浅析人体尺寸测量在老年人家具设计中的应用

2012-12-17陕西科技大学

电子世界 2012年15期

陕西科技大学陶娜

一、测量原理

人体测量学对人类的发展具有重要的研究和应用价值，经过几十年的发展,人体测量技术经历了由二维到三维、由接触式到非接触式的过程。随着计算机技术、信息技术和网络技术的发展,人体测量技术也将呈现智能化、网络化的新面貌。

非接触式三维人体测量技术(interac tive3Dwholebodyscannersystem)

人体全身扫描术通过应用光敏捕捉设备投射到人体表面的光(激光、白光及红外线)在人体上形成的图像，描述人体三维特征国际上常用的人体扫描仪有Telmat的SYMCAD、TC2、TechMath-Contour、Cyberware-WB4、Vitrcnic-Vitus等。三维非接触式扫描系统具有扫描时间短、精确度高、测量部位多等多种优于传统测量技术和工具的特点，如德国的TechMath扫描仪在20秒内完成扫描过程，可捕捉人体的80.000个数据点获得人体相关的85个部位尺寸值,精确度为＜士0.2mm；美国的TC2通过对人体4.5万个点的扫描，迅速获得人体的80多个数据可以全面精确地反映人体体型情况。

目前,人体扫描仪广泛应用于：人体测量学研究、服装工业(MTM量身定制系统虚拟试衣)、娱乐业(如电影特技)、计算机动画和医学(目前最为广泛如弥补术和塑型手术)等领域，扫描系统性能的比较见表1。

二、测量数据及选择依据

在老年人相关方面需要注意的问题：(1)无沦男女，上年纪后身高均比年轻时矮。而身体围度却会比一般成年人大，需要更宽松的空间范围。(2)由于肌肉的退化，深受过东西的能力不如年轻人。因此，手脚所能触及的空间范围比一般成年人小。

坐姿是人们工作、学习、生活中经常采用的基本姿势。坐姿在很大程度上受坐具的制约,设计合理的坐具才能保证使用者保持合理、舒适、高效、健康的坐姿。由于目前我国还没有大规模的人体测量数据库,而现行的人体数据系统已经不符合现代人体特征,因此国内许多与坐姿有关的产品(坐姿产品),如坐具、办公桌、工作台、控制台等都无法以我国现代人的人体尺寸为依据设计制造,不合理的坐姿产品随处可见,而不适的坐具和不良的坐姿对人体健康将产生严重的负面影响。

表1 扫描系统性能的比较

表2 尺寸测量姿势项目

图1

图2 人体各种姿势所需的座面高度

设计人员在考虑老年人的使用功能时，务必对上述特征充分考虑。家庭用具的设计首先应该考虑到老年人的需求。因为家庭用具一般不必讲究工作效率，而首先需要考虑的是使用方便。

因此，应选择的测量项目是：中指指尖上举高，坐姿眼高，坐姿肘高，坐深，臀膝距,坐高，如表2所示。

(1)座高

座高是指人坐在座椅上时座面中轴线前部最高点至地面的垂直距离。

图3 座面深度

图4

座高必须适中，过高则两足不能落地，使大腿前部近膝胭窝处软组织受压，时间久了造成血液循环不畅，易使小腿发胀与麻木。过低易使体压分布过于集中，人体呈前曲状，从而加大背部肌肉的负荷，同时人体重心低，使人起立时也会感到困难，如图1。因此，考虑老年人的使用，在保证基本尺寸的情况下，对坐姿膝高测量可避免上述两种情况的发生，

人体各种姿势所需的座面高度见图2。

(2)座深

座面深度是指椅凳类家具座面前沿中点至座面与背面相交线的距离。座面深度对人体舒适度的影响很大。

座面深度的尺寸应满足三个条件：

1)臀部得到充分支撑；

2)腰部得到靠背的支撑；

3)座面前缘与小腿之间留有适当的距离，以保证大腿肌肉不受挤压，小腿可以自由活动。

如果座面深度过大(如图3)大于老年人的大腿长(臀部至膝窝距)，坐面前缘将压迫膝窝处压力敏感部位，则背部支撑点悬空，使靠背失去作用，同时膝胭窝处会受到压迫；相反，如果座面深度过小(图3)，则大腿前沿软组织受到压迫，长时间保持会使大腿感到麻木。这两种坐姿都是不舒适的。

(3)床面长，衣柜、橱柜高

床的长度影响着睡眠质量。如果床长小于身高，在保持自然睡眠状态下，必然有一部分身体必须伸出床外而得不到床面的支撑，这样势必要使本来由床面承担的身体压力由与伸出床外部位相连接.的关节承担，给关节、肌肉造成压力；在床缘处的身体部位长时间受压也会引起血液流动不畅而造成不舒适感。因此在床面长度小于所需长度时为了保持身体舒适，人的身体会主动蜷曲以减小身体长度，这种不正确的姿势势必也会降低睡眠质量。经过对中指指尖上举高数据的测量就可以避免床面长度不合适，并且设计出符合老年人生理特征的床类产品。同样通过老年人中指指尖上举高数据也可对衣橱和橱柜数据进行设计，如图4。