2015年安全工程師《生產(chǎn)技術(shù)》人體測(cè)量考點(diǎn)

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　　人體測(cè)量

　　為了使各種與人有關(guān)的機(jī)械、設(shè)備、產(chǎn)品等能夠在安全的前提下高效工作.就須實(shí)現(xiàn)人——機(jī)的最優(yōu)結(jié)合，井使人在使用時(shí)處于安全、舒適的狀態(tài)和無(wú)害、宜人的環(huán)境之中;現(xiàn)代設(shè)計(jì)就必須充分考慮人體的各種人機(jī)學(xué)參數(shù)。

　　(一)人體尺寸測(cè)量基礎(chǔ)

　　人體測(cè)量所涉及的是一個(gè)特定的群體而非個(gè)人。因而選擇樣本必須考慮代表性的群體，測(cè)量的結(jié)果要經(jīng)過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)處理，以反映陔群體的形態(tài)特征與差異程度。人體測(cè)量是通過(guò)測(cè)量人體各部位尺寸來(lái)確定個(gè)體之間和群體之間在人體尺寸上的差別，用必研究人的形態(tài)特征，從而為各種安全設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)提供人體測(cè)量數(shù)據(jù)。

　　1.被測(cè)者姿勢(shì)

　　(1)直立姿勢(shì)。被測(cè)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，膝部自然伸直，左、右足后跟并攏，前端分開(kāi)，使兩足大致成45°夾角，體重均勻分布于兩足。

　　(2)坐姿。被測(cè)者挺胸坐在被調(diào)節(jié)至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，膝彎曲大致成直角，足平放在地面上，手放在大腿上。

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　　2測(cè)量基準(zhǔn)面

　　人體測(cè)量基準(zhǔn)面的定位是由三個(gè)互相垂直的軸(鉛垂軸，縱軸和橫軸)來(lái)決定的。

　　(1)矢狀面。按前后方向?qū)⑷梭w縱切為左、右兩部分的所有斷面，都可稱(chēng)為矢狀面。

　　(2)正中矢狀面。將人體分為左、右對(duì)等的兩半的斷面稱(chēng)作正中矢狀面。

　　(3)冠狀面。通過(guò)鉛垂軸和橫軸的平面及與其平行的所有平面都稱(chēng)為冠狀面。

　　(4)水平面。與矢狀面及冠狀面同時(shí)垂直的所有平面都稱(chēng)為水平面。水平面將人體分成上、下兩部分。

　　(5)眼耳平面。通過(guò)左、右耳屏點(diǎn)及眼眶下點(diǎn)的水平面稱(chēng)為眼耳平面或法蘭克福平面。

　　3測(cè)量方向

　　(1)在人體上、下方向上，將上方稱(chēng)為頭側(cè)端。將下方稱(chēng)為足側(cè)端。

　　(2)在人體左、右方向上，將靠近正中矢狀面的方向稱(chēng)為內(nèi)側(cè)，將遠(yuǎn)離正中矢狀面的方向稱(chēng)為外側(cè)。

　　(3)在四肢上，將靠近四肢附著部位的稱(chēng)為近位，將遠(yuǎn)離四肢附著部位的稱(chēng)為遠(yuǎn)位。

　　(4)對(duì)于上肢，將撓骨側(cè)稱(chēng)為撓側(cè)，將尺骨側(cè)稱(chēng)為尺側(cè)。

　　(5)對(duì)于下肢，將脛骨側(cè)稱(chēng)為脛側(cè)，將腓骨側(cè)稱(chēng)為腓側(cè)。

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　　4支承面和衣著

　　立姿時(shí)站立的地面或平臺(tái)以及坐姿時(shí)的椅平面應(yīng)是水平的、穩(wěn)固的、不可壓縮的。要求被測(cè)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(cè)量.在后者情況下在測(cè)量胸圍時(shí)，男性應(yīng)撩起汗背心，女性應(yīng)松開(kāi)胸罩后進(jìn)行測(cè)量。

　　5人體測(cè)量的主要儀器

　　在人體尺寸參數(shù)的測(cè)量中，所采用的人體測(cè)量?jī)x器有：人體測(cè)高儀、人體測(cè)量用直腳規(guī)、人體測(cè)量用彎腳規(guī)、人體測(cè)量用三腳平行規(guī)、坐高椅、量足儀、角度計(jì)、軟卷尺以及醫(yī)用磅秤等。我國(guó)對(duì)人體尺寸測(cè)量專(zhuān)用儀器已制定了標(biāo)準(zhǔn)，而通用的人體測(cè)量?jī)x器可采用一般的人體生理測(cè)量的有關(guān)儀器。

　　(1)人體測(cè)高儀。主要是用來(lái)測(cè)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。

　　(2)人體測(cè)量用直腳規(guī)。主要是用來(lái)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的直線距離，特別適宜測(cè)量距離較短的不規(guī)則部位的寬度或直徑，如測(cè)量耳、臉、手、足等部位的尺寸。

　　(3)人體測(cè)量用彎腳規(guī)。常常用于不能直接以直尺測(cè)量的兩點(diǎn)間距離的測(cè)量，如測(cè)量肩寬、胸厚等部位的尺寸。

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　　(二)靜態(tài)測(cè)量

　　1.靜態(tài)測(cè)量方法

　　人體尺寸的靜態(tài)測(cè)量屬于傳統(tǒng)的測(cè)量方法，用途根廣。靜態(tài)人體測(cè)量可采取不同的姿勢(shì)，主要有立姿、坐姿、跪姿和臥姿等幾種。制作衣服時(shí)人體尺寸的測(cè)量是常見(jiàn)的人體靜態(tài)測(cè)量的方法，這種測(cè)量是在被測(cè)量者靜態(tài)地站著或坐著的姿勢(shì)下進(jìn)行的。靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)是動(dòng)態(tài)測(cè)量的基礎(chǔ)，是設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)不可缺少的參數(shù)。

　　人體測(cè)量的數(shù)據(jù)是指人體不同部位的尺寸，在設(shè)計(jì)不同的設(shè)備或產(chǎn)品時(shí)，會(huì)涉及到人體不同部位的尺寸。不同的人給出的人體測(cè)量的定義可能略有出人。

　　2.影響人體測(cè)量數(shù)據(jù)的因素

　　(1)民族因素。

　　(2)性別、年齡因素。統(tǒng)計(jì)資料顯示，男性的平均身高比女性高lOOmm。同時(shí).人的體形也隨著年齡的增長(zhǎng)而變化，最為顯著的是兒童期和青年期。一般而言.在22歲以前身高呈上升趨勢(shì)，30歲以后呈下降趨勢(shì)。男性在其20歲左右身體尺寸發(fā)展到最高點(diǎn)，女性這一點(diǎn)大約在17歲。隨著年齡的增長(zhǎng)，人的身高在 40歲時(shí)開(kāi)始縮減，并且隨年齡的增加這一過(guò)程也在加速(主要發(fā)生在脊柱)。而人的體重和某些寬度和周長(zhǎng)尺寸卻隨著年齡的增長(zhǎng)而增加。因此，在設(shè)計(jì)工作裝置時(shí)，須了解所設(shè)計(jì)的工作裴置是否適合于特定的年齡組使用。在使用人體尺寸數(shù)據(jù)時(shí)。也應(yīng)明確作為這些數(shù)據(jù)來(lái)源的年齡組。

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　　(3)職業(yè)因素。從大量的勞動(dòng)科學(xué)和醫(yī)學(xué)調(diào)查中可知，不同職業(yè)的人在體型和人體尺寸上存在著較大的差異。由于長(zhǎng)期的職業(yè)活動(dòng)，使他們身體的某些部分得到了特別鍛煉及適應(yīng)而改變了體型。體力勞動(dòng)者和腦力勞動(dòng)者在體型和身體的某些恩寸方面就有較大的差別。除了在身高和軀干與腿的比例上有差別外.在頭部、腹部、身體各部分的周長(zhǎng)以及全身脂肪的分布上也有差別。如運(yùn)動(dòng)員在身體尺寸和形態(tài)上都較一般人有不同。另外，一些職業(yè)對(duì)于雇員的體型會(huì)有一些特定的要求：例如飛行員、消防隊(duì)員、模特、警察等。

　　(三)動(dòng)態(tài)測(cè)量

　　1.活動(dòng)空間

　　要完成一項(xiàng)非常簡(jiǎn)單的任務(wù)，人體也需要某些部位運(yùn)動(dòng)，這就要求有足夠的空間.即活動(dòng)空間。人在勞動(dòng)或運(yùn)動(dòng)時(shí)，人體空間位置與尺寸時(shí)刻在變化，這種變化是動(dòng)態(tài)變化。動(dòng)態(tài)測(cè)量就是測(cè)定人體動(dòng)態(tài)變化時(shí)的數(shù)值。靜態(tài)測(cè)量的數(shù)據(jù).雖可解決許多產(chǎn)品設(shè)計(jì)問(wèn)題，但人在勞動(dòng)時(shí)，姿勢(shì)和體位會(huì)頻繁變化，就需用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行衡量。

　　活動(dòng)空間的分配依賴(lài)于許多因素：使用的人群，任務(wù)，衣物，設(shè)備爰作業(yè)性質(zhì)等。所以一般沒(méi)有固定的規(guī)則或模式。例如，一名消防隊(duì)員在特定寬度的通道攀梯時(shí)，就要考慮他的衣服的不同、攜帶設(shè)備的不同，以及通道內(nèi)是否還有另外的物體.如燈、其他儀器。在不同的情境要求下，需要不同尺寸的活動(dòng)空間。

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　　2.伸展域

　　人在各種狀況下工作時(shí)都需要有足夠的活動(dòng)空間。在工作中人常取站、坐、跪等作業(yè)姿勢(shì);立姿時(shí)人的活動(dòng)空間不僅取決于身體的尺寸，而且也取決于保持身體平衡的微小平衡動(dòng)作和肌肉。人在站立并保持腳的站立面不變時(shí)，手臂的活動(dòng)空間用舒適伸展域來(lái)表示。伸展域可從立視圖和平面圖兩個(gè)方面來(lái)看;主要有：通過(guò)肩部關(guān)節(jié)的正中矢狀面的垂直部分;通過(guò)關(guān)節(jié)的橫斷面的水平部分;通過(guò)肩關(guān)節(jié)的沿著冠狀縫平面的垂直部分。

　　設(shè)計(jì)人員更為關(guān)心的是人在工作時(shí)所涉及的區(qū)域;1963年Barnes提出了此種情況的正常區(qū)域和最大區(qū)域的概念。下面以前臂伸展域?yàn)槔M(jìn)行說(shuō)明。

　　(1)正常區(qū)域。將上肢輕松地垂直于體側(cè)，曲肘，以肘關(guān)節(jié)為中心，前臂和手能自由到達(dá)的區(qū)域，在該范圍內(nèi)，人操作時(shí)能舒適、輕快地工作，即前臂活動(dòng)正常范圍。正常作業(yè)范圍的大小、舒適度與工作臺(tái)的高度、操作者的性別、民族因素、手的活動(dòng)特征和運(yùn)動(dòng)方向等因素有關(guān)。

　　(2)最大區(qū)域。例如完全伸展整個(gè)上臂所能涉及的區(qū)域。手臂向外伸直，以肩關(guān)節(jié)為中心，臂的長(zhǎng)度(半徑不包括手長(zhǎng))所劃過(guò)的弧形軌跡在水平面上的投影。在最大作業(yè)范圍內(nèi)操作時(shí)，靜力負(fù)荷較大，長(zhǎng)時(shí)間處于這種狀態(tài)下操作.最容易引起疲勞。

　　除了手的水平作業(yè)范圍之外，還有腳的偉業(yè)范圈。由于腳的生理特征.其作業(yè)范圍不可能很大，其作業(yè)范圍是以水平方向可能移動(dòng)的尺寸來(lái)確定的。腳的舒適作業(yè)范圍.要根據(jù)腳的出力、動(dòng)作頻率、操作姿勢(shì)、機(jī)械作業(yè)的形式、柞業(yè)內(nèi)容等綜哈分析的結(jié)果來(lái)確定。

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　　(四)人體測(cè)量數(shù)據(jù)的運(yùn)用準(zhǔn)則

　　在運(yùn)用人體測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循以下幾個(gè)準(zhǔn)則：

　　1.最大最小準(zhǔn)則。該準(zhǔn)則要求根據(jù)具體設(shè)計(jì)目的選用最小或最大人體參數(shù)。如人體身高常用于通道和門(mén)的最小高度設(shè)計(jì)，為盡可能使所有人(99%以上)通過(guò)時(shí)不致發(fā)生撞頭事件，通道和門(mén)的最小高度設(shè)計(jì)應(yīng)使用高百分位身高數(shù)據(jù);而操作力設(shè)計(jì)則應(yīng)按最小操縱力準(zhǔn)則設(shè)計(jì)。

　　2可調(diào)性準(zhǔn)則。對(duì)與健康安全關(guān)系密切或減輕作業(yè)疲勞的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循可調(diào)性準(zhǔn)則，在使用對(duì)象群體的5%一95%可調(diào)。如汽車(chē)座椅應(yīng)在高度、靠背傾角、前后距離等尺度方向上可調(diào)。

　　3.平均準(zhǔn)則。雖然平均這個(gè)概念在有關(guān)人使用的產(chǎn)品、用具設(shè)計(jì)中不太合理，但諸如門(mén)拉手高、錘子和刀的手柄等，常用平均值進(jìn)行設(shè)計(jì)更合理。同理，對(duì)于肘部平放高度設(shè)計(jì)數(shù)而言，由于主要是能使手臂得到舒適的休息，故選用第50百分位數(shù)據(jù)較合理，對(duì)于中國(guó)人而育，這個(gè)高度在14—27.9cm之間。

　　4.使用最新人體數(shù)據(jù)準(zhǔn)則。所有國(guó)家的人體尺度都會(huì)隨著年代、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的變化而不同。因此，應(yīng)使用最新的人體數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

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　　5.地域性準(zhǔn)則。一個(gè)國(guó)家的人體參數(shù)與地理區(qū)域分布、民族等因索有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮實(shí)際服務(wù)的區(qū)域和民族分布等因素。

　　6.功能修正與最小心理空間相結(jié)合準(zhǔn)則。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公布的有關(guān)人體數(shù)據(jù)是在裸體或穿單薄內(nèi)衣的條件下測(cè)得的，測(cè)量時(shí)不穿鞋。而設(shè)計(jì)中所涉及的人體尺度是在穿衣服、穿鞋甚至戴帽條件下的人體尺寸。因此，考慮有關(guān)人體尺寸時(shí)，必須給衣服、鞋、帽留下適當(dāng)?shù)挠嗔?，也就是?yīng)在人體尺寸上增加適當(dāng)?shù)闹b修正量。所有這些修正量總計(jì)為功能修正量。于是，產(chǎn)品的最小功能尺寸可由式1—8確定：

　　Smin =Ra+Δf(1—8)

　　式中Smin——最小功能尺寸;

　　Ra——第a百分位人體尺寸數(shù)據(jù);

　　Δf——功能修正量。

　　功能修正量隨產(chǎn)品不同而異，通常為正值，但有時(shí)也可能為負(fù)值。通常用實(shí)驗(yàn)方法求得功能修正量，但也可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲得。對(duì)于著裝和穿鞋修正量可參照表 1—4中的數(shù)據(jù)確定。對(duì)姿勢(shì)修正量的常用數(shù)據(jù)是：立姿時(shí)的身高、眼高減10 mm;坐姿時(shí)的坐高、眼高減44 mm。考慮操作功能修正量時(shí)，應(yīng)以上肢前展長(zhǎng)為依據(jù)，而上肢前屜長(zhǎng)是后背至中指尖點(diǎn)的距離，因而對(duì)操作不同功能的控制器應(yīng)作不同的修正。如對(duì)按鈕開(kāi)關(guān)可減 12 mm;對(duì)推滑板推鈕、扳動(dòng)扳鈕開(kāi)關(guān)則減25 mm。

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