人体参数教案

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1、会计学1人体参数人体参数人体尺寸2人体模型4人体测量3 1人体测量数据的应用3 3返回总目录返回总目录第第 2 章目录章目录第1页/共82页2.1 人人 体体 测测 量量分分 类类参照系参照系项目项目/方方法法统计特统计特征征回到本章目录第2页/共82页1. 1. 静止形态参数的测量静止形态参数的测量2. 2. 活动范围参数的测量活动范围参数的测量3. 3. 生理学参数的测量生理学参数的测量4. 4. 生物力学参数的测量生物力学参数的测量回到本节目录2.1.1 人体测量的分类 第3页/共82页测 量 基 准 轴： 1. 1. 铅垂轴铅垂轴 2. 2. 矢状轴矢状轴 3. 3. 冠状轴冠状轴 测

2、量基准面： 1. 1. 矢状面矢状面 2. 2. 冠状面冠状面 3. 3. 水平面水平面 4. 4. 眼耳平眼耳平面面回到本节目录2.1.2 人体测量的参照系 第4页/共82页测量姿势1.1.立姿立姿 被测者挺胸直立被测者挺胸直立, ,头部以眼耳平面定位头部以眼耳平面定位, ,眼睛眼睛平视前方平视前方, ,肩部放松肩部放松, ,上肢自然下垂上肢自然下垂, ,手伸直手伸直, ,手掌手掌朝向体侧朝向体侧, ,手指轻贴大腿侧面手指轻贴大腿侧面, ,膝部自然伸直膝部自然伸直, ,左、左、右足后跟并拢右足后跟并拢, ,前端分开前端分开, ,使两足大致呈使两足大致呈4545夹角夹角, ,体重均匀分布于两足

3、。体重均匀分布于两足。2.2.坐姿坐姿 被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上上, ,头部以眼耳平面定位头部以眼耳平面定位, ,眼睛平视前方眼睛平视前方, ,左、右大左、右大腿大致平行腿大致平行, ,膝弯屈大致成直角膝弯屈大致成直角, ,足平放在地面上足平放在地面上, ,手轻放在大腿上。手轻放在大腿上。第5页/共82页测量方向1.1.人体上下方向人体上下方向 上方称为头侧端上方称为头侧端, ,下方称为下方称为足侧端。足侧端。2.2.人体左右方向人体左右方向 靠近正中矢状面的方向称为靠近正中矢状面的方向称为内侧内侧, ,远离正中矢状面的方向称为外侧。远离正

4、中矢状面的方向称为外侧。3.3.四肢方向四肢方向 靠近四肢附着部位的方向称为近靠近四肢附着部位的方向称为近位位, ,远离四肢附着部位的方向称为远位。远离四肢附着部位的方向称为远位。4.4.上肢方向上肢方向 指向桡骨侧的方向称为桡侧指向桡骨侧的方向称为桡侧, ,指指向尺骨侧的方向称为尺侧。向尺骨侧的方向称为尺侧。5.5.下肢方向下肢方向 指向胫骨侧的方向称为胫侧指向胫骨侧的方向称为胫侧, ,指指向腓骨侧的方向称为腓侧。向腓骨侧的方向称为腓侧。2.1.3 2.1.3 人体测量的项目和测量方法人体测量的项目和测量方法回到本节目录第6页/共82页 我国国家标准我国国家标准 GB 3975-83 GB

5、3975-83 人体测量术人体测量术语语中规定了人体测量参数的测点和中规定了人体测量参数的测点和测量项目测量项目, ,其中其中, ,头部测点头部测点 16 16 个、测量项目个、测量项目 12 12 项；驱干项；驱干和四肢部位的测点和四肢部位的测点22 22 个、测量项目个、测量项目 69 69 项。项。 GB 5703-85 GB 5703-85 人体测量方法人体测量方法中规定了适中规定了适用于成年人和青少年的人体参数用于成年人和青少年的人体参数测量方法测量方法。测量项目第7页/共82页回到本节目录第8页/共82页2.1.4 2.1.4 人体测量数据的统计特征人体测量数据的统计特征 常用的统

6、计特征参数有均值、方差、标准常用的统计特征参数有均值、方差、标准差、百分位数等。人体测量的数据常以百分位差、百分位数等。人体测量的数据常以百分位数来表示人体尺寸的等级数来表示人体尺寸的等级, ,百分位数百分位数是一种位是一种位置指标置指标, ,一个界值一个界值, ,以符号以符号 PKPK表示。一个百分表示。一个百分位数将总体或样本的全部测量值分为两部分位数将总体或样本的全部测量值分为两部分, ,有有K%K%的测量值等于或小于此数的测量值等于或小于此数, ,有有(100-K)%(100-K)%的的测量值大于此数。最常用的是第测量值大于此数。最常用的是第 5 5、5050、95 95 三个百分位数

7、三个百分位数, ,分别记作分别记作 P5 P5 、P50P50、P95P95。 回到本节目录第9页/共82页1我国成年人的人体结构尺寸2我国成年人的人体功能尺寸3人体参数的计算方法2.2 人人 体体 尺尺 寸寸 回到本章目录第10页/共82页2.2.1 我国成年人的人体结构尺寸 国家标准国家标准GB 10000-88GB 10000-88中国成年人人体中国成年人人体尺寸尺寸按照人机工程学的要求提供了我国成年按照人机工程学的要求提供了我国成年人人体尺寸的基础数据。标准中总共给出人人体尺寸的基础数据。标准中总共给出 7 7 类类 47 47 项人体尺寸基础数据。标准中用项人体尺寸基础数据。标准中用

8、 7 7 幅幅图分别表示项目的部位图分别表示项目的部位, ,相应用相应用 13 13 张表分别张表分别列出各年龄段、各常用百分位的各项人体尺寸列出各年龄段、各常用百分位的各项人体尺寸数据。数据。回到本节目录第11页/共82页人体主要尺寸人体主要尺寸男（1860岁）女（1855岁）1 5 10 50 90 95 991 5 10 50 90 95 991.1 身高/mm1543 1583 1604 1678 1754 1775 18141149 1484 1503 1570 1640 1659 16971.2 体重/kg44 48 50 59 71 75 8339 42 44 52 63 66

9、741.3 上臂长/mm279 289 294 313 333 338 349252 262 267 284 303 308 3191.4 前臂长/mm206 216 220 237 253 258 268185 193 198 213 229 234 2421.5 大腿长/mm413 428 436 465 496 505 523387 402 410 438 467 476 4941.6 小腿长/mm324 338 344 369 396 403 419300 313 319 344 370 376 390第12页/共82页立姿人体尺寸立姿人体尺寸男（1860岁）女（1855岁）1 5 1

10、0 50 90 95 991 5 10 50 90 95 992.1 眼高/mm1436 1471 1495 1568 1643 1664 1705337 1371 1388 1454 1522 1541 15792.2 肩高/kg1244 1281 1299 1367 1435 1455 14941166 1195 1211 1271 1333 1350 13852.3 肘高/mm925 954 968 1024 1079 1096 1128 873 899 913 960 1009 1023 10502.4手功能高/mm656 680 693 741 787 801 828 630 650

11、 662 704 746 757 7782.5 会阴高/mm701 728 741 790 840 856 887 648 673 686 732 779 792 8192.6胫骨点高/mm394 409 417 444 472 481 498 363 377 384 410 437 444 459第13页/共82页坐姿人体尺寸坐姿人体尺寸第14页/共82页坐姿人体尺寸坐姿人体尺寸男（1860岁）女（1855岁）1 5 10 50 90 95 991 5 10 50 90 95 993.1 坐高/mm836 858 870 908 947 958 979789 809 819 855 891

12、901 9203.2 颈锥点高/mm599 615 624 657 691 701 719563 579 587 617 648 657 6753.3 坐姿眼高/mm729 749 761 798 836 847 868678 695 704 739 773 783 8033.4 坐姿肩高/mm539 557 566 598 631 641 659504 518 526 556 585 594 6093.5 坐姿肘高/mm214 228 235 263 291 298 312201 215 223 251 277 284 2993.6坐姿大腿厚/mm103 112 116 130 146 15

13、1 160107 113 117 130 146 151 1603.7 坐姿膝高/mm441 456 464 493 523 532 549410 424 431 458 485 493 5073.8 小腿加足高/mm372 383 389 413 439 448 463331 342 350 382 399 405 4173.9 坐深/mm407 421 429 457 486 494 510388 401 408 433 461 469 4853.10 臀膝距/mm499 515 524 554 585 595 613481 495 502 529 561 570 5873.11下肢长/m

14、m892 921 937 992 1046 1063 1096826 851 865 912 960 975 1005第15页/共82页人体水平尺寸人体水平尺寸男（1860岁）女（1855岁 ）1 5 10 50 90 95 991 5 10 50 90 95 994.1 胸宽/mm242 253 259 280 307 315 331219 233 239 260 289 299 3194.2 胸厚/mm176 186 191 212 237 245 261159 170 176 199 230 239 2604.3 肩宽/mm304 320 328 351 371 377 387304 3

15、20 328 351 371 377 3874.4最大肩宽/mm383 398 405 431 460 469 486347 363 371 397 428 438 4584.5 臀宽/mm273 282 288 306 327 334 346275 290 296 317 340 346 3604.6 坐姿臀宽284 295 300 321 347 355 369295 310 318 344 374 382 4004.7 坐姿两肘间宽/mm353 371 381 422 473 489 518326 348 360 404 460 478 5094.8 胸围/mm762 791 806 8

16、67 944 970 1018717 745 760 825 919 949 10054.9 胸围/mm620 650 665 735 859 895 960622 659 680 772 904 950 10254.10 臀围/mm780 805 820 875 948 970 1000795 824 840 900 975 1000 1044第16页/共82页男（1860岁）女（1855岁）1 5 10 50 90 95 991 5 10 50 90 95 995.1 头全高199 206 210 223 237 241 249193 200 203 216 228 232 2395.2

17、头矢状弧314 324 329 350 370 375 384300 310 313 329 344 349 3585.3 头冠状弧330 338 344 361 378 383 392318 327 332 348 366 372 3815.4 头最大宽141 145 146 154 162 164 168137 141 143 149 156 158 1625.5 头最大长168 173 175 184 192 195 200161 165 167 176 184 187 1915.6 头围525 536 541 560 580 586 597510 520 525 546 567 573

18、 5855.7 形态面长104 109 111 119 128 130 13597 100 102 109 117 119 123人体头部尺寸人体头部尺寸第17页/共82页人体手部尺寸人体手部尺寸男（1860岁）女（1855岁）1 5 10 50 90 95 991 5 10 50 90 95 996.1 手长164 170 173 183 193 196 202164 170 173 183 193 196 2026.2 手宽73 76 77 82 87 89 9167 70 71 76 80 82 846.3 食指长60 63 64 69 74 76 7957 60 61 66 71 72

19、 766.4 食指近位指关节宽17 18 18 19 20 21 2115 16 16 17 18 19 206.5 食指远位指关节宽14 15 15 16 17 18 1913 14 14 15 16 16 17第18页/共82页人体足部尺寸人体足部尺寸男（1860岁）女（1855岁）1 5 10 50 90 95 991 5 10 50 90 95 997.1 足长223 230 234 247 260 264 272208 213 217 229 241 244 2517.2 足宽86 88 90 96 102 103 10778 81 83 88 93 95 98第19页/共82页回到

20、本节目录项项 目目东北、华北东北、华北西北西北东南东南华中华中华南华南西南西南均值均值标准标准差差均值均值标准标准差差均值均值标准标准差差均值均值标准标准差差均值均值标准标准差差均值均值标准标准差差男男（1860岁岁）体重体重/ /kg648.2607.6597.7576.9566.9556.8身高身高/ /mm169356.6168453.7168655.2166956.3165057.1164756.7胸围胸围/ /mm88855.588051.586552.085349.285149.285548.3女女（1855岁岁）体重体重/ /kg557.7527.1517.2506.8496.5

21、506.9身高身高/ /mm158651.8157551.9157550.8156050.7154949.7154653.9胸围胸围/ /mm84866.483755.983159.882055.881957.680958.8第20页/共82页2.2.2 我国成年人的人体功能尺寸 GB 10000-88GB 10000-88中中, , 只给出了成年人人体只给出了成年人人体结构尺寸的基础数据结构尺寸的基础数据, , 并没有给出成年人的并没有给出成年人的人体功能尺寸。同济大学的丁玉兰教授对人体功能尺寸。同济大学的丁玉兰教授对 GB GB 10000-88 10000-88 标准中的人体测量基础数据

22、进行了标准中的人体测量基础数据进行了分析研究分析研究, , 导出了几项常用的人体功能尺寸导出了几项常用的人体功能尺寸及人在作业位置上的活动空间尺度的数据。及人在作业位置上的活动空间尺度的数据。回到本节目录第21页/共82页5P50P95P几项人体功能尺寸数据 第22页/共82页立姿活动空间第23页/共82页坐姿活动空间第24页/共82页单腿跪姿活动空间 第25页/共82页仰卧姿活动空间 第26页/共82页人体各部位的活动范围第27页/共82页人体各部位的活动范围身身 体体部部 位位移动移动关节关节动作方向动作方向动作角度动作角度身身 体体部部 位位移动关节移动关节动作方向动作方向动作将度动作将

23、度代号代号/ /（ ）代号代号/ /（）（）头头脊柱脊柱向右转155手手腕腕（枢（枢 轴轴关关 节）节）背屈曲1865向左转255掌屈曲1975屈曲340内收2030极度伸展450外展2115向一侧弯曲540掌心朝上2290向一侧弯曲640掌心朝下2380臂臂肩关肩关节节外展990肩胛骨肩胛骨脊柱脊柱向右转740抬高1040向左转840屈曲1190腿腿髋关节髋关节内收2440向前抬高1290外展2545极度伸展1345屈曲26120内收14140极度伸展2745极度伸展外展旋转1540屈曲时回转（外观）2830屈曲时回转（内观）2935（外观）1690小腿足小腿足膝关节膝关节踝关节踝关节屈曲3

24、0135（内观）1790内收3145外展3250回到本节目录第28页/共82页回到本节目录第29页/共82页第30页/共82页第31页/共82页第32页/共82页第33页/共82页第34页/共82页回到本节目录第35页/共82页回到本章目录第36页/共82页2.3.1 产品尺寸设计的分类 按照所使用的人体尺寸的设计界限值的按照所使用的人体尺寸的设计界限值的不同情况不同情况, ,可将产品尺寸设计任务分为三种可将产品尺寸设计任务分为三种基本类型基本类型: :型产品尺寸设计型产品尺寸设计型产品尺寸设计型产品尺寸设计(型产品尺寸设计任务,又分为两类:A 型产品尺寸设计、B 型产品尺寸设计) 型产品尺寸

25、设计型产品尺寸设计 回到本节目录第37页/共82页型产品尺寸设计型产品尺寸设计 需要同时利用两个人体尺寸百分位数作需要同时利用两个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值和下限值的依据之设计任务为尺寸上限值和下限值的依据之设计任务, ,称为称为型产品尺寸设计型产品尺寸设计, ,又称又称双限值设计。双限值设计。 例如例如, ,汽车驾驶座椅设计。汽车驾驶座椅设计。型产品尺寸设计型产品尺寸设计 只需要利用一个人体尺寸百分位数作为只需要利用一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值或下限值的依据之设计任务尺寸上限值或下限值的依据之设计任务, ,称称为为型产品尺寸设计型产品尺寸设计, ,又称又称单限值设计。单限值设计。第

26、38页/共82页A A 型产品尺寸设计型产品尺寸设计 只需要利用一个人体只需要利用一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值的依据之设计尺寸百分位数作为尺寸上限值的依据之设计任务任务, ,称为称为 A A 型产品尺寸设计型产品尺寸设计, ,也也称大尺寸称大尺寸设计。设计。 例如例如, ,设计公共汽车的车厢高度。设计公共汽车的车厢高度。B B 型产品尺寸设计型产品尺寸设计 只需要利用一个人体只需要利用一个人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的依据之设计尺寸百分位数作为尺寸下限值的依据之设计任务任务, ,称为称为 BB 型产品尺寸设计型产品尺寸设计, ,也称也称小尺寸小尺寸设计。设计。 例如例如, ,设计工作场

27、所的栅栏结构、网孔结设计工作场所的栅栏结构、网孔结构或孔板结构等安全防护装置。构或孔板结构等安全防护装置。第39页/共82页 型产品尺寸设计型产品尺寸设计 只需要人体尺寸的第只需要人体尺寸的第 50 50 百分位尺寸数百分位尺寸数据作为产品尺寸设计的依据之设计任务据作为产品尺寸设计的依据之设计任务, ,称为称为 型产品尺寸设计型产品尺寸设计, ,也称也称 折中设计。折中设计。 例如例如, ,门的把手或锁孔离地面的高度、电门的把手或锁孔离地面的高度、电灯开关在房间墙壁上的安装位置离地面的高灯开关在房间墙壁上的安装位置离地面的高度设计。度设计。 设计人员进行产品或工程系统设计时设计人员进行产品或工

28、程系统设计时, , 首先必须正确判断设计任务应属于哪一种类首先必须正确判断设计任务应属于哪一种类型型, , 然后恰当选取作为尺寸设计依据的人体然后恰当选取作为尺寸设计依据的人体相应部位的百分位数。相应部位的百分位数。回到本节目录第40页/共82页2.3.2 满足度 所设计的产品或工程系统所设计的产品或工程系统, , 在尺寸上能满足在尺寸上能满足的合适使用者的人数的合适使用者的人数, , 占特定使用者群体的百分占特定使用者群体的百分率率, , 称为满足度。称为满足度。 满足度的取值应根据设计该产品或工程系统满足度的取值应根据设计该产品或工程系统所依据的使用者群体的人体尺寸的变异性、生产所依据的使

29、用者群体的人体尺寸的变异性、生产该产品或实现该工程系统的技术可能性以及经济该产品或实现该工程系统的技术可能性以及经济上的合理性等因素上的合理性等因素, ,综合权衡选定。在实际设计综合权衡选定。在实际设计中中, , 通常均以满足度达到通常均以满足度达到 90% 90% 作为设计目标。作为设计目标。 回到本节目录第41页/共82页对于对于型产品尺寸设计：型产品尺寸设计： 应将满足度取为应将满足度取为98%98%，应选用第，应选用第9999百分位和第百分位和第1 1百分位的人体尺寸数据作百分位的人体尺寸数据作为尺寸设计上、下限值的依据。为尺寸设计上、下限值的依据。 2.3.3 设计界限值的选择回到本

30、节目录第42页/共82页对于对于IAIA型产品尺寸设计：型产品尺寸设计： 应将满足度取为应将满足度取为98%98%或或95%95%，应选，应选用第用第9898百分位或第百分位或第9595百分位的人体尺百分位的人体尺寸数据作为尺寸设计上限值的依据。寸数据作为尺寸设计上限值的依据。 第43页/共82页对于对于IBIB型产品尺寸设计：型产品尺寸设计： 应将满足度取为应将满足度取为98%98%或或95%95%，应选，应选用第用第2 2百分位或第百分位或第5 5百分位的人体尺寸百分位的人体尺寸数据作为尺寸设计下限值的依据。数据作为尺寸设计下限值的依据。 第44页/共82页对于对于IIII型产品尺寸设计：

31、型产品尺寸设计： 必须以第必须以第5050百分位的人体尺寸数百分位的人体尺寸数据为依据。据为依据。 回到本节目录第45页/共82页2.3.4 人体尺寸测量数据的修正1.1.功能修正量：功能修正量： (1)(1)着装修正量着装修正量 (2)(2)姿势修正量姿势修正量2.2.心理修正量心理修正量 回到本节目录第46页/共82页2.3.5 产品功能尺寸的确定最小功能尺寸最小功能尺寸: :为了确保实现产品的某项功能而为了确保实现产品的某项功能而在设计时规定的产品最小尺寸在设计时规定的产品最小尺寸, ,称为产品最小功称为产品最小功能尺寸。能尺寸。产品最小功能尺寸 = 人体尺寸百分位数 + 功能修正量 最

32、佳功能尺寸最佳功能尺寸: :为了方便、舒适地实现产品的某为了方便、舒适地实现产品的某项功能而设定的产品尺寸项功能而设定的产品尺寸, ,称为产品最佳功能尺称为产品最佳功能尺寸。寸。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。 回到本节目录第47页/共82页 人机工程学是以追求安全、健康、舒适、高人机工程学是以追求安全、健康、舒适、高效为目标的效为目标的, , 只要客观上许可只要客观上许可, , 就应当按最佳功就应当按最佳功能尺寸进行设计。能尺寸进行设计。 以设计船舶居住区的层高为例, 若以男子身高第 90 百分位尺寸 1754 mm作为设计界限值, 鞋跟高修正量取为

33、25 mm,高度的最小余裕量取为 90 mm,高度的心理修正量取为 115 mm,则: 最低层高=1754+(25+90)=18691900 mm 最佳层高=1754+(25+90)+115=19842000 mm回到本节目录第48页/共82页2.3.6 人体身高尺寸在设计中的应用方法 人体尺寸主要决定人机系统的操纵是否方人体尺寸主要决定人机系统的操纵是否方便、舒适、宜人。因此便、舒适、宜人。因此, ,各种工作面高度、设备各种工作面高度、设备和用具的高度和用具的高度, ,（如操纵台、工作台、操纵件的（如操纵台、工作台、操纵件的安装高度以及用具的设置高度等）安装高度以及用具的设置高度等）, ,都

34、要根据人都要根据人的身高来确定。的身高来确定。回到本节目录第49页/共82页以身高为基准确定工作台面或设备的高度以身高为基准确定工作台面或设备的高度 第50页/共82页工作台面或设备的高度与人体身高的比例关系工作台面或设备的高度与人体身高的比例关系 代号代号工作台面或设备高度的定义工作台面或设备高度的定义工作台面或设备高工作台面或设备高度与人体身高之比度与人体身高之比 1 1眼睛能够望见设备的高度（上限值）10/1110/11 2 2能够挡住视线的高度33/3433/34 3 3立姿手上举能够抓握的高度7/67/6 4 4立姿用手能放进和取出物品的台面高度8/78/7 5 5立姿工作台面高度的

35、上限9/119/11 6 6立姿工作台面高度的下限4/94/9 7 7操作用座椅的高度4/174/17 8 8坐姿控制台高度7/177/17回到本节目录第51页/共82页2.4 人体模型人体模型 以人体参数为基础建立的人体模型是描述人体形以人体参数为基础建立的人体模型是描述人体形态特征和力学特性的有效工具态特征和力学特性的有效工具, , 是研究、分析、设计是研究、分析、设计、评价、试验人机系统不可缺少的重要辅助手段。评价、试验人机系统不可缺少的重要辅助手段。 按人体模型的用途按人体模型的用途, ,有设计用人体模型、工作姿势有设计用人体模型、工作姿势分析用人体模型、动作分析用人体模型、运动学分析

36、分析用人体模型、动作分析用人体模型、运动学分析用人体模型、动力学分析用人体模型、人机界面匹配用人体模型、动力学分析用人体模型、人机界面匹配评价评价用人体模型、试验用人体模型等多种类别用人体模型、试验用人体模型等多种类别; ; 按人体模型的构造方法按人体模型的构造方法, ,有物理仿真模型与数学仿有物理仿真模型与数学仿真模型两类。真模型两类。 回到本章目录第52页/共82页第53页/共82页2.4.1 二维人体模板 二维人体模板是目前人机系统设计时最二维人体模板是目前人机系统设计时最常用的一种物理仿真模型。其侧视图如图常用的一种物理仿真模型。其侧视图如图 2-2-17 17 所示。正视图和俯视图可

37、参看所示。正视图和俯视图可参看 GB/T GB/T 14779-9314779-93坐姿人体模板功能设计要求坐姿人体模板功能设计要求中中的图的图 2 2 和图和图 3 3 。 回到本节目录第54页/共82页第55页/共82页人体模板的结构1.1.基准线基准线2.2.关节关节3.3.活动范围活动范围4.4.手的姿势手的姿势5.5.人体模板的分段尺寸人体模板的分段尺寸第56页/共82页人体模板的尺寸等级 对于安全设施对于安全设施, , 应尽可能按极端的百分位应尽可能按极端的百分位数设计数设计, , 如选用第如选用第 1 1 和第和第 99 99 百分位百分位, ,以适应以适应绝大多数人的要求。对于

38、一般设施绝大多数人的要求。对于一般设施, , 所选百分所选百分位数可适当偏离极端数值位数可适当偏离极端数值, , 如第如第 10 10 和第和第 90 90 百分位百分位, ,这样可简化结构、降低成本。这样可简化结构、降低成本。第57页/共82页人体模板的应用 人机系统设计时人机系统设计时, , 可借助人体模板进行辅可借助人体模板进行辅助制图、辅助设计、辅助演示或辅助测试。助制图、辅助设计、辅助演示或辅助测试。第58页/共82页第59页/共82页第60页/共82页第61页/共82页人体模板百分位的选择 必须根据设计对象的结构特点和设计参数来必须根据设计对象的结构特点和设计参数来选用适当百分位的

39、人体模板。选用适当百分位的人体模板。 通常通常, , 确定外部尺寸确定外部尺寸, , 如手臂活动的可及范如手臂活动的可及范围、脚踏板的位置等围、脚踏板的位置等, , 宜选用宜选用 “小小” 身材的人身材的人体模板体模板 ( (如第如第 5 5 百分位百分位) )；确定内部尺寸；确定内部尺寸, , 如腿如腿、脚活动的占有空间、人体、头、手、脚的通过、脚活动的占有空间、人体、头、手、脚的通过空间等空间等, , 宜选用宜选用 “大大” 身材的人体模板身材的人体模板( (如第如第 95 95 百分位百分位) )。回到本节目录第62页/共82页2.4.2 人机系统匹配评价用人体模型 在人机系统的评价中，

40、不同的人对同一个在人机系统的评价中，不同的人对同一个系统有着不同的评价，这是人机工程学的一个系统有着不同的评价，这是人机工程学的一个基本观点。基本观点。 人体模型内嵌有人体尺寸数据库，用它构人体模型内嵌有人体尺寸数据库，用它构造出的人体模型在三维尺寸上符合国家标准造出的人体模型在三维尺寸上符合国家标准GB GB 10000-8810000-88的要求。的要求。回到本节目录第63页/共82页人体模型人体模型第64页/共82页人体模型坐标系人体模型坐标系第65页/共82页人体活动部位的活动方向和角度范围人体活动部位的活动方向和角度范围 第66页/共82页人人体体结结构构的的树树形形表表示示 第67

41、页/共82页虚虚拟拟的的人人机机界界面面 第68页/共82页回到本节目录对对人人机机界界面面评评价价 第69页/共82页2.4.3 汽车用 H 点三维人体模型 H H 点，即胯点点，即胯点( HipPoint )( HipPoint )，指人，指人体身躯与大腿的铰接点。在人体模板中体身躯与大腿的铰接点。在人体模板中为髋关节。确定汽车车身或驾驶室内部为髋关节。确定汽车车身或驾驶室内部人机界面几何尺寸关系时人机界面几何尺寸关系时 , ,常以此点作常以此点作为人体的定位基准。为人体的定位基准。 回到本节目录第70页/共82页第71页/共82页汽车用 H 点三维人体模型的用途 汽车的实际汽车的实际 H

42、 H 点是指当点是指当 H H 点三维人体模点三维人体模型按规定的步骤安放在汽车座椅中时，人体模型型按规定的步骤安放在汽车座椅中时，人体模型上左右两上左右两 H H 点标记连接线的中点。点标记连接线的中点。 H H 点三维人体模型除了用来确定汽车的实际点三维人体模型除了用来确定汽车的实际 H H 点外，还可用来检验汽车座椅设计的合理性。点外，还可用来检验汽车座椅设计的合理性。 H H 点三维人体模型在汽车内的安放方法和步骤可点三维人体模型在汽车内的安放方法和步骤可参阅国际标准参阅国际标准 ISO 6549 ISO 6549 和我国国家标准和我国国家标准 GB/T GB/T 11563-8911

43、563-89。 第72页/共82页H 点二维人体模板 汽车车身设计中也采用汽车车身设计中也采用H H点二维人体模点二维人体模板来确定或校核车内尺寸，板来确定或校核车内尺寸，H H 点二维人体模点二维人体模板是根据板是根据H H点三维人体模型制作而成的。点三维人体模型制作而成的。第73页/共82页回到本节目录第74页/共82页2.4.4 车辆碰撞仿真分析用人体模型 国外至今已研制出许多种先进的仿真模型国外至今已研制出许多种先进的仿真模型及商品化软件及商品化软件, , 这些仿真模型中这些仿真模型中, , 都包含有三都包含有三维或二维的基于多体系统动力学的人体模型维或二维的基于多体系统动力学的人体模

44、型（CAL3D CAL3D 和和 MADYMO3D MADYMO3D ）。）。 我国清华大学、吉林工业大学、中国农业我国清华大学、吉林工业大学、中国农业大学等单位也先后研制出基于多体系统动力学大学等单位也先后研制出基于多体系统动力学的二维和三维人体模型的二维和三维人体模型, , 应用于汽车碰撞过程应用于汽车碰撞过程中乘员运动响应的仿真分析、汽车碰撞行人事中乘员运动响应的仿真分析、汽车碰撞行人事故中人体运动的仿真分析等问题的研究。故中人体运动的仿真分析等问题的研究。 回到本节目录第75页/共82页 清华大学研制的清华大学研制的“ MUL3D MUL3D 汽车碰撞人体运汽车碰撞人体运动响应动响应

45、” 软件系统中的三维人体模型。软件系统中的三维人体模型。 1.1.人体模型的结构人体模型的结构 2.2.人体模型的参数人体模型的参数 3.3.所建立的多刚体系统动力学方法的特点所建立的多刚体系统动力学方法的特点 4.MUL3D 4.MUL3D 软件系统软件系统 第76页/共82页回到本节目录第77页/共82页2.4.5 汽车碰撞试验用人体模型 试验用人体模型都是三维的物理仿真模型试验用人体模型都是三维的物理仿真模型, , 又称为试验用假人或模型人。又称为试验用假人或模型人。 对汽车碰撞试验对汽车碰撞试验用假人的性能要求主要是用假人的性能要求主要是: : 1. 1. 假人的尺寸、质量分布、关节的活动、假人的尺寸、质量分布、关节的活动、胸部等部位受到负荷时的变形特征应与真人很胸部等部位受到负荷时的变形特征应与真人很相似；相似； 2. 2. 能对各部位的加速度、受力等参数进行能对各部位的加速度、受力等参数进行实时测量；实时测量； 3. 3. 个体间的差别小个体间的差别小, ,反复再现性好；反复再现性好； 4. 4. 耐久性、可靠性高。耐久性、可靠性高。回到本节目录第78页/共82页第79页/共82页 第80页/共82页 进入第3章返回总目录返回总目录第81页/共82页