【doc】广东省青年（18-25岁）人体尺寸与产品设计的调查研究

【doc】广东省青年（18-25岁）人体尺寸与产品设计的调查研究 广东省青年(18-25岁)人体尺寸与产品设 计的调查研究 科技创新2012~3月(中)J科技创新与应用 广东省青年(18—25岁)人体尺寸与产品设计的调查研究 汪美荣一曹玉华高锐涛 (1,华南农业大学工业设计专业,广东广州5106422,华南农业大学,广东广州5106423,华南农业大学工业设计系,广东广州510642) 摘要:对广东省青年(18—25岁)人体尺寸进行抽样调查,对比分析广东省青年在近30年来体态特征的变化.在分析产品设计中 人体尺寸的重要性的基础上,举例阐述将新尺寸应用在产品设计中的必要性及重要意义. 关键词:广东青年;人体尺寸;调研分析;产品设计 1引言 人体尺度,又称人体尺寸,是指人体所占有的三维空间,包括人 体高度,宽度和胸廓前后径以及各部分肢体的大小等[1].据调研指 出,生活水平的提高,生活环境及营养的改善,会导致同一民族,同 一 地区人群的人体尺寸的增加.国标GB/T100(30—1988({中国成年 人人体尺寸》制定于改革开放初期,在之后的近3I)年里,中国特别 是广东省经济发展迅猛,人们生活水平大幅度提高,广东省青年的 人体尺寸较改革开发初期发生了巨大的变化.此外,由于民族遗传, 饮食结构等方面不同的长期影响,广东人身材 气候条件,地理环境, 与全国其他地区(东北,华北,西北,华中,东南)的人身材有较大的 差距.以男子身高为例,从GB/IO000—1988(中国成年人人体尺寸》 中可知,东北和华北地区与华南地区身高均值相3~!(1693—1650)mm= 43mm.简言之,人体尺寸存在显着的时代差异和地区差异. 近年来,随着经济的高速发展和生活水平的提高,人们不仅追 求产品的高品质,还要求产品操作简单,使用舒适,贴合生理需求和 心理需求.为了迎合消费者的需求,为了设计更人性化更贴合人体 尺寸,设计师们严格根据国家制定的人体尺寸标准进行产品设计. 但由于人体尺寸的时代差异和地区差异性,采用旧的人体尺寸标准 设计出的产品并不完全符合当代广东人的身体尺寸.目前市场上仍 然存在许多不适宜广东人人体尺寸的产品,如部分服饰的尺寸设 计,座椅设计等.这些不人性化的产品不仅给人们的生活带来诸多 不便,而且长期使用会造成身体劳损,脊椎变形等生理疾病,降低人 们生活质量. 为了提高人们生活舒适度,生活质量和幸福指数,调查分析目 前广东人体尺寸并制定广东省的人体尺寸数据标准成为了一项非 常紧迫和必要的课题. 2广东省青年(18—25岁)人体尺寸调查与分析 2.1广东省l8—25岁青年人体尺寸数据调查与计算 凡一个国家,一个民族,在由于生活条件改善寻致人体尺寸增 加的年代,青少年人体尺寸的增加总是比成年人更j口显着[21.18—25 岁青年出生于经济腾飞初期,与经济一起蓬勃成长,人体尺寸的时 代差异在他们身上体现最为明显.因此,作者针对广东18—25岁青 年进行抽样调查分析.样本主体为在校大学生,讽查范围集中在华 南农业大学,华南师范大学,华南理工大学,暨南大学,广东外语外 贸大学等广东省高校,共获得有效984份.其:余的小部分样本 为社会工作者,共获得问卷268份.由于时间,人力,物力等限制,问 卷的数据调查主要为身高和体重.统计分析得结果如表1. 表1 项H均值标准粒 身I,nlml7m5.S (18—25岁)体霞k6().57.6 殳身l岛,"llllfll6046.4 (18—25)体最/kg49.26.7 群体人体尺寸数据具有各人体尺寸之间一般具有线性相关性 的特性,即它们之间存在关系Y=aX+b(Y为某一人体尺寸数据,x 为身高,体重,手长等基本尺寸之一,a,b为常数).研究表明,人体各 基本结构尺寸与身高具有近似的比例关系,即b=O,有关系式Y= ax.由于部分人体尺寸与身高近似比例为已知常量,作者直接引用 它们之间的比例常量(《工业设计人机》中表2-,10)计算得部分 尺寸结果如表2所示.在进行工程和产品设计时,往往是使用到某 个地区某项人体尺寸的某个百分位数,则数据标准需要按公式P= x_+Kcr(P为人体尺寸的K百分位数,x为相应人体尺寸的均值,or为 相应人体尺寸的标准差,K为转换系数)划分比例区域.根据表I和 课题来源:华南农业大学优秀本科生红满堂项目 机械工业出版社的《:业设计人机工程学》第二版中的表2-8(部分 人体尺寸与身高的近似比例关系)计算可得立姿尺寸和坐姿尺寸, 附表2做数据参考(表中座高表示小腿加足高). 袁2 "I825)f1825' f v叭I?a.Is 戳蠕,lIJ1551 lm .s【st H.s..l-? 2.2人体尺寸的对比分析 国标GB/T10000—1988(中国成年人人体尺寸》是根据20世纪 80年代中期的实测数据制定的,其提供了我国成年人(男18—6O 岁,女18-55岁)人体尺寸的基础数据. 据科学研究表明,人的身体发育阶段主要在0—17岁,18岁以 后身体发育缓慢或停止发育.因此,18—25岁广东青年的身高,体重 数据与国标GB/T10000—1988统计的华南地区成年人身高,体重数 据是具有可比性.由《中国成年人人体尺寸》可查得华南地区成年人 身高,体重数据,与表1作对比得表3.由表3可知,男子平均身高增 高(1710—1650)mm=7Omm,平均体重增加(60.5—57.1)kg=3.4kg;女子 平均身高增高(1604—1549)mm=55mm,体重则相差无异.由此数据 可以看出,近30年来,广东省青年的体态发生了巨大的变化,男女 生平均身高及座高等都增高了很多,体重变化不大,这反映了广东 省青年体型趋向细高型,同时也反映了广东人体质偏瘦. 表3 身l断film体蘑kg项? 均值标准茇均值标准 ,…1粥165057.36.9 ……l女15<t949.74965 ),j.i,3l7l(160.57.6 一…l16()46.44926.7 3新人体尺寸在产品设计中的重要性 3.1人体尺寸对产品设计的重要性 产品设计是一个通过具体的载体,以美好的形式表达出来的一 种创造性活动过程,其核心是产品对使用者的身,心具有良好的亲 和性与匹配.人性化是产品设计的必然趋势和发展方向,一切与人 类有关的物品,大到宇宙飞船,机械设备,交通工具,小至家具,服装 及锅碗瓢勺,要达到人性化设计的目标,在其设计过程中就必须充 分考虑人体尺度因素. 3-2新尺寸在产品设计中应用的必要性 人体尺寸的增加,必然会导致沿用国标GB/T10000—1988的部 分产品出现不人性化现象.它们的设计不贴合现代人人体尺寸,影 响使用的舒适度.其中功能尺寸设计主要人体尺寸及立姿,坐姿尺 寸的产品受影响最大,如课桌椅,沙发.储物柜等.下面以高校课室 联排桌椅为例,阐述新尺寸应用到产品设计中的必要性. 本次调查对象为广东省大学生,目的在于了解他们对高校联排 桌椅使用的满意度.调查通过网络进行,共收到有效问卷285份. 调查结果及结论分析: 有48.5%的学生认为联排桌椅:[力能尺寸设计不合理,使用起来 不舒适.其中有40%的学生觉得课桌和椅子高度不匹配,桌下空间 狭小,导致腿脚无法伸展开,长期使用容易导致全身疲惫;有34.6% 认为课桌偏矮,写字时需要大幅度弯腰,脖颈和背部容易疲劳; 39— 科技创新与应用I2012~3月(中)科技创新 浅析配电房温湿度测控系统的设计 梁小燕 (广东.佛山528000) 摘要:为了保证电气设备在配电房安全运行和防止小动物的破坏,设计了一个基于STCI2C5412AD单片机作为控制器的温湿度测控 系统;系统采用屏幕YM0009S液晶显示模块,实现了显示当前环境的温度和湿度,时钟的功能,还具有自动控制,手动控制和报警功能. 关键词:温湿测控;配电房;抗干扰 1系统硬件设计 由于系统在配电房内工作,环境恶劣,噪声干扰非常强,因此采用 具有高速,高可靠,抗强静电和干扰的单时钟舰器周期fl的 STC12C5412AD单片机,比普通单片机快8,12倍,具有ISP功能,包括 2个16位定时器P数器,2路外部中断,4路PWM,8路10位ADC,1 个UART接口,1个SPI接口和内部看门狗.512个字节的SRAM和 12K片内Flash.256字节的ER0M和Flash公用高256地址.硬件系 统由单片机,北京宝力马公司的S213HIT1温湿度传感器,Rs232串行 总线通讯,PCF8563实时时钟,段显示液晶模块YMO009S,CAT181以 及电压调整芯片TL431等组成.系统硬件结构框图如图1所示. 图1系统硬件结构框图 图2电源电路 1.1系统电源设计 为了保证传感器的测量准确度,必须保证供电电源恒定,并且系统 采用的传感器要求电源为5V+1%.因此,系统工作电源承接前级开关 电源输出滤波后,接入精密电压调节器TIA31,使其调整输出后的电源 非常稳定.TIA31的内部含有—个2.5V的基准电压,所以当在REF端 引入输出反馈时,器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流,控制输 出电压.如图2所示的电路,当R.和R的阻值确定时,两者对V.的分 压引入反馈,若V增大,反馈量增大,TIA31的分流也就增加,从而又 导致V.降.显见,这个深度的负反馈电路必然在等于基准电压处稳 定,此时v1+Rl/R×V选择不同的R.和R:的值可以得到从2.5V 到36V范围内的任意电压输出,特别地,当RI=R:时,VI5v.电源末 级采用SPX1117隔离一个独立的5V电源,供通讯电路使用,使输入电 源和输出电源不受干扰. 1.2通讯接口 系统通过UART与上位机通讯,不仅可以利用CPU的ISP和IAP 功能进行系统升级,而且通过自定义的本地协议,实现实时时钟校时. 这也是控制器唯一对外的接口,为了提高串行总线节点的抗干扰能 力,保证各节点在电气上完全隔离和独立,CPU的TxD和RxD分别通 过高速光耦6N137与MAX202的TXD和RXD相连.图3中两个5ft 的电阻起限流作用,保护串口芯片MAX202.防止总线的电压突变,尤 其是浪涌电压,T2OUT和R2IN脚分别并联—个TVS管(D1和D2).图 中D3为PHILIPS公司的PRTR5VOU2X静电保护器件,也是并联在 MAX202的T2OUT和R2IN脚两端,此ESD保护器使得输人信号与地 图3串口通讯电路 16.2%认为椅子偏高,臀部和大腿受压较大,久坐导致臀和腿麻痹酸 痛.联排桌椅存在的尺寸设计缺陷导致高校学生群体视力下降,颈 椎病等等现象不断增多,严重影响学习效率及身体健康. 联排桌椅存在尺寸设计缺陷主要原因是其所依据的人体尺寸标准 是1988年我国制定的GB/T10000—1988《中国成年人人体尺寸》, 该标准距今有近30年历史,这期间人体尺寸发生了很大的变化.取 《中国成年人人体尺寸》与表2的桌椅部分主要功能尺寸的50百分 位数作对比如表4(单位:mm) 表4 2(J121988 j女 小lJJ{I足岛4:{63954l{:}82 J幔深懈145q45743:j 课桌椅设计主要功能尺寸为座高,座深及桌椅配合高度.其中 (10,15)mm,课桌的合适的桌椅 座高=(小腿加足高+穿鞋修正量)一 高度差=座高/3一(20,30)mm.以男性为例,根据表4数据可计算出, 从1988年到2012年,小腿高加足高变化量=(436—413)mm=23mm, 座深变化量=(481—457)mm=24ram.从计算结果可看出,人体的小腿 高加足高和座深足足增长了2厘米,这不仅说明联排桌椅所依据的 人体尺寸标准亟需更新,还说明为了实现产品人性化,产品尺寸更 符合现代人使用,产品功能尺寸需要随着人体尺寸的变化而改变. 一 40 如果生活中出现大量不适合人体尺寸或规格的产品,那么人们将要 承受更多的精神压力.这些不人性化的产品会影响人们的使用舒适 度,或者说疲劳程度,增加生理消耗,有损人们的身体健康.将新的 人体尺寸应用于产品设计,使产品尺寸贴合人体需求,体现人性化 设计,有助于改善生活条件,提高生活质量. 4结束语 对广东省18—25岁青年人体尺寸的抽样调查的数据表明,广东 省青年的体态特征在近30年来发生了巨大的变化.通过高校课室 联排桌椅的舒适度调查和新旧尺寸对比分析,进一步说明要实现产 品设计真正的人性化,提高广东人生活条件和生活质量,急需制定 广东省新的人体尺寸标准,本文所开展的研究及调查结果,将对这 一 标准的制定起到积极的作用. 参考文献 f11赵军芳,李世国,夏杰字.2007.人机工程学原理在医疗产品设计中 的运用fJ1.中国医疗器械杂志,6:429. f21阮宝湘.2008.《工业设计人机工程》.北京:机械工业出版社[MI.29— 41. 『31梁艳霞.2009.人体尺度在产品设计中的应用一以双层床的设计为 例.郑州轻工业学院(社会科学版),4:68 通讯作者:曹玉华,本科生红满堂计划项目指导教师,博士,副 教授,硕士生导师. 论文指导老师:[2】曹玉华,华南农业大学;[3】高锐涛,华南农业 大学工业设计系副主任