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1、第二章 作业环境中的人体因素,2.1.人体活动与动作空间,2.2.肢体的运动与肌肉施力,2.3.使用惯用手,2.4.重心问题,2.1.人体活动与动作空间,人的动作空间分为两类：,人体处于静态时的肢体的动作空间，就是肢体的活动范围（作业域）。它实际上就是人在某种姿态下肢体所能触及的空间范围，是由肢体活动角度及肢体的长度组成的。,人体处于动态时的全身的人体活动空间（作业空间）。,2.1.1.肢体活动范围与作业域,（1）肢体活动角度,（2）肢体活动范围,人的肢体围绕关节转动而划出的范围称之为肢体活动空间，也就是肢体活动所占用的范围。它是由活动角度和肢体长度构成的肢体活动范围。,.坐姿,.站姿,.作业
2、域的定义：,当人体的动作在某一限定范围内均呈弧形，而形成包括左右水平面和上下垂直面动作范围一定的领域，叫做人的作业域（working area）。一般来说，作业域是二维的。,人们工作时由于姿态不同，其作业域也不同，把人们经常采取的姿态归纳起来基本上是四种：站、坐、跪和躺。,（3）手脚的作业域,人在日常生活和工作中，手脚在一定范围内做各种活动，而形成包括左右水平面的和上下垂直面的动作区域，叫做手脚的作业域。,.水平作业域,水平作业域是人于台面前，在台面上左右运动手臂而形成的轨迹范围，手尽量外伸所形成的区域为最大作业域，而手臂自然放松运动形成的是通常作业区域。,以通常的手臂活动范围，桌子的宽度40
3、cm就够了，但是由于需要摆放各种用具，所以实际的桌子要大得多。水平作业域对于确定台面上的各种设备和物品的摆放位置有重要的作用。,水平作业域实例,.垂直作业域,垂直作业域是指手臂伸直，以肩关节为轴作上下运动所形成的范围。,垂直作业域对决定人在某一姿态时手臂触及的垂直范围有用，如阁板、挂件、门拉手等，带书架的桌子也常常用到上述物体的高度。,设计直臂抓握的作业区域时，应以身材较小的人为依据，即以第5百分位的尺寸为准。,摸高,摸高是指手举起来时达到的高度。,垂直作业域与摸高是设计各种柜架、扶手和各种控制装置的主要依据。,拉手,在垂直作业域中，人要取东西，伸手就能拿到是最方便的。,一般办公室用100cm
4、，一般家庭用80-90cm比较适合，幼儿园还要低一些。,垂直作业域实例,2.1.2.人体活动与活动空间,人体姿势的变换和人体移动所占用的空间即构成了人体活动空间。人体活动空间（作业空间)远远大于作业域。,（1）人体的活动空间,（2）基本姿态,立位,坐位,椅坐位,跪位,卧位,基本姿态所对应的尺寸群,（3）姿态变换,姿态的变换集中于正立姿势与其它可能姿态之间的变换，姿态的变换所占用的空间并不一定等于变换前的姿态和变换后的姿态占用空间的重叠。,（4）人体移动,人体移动占用的空间不应仅仅考虑人体本身占用的空间，还应考虑连续运动过程中由于运动所必需的肢体摆动或身体回旋余地所需空间。,（5）人与物的关系,
5、人体在进行各种活动中，很多情况下是与一定的物体发生联系的，这些物体大致可以分为三类：,用具:持于身前、身后、体侧，托于身上，可挥舞的等等。,家具：支撑人体家具、贮藏家具。,建筑构件：门通道、阶梯、栏杆。,2.1.3.影响活动空间的因素,（1）动作的方式:是静止的还是动态的，是持续的还是间隔的等等。,（2）在各种姿态下的工作时间：由于持续的时间不同，可能带来的体力的变化会使人在动作姿态上产生变化。,（3）工作的过程和用具：额外的附加设备会占用空间。,（4）服装:服装会随时间、地点、季节等很多因素的变化，而服装的余量会有很大的不同。,（5）民族习惯：如日本、朝鲜和阿拉伯民族都是席地而居，无论是空间
6、的尺度和形态，还是家具的高度尺寸都与我们一般的情况不同，在设计这类空间时，对于人体活动空间必须重新进行研究。,2.1.4.人体活动空间与室内、外空间的关系,A空间是人体活动空间，是由人体活动的生理 因素决定的，也称生理空间，它包括：,（1）人体空间,（2）家具空间（街具空间）,（3）人和物之活动空间,B空间空余的空间，是有人的心理因素决定的，也称心理空间。,A空间与B空间之和即为完整的室内、外空间。,2.2.肢体的运动与肌肉施力,人体的一切活动都是通过人体的运动系统实现的。运动系统由三个主要部分构成：骨骼、关节和肌肉。运动系统的运动作用实际是肌肉收缩牵动骨骼绕关节的转动，所以人体的活动能力决定
7、于肌肉。,无论是人体自身的的平衡稳定或人体的运动，都离不开肌肉的肌能。肌肉的肌能是收缩和产生肌力，肌力可以作用于骨，通过人体结构在作用于其他物体上，称为肌肉施力。,2.2.1.肌肉,肌肉占人体总重量的40%左右，由肌纤维组成，每块肌肉的两端形成肌腱，肌腱强度很高，并附着在骨骼上。,肌肉具有一个重要的特性，它的长度可以比正常的长度缩短一半，称为肌肉的收缩。,肌肉收缩的能力与长度有关，肌肉越长，收缩肌做功能越强。肌肉的最大肌力为每平方厘米3-4公斤力。由于女性肌肉较小，肌力比男约小30%。,肌肉在收缩的过程中，消耗肌肉中的化学能而产生机械能，即肌肉的收缩是通过化学能转换为机械能来实现的。,化学能的
8、转换需要消耗能量，能量来源主要依靠葡萄糖、脂肪和蛋白质，同时还要有氧气的参与，葡萄糖和氧气在肌肉中的储存量很少，必须要靠血液输送，所以血液输送是影响肌肉活动的限制性因素。,2.2.2.静态肌肉施力,肌肉施力由两种方式：,（1）动态肌肉施力,（2）静态肌肉施力,2.2.3.静态施力举例,静态肌肉施力的划分：,（1）持续10s以上，肌肉施大力,（2）持续1min以上，肌肉施中等力,（3）持续4min以上，肌肉施小力,2.2.4.避免静态肌肉施力,避免静态肌肉施力的几个要点：,（1）当静态肌肉施力无法避免时，肌肉施力的大小应低于该肌肉最大肌力的15%。,（2）避免弯腰或其他不自然的姿势。,（3）避免
9、长时间的抬手工作，应该使作业面降到肘关节以下，以保证使用这的健康。,2.3.使用惯用手,使用惯用手拿东西比非惯用手快约10%的时间。此外，惯用手总比非惯用手工作的准确。用惯用手触及一个目标的失误率为7%，而用非惯用手时12%。从力量上来看，惯用手比非惯用手强5%-10%。,2.4.重心问题,重心是人体全部重量集中作用的点。当考虑人体的重量时，就可以用这点来代替人的重量之所在。通常，人的重心在肚脐之上。,一般来说每个人的重心位置不同，主要是受身高、体重和体格的影响。此外，重心还随人体位置和姿势的变化而不同。,在栏杆的设计中，其高度应该高于重心的高度。理论上的人体重心高度如以身高100cm,重心则为56cm，如平均身高为163cm，重心高度为92cm，这是平均值，修正一下取110cm。,课 堂 作 业,1.测量学校内各种室外家具或设施的尺寸，包括：座椅、阶梯、栏杆、垃圾桶、指示牌等，并将其绘制到A4的纸上（包括平面图和立面图每类设施选择一种）。测量学校内各级道路的尺寸。主要道路、园路。（包括平面图和立面图）。,2.体验其使用的感觉，并做出简短评价。,课 外 作 业,测量居住空间内各种家具或设施的尺寸，包括：床、椅子、桌子、沙发、衣柜等（至少5类），并将其绘制到A4的纸上（每类设施选择一种）。,THE END,
