1、.：.；人體工程學(xué)簡(jiǎn)介一、何為人體工程學(xué)？人體工程學(xué)是上世紀(jì)50年代開(kāi)展起來(lái)的一門(mén)新學(xué)科。它以人機(jī)關(guān)系為研討的對(duì)象，以實(shí)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、分析為根本的研討方法，是一種描畫(huà)如何塑造適宜人的任務(wù)環(huán)境的科學(xué)。詳細(xì)到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，就是在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造方面要按照人體的生了解剖功能量身定做，更加適宜于人體的任務(wù)效能。 “人指的是在所研討的系統(tǒng)中參與系統(tǒng)過(guò)程的人; “機(jī)那么泛指一切與人處于同一系統(tǒng)中并與人交換著信息、物質(zhì)和能量的、供人運(yùn)用的物; “任務(wù)環(huán)境指的是“人、“機(jī)共處的、對(duì)“人和“機(jī)有直接或間接影響的周?chē)獠織l件。在我國(guó)，本學(xué)科處于初創(chuàng)階段，稱(chēng)號(hào)尚不一致，有“人機(jī)工程學(xué)，“人類(lèi)工效學(xué)、“人體工程學(xué)和“工效學(xué)等

2、不同提法。一致稱(chēng)為“人機(jī)工程學(xué)。二、人機(jī)工程學(xué)的研討對(duì)象人機(jī)工程學(xué)的研討對(duì)象是人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)人機(jī)系統(tǒng)。 人機(jī)工程學(xué)既要研討人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的各個(gè)組成部分的屬性,更要著重研討人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)的總體屬性,以及人、機(jī)、環(huán)境之間的相互關(guān)系的規(guī)律。三、人機(jī)工程學(xué)的研討內(nèi)容 人的特性的研討1人體尺寸及人體丈量技術(shù)2人體的力學(xué)性能3人的勞動(dòng)生理功能4勞動(dòng)中人的心思過(guò)程5人的信息傳送才干6人的可靠性7人員的選拔和培訓(xùn)8人的動(dòng)作時(shí)間研討9人體模型 機(jī)的特性的研討 環(huán)境特性的研討 人-機(jī)關(guān)系的研討 人-環(huán)境關(guān)系的研討 機(jī)-環(huán)境關(guān)系的研討 人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)總體性能的研討四、汽車(chē)人體工程學(xué)今天的汽車(chē)要追求“人車(chē)

3、合一。所謂“人車(chē)合一，就是設(shè)計(jì)汽車(chē)的目的要以人為本，圍繞人的需求而建造。要使人乘駕汽車(chē)感到溫馨、方便和不容易疲勞，這就是汽車(chē)人體工程學(xué)的目的。汽車(chē)設(shè)計(jì)的根底。 駕駛區(qū)空間如何確定？ 駕駛員座椅如何設(shè)計(jì)？ 儀表盤(pán)如何設(shè)計(jì)與布置？ 支配桿、腳踏板等如何布置？ 前風(fēng)擋玻璃雨刮器有何要求？ 后視鏡大小、位置如何確定？ 車(chē)高車(chē)長(zhǎng)等如何設(shè)定？ 汽車(chē)如何降噪？ 汽車(chē)照明設(shè)備有何要求？ 汽車(chē)的平安設(shè)備平安帶、氣囊等應(yīng)滿足何種要求？本課程主要研討對(duì)象：轎車(chē)。轎車(chē)作為通勤交通工具的功能比率將漸趨下降，而用于休閑文娛的功能比率將漸趨提高, 轎車(chē)的行駛速度也許不再是最主要的運(yùn)用性能要求了，而人們對(duì)轎車(chē)的宜人性、乘坐溫

4、馨性的要求卻會(huì)比如今高得多, 轎車(chē)作為一個(gè)活動(dòng)的家，將要求車(chē)內(nèi)空間增大，內(nèi)部裝飾更具有家庭的溫馨氣氛。 第一章 汽車(chē)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)用人體模型常用人體模型來(lái)替代真人。人體模型應(yīng)有人真人的某些特性。汽車(chē)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)用人體模型視用途不同種類(lèi)也不一。主要包括車(chē)身設(shè)計(jì)及校核用的H點(diǎn)人體模型、撞車(chē)實(shí)驗(yàn)用的人體模型(假人)、儀表板及轉(zhuǎn)向支配系統(tǒng)沖擊吸收性能實(shí)驗(yàn)用的頭部和胸部模型及振動(dòng)實(shí)驗(yàn)用的兩自在度(或多自在度)振動(dòng)模型等。&1-1百分位一、百分位概念百分位是人體工程學(xué)中常用的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，它表示人體的某項(xiàng)根底數(shù)據(jù)對(duì)于運(yùn)用對(duì)象中有百分之幾的人可適用，這是人體工程學(xué)中一條根本的設(shè)計(jì)原那么。因此，目前人體根底數(shù)據(jù)規(guī)范均以

5、百分位的方式公布。這種表達(dá)方式已在國(guó)際上通用。百分位最簡(jiǎn)單分為三檔，即第5百分位、第50百分位、第95百分位。我國(guó)1989年7月l日起正式實(shí)施的國(guó)家規(guī)范，分7檔公布數(shù)據(jù)，即第1、第5、第10、第50、第90、第95、第99百分位，以方便運(yùn)用。 人體尺寸因種族、國(guó)家或地域而異，這一點(diǎn)在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)設(shè)備時(shí)是不可忽視的。二、百分位在產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)中的運(yùn)用 1、產(chǎn)品設(shè)計(jì)類(lèi)型按照所運(yùn)用的人體尺寸的設(shè)計(jì)界限值的不同情況,可將產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)義務(wù)分為三種根本類(lèi)型:型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)：需求同時(shí)利用兩個(gè)人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值和下限值的根據(jù)之設(shè)計(jì)義務(wù),稱(chēng)為型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì),又稱(chēng)雙限值設(shè)計(jì)。 例如,汽車(chē)駕駛座椅設(shè)計(jì)。型

6、產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)：只需求利用一個(gè)人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值或下限值的根據(jù)之設(shè)計(jì)義務(wù),稱(chēng)為型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì),又稱(chēng)單限值設(shè)計(jì)。A型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)：只需求利用一個(gè)人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值的根據(jù)之設(shè)計(jì)義務(wù),稱(chēng)為 A 型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì),也稱(chēng)大尺寸設(shè)計(jì)。例如,設(shè)計(jì)公共汽車(chē)的車(chē)廂高度。B 型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)：只需求利用一個(gè)人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸下限值的根據(jù)之設(shè)計(jì)義務(wù),稱(chēng)為 B 型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì),也稱(chēng)小尺寸設(shè)計(jì)。 例如,設(shè)計(jì)任務(wù)場(chǎng)所的柵欄構(gòu)造、網(wǎng)孔構(gòu)造或孔板構(gòu)造等平安防護(hù)安裝。 型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)：只需求人體尺寸的第 50 百分位尺寸數(shù)據(jù)作為產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)的根據(jù)之設(shè)計(jì)義務(wù),稱(chēng)為 型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì),也稱(chēng) 折中設(shè)計(jì)。 例如,

7、門(mén)的把手或鎖孔離地面的高度、電燈開(kāi)關(guān)在房間墻壁上的安裝位置離地面的高度設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員進(jìn)展產(chǎn)品或工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí), 首先必需正確判別設(shè)計(jì)義務(wù)應(yīng)屬于哪一種類(lèi)型, 然后恰中選取作為尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)的人體相應(yīng)部位的百分位數(shù)。2、人體尺寸丈量百分位數(shù)據(jù)的修正1功能修正量： (1)著裝修正量 (2)姿態(tài)修正量2心思修正量最小功能尺寸:為了確保實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的某項(xiàng)功能而在設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的產(chǎn)品最小尺寸,稱(chēng)為產(chǎn)品最小功能尺寸。產(chǎn)品最小功能尺寸 = 人體尺寸百分位數(shù) + 功能修正量 最正確功能尺寸:為了方便、溫馨地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的某項(xiàng)功能而設(shè)定的產(chǎn)品尺寸,稱(chēng)為產(chǎn)品最正確功能尺寸。產(chǎn)品最正確功能尺寸 = 人體尺寸百分位數(shù) + 功能修正量

8、 + 心思修正量。 人機(jī)工程學(xué)是以追求平安、安康、溫馨、高效為目的的, 只需客觀上答應(yīng), 就該當(dāng)按最正確功能尺寸進(jìn)展設(shè)計(jì)。以設(shè)計(jì)乘客區(qū)頂高為例, 假設(shè)以男子身高第 90 百分位尺寸 1754 mm作為設(shè)計(jì)界限值, 鞋跟高修正量取為 25 mm,高度的最小余裕量取為 90 mm,高度的心思修正量取為 115 mm,那么: 最低層高=1754+(25+90)=18691900 mm 最正確層高=1754+(25+90)+115=19842000 mm三、百分位在汽車(chē)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用實(shí)例汽車(chē)設(shè)計(jì)以總體布置為中心，而轎車(chē)總體布置又是從車(chē)廂開(kāi)場(chǎng)的。為此要利用能表述人體外形的規(guī)范模型做為準(zhǔn)繩來(lái)安排駕駛艙各個(gè)部

9、件位置。國(guó)際汽車(chē)設(shè)計(jì)界中所運(yùn)用的總范圍在5%-95%之間，它涵蓋了90%的人群。例如駕駛員的位置，從腳踩油門(mén)踏板或剎車(chē)踏板上算起，身體高大者要比身體矮小者靠后坐，這決議了駕駛 HYPERLINK auto.sohu/s2006/qichezuoyi/ t _blank 座椅后移的位置；身體矮小者要比身體高大者靠前坐，這決議了座椅前移的位置。手臂長(zhǎng)度與腿相比是較短的，當(dāng)座椅后移時(shí)能夠手觸及不到儀表板，這就有了一個(gè)范圍限制。例如以百分位人群來(lái)劃分，假設(shè)第5個(gè)百分位德國(guó)規(guī)范的女子身高為1.47米，而第95個(gè)百分位的男子身高為1.82米，對(duì)于固定踏板的布置，工程師就只思索5%的矮小女子和95%高大男子

10、的手臂觸及范圍。做出儀表板的可接觸的衡量，通常以高大男人的手臂長(zhǎng)為一個(gè)決議性準(zhǔn)那么，即以伸展的手臂運(yùn)動(dòng)，在程度及垂直方向各繪出一個(gè)園孤線，近似描畫(huà)出一個(gè)半園形空間去安排座椅、儀表、 HYPERLINK auto.sohu/s2006/fxppd/ t _blank 方向盤(pán)、踏板、變速桿、中控板控制旋鈕等零部件的位置及相互的間隔 尺寸。駕駛座椅的布置是轎車(chē)總布置的關(guān)鍵之一。駕駛座椅的調(diào)整應(yīng)可以使駕駛員相對(duì)方向盤(pán)、支配桿、踏板等支配機(jī)構(gòu)及前檔風(fēng)玻璃，在縱向及鉛垂方向的位置應(yīng)可以滿足絕大多數(shù)駕駛員群體的各類(lèi)人身體特征。座椅的平行挪動(dòng)及高度調(diào)整范圍根據(jù)人體規(guī)范模型的肢體夾角來(lái)確定。&1-2 H點(diǎn)人體模

11、型H 點(diǎn)，即胯點(diǎn)( HipPoint )，指人體身軀與大腿的鉸接點(diǎn)。在人體模板中為髖關(guān)節(jié)。確定汽車(chē)車(chē)身或駕駛室內(nèi)部人機(jī)界面幾何尺寸關(guān)系時(shí) ,常以此點(diǎn)作為人體的定位基準(zhǔn)。 H點(diǎn)點(diǎn)13人體模型由背板部、座板部、小腿部及足部等構(gòu)成。背板部由背板、背托架、軀干桿、程度儀A及胸部和臀部重塊等組成。座板部由座板、控制桿、T形桿、程度儀B、大腿重塊、膝部角度盤(pán)等構(gòu)成。 小腿部由左右小腿及質(zhì)量塊組成。足部有足部刻度盤(pán)。汽車(chē)的實(shí)踐 H 點(diǎn)是指當(dāng) H 點(diǎn)三維人體模型按規(guī)定的步驟安放在汽車(chē)座椅中時(shí)，人體模型上左右兩 H 點(diǎn)標(biāo)志銜接線的中點(diǎn)。 (l)汽車(chē)實(shí)踐H點(diǎn)是與操作方便性及坐姿溫馨性相關(guān)的車(chē)內(nèi)尺寸的基準(zhǔn)點(diǎn)。在特定

12、的約束坐姿下，駕駛員在操作時(shí)身軀上部的活動(dòng)必然是繞經(jīng)過(guò)實(shí)踐H點(diǎn)的橫向程度軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，可用來(lái)檢驗(yàn)汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)的合理性。 (2)汽車(chē)實(shí)踐H點(diǎn)是確定眼橢圓在車(chē)身中位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。影響儀表盤(pán)、前后風(fēng)窗、左右風(fēng)窗、風(fēng)窗刮凈區(qū)、后視鏡等。(3)汽車(chē)實(shí)踐H點(diǎn)的位置影響到駕駛員的手伸及界面。影響儀表盤(pán)布置、操作件布置等。&1-3 H 點(diǎn)二維人體模板汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)中也采用H點(diǎn)二維人體模板來(lái)確定或校核車(chē)內(nèi)尺寸，H 點(diǎn)二維人體模板是根據(jù)H點(diǎn)三維人體模型制造而成的。對(duì)于平安設(shè)備, 應(yīng)盡能夠按極端的百分位數(shù)設(shè)計(jì), 如選用第 1 和第 99 百分位,以順應(yīng)絕大多數(shù)人的要求。對(duì)于普通設(shè)備, 所選百分位數(shù)可適當(dāng)偏離極端數(shù)值, 如

13、第 10 和第 90 百分位,這樣可簡(jiǎn)化構(gòu)造、降低本錢(qián)。人體模板的運(yùn)用：人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí), 可借助人體模板進(jìn)展輔助制圖、輔助設(shè)計(jì)、輔助演示或輔助測(cè)試。 H 點(diǎn)二維人體模板在車(chē)身車(chē)高設(shè)計(jì)中的運(yùn)用1、制造模板H點(diǎn)人體樣板由軀干、大腿、小腿、足及靠背基準(zhǔn)桿等組成。車(chē)身內(nèi)部布置設(shè)計(jì)采用的通常是第95，50和第5百分位的H點(diǎn)人體樣板。這三種百分位的萬(wàn)點(diǎn)人體模板的上身軀桿長(zhǎng)度尺寸一樣，但大腿長(zhǎng)度B、小腿長(zhǎng)度A各有不同。2、模板安放H點(diǎn)人體樣板在車(chē)身側(cè)視圖上安放時(shí)，應(yīng)先確定H點(diǎn)的高度Hz如何確定？確定溫馨坐姿角詳細(xì)步驟為：(1)畫(huà)出地板線(先以程度線代表);(2)確定出H點(diǎn)的位置(以加速踏板踵點(diǎn)為基準(zhǔn)，兼顧座

14、墊、靠背的緊縮量);如何確定？(3)將第95百分位人體樣板的H點(diǎn)與剛剛確定的H點(diǎn)相重合;(4)按選定的溫馨坐姿角確定人體樣板在圖紙上的位置;(5)選定H點(diǎn)的程度及垂直行程(即座椅的程度及垂直調(diào)理量)。程度行程范圍普通為100一160mm，垂直行程普通應(yīng)大于80mm。(6)畫(huà)出座椅調(diào)理至中間位置、最前最高位置以及最后最低位置時(shí)的H點(diǎn)。(7)將第95百分位的人休樣板的H點(diǎn)與圖紙上最后最低位置的H點(diǎn)相重合，根據(jù)樣板背部曲線外形、靠背緊縮量與厚度，確定駕駛艙的最后界限。(8)將第50、第10百分位的人體樣板的H點(diǎn)分別與圖紙上座椅調(diào)理到中間位置及最前最高位置的H點(diǎn)相重合，以加速踏板踵點(diǎn)為固定點(diǎn)，察看溫馨

15、坐姿角除a外的變化及坐姿位置的變化，決議H點(diǎn)高度Hz及行程大小能否適宜。 (9)畫(huà)出三種位置時(shí)上述三種百分位人體樣板腿部輪廓線，供設(shè)計(jì)仲腿空間用。(10)轎車(chē)后排座的布置方法與上述相仿。(11)按第三章中“頭廓包絡(luò)線中所述方法決議頭頂空間。或按下述決議頭頂空間的高度尺寸，見(jiàn)圖1一7。由駕駛員或乘員頭頂部F垂直向上100- mm為車(chē)頂內(nèi)飾線。車(chē)頂厚度普通可取巧15-25mm，思索到駕駛員頭頂處的車(chē)高并非是車(chē)體的最大高度，從而再添加20-40mm作為車(chē)體總高的設(shè)計(jì)參考值。對(duì)于載貨車(chē)，萬(wàn)點(diǎn)至車(chē)頂內(nèi)飾線之間的間隔 在沿8度傾斜線上量，普通不應(yīng)小于1000mm。&1-4 其它人體模型頭部及胸部模型：評(píng)價(jià)

16、儀表板或座椅靠背后部等的沖擊性能等。兩自在度振動(dòng)人體模型：汽車(chē)平順性實(shí)驗(yàn)等。車(chē)輛碰撞仿真分析用人體模型留意：今天的汽車(chē)設(shè)計(jì)都采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，用專(zhuān)門(mén)軟件來(lái)測(cè)定轎車(chē)的設(shè)計(jì)能否符合人體工程學(xué)。由于設(shè)計(jì)師對(duì)人體規(guī)范模型的取舍不同，就出現(xiàn)了歐美車(chē)空間比較寬大，日韓車(chē)空間比較狹小的景象。東亞人的平均身高和手臂長(zhǎng)度都要遜于歐美人，但由于市場(chǎng)全球化，汽車(chē)設(shè)計(jì)也傾向于大空間。經(jīng)過(guò)加大座椅、方向盤(pán)角度的多級(jí)調(diào)整來(lái)平衡各地域的人種身體的差別。駕駛員眼橢圓、頭廓包絡(luò)線、H點(diǎn)位置線、膝部及胃部包絡(luò)線如何進(jìn)展車(chē)室設(shè)計(jì)？汽車(chē)駕駛員的眼睛、頭部、胯部、膝部及胃腹部上一些與車(chē)身設(shè)計(jì)有關(guān)的特殊點(diǎn)稱(chēng)為駕駛員的人體特征點(diǎn)。駕駛員以本人的志愿將座椅調(diào)整到適意位置、并以正常駕駛姿態(tài)入座后，人體上的這些特征點(diǎn)在車(chē)內(nèi)坐標(biāo)