康，把设计思想和设计标准从机器技术中心论转向以人为中心的设计 （3）使人机界面的操作符合人的行为习惯方式，改进设计中隐性错误，同时增加界面的审美性 （4）注意特殊人群的研究，老
3、人，儿童和残疾人的用具符合其特点，特别是在公共交通，城市道路，公共生活设施当中进行无障碍设计。 （5）人性化的材料技术的研发 （6）智能产品的人性化服务 9 人体工程学的应用领域包括产品设计，环境设计，界面设计，设计管理 10 人体工程学的设计阶段包括规划阶段，方案设计，技术设计，总体设计，加工设计 11 人体工程学是一门交叉性强的基础应用科学，也是指导设计学科进行设计研究的重要科学基础。12 人体工程学原本就是研究人在适度地劳动中用力的规律的一门科学。13 1961年在斯德哥尔摩举行了第一次国际人体工程学会议。14 春秋战国时期考工记记载了周朝的都城制度，这样中规中矩的造城理念，是符合人的进
4、进出出的习惯并方便人在城中的各种活动。第二章 人体测量与设计应用 1 人体尺度是设计师进行设计时必须考虑的基本因素。 2 测量人体的科学称为人体测量学，它是通过测量人体各部位尺寸来确定个人之间和群体之间在人体尺寸上差别的一门学科。 3 罗马建筑师维特鲁威在公元前1世纪就已经从建筑学的角度对人体尺寸作了较全面的论述。 4 人体基本上以肚脐为中心。 5 文艺复兴时期的达芬奇创作了著名的人体比例图。 6 人体尺寸数据主要有功能上的和构造上的两类，即动态尺寸和静态尺寸。 1962年中国建筑科学研究院发表的人体尺度的研究中，有关我国人体尺寸的测量值。 7 人体测量基准面的定位是三个互为垂直的轴（铅垂轴，
5、纵轴和横轴）决定的。 8 通过铅垂轴和纵轴的所有平面都称为矢状面。通过铅轴和横轴的所有平面都称为冠状面。与矢状面及冠状面同时垂直的所有平面都称为水平面。 9 人体测量的内容： 形态的测量，以检查人体形态的方式进行测量。主要有人体长度测定，人体体形测定，人体体积和重量的测定，人体表面积测定。 生理的测量，测量人体的主要生理指标，包括皮肤温度，出汗量，血压，心率，耗氧量等。 静态和动态测量 静态测量是指被测者静止地站着或坐着进行的一种测量方式。 动态测量是指被测者处于动作状态下所进行的测量。 10 人的身体尺寸会因年龄，健康状况，性别，种族，职业，其他因素如地域等不同而具有显著的差异。 11 百分
6、位数表示设计的适应域，即在某一身体尺寸范围内，使用者中有百分之几的大于或小于给定值。例如中国成年男子身高95百分位为177.5cm,表示这一年龄组男性中身高等于或小于177.5cm者占95%，大于此值只占5%。 12 在人体工程设计中，常用的是第1，5，50，95，99百分位。第1，5代表小身材，50表示适中身材，第99百分位代表大身材。 13 为了研究和分析人体动作范围，作业姿势，作业区域等，用数学方法对人体各部分尺寸与相对位置进行描述的模型，称为人体数学模型。 14 通常将作业姿势按作业面布置和操作对象位置，作业性质分为站立，弯腰，前屈，下蹲四种。 15 立姿身高常用来确定建筑物高度，设备
7、高度，车厢，机舱，船舱高度，立姿使用的用具高度，床的长度。 16 立姿眼高常用来确定立姿操作时机械仪表的高度，数据机床控制显示屏幕的高度和需要被视看对象（如艺术品）的高度 17 坐姿眼高常用来确定坐姿操作时各种机械仪表的高度和需要被视看对象（如教室黑板）的位置。 18 注意阅读课本26-28页的表格，重点看每个人体尺寸可以运用设计何种内容以及选择的百分位是什么，关键是理解记忆。 19 在设计中常用到人体模板作为辅助设计的工具，是设计或制图人员考察人体尺寸时所用的辅助手段，采用较多的是二维人体模板，这种人体模版是根据人体测量数据进行处理和选择而得到的标准人体尺寸。 另一类人体模板是三维人体模型，
8、三维人体模型分实物模型和计算机辅助模拟模型两种。 人体模型主要用于辅助制图，辅助设计，辅助演示或模拟测试等方面。 20 人体工程学研究离不开人体工程学实验室与人体工程软件。 21 研究活动姿势时，人们一般仍然广泛使用相对人体各平面（矢状面，冠状面和横断面）定义姿势的方法。(1) PEBA法，是以身体段的某一运动范围对应某一分值，如对于颈部，发生0-20度的前倾运动时，分值记录1，对于躯干，发生20-60度弯曲时，分值记录3等等。(2) 姿势靶标定位法，则将身体段从标准位偏移运动45度是，标记在靶标的第一个圆环上，45-90对应第二个圆环，以此类推。(3) 坐姿研究法，将主要身体段之间的相对运动
9、角度以15度为单位刻度进行划分。 22 从人机工程学角度讲，姿势是身体各种准静态的生物力学性定位，即身体的各种状态。 23 姿势可以通过三种不同的方式来描述，即点坐标法，轴坐标法和类似解剖学的方法。(1) 点坐标发记录各单个关节点的三维坐标，(2) 轴坐标法记录各个单个身体段相对于绝对坐标系空间的运动调整角度值。(3) 类似解剖学方法记录各个单个身体段相对于前一身体段的运动调整角度值。 24 坐姿是一种常用的活动姿势 25 赫兰德等认为引起不舒适感的22要素可归于疲劳，痛楚，生理和环境因素等四大类别。引起舒适感的21要素可归于感受，轻松，安康，松弛，环境等五大类别。 26 在产品设计中考虑产品
10、操作姿势，将可避免使用者采用不良的操作姿势，增强产品的可用性，提高使用效率。 27 人操纵机器时所需要的活动空间，加上机器，设备，工具，用具，被加工物件所占有的空间的总和，称为作业空间。 28 作业空间设计的着眼点在于人，包括广泛的内容，就大范围而言，是把所需要的机器，设备和工具，按照操作要求进行合理的空间布置，就是从人的需要出发，对机器的操纵装置、显示装置相对于操作者的位置进行合理的安排，为操作者创造舒适而方便的工作条件。 29 在产品设计和工程设计中，主要包括作业场所设计，工位设计等。 30 作业场所设计是工厂布局的重要方面，主要内容是确定各车间，各作业点和机械设备的布置格局。 31 工位
11、设计的目的是保证单个作业者能获得省力，高效和舒适的作业空间，作业机具和作业环境。工位设计主要包括工位的作业区域布局设计和作业台面的设计。32 工位的作业面设计受作业者视野和操纵能力两个因素制约。坐姿和立姿是最常使用的作业姿势。33 研究人员认为人的正常视线低于10-15度角线。设计长时间作业的工位时，要尽量采用坐姿作业姿势。人的最佳视觉区域不是以正常实现为中心的圆形空间范围，而是近似椭圆的空间范围。作业姿势的选择：通常在以下情况下，采用立姿作业工位，即当作业者须在较大的作业场所频繁地走动，搬运较重或大型物件或用手施加较大力量。在服务业的工作人员也多采用立姿工作姿势。设计长时间作业的工位时，要尽
12、量才用坐姿作业姿势。除坐姿和立姿工位外，当作业需要作业者常常在站立和坐下两种姿势间变换时，还可以选择和设计坐立姿工位。34 作业台面的设计主要包括作业台面深度和高度的设计，也可以涉及台面倾斜度的设计。35 在设计作业台面的深度时，正常和最大作业区域是必须要考虑的重要事项： （1）应该将那些需要频繁操作的物件放置或定位在正常作业区域内，并尽可能地靠近作业者的身体。 （2）其他物件可以放置在最大作业区域内 (3) 实际作业中，偶尔也允许将某些特件放置得远一点，超出最大作业区域范围，作业者稍向前屈身就可伸及。36 作业任务的特性是正确地确定立姿或坐姿作业状态下作业台面高度的根本依据。作业区设计主要依
13、据人体尺寸的测量数据，工作面的高度是决定人工作时身体姿势的重要因素。37 拇指准则用于确定作业台面的高度，即立姿作业时，相对于肘部所在平面的高度，作业台面高度低5-10cm，而坐姿作业时，作业台面与肘部所在平面等高，除非作业任务需要作业者精密操作或施加很大的力来完成。38 倾斜桌面有利于保持躯体自然姿势，避免弯曲过度。从适应性而言，可调工作台是理想的人体工程学的设计。39 健康型电脑桌设计的第一个关键，是注意两个高度，即键盘托板的高度以及桌面的高度。40 人体工程学键盘常常在字母键盘中央安排一个折角，用来改善腕部的尺偏的。41 一般而言，座椅高度36-48cm,坐垫深度36-39cm,坐垫宽度
14、37-42cm 餐椅的座面角度一般为0度，以免体腿的角度太小压迫腹部。办公用椅可取0-5度之间。较低的座面如沙发，座面角度可取5-25度之间。座面硬度应当适中，设计优良的座面硬度分布是不均匀的。 一般餐椅的靠背与坐面夹角取95度左右，工作用椅取95-100度之间，100度以上适合休闲椅。42 人机座椅设计要求 （1）使脊椎保持健康正确的曲率 （2）阻止骨盆向后倾斜 （3）尾骨与臀部最小化压力 （4）为骨盆提供有效支撑 （5）减轻和限制腿窝肌肉压力 （6）为骨盆和脚提供良好的支撑43 自行车的曲柄长度通常取人体身长的1/1044 工具的人体工程设计需要考虑相关的人机操作界面，操作姿势，操作空间和
15、位置等多种因素，其中手持式工具是最常用的工具。45 手持式工具设计要点：把手是手持式工具操作的必须部位。有4条指导原则：不要使腕部弯曲，把手形状应有助于抓握，确定适当的抓握尺寸，提供适当的手指和握形间的间隔空间。主要考虑因素有直径，长度，形状，角度，表面质感和材料实用等方面。46 手持式工具的设计原则 （1）必须有效地实现预定功能 （2）必须与使用者身体成适当比例，使人力操作效率最大 （3）必须按照操作人的力度和工作能力设计 （4）不应引起过度疲劳，不应误导不正确的操作姿势 （5）必须以某种形式暗示操作者使用姿势，并向操作者提供一些感官反馈。 （6）充分考虑操作的安全性 （7）所需的开发资金和维护成本应该合理47 手持式工具设计（1） 直径：与使用者手部尺寸和操作要求有关。对于操纵活动采用22mm为宜。（2） 长度：把手长度一般应保证四个手指能够握尺。至少应有100mm,120mm时能舒服握尺。（3） 形状：把手截面形状与操作动作息息相关，并不总是圆形。（4） 角度：在正常情况下，把握中心线应与前臂轴线呈约78度的夹角。（5） 表面纹理与材料：舒适的握感，防滑，增大摩擦力和防震是工具材料选择要考虑的要素。（6） 双手
