工程科学与技术，国际期刊20（2017）232完整文章印度学生家具人机工程学设计的人体测量放大图片作者：Ismail Wilson Taifaa，Darshak A.德赛Ba坦桑尼亚达累斯萨拉姆达累斯萨拉姆大学工程技术学院机械和工业工程系b印度古吉拉特邦Vallabh Vidyanagar G H Patel工程技术学院机械工程系阿提奇莱因福奥文章历史记录：接收日期：2016年2016年7月11日修订2016年8月7日接受2016年8月21日在线发布关键词：人体测量学人体工学设计家具肌肉骨骼疾病A B S T R A C T本文介绍了印度工科学生的人体测量。对使用劣质家具的学生进行了人体健康调查（人机工程学评价），以了解学生的健康状况。这些数据是在各种工具的帮助下测量的。通过数据的收集和分析，得出了可调式教室家具设计的详尽尺度.建议的尺寸包括：长凳表面高度、长凳深度和宽度、靠背宽度和高度、靠背角度、桌子高度、桌子深度、宽度和桌子角度。因此，这些数据的实施将有助于创造舒适性、安全性、健康性、适用性，减少肌肉骨骼疾病，并提高学生在注意力方面的表现。此外，强烈建议在设计教室家具时考虑学生的要求，并举办研讨会或讲习班，教育学生长期使用教室家具对适应不良状况的负面影响。©2016 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CCBY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍参考文献[14]将人体测量学定义为简单地说，人体测量学可以定义为处理身体尺寸的研究，即用于设计目的的身体尺寸，形状，力量和工作能力[13][44]和身体组成[29]。所有工程学院、研究所或大学都有教室家具，但这些家具对学生来说舒适度较低，因为在设计家具的初始阶段没有考虑人体测量数据[34]。无论何时考虑设计人体测量，它都有助于学生达到舒适水平[1]，减少肌肉骨骼疾病（MSD）[41，42，31]，并在教授或教师教学时提高学生的注意力[32，34]。来自不同国家的学生每天花很多时间坐在设计不好的家具上[45，8，23，30，15]。*通讯作者：达累斯萨拉姆大学工程与技术坦桑尼亚达累斯萨拉姆，电子邮件地址：itaifa@udsm.ac.tz，taifaismail@yahoo.com（I.W.Taifa）。由Karabuk大学负责进行同行审查。人体工程学的基本理念是使任何家具设计都能带来舒适性，身体健康，安全[12]，幸福，方便并为学习带来动力[49]。学生需要精心设计的家具，因为当他们在执行某项任务时，即写作[2]，讲座，绘画，在桌面上阅读等，他们会变得非常尴尬。增加心理压力，对学生的表现产生不良影响此外，Ref。[50]指出对于亚洲人群来说，拥有自己的学生人体测量数据是非常重要的，这样设计师就可以很容易地设计出符合人体工程学的服装，从而提高舒适性、安全性和满意度，并最终减少肌肉骨骼疾病（MSD）。MSD是指身体关节、肌肉、韧带、肌腱、神经和支撑四肢、背部和颈部的结构的损伤或疼痛。从长远来看，这些MSD[9]是退行性疾病和炎症性疾病，可导致疼痛并损害学生的正常活动[1]。参考文献[39，43，30]建议，在家具设计活动中需要使用人体测量。如果学生可以使用设计不良的家具，这种家具也会导致头痛[24]。http://dx.doi.org/10.1016/j.jestch.2016.08.0042215-0986/©2016 Karabuk University.出版社：Elsevier B.V.这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页：www.elsevier.com/locate/jestchI.W. Taifa，D.A. Desai/工程科学与技术，国际期刊20（2017）232233-1.1. 目的该研究的主要目的是从人群（工程专业学生）中收集人体测量数据，并建立标准选择标准和尺寸，这对于印度古吉拉特邦工程学院设计可调节椅子和桌子（或教室家具）至关重要来自三（3）所工程学院年龄（17-37岁）的学生参与了研究。学生帮助进行健康调查（人体工程学评估）和人体测量。2. 文献综述文献调查显示，许多研究人员对设计各种家具进行了各种研究[36]，但对于学院或学校，特别是印度的学院或学校，关于学生家具设计的研究成果较少，特别是来自工程学院的学生。许多研究已经进行了小学比在工程学院进行的方式印度是一个有29个邦的国家，其中许多邦的人体测量结果存在差异。人体测量因州而异，或因国家而异，至少有一些小的变化[37]。由于这种变化，如果可能的话，需要有良好的人体测量数据库，以便这些数据可以用于当前和未来的学校家具设计。关于人体测量数据的调查较少，这是由于大多数学院或大学行政部门采购的是继续采购现成的家具而不注意学生的人体测量的习惯可能导致不舒适[16]，肌肉骨骼疾病（MSD）[15，22]，并且还可能降低每天坐在这些家具上使用这些家具的学生的表现[38，10]。人体测量学有三大原则。根据产品的类型，在设计各种产品时主要遵循这些原则第一个原则是第二个原则是可调节性原则已被许多研究人员建议为设计家具时应遵循的主要人机工程学原则[5，51]。最后一个原则是针对普通高校的设计很多，但针对政府院校的可调性设计却很少3. 研究方法人口组的人体测量参数来自印度的工程学院。本研究考虑的学生总数为2223人。通过使用Eq。（1）由[18]或等式给出（2）根据[35]，计算的样本量为339，而参与研究的人数为478人，这表明收集的数据超过了计算的样本量。其中男性290例（60.67%），女性188例（39.33%）。n/2/p1-pZ2]=e21n¼N=101Ne2102Ne其中n是所需的样本量;N是总群体;Z是标准正态偏差;对于95%置信水平，p是估计具有特定特征的目标群体中的比例，即p被认为是30%;（1p）是不具有特定特征的目标群体中的比例，e是所需的准确度，如[18]所述，其通常被设定在5%水平。了解参与者的健康状况非常重要[26]。为了了解与使用现有家具有关的主要问题（健康状况），在[20]建议的设计问题的帮助下，对在大学学习较长时间的学生进行了人体工程学评估（健康调查）。表1显示了所进行的健康调查的结果。为了提出明确的问题，在Minitab 17.0的帮助下编制了帕累托图（Pareto diagram） 图 1显示了所进行调查的帕累托图。图1指出了各种问题，需要更多的关注和努力，使学生可以从这些问题中解脱出来。主要确定的问题是，如背痛，颈痛，肩痛和肌肉，腿的关节疼痛，颈部或肩部紧张，肘部疼痛，疲劳关节，累积性创伤障碍，手部疼痛和手腕疼痛，使75-25%的帕累托图的规则。关注这些问题最终可以解决大多数问题，这可以通过良好的家具设计来实现。 仅通过简单的收集人体测量数据来设计家具，并不容易消除所有已识别的关键问题。因此，为了最大限度地减少通过健康调查（人体工程学评估）发现的所有健康问题，建议所有负责的行政部门、学院或研究所董事会和管理层考虑以下事项。I. 在为各大专院校供应或采购教室家具的整个过程中;教室家具的使用应适当考虑学生的身体尺寸，避免因长期使用而引致肌肉骨骼疾病。II. 在设计教室家具时，需要考虑学生的声音（学生的要求），而不是在整个过程中没有使用者（学生）直接或间接参与的情况下提供家具。表1学生人体工程学评估（健康调查）。S/No.非人体工程学家具12345（1，2）的和&第三章一眼部问题14965769242167B背痛531078385150243C呼吸困难10464751324103D肩部和肌肉疼痛281126284192202E肘部疼痛33868147231200F腕部疼痛34814772244162G腿部关节56936962198218H手痛34965764227187我颈部疼痛551029567159252J失眠（Sleepless）53627592196190K疲劳关节和肌肉疼痛361111917862338L头痛37831829680302M颈部或肩部紧张35922088162335N累积性创伤障碍35574275269134O滑倒、绊倒和26404999264115福尔斯因默特最严重（1）;不太严重（2）;严重（3）;不确定（4）;根本不（5）。234I.W. Taifa，D.A. Desai/工程科学与技术，国际期刊20（2017）232健康调查后健康问题的帕累托图350030002500200015001000500100806040200健康问题KMLIBGDEJHAF0NO其他频段338 335 302 252 243 218 202 200 190 187 167 162 134 115 103累计百分比%11 11 10 8 8 7 6611213139475460 666 6 5 5 4 4 3727884899397 100注：健康问题Fig. 1. 人体工程学评估帕累托图（健康调查）。采购家具。如果能考虑学生III. 由于有许多健康问题是由于学生对不良姿势的适应，因此强烈建议尽可能安排研讨会或讲习班，以教育工程专业学生长期使用教室家具对不良姿势的负面影响。3.1. 测量仪器为了测量人口群体（学生）的各种身体尺寸，有各种技术和工具，其中最常用的。根据[32]，一些方法包括三维（3-D）扫描仪[28]太昂贵，并非所有研究人员都能使用其他方法包括与三维人体扫描仪相比被认为是简单、廉价和许多研究人员可用的人体测量工具。在这种情况下，Ref。[40]指出，参考文献[46，19]还解释了通过使用三维扫描仪可获得的挑战。在这项研究中，身体尺寸是使用传统的人体测量工具，就像其他许多使用相同工具的研究人员一样[44，36，27]。使用便携式浴室体重秤（最大150 kg图二、教室家具设计所需的人体测量数据：身高（身高）（1）、坐高（直立）（2）、坐肩高（3）、小腿长（腘高）（4）、坐髋宽（5）、坐肘高（6）、臀部-腘长（座深）（7）、臀部-膝长（8）、大腿间隙（9）、坐眼高（10）、肩（双三角肌）宽（11）、膝高（12）和体重（13）。发生频率累积百分比I.W. Taifa，D.A. Desai/工程科学与技术，国际期刊20（2017）232235容量），精度为0.01 kg，而其他尺寸使用柔性卷尺测量，精度为0.1 mm，用于标记水平的钢直尺，不可调木椅和塑料直尺。测量时使用的是一张不可调校的椅子，椅子上有一个平坦的木制座位，靠背较高，以减少因学生姿势不佳而造成的测量误差。此外，不可调节的椅子没有扶手，这可能会妨碍肘托高度测量。靠背和座椅彼此成直角排列，并且座椅在测量期间充当参考点，特别是在坐姿下。工程专业学生的身高（身高）是使用一个安装在墙上的直尺测量的，直尺上附有卷尺，以厘米为单位校准。测量期间不允许穿任何多余的衣服，如袜子、夹克、工作服和鞋子3.2. 车身尺寸的选择标准家具的设计需要人体测量的直接参与[33]。不同的研究人员提出了身体尺寸，这是在设计家具，特别是为学生[47，48，7，6]必不可少的。但是对于这项研究，从印度的工程学生中收集了所有必需的人体测量尺寸，并将ISO 7250作为所有13个选定学生身体尺寸的标准图2示出了本研究选择的所有十二（12）个身体尺寸，另外的体重作为第三十（13）个身体测量值，而表2指示了所选研究的序列号和描述。根据ISO 7250的凹痕这些身体尺寸被明智地选择用于研究，考虑到身体尺寸，以帮助提高舒适性、安全性和容易获得设计家具所需的尺寸。4. 数据分析借助Minitab 17、SPSS 16.0作为统计软件包和Microsoft Excel2013 ， 对 收 集 的 人 体 测 量 数 据 进 行 了 全 面 分 析 根 据 最 小 值（min）、最大值（max）、标准差（SD）、第5、第50、第95百分位数和平均值（等于第50百分位数）分析数据。除体重（重量）单位为千克（kg）外，所有尺寸单位均为毫米（mm）5. 结果和讨论表3和表4分别列出了男生和女生（一至四年级）所有人体测量数据的描述性统计人体测量（数据）呈正态分布[17]。 对于所有收集的男生数据，正态分布曲线见图。 3作为检查所有收集的人体测量数据的形状和分布的手段。女生在正态分布曲线上的差异也较小。在文献调研的基础上，参考文献（Ref.[21]鼓励设计师适应可调节毛皮-表2教室家具设计中人体尺寸的选择S/No. 根据ISO7250学生基本4.1.2身高（体高）从地面到头部最高点（顶点）的垂直距离4.2.1坐高（直立）从水平坐面到头部最高点（顶点）的垂直距离4.2.4肩高，坐着从水平坐面到肩峰的垂直距离4.2.12小腿长（腘高）从搁脚板表面到大腿正后方的下表面的垂直距离膝盖，弯曲成直角4.2.11臀部宽度，坐着臀部最宽部分测量的身体宽度4.2.5肘部高度，坐姿从水平坐姿面到肘部最低骨点的垂直距离，前臂水平4.4.6臀-腘长（坐深）从膝盖凹陷到臀部最后点的水平距离4.4.7臀膝长从膝盖最前端到臀部最后端的水平距离4.2.13大腿间隙从坐面到大腿4.2.2眼高，坐姿从水平坐姿到外眼角的垂直距离4.2.9肩（双三角肌）宽跨过左右三角肌4.2.14膝高从地面到髌骨上体最高点的垂直距离4.1.1体重（体重）借助体重秤测量的总质量（体重）表3男生测量人体尺寸之描述性统计S/No.身体尺寸MinMax男性百分位是说SD第五次第951身高（身高）（mm）152018901600 171018101712622坐高（直立）（mm）680920730 805880805433肩高，坐姿（mm）470650520 570620569334小腿长度（腘动脉高度）（mm）390510410 450487450235坐位髋宽（mm）260425270 320380319306坐时肘部高度（mm）130310160 200245200287Buttock–popliteal length (seat depth)360540390 450520453388Buttock–knee length460640496 560610556359大腿间隙（mm）80200100 1401851392510坐姿眼高（mm）600810630 7107807084311肩（双三角肌）宽（mm）350480380 4204624232412膝关节高度（mm）460600490 5305705322713体重（kg）4001100476 635915653131236I.W. Taifa，D.A. Desai/工程科学与技术，国际期刊20（2017）232身高（mm）坐高（mm）肩高（mm）髋宽（mm）臀腘肌长度（mm）大腿间隙（mm）坐眼高度（mm）肩宽（mm）表4女生测量人体尺寸之描述性统计。S/No.体型最小值最大值女性百分位数平均值SD月5第50第951身高（身高）（mm）141017701465160017301598812坐高（直立）（mm）680830730780820779293坐时肩高（mm）500610500550580548274小腿长度（腘高）（mm）340470375420470422305坐时髋宽（mm）300450320400430389376坐时肘部高度（mm）130250155200240198257臀腘长度（座深）（mm）390540390470520463408臀膝长度（mm）450620505550620556389大腿间隙（mm）902001001301801352510眼高，坐姿（mm）5607706306807206793311肩（双三角肌）宽（mm）3204603504004403982712膝关节高度（mm）3905504204705304743613体重（kg）3701000400550782559116男生正态分布30403040152015200 0 0 0404020200 0402010200 04040304020 1520200 0 0 040200图三. 男性人体测量数据的正态分布曲线。由于其能够增加舒适性，同时从长远来看减少MSD的机会，因此目前更受欢迎表5显示了各种标准，这些标准已被建议作为指导方针，无论何时都需要为工程专业学生和其他人群设计可调节家具相关系数也被计算以确定不同学生的身体尺寸之间的关系。所有计算的相关系数均为正值。从表6和表7中，数字1肘高、坐位（6）、肘-腘长（坐位深度）（7）、肘-膝长（8）、大腿间隙（9）、眼高、坐位（10）、肩（双三角肌）宽（11）、膝高（12）和体重（体重）（13）。该p值的范围为（0p 1）。此值指示如果零假设为真，则获得至少与计算值一样极端的检验统计量的概率在本研究中，设置了零假设，即不同学生的身体尺寸之间存在很强的正相关表6和表7分别显示了男女生人体测量结果对于男生来说，高相关性被发现之间的“腘动脉高度（mm）肘托高度（mm）臀膝长度（mm）膝关节高度（mm）重量（kg）身 高 （ mm ）平均值1712标准差62。36N 250坐高（mm）平均值805. 0标准差43. 31N 250肩高（mm）平均值569. 1标准差33. 09N 250腘动脉高度（mm）平均值449。9标准差22. 89N 250髋宽（mm）平均值319。3标准差29. 48N 250肘托高度（mm）平均值199. 9标准差28. 00N 250臀部腘动脉长度（mm）平均值452。737. honor 95N 250臀膝长度（mm）平均值555。5标准差34. 97N 250大腿间隙（mm）平均值138。6标准差24. 89N 250坐眼高度（mm）平均值707。8标准差43. 39N 250肩宽（mm）平均值422.5标准差23. 78N 250膝关节高度（mm）平均值531。9标准差26. 59N 250体重（kg）N 250频率I.W. Taifa，D.A. Desai/工程科学与技术，国际期刊20（2017）232237表5可调教室家具的确定标准。特点人体测量设计尺寸判定标准（可调节桌）座面高度腘高399腘动脉高度的第5百分位数（女性）至第95百分位数（男性）+25 mm，鞋的津贴。座深臀腘长450（mm）臀腘长第50百分位数（男性）座宽臀宽，坐姿430（mm）臀宽第靠背宽度臀宽，坐姿420（mm）肩宽第50百分位数（男性）靠背高度高于座椅坐肩高度500（mm）坐肩高度靠背角度臂托高度肘托高度155（mm）肘部坐高手术床高度肘托高度和腘动脉高度555将肘托高度的第5工作台深度臀膝长度620（mm）目标组手臂伸展的第95百分位数（男性）。床宽肩宽460（mm）肩宽第95百分位数（肘至肘长）床角袋架深度中型袋的尺寸620（mm）学生可用袋的直接测量袋架深度中型袋的尺寸200（mm）学生可用袋的直接测量表6雄性（n=290）测量值之间的相关系数[无星号：p<0.01;<$：p<0.05;<$<$：p<0.2和<$<$：p<0.992]。S/No.1234567891011121310.6310.6230.6810.135⁄0.163⁄0.2990.4640.3050.5770.3560.7670.320.6310.7340.5060.2470.4180.302⁄0.3910.2660.8410.4450.4460.32330.6230.7340.5130.2440.3350.240.370.2950.7360.40.480.36640.6810.5060.5130.193⁄0.19⁄0.3920.4270.2380.4430.3320.7480.2250.135⁄0.2470.2440.193⁄0.2510.3360.4460.4730.214⁄0.5720.013⁄0.76760.163⁄0.4180.3350.19⁄0.2510.109⁄0.089毫0.128⁄0.4970.2530.099毫0.24470.2990.302⁄0.240.3920.3360.109⁄0.8620.135⁄0.270.3930.3580.29880.4640.3910.370.4270.4460.089⁄⁄0.8620.2910.3290.5050.480.43890.3050.2660.2950.2380.4730.128⁄0.135⁄0.2910.2520.4510.250.649100.5770.8410.7360.4430.214⁄0.4970.270.3290.2520.370.4070.348110.3560.4450.40.3320.5720.2530.3930.5050.4510.370.310.638120.7670.4460.480.7480.013⁄0.099⁄⁄0.3580.480.250.4070.310.274130.30.3230.3660.220.7670.2440.2980.4380.3480.3480.6380.274表7女性（n=188）测量值之间的相关系数[无星号：p<0.01;<$：p<0.05;<$<$：p<0.2和<$<$：p<0.992]。S/No.1234567891011121310.740.5290.7520.4190.5230.6290.5910.326⁄0.4350.4950.6630.46220.740.4990.6190.3990.4090.4650.4410.330.4950.3330.5750.37530.5290.4990.6740.3470.289⁄0.4990.4250. 2⁄0.6150.3830.5320.248⁄40.7520.6190.6740.4980.322⁄0.6880.5780.330.4330.5370.7510.35850.4190.3990.3470.4980.001/20.4580.4970.314⁄0.4570.6820.5730.35560.5230.4090.289⁄0.322⁄0.001/20.264毫0.299毫0.0970.3430.15分0.3410.32⁄70.6290.4650.4990.6880.4580.264毫0.8620.27分0.252毫0.4290.540.277⁄80.5910.4410.4250.5780.4970.299毫0.8620.256毫0.304⁄0.3680.5070.38390.326⁄0.330.2⁄0.330.314⁄0.0970.27分0.256毫0.183毫0.001/20.309分0.649100.4350.4950.6150.4330.4570.3430.252毫0.304⁄0.183毫0.3890.5640.265毫110.4950.3330.3830.5370.6820.15分0.4290.3680.001⁄0.3890.6310.389120.6630.5750.5320.7510.5730.3410.540.5070.309分0.5640.6310.436130.4620.3750.248⁄0.3580.3550.32⁄0.277⁄0.3830.6490.265毫0.3890.436“腘长男性的下一个高相关性是在“坐高（直立）“和"眼高，坐“之间发现的，而女性学生的下一个高相关性是在”身高“和”小腿长（腘高）“之间发现的在计算出补偿系数后，零假设已被接受。5.1. 收集的人体测量数据的设计意义本研究所收集的数据可用于设计各种教室设施，如单人桌、双人桌、绘图桌（工程图学专用）、可调桌、不可调桌、黑板位置等。座位高度、教室书架、投影仪位置、办公椅、桌子、储物空间等的合理安排，让学生轻松舒适地工作。在这个21世纪，强烈建议尽可能设计可调节的设施。但在试图将可调性应用于产品设计时，诸如成本、设计约束、可调性机制、时间因素等因素应被视为障碍不允许100%可调。5.2. 数据验证用SPSS16.0统计软件包计算人体测量数据的内部一致性238I.W. Taifa，D.A. Desai/工程科学与技术，国际期刊20（2017）232其中，对于男性测量，α值为0.825，而对于女性测量，α值为0.867。该Cronbach由于α值较高，因此所有收集的数据和分析的数据具有高度一致性。5.3. 设计挑战在设计产品时，为了实现收集人体测量数据的主要目标，需要解决一些设计挑战。一些设计挑战如下：i. 为所有人设计;这意味着尽可能少的排除策略，以便所有人都能使用设计的产品。ii. 设计一个适合所有人的尺寸;例如，公共户外椅子的设计应该是这样的，大多数情况下只有一个适合所有人的尺寸。iii. 量身定做;例如，宇航员的宇航服是根据他们的身体尺寸和形状制作的。iv. 平均设计;这几乎是一样的一个尺寸适合所有。许多人被排除在舒适的使用。这是因为没有一个身体是平均的。如果一个人有一个平均身高（身材），他或她仍然可能有臀部宽度，腘高度等。6. 结论从本研究中可以很好地预期，当设计师希望在工程学院或其他地方拥有可调节的教室家具（这是人体工程学家具）时，需要使用表5中所示的可调节书桌的标准确定-实现这一点，将有助于创造安全性，舒适性，适应性，适用性，免费的MSD，并最终满足用户的要求[47]。并提出了一些建议，供各工科院校参考，以达到开展健康调查（工效学评价）和人体测量数据收集的主要目的通过访谈和直接观察，观察到大多数学生需要适当的培训，以发展可接受的姿势，在使用教室家具的时间，可能是设计或目前在他们的教育机构提供这是因为，大多数印度人都有一种文化，即长时间以尴尬的姿势坐在地板或任何家具上。从长远来看，这种习惯有很大的机会导致一些人体工程学问题，包括MSD，学生此外，作者还建议，学校家具的人体测量应用在为工科学生设计家具时，应考虑到当地的文化，以便文化可以根据特定地点的偏好来增强良好的设计。从长远来看，这对学生的健康状况很有帮助。最后，在此建议在该国其他州或地区进行类似的研究，以便有足够的人体测量数据库，可以帮助设计师为那些继续遭受使用不符合人体工程学设计的家具的学生提出解决方案。确认我们要感谢所有来自G.H.的工程专业学生。帕特尔工程技术学院（GCET），Birla Vishwakarma Maiddyalaya（BVM）A.D.帕特尔技术学院（ADIT），印度古吉拉特邦，他们自愿填写问题，并从他们那里获得了所有13个身体尺寸。这项研究是自筹资金。引用[1] G. 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