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安全人机工程学课件-作业空间设计

安全人机工程学课件-作业空间设计

2.通道与走廊
(1)单人侧身通过,宽度W,则Wmin ≥330mm; (2)单人正向通过: Wmin ≥510mm;Woptimum
=760mm; (3)双人通道: Wmin ≥1.22~1.37m; (4)有单侧开门的通道: Wmin ≥1.67~1.83m; (5)双侧开门的通道: Wmin ≥2.1~2.34m。
3. 作业空间设计的目的
从大的范围来讲,就是组织生产现场,把 所需要的机器、设备和工具等按生产任务、工 艺流程、人的操作要求进行合理的空间布置, 给能量、物质和人员确定一个最佳的流通路线 和占有区域,从而提高工作系统总体上的可靠 性和高效性。从小的范围来讲,就是合理设计 工作岗位,以保证作业者在工作位置上便于工 作,保证操作活动的准确高效,并以最低的体 力负荷和心理负荷获得最高的劳动生产率,同 时确保劳动者的安全和健康。
安全人机工程
Chapter7 作业空间设计
7.1 作业空间
1. 作业空间的定义 在工作系统中,人、机、环境这三
个基本要素是相互关联而存在的。每 一个要素都根据需要占用一定的空间, 并按优化系统功能的原则,使这些空 间有机地结合在一起。这些空间的总 和就叫作业空间,也称工作空间。
2. 作业空间的三个空间范围
功能尺寸是指为了确保实现产品的某一功能而在设计 时规定的尺寸,有:
最小功能尺寸=(人体)设计界限值+功能修正值
最佳功能尺寸=(人体)设计界限值+功能修正值+心理修正值
7.3 工作场所的性质对作业空间的要求
在作业空间总体布局时,必须同时考虑两方面的因素: (1)从机器、设备的功能结构因素出发考虑完成工序所
4. 作业空间设计 在现代人机工程学中的地位
随着工矿企业向大型化、现代化方面发展,工 作系统所消耗的能量日益巨大,物质流量不断增加, 对人的操作要求显著提高,这使得作业空间设计变 得越来越重要,并成为协调工作系统内人-机-环境 等各个组成部分的相关关系和提高系统整体性能的 最关键的措施之一。

作业空间设计

作业空间设计

功能
使用顺序
/min



原则的使用水平
图12-1面板布置原则与作业执行时间的关系
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第一节 作业空间设计概述
(三)总体作业空间的设计应依据企业的生产方式、工艺特点以 及人机关系。——“人-机”关系、“机-机”关系、“人-人”关 系
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第二节 作业空间设计中的人体因素
考虑作业空间时不能只局限于作业和周围场所组成的活动空 间,还需考虑是否适应作业者心理及行动等方面的要求,因此除
的视区在低于标准线30º的区域里。
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第二节 作业空间设计中的人体因素
(二)主要视力范围 1.中心视力范围(直视区):1.5º~3º。 2.瞬间视力范围,视角18º。 3.有效视力范围,视角30º。 4、视力范围与被观察的目标距离有关。目标在560mm处最为适 宜,低于380mm时会发生目眩,超过760mm时,细节看不清楚。 当观察目标需要转动头部时,左右均不宜超过45º,上下也均不 宜超过30º。
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第一节 作业空间设计概述
(二)个体作业场所的布置应遵循四大原则 (1)重要性原则 (2)使用频率原则 (3)功能原则 (4)使用顺序原则 界面上显示器和控制器的整体布置要遵循功能原则和使用 顺序原则,具体元件的定位要遵循重要性原则和频率原则。
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第一节 作业空间设计概述
频率 20 平 均 执 15 行 时 10 间 5 0 重要性
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第二节 作业空间设计中的人体因素
作业空间设计时人体测量学数据运用 (1)确定对于设计至为重要的人体尺度 (2)确定设计对象的使用者群体,以决定必须考虑的尺度范围 (3)确定数据运用原则 (人体设计原则,可调设计原则,平 均设计原则) (4)如有必要,选择合适的数据定位群体的百分位。

人机工程学 第六章 作业空间设计

人机工程学 第六章 作业空间设计

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人机工程学
第二节 作业区域设计
• A1—肘与肩之间距离的水平投影长度(上臂与水平面 约成65°夹角,A1=CE=180mm);
• A2—肘与拇指尖点的距离(A2=CP=380mm); • θ—上臂的水平投影与工作台边缘的夹角(0°~
90°)。
• 斯夸尔斯指出,通过左右手的移动轨迹---两条曲线的 顶端作切线,并由两切点分别向左右两边各延长25cm 所确定的区域为操作者容易操作的范围。美国海军中 的各种仪表板和控制台采用此法设计,有效的提高了 使用效率。
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人机工程学
第一节 作业空间设计
2、作业姿势 • 在作业中使用良好的作业姿势可使作业者时刻处于轻
松的状态。 三种作业岗位的特征
坐 姿 作 业 岗 位
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姿




姿




人机工程学
第一节 作业空间设计
⑴ 坐姿
坐姿适用操作力和操作范围不大,精细的或需稳定连 续进行的工作。
• ① 坐姿作业特点:a、不易疲劳,适合持续时间长的工 作;b、身体稳定性好,操作精度高,适合精密作业; c、手脚可以并用作业。
• (3)功能原则:把具有相关功能的元件编组排列;
• (4)使用顺序原则:按使用顺序排列布置各元件。
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人机工程学
第一节 作业空间设计
3、总体作业空间
不同个体作业场所的布置构成总体作业空间。总体 作业空间不是直接的作业场所,它反映的是多个作业 者或使用者之间作业的相互关系,如一个办公室或计 算机房。
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第二节 作业区域设计
• 三、垂直面作业区域 • 1、坐姿作业区域 • 采用法莱法则确定坐姿工作面高度 • 最大工作区域的最高点: • (N95+ F5+K5) • 正常工作区域的最高点: • (N95+ M95+ J5) • 其中,K5 为第5百分位数上肢前展长;

第七章 作业岗位及作业空间设计

第七章 作业岗位及作业空间设计



1、坐姿手工作业岗位 图7—2(a)、(b)分别为坐姿手工作业 岗位的侧视图和俯视图时需确定的 与作业有关和与人体有关的尺寸 2.立姿手工作业岗位 图7—3为立姿手工作业岗位的侧视 图,其俯视图同图7—2(b)。图中代 号同图7-2 3.坐、立姿交替手工作业岗位 坐、立姿交替手工作业岗位侧视图 见图7-4,其俯视图见图7—2(b),图 中代号含义亦同图7—2。
⑦大腿空间高度Z和小腿空间高度U的最小 限值见表7-3



一、三种作业岗位的特征





1、坐姿作业岗位 坐姿作业岗位是为从事轻作业、中作业且不要求作 业者在作业过程中走动的工作而组织的。当具有下 述基本特征时,宜选择坐姿岗位。 ①在坐姿操作范围内,短时作业周期需要的工具、材料、 配件等都易于拿取或移动。 ②不需用手搬移物品的平均高度超过工作面以上15cm 的作业。 ③不需作业者施用较大力量,如搬动重物不得超过 4.5kg,否则应采用机械助力装臵。 ④在上班的绝大多数时间内从事精密装配或书写等作业。
3.坐、任务的性质,要求操作者在作业过程中采用不同 的作业姿势来完成,而只有不同的作业岗位才能满足作 业者采用不同作业姿势的要求,为此情况而组织的作业 岗位称坐、立姿交替作业岗位。具有下列特点时,建议 采用坐、立姿交替岗位。 ①经常需要完成前伸超过41cm或高于工作面15cm的重 复操作。如果不考虑人体可及范围和静负荷疲劳的特点, 可取坐姿作业岗位;但考虑人的特点,应选择坐、立姿 交替岗位。 ②对于复合作业,有的最好取坐姿操作,有的则适宜立 姿操作,从优化人机系统来考虑,应取坐、立姿交替岗 位。
(二)手工作业岗位尺寸设计

根据与作业相关的程度,三种手工作业岗位中的尺寸均分为 与作业有关相与人体有关两类,下面分别介绍两类尺寸确定 方法。 1、与人体有关的作业岗位尺寸 由国家标准中与作业者人体有关部位第5或第95百分位数值 推导出与人体有关的岗值尺寸,列于表7—l。

人因工程第三章作业空间设计

人因工程第三章作业空间设计

表3-1 坐姿作业时一般控制台设计尺寸
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y Ye
Jiangsu University of Science and Technology
立姿作业空间设计
立姿作业范围
立姿立作姿业作时业,时身,体身自体然自站然立站,立有,时有躯时干躯稍干向 前稍倾向前15o倾,1如5o图,3如-7图。3此-7时。:此时:
第一节 作业空间设计概述
两个“距离”的概念 1. 安全距离:为了防止碰到某物(通常是
比较危险的东西)而设置的障碍物距离 作业者的尺寸范围 2. 最小距离:确定作业者在作业时所必须 的最小范围
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立姿作业空间设计
立姿作业空间垂直方向布局设计
立姿立作姿业作空业间空在间垂在直垂方直向方可向划可分划为分5为段5,段每, 段每所段设所计设的计内的容内不容一不样一:样:
A. 在0~500mm高度之间适宜于脚控制 B. 在500~700mm高度之间,手与脚的操
总体作业空间的设计除了要考虑设备、用具所占的空间以及作业者 的操作空间以外,还应给作业者留有足够的心理空间
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作业空间设计的原则

第五章+作业空间设计2

第五章+作业空间设计2
(5)1800mm以上:报警器、音响装置等。
三.立姿工作台设计
双手操作时,上臂自然下垂,前臂自然弯曲时,最省力、 最舒适,工作台一般在肘部以下。
立姿作业控制台一般布置的尺寸范围如图5-30所示。
另外,工作面高度不仅与身高有关,还与作业时施力的 大小、视力要求和操作范围等很多因素有关。如被加工件越 大,工作台面越要低些;操作需用力时工作台面也应低一些, 这样可以利用身体的重力作功(图5-27)。
1.座椅的基本类型
不同的工作采用不同类型的坐椅。
(1)专用工作椅 例如:汽车驾驶员座椅、飞行员座椅、办公室座椅、
学校课桌椅等都属专用工作椅。 工作坐椅 立姿作业时,若工作面高度较低时,为了减轻因弯腰
引起人体疲劳,采用支撑物。
(2)多用座椅 指不是为某种固定工作,而可供多种场合使用的座椅。 例如:餐厅、会议室、候车候机室使用的座椅以及从事
3.座椅设计的新观念
近年来,座椅设计有新的发展。一般的座椅设计仅从座
椅的固有形状与尺寸关系上进行调整性设计。而新的座椅设
计则从座椅最根本的功能要求的角度着手,从设计观念上有
所突破与创新。
(1)“动态”座椅(图5-21) 其设计特点是座椅能对坐者的动作与姿势做出自动响应
(2)前倾式座椅(图5-22) 研究表明,采用座面适当前倾设计的工作椅会更适合于
(a)
(b)
(c)
(d)
工作座椅
对立姿工作岗位,如其 工作面高度相对较低,为了 减轻因弯腰引起人体疲劳, 可采用支撑物:
图(a)脚踏板和搁臂垫 组合。
图(b)脚踏板和支承凳 组合。
图(c)回跳凳
作用:
支撑物能够给操作者身 体一个平衡力,但操作活动 又不受这个力的影响。

作业空间设计与用具设计

作业空间设计与用具设计

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9.1.2作业空间设计的要求
一、作业空间设计的原则
(1)以人的生理、心理特点为依据,不能超出作业者的 作业范围。
(2)从人的要求出发,处理好总体空间和局部空间之间 的关系。
(3)处理好个体场所之间的相互关系。
(4)要保证作业的安全,尽量减少疲劳。
(5)各控制器、显示器装置要根据他们的重要程度和使 用频率依次布置在作业者作业范围的最佳区、易达区 和可达区。
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9.1.1活动空间
图9-1 立姿上身及手的活动空间
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图9-2坐姿上身及手的可及范围
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图9-3 单腿跪姿上身及手的可及范围
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图9-4 仰卧姿势手及腿的活动空间
➢以上这些活动空间均以成年男性第95百分位(身高
1775mm)为基础,女性活动空间均为男性的0.9346倍。
一、座椅的尺寸
根据功能不同,座椅大致可以分为三类:工作
用椅、休息用椅、特殊专用椅。
座椅的设计尺寸在GB/T 14774—9及JB/Z308— 88(《工作岗位一般人机工程要求》)中有明确 的规定。
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一般工作用椅的结构形式
工作用椅必须 有主要构件:座面、 腰靠、支架,视情 况而设辅助构件扶 手。
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椎间盘受力分析
正常姿势
前弯姿势
驾驶员舒适的驾驶坐姿
正常姿势下,腰曲弧线正常,椎间盘上所受压力均匀而轻微,韧带不
拉伸,腰部无不舒适感。
前弯坐姿时,椎骨之间间距发生改变,相邻两椎骨前端间隙缩小,从
而受到推挤和摩擦,迫使它向韧带产生推力,从而引起腰部不适感,长

空间设计(空间)PPT课件

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在曲面类的水平要素与垂直要素的合并中,又可以分为两类:单曲面与双 曲面。
单曲面类包含如同飞机内舱的筒形曲面及其变异形态所构成的空间。而双 曲面类则包含了如同鸡蛋壳的曲面及其变异形态所构成的空间。
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■ 组合空间
1、两个空间的关系 (1)一个空间包含另一个空间
两者之间很容易产生视觉和空间的连续性,要在大空间的背景下达到 突出小空间的目的,可以采用形体的对比或方向的差异来达到。
路线等因素将空间进行有序的排列与组织,解决多个单一空间的关 系问题。多空间的相互关系虽然复杂,但其组合方式可以概括为: •集中式组合 •线型组合 •辐射组合 •组团式组合 •网格式组合 •流动式组合
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(1)集中式组合
这是一种极具稳定型的向心式构 图,它由一个占主导地位的中心空间 和一定数量的次要空间构成。中心空 间的尺度上要足够大,才能将次要空 间组合在其周围。次要空间的尺度和 形式可以相同也可以不同。
1、空间概念:
埏埴
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2、空间类型:
3
4
■ 单一空间
单一空间:单一空间是构成其他空间的基础,是复杂的 组合空间的单元细胞,也是空间原理中的重点。
单一空间的构成要素: •水平要素的限定 •垂直要素的限定 •水平要素和垂直要素的组合 •水平要素与垂直要素的合并
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• 1、水平要素的限定 • 水平要素在设计中主要指:基面、顶棚、各种升起的台、下沉的“池” • (1)基面:位于地面最基本的水平面,与地面存在着色彩和质感的
差别水平面界限的轮廓越清楚,他所限定的范围就越明确。
(2)基面的升起 为了在视觉上加强基面所限定的
空间范围,可以采用基面的一部分 升起的方法来达到。
基面的升起在空间中用以体现: • 神圣 • 庄重 • 吸引人们的注意力 • 开阔的景观视野
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应用时应考虑以下问题:
(1)眼高的变化。
眼高决定着信息装置放置的位置,需要根据不同作业姿势 增加修正值。
(2)手臂所及范围的变化。
手臂所及范围不仅确定手操作的最远点,而且还影响操作 的可靠性和效率以及用力情况可整,理p所pt 以应考虑动态尺寸。 17
(3)脚掌尺寸及下肢活动范围的变化。 在不需要脚和腿操作时,使用静态尺寸可行,但进行脚控制
人体测量术语:GB3975-83 《人体测量术语》 ,如冠状面,
鼻梁点,面宽等。
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2.人体动态测量数据 动态数据涉及由四肢挥动所占有的空间体积与极限,一般
具有三维空间,即人体功能上的尺寸,包括人在工作姿势下或 某种操作活动状态下测量的尺寸。
3.人体测量方法与仪器 (1)普通测量法
频数
测量尺寸
5%
50%
95%
百分比值与其所对应的尺寸有如下的换算关系:
1%~50%百分比值处所对应的尺寸(值): Pv MK
50%~99%百分比值处所对应的尺寸(值):Pv MK
K为百分比值变换系数(P170,表5.1)
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例. 某一群体人的身高的平均值为1670mm,标准差为64mm, 求5%和95%的百分比值的尺寸。
平均值不能作为设计的依据, 否则只能满足50%的人使用。
3 M
X M 3
M:68.27%
M2:95.55%
M3:99.73%
(2)标准差
它表明一系列变数距平均值的分布状态或离散程度。
用 表 示。标准差常用于可整确理p定pt 某一范围的界限。
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(3)百分比值
百分比值的意义: 低于该百分比值
点尺寸的人群在总 人群所占的比例。
为足侧端。在人体的左、右方向上,将靠近正中矢状面的 方向称为内侧,将远离正中矢状面的方向称为外侧。
在四肢上,将靠近四肢附着部位的称为近位,将远离四 肢附着部位的称为远位。对于上肢,将桡骨侧称为桡侧, 将尺骨侧称为尺侧。对于下肢,将胫骨侧称为胫侧,将腓 骨侧称为腓侧。
4.支承面、衣着和测量精度
立姿时站立的地面或平台及坐姿时的椅平面应是水平的、
指被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上,头部 以眼耳平面定位,眼睛平视前方,左、右大腿大致平行, 膝弯曲大致呈直角,足平放在地面上,手轻放在大腿上。
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2.测量基准面 人体测量基准面的定位
是由三个互为垂直的轴(垂 直轴、纵轴和横轴)来决定 的(图5.7)。
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3.测量方向 在人体的上、下方向上,将上方称为头侧端,将下方称
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1.人体静态测量
利用人体测量仪器,按照人体测量方法,使用人体测量术 语,对被测者静态的立姿或坐姿条件下,进行人体的各部分尺 寸测量。
人体测量仪器:测高仪、直角规、弯角规、三脚平行规、 座高椅、软卷尺、医用磅秤等 。
人体测量方法:在规定的测量基准、测量方向、衣着等 下,可以采用自动仪器测量、丈量法、摄 影法等。
解:查表5.1(表), 5%时K=1.645,95%时K=1.645
5%百分比值的尺寸Pv=1670-64×1.645≈1564.7mm 95%百分比值的尺寸Pv=1670+64×1.645≈1775.3mm。
身(4)百分位数
在工效学的设计中,为了保证设计尺寸符合95%的大多数 人,经常使用5%、10%、50%、90%,95%五个百分比值,称 为第5%、10%、50%、90%、95%百分位数。
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(3)三维数字化人体测量法
分为手动接触式、手动非接触式、自动接触式、自动非接 触式。其测量效率高、数据处理容量大、速度快、精度高,但 成本也较高。
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二.人体测量术语
国标GB/T5703-1999《用于技术设计的人体测量基础项目》 规定了人体测量术语。
1. 被测者姿势 (1)立姿。
指被测者挺胸直立,头部以眼耳平面定位,眼睛平视前 方,肩部放松,上肢自然下垂,手伸直,手掌朝向体侧, 手指轻贴大腿侧面,自然伸直膝部,左、右足后跟并拢, 前端分开,使两足大致呈45度夹角,体重均匀分布于两足。 (2)坐姿。
采用一般的人体生理测量仪器,包括人体测高仪、直角 规、弯角规、三角平行规、软尺、测齿规、立方定颅器、 平行定点仪、坐高椅,量足仪、软卷尺等,主要测量人体 结构尺寸。
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(2)摄像法
通过投影测量来确定随人的姿势而变化的功能尺寸,如图 5.4所示。常用的测量仪器是照相机或摄像机。
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人体静态测量中的常用形体参数包括:高度、长度、 宽度、围径、体重、体积等。
中国成年人人体尺寸数据(GB10000-1988)。
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二.常用人体动态测量数据
1.肢体的活动范围 (1)肢体的活动角度大小。
如,头、肩胛骨、臂、手、腿、脚等的活动角度。图 (2)肢体活动所能及的距离范围。
如,人体处在不同作业姿势时,手所能到达的最大范围, 包括最佳范围,最大可及范围等。图
稳固的、不可压缩的。被测量者应裸体或穿着尽量少的内
衣。线性尺寸测量精度为1mm,体重测量精度为0.5Kg。
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三、人体测量数据处理
人体尺寸近似于正态分布,人 Y 体测量数据处理过程中的特征参 数:
(1)平均值 它是指测量值分布最集中区,
反映测量值本质与特征,是衡
量一定条件下的测量水平。用 表示M 。
第5%百分位数是指:有5%的人群小于5%百分比值的尺寸。 代表小身材尺寸。
第50%百分位数是指:有50%的人群小于50%百分比值的尺寸。 代表中等身材尺寸。
第95%百分位数是指:有95%的人群小于95%百分比值的尺寸。 代表大身材尺寸。
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5.2 人体测量数据的应用
一.常用人体静态测量数据
第五章 作业空间设计
本章内容提要 1、人体测量的基本原理 2、人体测量数据的应用 3、作业空间设计的工效学原则 4、坐姿作业空间设计 5、立姿作业空间设计 6、坐立姿作业空间设计
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5.1 人体测量的基本原理
一.人体测量的基本概念
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。
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