人体静态尺寸测量实验：详细方法及分析

一、目的及意义

在产品的人性化设计中，人因工程学有着广泛的应用领域及实际范例。座椅作为在人们的生活、工作、学习、休闲中有着广泛应用的产品，其设计的优劣，将在人们的长期使用中影响着身体健康、身心舒适及工作效率等方面。因此，座椅的创新设计要充分运用人因工程学的基础理论知识，考虑人体尺寸、关节活动舒适度等因素。同时要理解人体尺寸及人体关节活动特性对产品设计的影响，掌握座椅功能尺寸及办公桌功能尺寸的确定方法，并将人因工程学的原则要求合理应用于设计中，与产品的整体设计有机结合起来。通过该实验与设计实践的结合，可培养学生研究问题的能力、实验设计能力、动手能力和创造能力。

本实验的目的：

（1）利用马丁测高仪和身高坐高测量仪测量坐高、坐深、坐姿膝高等人体静态尺寸；

（2）利用关节角度测量尺测量人体上肢及下肢部分主要关节的活动范围；

（3）结合测量的形体参数，进行符合自身创新方案设计，并制作模型。

二、实验仪器

马丁测高仪、SZG-1身高坐高测量仪、F-JDC关节角度测量尺。

三、实验步骤

（一）人体静态尺寸测量实验步骤

利用马丁测高仪及身高坐高测量仪测量坐高、坐深、坐姿膝高等人体静态尺寸。被试者应脱掉鞋、帽，并按照立姿、坐姿的标准要求进行相关测量。测量应该在呼气和吸气之间进行；测量时只能轻触测点，不可按压皮肤。将测量结果填入表3-2中。

（二）上肢腕关节活动范围测量实验步骤

利用关节角度测量尺测量腕最大活动范围和能舒适调节的范围。

（1）测量腕关节的内收、外展活动范围

①测量位置定义

测量中立位：手掌平伸、五指并拢，掌心朝下平放在桌面上。

内收极限位置：前臂保持不动，手掌在水平面内向身体内侧尽量转动，转至自然极限位置（舒适），再尽力转动，到达基本不能再动，且腕部有明显不适的最大活动位置。

外展极限位置：前臂保持不动，手掌在水平面内向身体外侧尽量转动，转至自然极限位置（舒适），再尽力转动，到达基本不能再动，且腕部有明显不适的最大活动位置。

②角度测量

中立位与内收极限位置的夹角为腕关节内收转动范围，中立位与外展极限位置的夹角为腕关节外展转动范围，将测量结果填入表3-3中。

（2）腕关节屈伸活动范围

①测量位置定义(www.xing528.com)

测量中立位：五指并拢，掌心朝下，前臂伸直。

腕关节屈极限位：手掌沿冠状轴向下转动，转至自然极限位置（舒适），然后可继续转动，到达基本不能再动，且腕部有明显不适的最大位置。

腕关节伸极限位：手掌沿冠状轴向上转动，转至自然极限位置（舒适），然后可继续转动，到达基本不能再动，且腕部有明显不适的最大位置。

②运动范围测量

利用关节角度尺测量中立位与屈伸极限位置之间的夹角，并将测量值填入表3-4中。

（三）下肢膝关节活动范围测量实验步骤

测量坐姿下膝关节的活动的最大范围和舒适活动范围。

①测量位置定义

坐于坐高测量仪上，双脚平放在地面上，小腿自然向前伸展至最大位置，在前伸过程中，脚掌始终保持水平，脚尖不翘起，当略感不舒适时，测量膝关节角度。然后继续前伸，当不舒适感难以忍受时，停止，进行最大值测量。

②活动范围测量

利用关节角度测量尺对上述两种状况的膝关节角进行测量，并将测量值填入表3-5中。

（四）设计方案可能用到的尺寸学生自行确定并测量

四、实验数据记录

表3-2 坐姿人体尺寸

表3-3 上肢腕关节内收外展活动范围

表3-4 上肢腕关节屈伸活动范围

表3-5 下肢膝关节前伸活动范围

五、实验报告编写内容

实验名称、目的；使用的仪器、实验方法概要；经过整理的数据表格；数据分析；方案设计。

六、实验报告要求

本实验要求数据处理正确、设计方案有创意，设计符合人因工程学中人体尺寸应用、座椅功能尺寸设计原则及人体的生理、解剖、心理需求。