Значения антропометрических характеристик
Статистические методы определения АХ
АХ являются случайными величинами, подчиняющимися нормальному закону распределения.
На графике нормального закона распределения АХ по оси абсцисс откладывают значение случайной величины, по оси ординат f(x) – вероятность появления значения случайной величины (в долях единицы или процентах).
· Среднее, наиболее вероятное значение случайной величины – математическое ожидание M – соответствует максимуму кривой.
· Ширина кривой распределения показывает изменчивость случайной величины. Характеризуется среднеквадратическим отклонением s, относительно мат. ожидания.
· Площади, заключенные под участками кривой распределения, показывают, какое количество случайных величин попадают в эти зоны. В зону +-s попадает 68,25% всех случайных величин, +-2s – 95,45%, +-3s – 99,73%.
Рис. 2.1.
Перцентиль – сотая доля всей совокупности людей, подвергшихся антропометрическим исследованиям. Если площадь под кривой разделить на 100, то получится соответсвующее число перцентилей. Каждый перцентиль имеет порядковый номер. На долю первого приходится 1% от всех результатов наблюдений, 2-го – 2%, 50 соответствует математическому ожиданию.
Уровень репрезентативности – величина, выражаемая в процентах, соответствующая части населения при сплошном отборе индивидов, у которой значение АХ меньше или равно его заданному значению. Если говорим 5 перцентиль или 5%-й уровень репрезентативности, то это означает, что 5% людей имеют такие или меньшие характеристики.
Идеальное рабочее место водителя должно быть таким, чтобы все взрослое население могло управлять данной машиной. Практически достаточно обеспечить удобство для 90% людей. Самые маленькие 5% и самые большие 5% будут испытывать определенные неудобства (обычно вполне допустимые).
В конструкторской практике используют размеры, соответствующие 5-му и 95 перцентилю или 10 и 90.
В таблице 2.1 приводятся данные, позволяющие определить численность людей, которым будет удовлетворять данная компоновка рабочего места.
Таблица 2.1 - Численность людей, размеры которых содержаться в выбранном интервале АХ
| Интервал | Перцентиль (уровень репрезентативности), % | Численность людей, АХ которых содержаться в выбранном интервале, % |
| M+-2,5s | 1…99 | |
| M+-2s | 2,5…97,5 | |
| M+-1,65s | 5…95 | |
| M+-1,15s | 12,5…87,5 | |
| M+-0,67s | 25…75 |
Значения антропометрических характеристик
Условно разделяются на статические и динамические.
Статические – линейные и угловые величины, характеризующие размеры частей тела (размер головы, размер кисти, размер стопы). Используют для определения общих размеров рабочего места, расположения и размеров сиденья, органов управления.
Динамические - линейные и угловые величины, характеризующие углы вращения суставов, зоны досягаемости в различных позах. Используют для назначения амплитуд движения педалей, рычагов, других органов управления, определение зон досягаемости при различных положениях тела.
На рис. 2.2. указаны основные антропометрические характеристики, в табл. 2.2. приведены их численные значения и области их применения.
Рис. 2.2.
Таблица 2.2 - Основные размеры тела человека (статические харакеристики)
| АХ | Размеры | Область применения | |||
| Мужчины | Женщины | ||||
| M | s | M | s | ||
| Рабочая поза – стоя | |||||
| Длина тела (рост) (1) | 167,8 | 5,8 | 156,7 | 5,7 | Определение высоты оборудования, высоты салона автобуса |
| Длина тела с вытянутой рукой (2) | 213,8 | 8,4 | 198,1 | 7,6 | Зоны досягаемости по вертикали, поручни автобуса |
| Внешняя ширина плеч (3) | 44,6 | 2,2 | 41,8 | 2,4 | Размеры кузова по ширине |
| Длина руки, вытянутой вперед (кулак сжат) (4) | 64,2 | 3,3 | 59,3 | 3,1 | Зоны досягаемости по глубине |
| Длина руки, вытянутой в сторону (кулак сжат) (5) | 62,3 | 3,3 | 56,8 | 3,0 | То же |
| Длина плеча (6) | 32,7 | 1,7 | 30,2 | 1,6 | Высота расположения рабочей зоны и органов управления |
| Высота коленного сустава (7) | 90,1 | 4,3 | 83,5 | 4,1 | То же |
| Высота глаз от пола (8) | 155,9 | 5,8 | 145,8 | 5,5 | Высота рабочей поверхности, зоны обзора |
| Высота плечевой точки (9) | 137,3 | 5,5 | 128,1 | 5,2 | Высота рабочей поверхности и органов управления |
| Высота ладонной точки (10) | 51,8 | 3,5 | 48,3 | 3,6 | Зоны захвата |
| Рабочая поза – сидя | |||||
| Длина тела (11) | 130,9 | 4,3 | 121,1 | 4,5 | Высота кабины |
| Высота глаз от пола (12) | 118,0 | 4,3 | 109,5 | 4,2 | Высота рабочей поверхности, средств индикации |
| Высота плеч от пола (13) | 100,8 | 4,2 | 92,9 | 4,1 | Высота рабочей поверхности, зоны управления рычагами |
| Высота локтя (14) | 65,4 | 3,3 | 60,5 | 3,5 | То же |
| Высота колен (15) | 50,6 | 2,4 | 46,7 | 2,4 | Высота сиденья |
| Длина части тела от сиденья (16) | 88,7 | 3,1 | 84,1 | 3,0 | Высота кабины |
| Высота глаз от сиденья (17) | 76,9 | 3,0 | 72,5 | 2,8 | Обзорность дороги и приборов |
| Высота плеча от сиденья (18) | 58,6 | 2,7 | 56,0 | 2,7 | Размещение рабочей поверхности и органов управления |
| Высота локтя от сиденья (19) | 23,2 | 2,5 | 23,5 | 2,5 | Размещение подлокотников |
| Длина предплечья (20) | 36,4 | 2,0 | 33,4 | 1,8 | Зоны досягаемости по глубине |
| Длина вытянутой ноги (21) | 104,2 | 4,8 | 98,3 | 4,7 | Размещение пола кабины и педалей |
| Длина бедра (22) | 59,0 | 2,7 | 56,8 | 2,8 | Размеры сиденья |
Например, требуется определить внешнюю ширину плеч A для мужчины 95-го перцентиля. Для этого к математическому ожиданию M для внешней ширины плеч необходимо добавить из табл. 2.2 нужно прибавить среднеквадратичное отклонение с соттветствующим коэффициентом из табл. 2.1 (АХ 3).
A = M + 1,65s = 44,6 + 1,65×2,2 = 49,7 см.
То же для 25 перцентиля:
A = M – 0,67s = 44,6 – 0,67×2,2 = 43,1 см.
Задание 2.1
Определить диапазон регулирования высоты сиденья, пригодной для удобного использования 95% мужчин и женщин.
HM5 = M – 2s = 50,6 – 2×2,4 = 45,8 см.
HM95 = M + 2s = 50,6 + 2×2,4 = 55,4 см.
HЖ5 = M – 2s = 46,7 – 2×2,4 = 41,9 см.
HЖ95 = M + 2s = 46,7 + 2×2,4 = 51,5 см.
Диапазон регулирования высоты кресла от 41,9 см до 55,4 см.