М іністерство освіти і науки України

Український державний лісотехнічний університет

Купчик Р.М., Мигаль С.П.

Антропометричні дослідження

в ергономіці

/методичні рекомендації для проведення лабораторних робіт з курсу «Основи ергономіки» для студентів спеціальності 6.020200 «Дизайн»/

Львів 2005

Антропометричні дослідження в ергономіці (методичні рекомендації до курсу «Основи ергономіки» для студентів спеціальності 7.060200 «Дизайн»). Укладачі Р.М.Купчик, С.П.Мигаль.– Львів: УкрДЛТУ, 2005.

Укладачі: Купчик Р.М., канд.техн.наук;

Мигаль С.П., канд.архітектури, професор

Рецензенти: Голобородько В.М., зав. кафедри інженерно-технічних дисциплін Харківської академії дизайну і мистецтв, канд.техн.наук, професор;

Прусак В.Ф., доцент, зав.кафедри дизайну Українського державного лісотехнічного університету.

Відповідальний за випуск – Бехта Н.С.

Методичні рекомендації затверджені на засіданні кафедри дизайну.

Протокол № 5 від 17 березня 2005 р.

Рекомендовано до друку методичною радою технологічного ф-тету.

Протокол № 6 від 18 травня 2005 р.

ЗМІСТ

Вступ..................................................................................................................3

1. Антропометричні ознаки: характеристика і класифікація........................6

2. Принципи вимірювання антропометричних ознак....................................9

3. Вимірювання тіла людини в положенні стоячи........................................13

3.1. Антропометричні точки............................................................................14

3.2. Антропометричні ознаки..........................................................................16

3.2.1. Висоти точок над підлогою...................................................................16

3.2.2. Поперечні розміри - діаметри...............................................................18

3.2.3. Розміри охоплення..................................................................................18

3.2.4. Габаритні розміри тіла і розміри досяжності рук................................19

4. Вимірювання тіла людини в положенні сидячи........................................21

4.1. Антропометричні точки............................................................................22

4.2. Антропометричні ознаки..........................................................................23

5. Інструменти і пристосування для антропометричних досліджень.........27

Література....................................................................................................30

Вступ

У прикладних наукових дисциплінах все більш важливе місце займають антропологічні дослідження, що обумовлено зростанням потреб в антропологічних даних для окремих галузей науки і практики. Сучасна антропологія вивчає варіації будови тіла людини на всій території її розселення і впродовж його біологічної історії. Складова її частина – соматологія (soma – тіло) вивчає закономірності індивідуальної мінливості людського організму в цілому, статевий диморфізм, вікові зміни його пропорцій, вплив різних біологічних і соціальних умов на конституцію людини.

В ергономіці дані про будову тіла людини використовуються для вирішення широкого кола задач розробки і оцінки технічних засобів діяльності – машин і виробничого устаткування, засобів транспорту, медичного обладнання, меблів, виробів культурно-побутового призначення. Антропологічні дослідження базуються на спеціально розробленій методиці – антропометрії, яка представляє „сукупність методичних прийомів в антропологічних дослідженнях, що полягають у вимірюванні та описі (антропоскопія) тіла людини в цілому і окремих його частин, що дозволяють дати кількісну характеристику їх мінливості". Матеріали по даній проблемі запозичені з [1, 2, 3, 4].

Внаслідок значної варіації характеристик, що вивчаються, дослідження проводяться на великих масивах населення із застосуванням методів варіативно-статистичної обробки даних, коли вивчаються особливості окремих груп населення – вікові, статеві, етнічні, професійні, соціальні.

Проте завдання проектування і оцінки людино-машинних систем не можна вирішити простим застосуванням даних, отриманих в класичній антропометрії, або механічним перенесенням її методів на дослідження в ергономіці і проектуванні. Рішення їх пов'язане з розробкою цілого ряду методичних питань, обумовлених вимогами ергономічного забезпечення проектування. В основі яких лежать знання про антропометричні ознаки людини.

Антропометричні ознаки – це соматичні властивості людини (лінійні, периметричні, кутові розміри тіла, сила м'язів, форма грудної клітки і ін.) , що обумовлюють внутрішньовидові варіації його будови і закономірності розвитку та залежать від віку, статі, етнотериторіальної приналежності, професії, соціальних і інших чинників. Кількісний вираз антропометричної ознаки (у міліметрах, градусах, балах і т.п.) визначається як антропометричний показник. З врахуванням антропометричних показників розраховуються параметри машин, обладнання, робочих місць, знарядь праці, виробів.

Передусім необхідно встановити, які антропометричні ознаки визначають взаємодію людини з машиною і середовищем у кожному окремо взятому випадку, як їх виміряти, які антропометричні показники слід враховувати, щоб створюване устаткування відповідало можливостям людини, які принципи оцінки антропометричних даних, в якій формі їх доцільно представляти. Завдання визначення антропометричних даних для цілей проектування обумовило використання нових методичних прийомів збору антропологічного матеріалу, які пов'язані передусім з розробкою методологічних і методичних основ антропологічних досліджень в ергономіці і впровадженням нових технічних засобів дослідження.

Антропологічні дослідження в ергономіці здійснюються з позицій загальної методології антропологічних досліджень: визнання соціальної природи людини і вивчення мінливості його організму у зв'язку з обумовлюючими її чинниками – статтю, віком, етнічною приналежністю і ін. Разом з цим з позицій ергономіки людина розглядається як провідна ланка в системі „людина-машина‑середовище” (СЛМС) з врахуванням конкретних умов її діяльності в конкретних умовах.

Отримання цілісної характеристики системи „людина-оператор” грунтується на врахуванні найважливіших для теорії і практики ергономіки принципів діяльнісного, комплексного і системного підходів.

Антропометричні ознаки:

характеристика і класифікація

Антропометричні дослідження в ергономіці базуються на основних принципах і положеннях, що прийняті в класичній антропології: враховуються загальні правила організації і проведення досліджень, дотримується вимога уніфікації методичних основ вимірювання антропометричних ознак, використовується класичний антропометричний інструментарій, залучаються стандартні методи статистичної обробки отриманої інформації. Разом з цим враховується і ряд особливостей, які характерні для ергономічних досліджень.

Антропометричні ознаки, що використовуються при аналізі, проектуванні і оцінці систем „людина-знаряддя..праці-виробниче середовище”, називаються ергономічними. Це специфічні ознаки, що визначають характер взаємодії людини із технічними засобами діяльності. Більшість ергономічних ознак орієнтована в просторі відповідно до параметрів об'єкту, що проектується. Розробка ергономічних ознак пов'язана з виявленням їх конкретного функціонального значення в тій або іншій СЛМС. Значення це не постійне. Одні і ті ж ознаки в різних системах можуть бути ведучими і, навпаки, можуть не грати істотної ролі. Кількість антропометричних ознак, що використовуються в ергономіці, дуже велика (більше 110). Загальний їх перелік є, по суті, відкритою системою. Аналіз взаємодії людини з кожним новим знаряддям або виробом може вимагати залучення нових ознак.

При розробці програм ергономічних досліджень постає питання про класифікацію антропометричних ознак. Основне завдання класифікації полягає в систематизації антропометричних ознак, необхідних для аналізу, проектування і оцінки людино-машинних систем. Крім цього класифікація сприяє і рішенню загальних задач, таких, як:

- створення основи для аналізу і порівняльної характеристики окремих груп населення;

- систематизація різнорідних ознак;

- визначення методичних прийомів і способів вимірювання ознак відповідно до причетності ознак до тієї або іншої групи;

- уніфікація термінології, що сприяє однозначному використанню термінів спеціалістами різних галузей.

Основою класифікації ознак в класичній антропології виступають їх морфологічні властивості. Наприклад, ознаки, що характеризують пропорції частин тіла, складають групу (систему) поздовжніх розмірів. Ознаки, що характеризують загальну величину тіла – його довжину, масу, поверхню, об'єм, коло грудної клітки (обхват грудей) та ін. складають групу тотальних розмірів. Крім цих груп, відповідно до розділів теоретичної антропології, виділяють системи ознак, що характеризують форму окремих частин тіла, його поставу тощо. Із вказаних груп ознак найбільше застосування в ергономіці мають поздовжні розміри і системи ознак, що характеризують форму частин тіла.

З врахуванням функціональної спрямованості використання антропометричних даних антропометричні ознаки поділяються на п'ять основних груп:

• статичні;

• функціонально-динамічні;

• габаритні;

• гоніометричні;

• перисоматичні.

Статичні ознаки^ характеризують особливості взаємного розташування тіла людини і технічних засобів діяльності. Використовуються вони при оцінці функціонально-композиційної структури і зовнішньої форми проектованого об'єкту, для визначення його конструктивних параметрів, загальних габаритів, масштабних співвідношень частин і цілого. Наприклад, висота ліктьової точки враховується при визначенні висоти робочої поверхні обладнання, відстань від спинки сидіння до підколінного кута – при розрахунку глибини сидіння.

Група функціонально-динамічних ознак включає власне динамічні і функціональні ознаки. Динамічні ознаки характеризують зміну одного і того ж розміру при переміщенні частини тіла в просторі. З їх допомогою визначаються охоплення рухів, розміри моторного простору, що враховуються при раціональному плануванні і компоновці обладнання основних функціональних зон та підзон. Наприклад, досяжність руки, визначена для різних положень і поз, служить основою для розрахунку висоти й глибини розташування органів управління. Функціональні ознаки характеризують функціональні можливості і особливості людини. У ергономічних дослідженнях найбільше застосування з них мають динамометричні (сила м'язів) і фізіометричні (життєва ємкість легенів) ознаки.

До групи габаритних ознак відносяться найбільші і найменші розміри тіла людини в різних його положеннях та позах, орієнтовані в різних площинах. Ці ознаки використовуються при розрахунку максимального і мінімального простору, що займає тіло людини, при визначенні величини і конфігурації проходів, люків, замкнутих об'ємів. Наприклад, розмах рук, зігнутих в ліктьових суглобах, задає мінімальну ширину проходу, а найбільша ширина тазу – ширину крісла.

Гоніометричні ознаки характеризують рухливість в суглобах. Врахування їх дозволяє, наприклад, оптимально розташувати органи управління для рук і ніг, розрахувати їх розміри, визначити оптимальні розміри робочого простору.

Перисоматичні ознаки, що характеризують позасоматичну сферу людини, є відстані від точок або поверхонь тіла людини до поверхонь машин, робочих місць, обладнання, органів управління тощо. Наприклад, відстані від пальцевої точки III до підлоги, від передньої поверхні тулуба до робочої поверхні столу, від верхівкової точки до стелі кабіни тощо, враховуються при визначенні конструктивних параметрів обладнання і розмірів робочого простору.

З анатомічної точки зору розрізняють загальносоматичні ознаки – всього тіла і ознаки окремих його частин – голови, кисті, стопи, грудей.