人机工程学

1.人体工程学的定义

人体工程学是一门研究人与机械及环境的关系的科学，人体工程学又叫人机工程学或人机工效学，是第二次世界大战后发展起来的一门新学科。

三个因素：人的因素、机器的因素、环境的因素

人体工程学有“起源于欧洲，形成于美国”，大体经历了三个阶段：一、经验人体工程学二、科学人体工程学三、现代人体工程学。

19世纪末至一次世界大战——萌芽时期三个试验：1、肌肉疲劳试验：1884年德国莫索(A.Mosso) 2、铁锹作业试验：1898年美国泰勒(F.W.Taylor) 3、砌砖作业试验：1911年美国吉尔伯勒斯(F.B.Gilreth) 现代人体工程学研究的方向：把人-机-环境系统作为一个统一的整体来研究，以创造最适合于人工作的机械设备和工作环境，是人-机-环境系统相协调，从而获得系统的最高综合效能。

人体工程学在家具与室内设计中的主要作用：（1）为确定人在室内活动所需空间提供主要依据（2）为设计家具提供依据（3）提供适应人体的室内物理环境的最佳参数人体工程学的研究方法：观察法、实测法、实验法

为家具设计提供依据主要体现在两个方面：A、利用人体测量学可以获得相应的家具尺寸。B、通过了解人体结构可以获得家具造型的基本特征。

提供适应人体的室内物理环境的最佳参数。

室内物理环境主要有：热环境、声环境、光环境、视觉环境、辐射环境等。

人体测量学：是一门用测量方法研究人体的体格特征的科学。它是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。

1988年12月10日发布了《中国成人人体尺寸》标准（GB/T 10000—1988），该标准于1989年7月开始实施，它为我国人体工程学提供了基础数据。

在使用国家标准GB/T 10000—1988中所列的人体尺寸数值时，应注意下列两点。

1、 GB/T 10000—1988中所列数值均为裸体测量的结果。

2、年代造成的差异。

动态人体尺寸分为:1、四肢活动尺寸2、身体活动尺寸

四肢活动尺寸是指人体只活动上肢和下肢，而身体位置没有变化，其中四肢活动尺寸有可以分为手的活动和脚的活动两种。

人体尺寸存在的差异主要表现在以下几个方面:1、种族差异2、世代差异3、年龄差异4、性别差异5、职业差异6、其他差异

针对老人进行设计时，应注意下面两个问题：1、身体的高度与围度。2、老年人由于肌肉力量的变化，伸手够东西的能；力不如青年人。

在不设计安全问题的情况下,使用百分位的具体意见如下:1、最大尺寸2、最小尺寸3、特殊情况4、平均准则5、可调节准则

眼高是指人体直立、眼睛向前平视时从地面到内眼角的垂直距离。

坐姿眼高定义：坐姿眼高是指人取坐姿时，人的内眼角到坐椅表面的垂直距离。

坐高用于确定椅子上方障碍物的允许高度。

人们经常采取的姿态归纳起来基本是四种:(1)立姿活动空间(2)坐姿活动空间(3)跪姿活动空间(4)卧姿活动空间

水平作业域是指人于台面前,在台面后左右运动手臂而形成的轨迹范围.

水平作业域可以分为最大作业域和通常作业域.

最大作业域是以肩峰点为轴,上肢完全伸直做回转运动所包括的范围.在590mm内.

通常作业域是以上臂靠近身体,曲肘,前臂平伸做回转运动时所包括的范围.在390mm

内.

1956年P.C.Squires,他认为前臂运动时,肘部并不固定于一点不动,而是做圆弧移动,考虑到这一点,通常工作时手的运动轨迹近似于长幅外摆线.

垂直作业域是指手臂伸直,以肩关节为轴做上下运动所形成的范围.

室内空间尺度是由三个部分组成：一是根据居住行为所确定的人体活动空间尺度。二是根据住居标准所确定的家具设备的空间尺度。三是根据居住者的行为心理要求所确定的空间尺度。

人体活动空间尺度定义：是由人体活动的生理因素决定的，也称生理空间。

心理空间定义：心理空间是指人体活动空间和家具设备空间以外的空间尺度，是空余的空间，是由人的心理因素决定的空间。

我国住宅规范确定住宅层高2.8m

在厨房设计时更要注意厨房家具设备的造型及尺寸，提高人体操作时的舒适性。

最重要的三个主要设备：水槽、炉灶和冰箱。

其三点之间的连线形成人的动作域，一般成三角形。研究表明，三边之和在3600-6600mm 之间最为合适。U型通道最小宽度为1219mm操作台的标准高度为800-910mm，深度为600-660mm。

与我们设计相关所需要的人体运动系统主要包括:1、与作业姿势相关的骨骼系统2、与作业平面及操作平台设计相关的肌肉系统；3、些空间设计相关的人体反应时间作业坐姿与脊柱运动的关系直接影响生理负荷和作业效率.1 、从地面举起重物2、倾坐姿与倚靠坐姿相比。

肌肉施力的两种方式:A动态肌肉施力 B静态肌肉施力

静态肌肉施力是依靠肌肉等收缩所产生的静态性力量,较长时间地维持身体的某种姿势,致使肌肉相应地作较长时间的收缩.

在静态肌肉施力时:1,肌肉收缩时产生的内压对血流会产生影响,收缩达到一定程度时,甚至会阻断血流.2,由于收缩的肌肉组织压迫血管,阻止血液进入肌肉,肌肉无法从血液中得到糖和氧的补充,不得不依赖于本身的能量贮存.3,对肌肉影响更大的是代谢废物不能迅速排除,积累的废物造成肌肉酸痛.

动态肌肉施力是对物体交替进行施力与放松,使肌肉有节奏的收缩与舒张.

在动态肌肉施力时:1,肌肉有节奏地收缩和舒张,这对于血液循环而言,相当于一个泵的作用,肌肉收缩时将血液压出肌肉,舒张时又使新鲜血液进入肌肉,此时血液输送量比平常提高几倍.2,血液的大量流动不但使肌肉获得足够的糖和氧,而且迅速排除了代谢废物.3,只要选择合理的作业节奏,动态作业可以产生延续时间而不产生疲劳.

常见的静态作业方式有:1.长时间或反复地向前弯腰或者向两侧弯腰.2.长时间用手臂夹持物体.3.长时间手臂水平抬起或双手前伸.4.一只脚支撑身体,另一只脚控制机器.5.长时间站立在一个位置上.6.推拉物体.7.长时间高频率地使用一组肌肉.

静态肌肉施力对人体影响的两个方面:一方面加速肌肉疲劳过程,引起难忍的肌肉酸痛.一方面长期受静态肌肉施力的影响,酸痛还会由肌肉扩散到肌腱、关节和其它组织，并损伤这些组织，引起永久性疼痛。

避免静态肌肉施力的几个设计要点:1、避免弯腰或其他不自然的身体姿势.2、避免长时间的抬手作业.3、坐着工作比站着工作省力.4、双手同时工作时,手的运动方向应相反或者对称运动,单手作业本身就造成了背部肌肉静态施力.5、作业位置高度应按照工作者的眼睛和观察时需要的距离来设计.6、常用的工具,如钳子、手柄、工具和其他零部件等，应按其使用的频率安放在人的附近。7、当手不得不在较高位置作业时,应使用支撑物来托住肘关节、前臂或者手。8、支持肢体