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1、车辆 人 机 工 程 学第第2章人体尺寸与人体模型章人体尺寸与人体模型2.1人体尺寸人体尺寸 人体尺寸是一离散的随机变量。人体尺寸是一离散的随机变量。n人体尺寸随机变量的特征人体尺寸随机变量的特征正态分布；正态分布；数字特征：均值数字特征：均值，标准差，标准差。例：中国男性成年人身高的分布曲线：例：中国男性成年人身高的分布曲线：车辆 人 机 工 程 学n百分位数百分位数百分位数百分位数Pk将随机变量的总体或样本将随机变量的总体或样本的全部观测值分为两部分，有的全部观测值分为两部分，有k%的观测的观测值等于和小于它，有值等于和小于它，有(100- k) %的观测值的观测值大于它。大于它。 百分位
2、数是一种位置指标、一个界值。百分位数是一种位置指标、一个界值。人体尺寸用百分位数表示时，称人体尺寸用百分位数表示时，称人体人体尺寸百分位数尺寸百分位数。 若已知某项人体测量数据的均值若已知某项人体测量数据的均值、标准差、标准差，可计算任一百分位，可计算任一百分位的人体尺寸百分位数：的人体尺寸百分位数：Pk K式中式中K为转换系数，可根据不同的百分位数查表确定。为转换系数，可根据不同的百分位数查表确定。如：中国成年男子身高的第如：中国成年男子身高的第50百分位数为百分位数为1678mm，记为记为P50=1678mm。 常用常用P1 或或 P5代表代表“小小”身材的人群，身材的人群， P95 或或
3、 P99代表代表“大大”身材的人群。身材的人群。车辆 人 机 工 程 学nGB/T 10000中国成年人人体尺寸中国成年人人体尺寸立姿人体尺寸立姿人体尺寸6项项坐姿人体尺寸坐姿人体尺寸11项项人体水平尺寸人体水平尺寸10项项人体头部尺寸人体头部尺寸7项项人体手部尺寸人体手部尺寸5项项人体足部尺寸人体足部尺寸2项项人体主要尺寸人体主要尺寸6项项车辆 人 机 工 程 学n人体主要尺寸人体主要尺寸(mm)n立姿人体尺寸立姿人体尺寸(mm)车辆 人 机 工 程 学nGB13547工作空间人体尺寸工作空间人体尺寸立姿立姿俯卧姿俯卧姿坐姿坐姿跪姿跪姿爬姿爬姿车辆 人 机 工 程 学n立姿人体尺寸（女立姿人
4、体尺寸（女 ）(mm)车辆 人 机 工 程 学GB/T 12985在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则：n尺寸修正量尺寸修正量功能修正量功能修正量l穿着修正量：穿着修正量：考虑穿鞋、戴帽、穿衣后的尺寸变化量。考虑穿鞋、戴帽、穿衣后的尺寸变化量。如：如：着衣修正量：着衣修正量：坐姿的坐高、眼高、肩高、肘高加坐姿的坐高、眼高、肩高、肘高加6mm,6mm,胸厚加胸厚加10mm,10mm,臀膝距加臀膝距加20mm20mm。穿鞋修正量：穿鞋修正量：立姿的身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、立姿的身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高等，男子加会阴高等，男子加25m
5、m25mm，女子加，女子加20mm20mm。l姿势修正量：姿势修正量：躯干呈放松状态及处于不同姿势引起的尺寸变化量。躯干呈放松状态及处于不同姿势引起的尺寸变化量。如：如：立姿时的身高、眼高等减立姿时的身高、眼高等减10mm；坐姿时的坐高、眼高减；坐姿时的坐高、眼高减44mm。l操作修正量：操作修正量：考虑不同操作动作（如用手指、手掌、手臂操作）引考虑不同操作动作（如用手指、手掌、手臂操作）引起的尺寸变化量。起的尺寸变化量。如：对按钮、推钮、搬钮等的操作，上肢前伸长应作修正：如：对按钮、推钮、搬钮等的操作，上肢前伸长应作修正： “按按” 减减12mm12mm 、“推推”和和“搬搬”减减25mm2
6、5mm，“取取”（卡、票等）（卡、票等）减减20mm20mm 。心理修正量心理修正量考虑心理因素（如压抑感、恐惧感、美观等）而加的尺寸修正量。考虑心理因素（如压抑感、恐惧感、美观等）而加的尺寸修正量。n产品功能尺寸的设定产品功能尺寸的设定产品最小功能尺寸人体尺寸百分位数功能修正量产品最小功能尺寸人体尺寸百分位数功能修正量产品最佳功能尺寸人体尺寸百分位数功能修正量心理修正量产品最佳功能尺寸人体尺寸百分位数功能修正量心理修正量车辆 人 机 工 程 学n产品尺寸设计产品尺寸设计型产品尺寸设计（双限值设计）：型产品尺寸设计（双限值设计）：需要两个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值和下限值的设计依据。需要两
7、个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值和下限值的设计依据。如尺寸可调节的产品：汽车座椅高度；腰带长度；麦克风高度。如尺寸可调节的产品：汽车座椅高度；腰带长度；麦克风高度。 型产品尺寸设计（单限值设计）：型产品尺寸设计（单限值设计）：只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值或下限值的设计依据。只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值或下限值的设计依据。lA型产品尺寸设计（大尺寸设计）：型产品尺寸设计（大尺寸设计）：只用代表只用代表“大个大个”的人体尺寸百分位数作为尺寸上限值的设计依据。的人体尺寸百分位数作为尺寸上限值的设计依据。如门框高度；防护栏杆高度；把手孔圈大小；床的长度。如门框高度；防护栏杆高度
8、；把手孔圈大小；床的长度。lB型产品尺寸设计（小尺寸设计）：型产品尺寸设计（小尺寸设计）：只用代表只用代表“小个小个”的人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的设计依据。的人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的设计依据。如防护罩间距；搁物架上层高度；汽车踏步高度；读报栏高度。如防护罩间距；搁物架上层高度；汽车踏步高度；读报栏高度。 型产品尺寸设计（折中设计、平均尺寸设计型产品尺寸设计（折中设计、平均尺寸设计）：）：用第用第50百分位人体尺寸作为产品尺寸设计的依据。百分位人体尺寸作为产品尺寸设计的依据。如座椅高度；门把手及门锁高度；工具尺寸。如座椅高度；门把手及门锁高度；工具尺寸。n满足度满足度 指所设计的产
9、品在尺寸上能满足多少人使用，以合适地使用的人占指所设计的产品在尺寸上能满足多少人使用，以合适地使用的人占使用者群体的百分比表示。使用者群体的百分比表示。 满足度可由设计依据的人体百分位算得。满足度可由设计依据的人体百分位算得。车辆 人 机 工 程 学n人体尺寸百分位数的选择人体尺寸百分位数的选择车辆 人 机 工 程 学n人体尺寸在设计中的应用举例人体尺寸在设计中的应用举例城市客车扶手横杆高度的确定：城市客车扶手横杆高度的确定：1.按乘客按乘客“抓得住抓得住”设计设计男女通用，小尺寸设计（男女通用，小尺寸设计（B型产品尺寸设计），选型产品尺寸设计），选P5女女，由由GB/T 13547查得查得“
10、双臂功能上举高双臂功能上举高”(1855岁）为岁）为1741mm，加穿鞋修正量加穿鞋修正量20mm，横杆高度应小于横杆高度应小于1761mm。2.按乘客按乘客“不碰头不碰头”设计设计男女通用，大尺寸设计（男女通用，大尺寸设计（A型产品尺寸设计），选型产品尺寸设计），选P95男男，由由GB/T 10000查得查得“身高身高”(1860岁）为岁）为1775mm，加穿鞋修正量加穿鞋修正量25mm、横杆半径、横杆半径15mm，横杆高度应大于横杆高度应大于1815mm。3.解决办法解决办法取横杆高度大于取横杆高度大于1815mm，再设置高度小于，再设置高度小于1761mm的吊环拉手，的吊环拉手，车辆 人
11、 机 工 程 学2.2人体模型人体模型人体模型是模拟人体某种特性的装置。人体模型是模拟人体某种特性的装置。n二维人体模型二维人体模型模拟主要人体尺寸模拟主要人体尺寸车辆 人 机 工 程 学n三维三维H点装置点装置模拟人体坐姿的模拟人体坐姿的H点位置。用来检查每个特定汽车座椅的实际点位置。用来检查每个特定汽车座椅的实际H点的一点的一种装置。种装置。H点：点：人体身躯与大腿的铰接点，即胯点（人体身躯与大腿的铰接点，即胯点（Hip Point）。）。R点（乘坐基准点、点（乘坐基准点、SgRP、最后、最后H点）：点）： 制造厂规定的设计基准点。该点制造厂规定的设计基准点。该点a.确定了正常驾驶或乘坐的
12、座椅最后位确定了正常驾驶或乘坐的座椅最后位置；置；b.确定了座椅相对车辆的坐标；确定了座椅相对车辆的坐标；c.模拟人体驱干和大腿铰接中心位置；模拟人体驱干和大腿铰接中心位置；d.是用来安装二维人体样板的参考点。是用来安装二维人体样板的参考点。汽车座椅汽车座椅H点：点： 按规定将三维按规定将三维H点装置安装在汽车座椅点装置安装在汽车座椅上，三维上，三维H点装置的躯干线和大腿中心线点装置的躯干线和大腿中心线的交点。的交点。车辆 人 机 工 程 学n汽车碰撞试验人体模型汽车碰撞试验人体模型模拟人体各部分的质量、惯量、弹性、迟滞模拟人体各部分的质量、惯量、弹性、迟滞性、阻尼；性、阻尼；模拟主要人体尺寸
13、；模拟主要人体尺寸；安装有传感器。安装有传感器。车辆 人 机 工 程 学n行人保护碰撞试验人体模型行人保护碰撞试验人体模型本田车辆 人 机 工 程 学n行人保护碰撞试验人体模型行人保护碰撞试验人体模型车辆 人 机 工 程 学n其他部分人体模型其他部分人体模型头部模型：头部模型：模拟头部的部分尺寸、质量及皮肤的力学响应特性。模拟头部的部分尺寸、质量及皮肤的力学响应特性。胸部模型：胸部模型：模拟胸部的部分尺寸、质量及皮肤的力学响应特性。模拟胸部的部分尺寸、质量及皮肤的力学响应特性。人造皮肤与皮下组织：人造皮肤与皮下组织：模拟力学响应特性。模拟力学响应特性。两自由度振动人体模型：两自由度振动人体模型：模拟部分集中质量、弹性、阻尼。模拟部分集中质量、弹性、阻尼。
