基于人体活动域的厨房作业区尺寸界定研究

发布时间：2021-03-30 23:04

　　目的基于人体数据模型对厨房洗涤区、备餐区和烹饪区的尺寸界定开展研究,为各个作业区内的空间布局的细化设计研究提供尺度依据。方法首先研究人体数据的获取方法,再依据人机关系数据界定厨房各作业区的基本尺度。从理论和实验两方面研究人体数据:一是从生理角度研究人体肢体运动方式,以计算的方法获取人体肢体尺寸,在理论上建构人体活动范围;二是用3D捕捉技术记录不同身高用户在厨房各个作业区内的操作行为,在三维空间中直接采集人体行为数据,并以此界定厨房各个作业区的基本尺寸。结论厨房作业区尺寸数据建构过程研究及其结论能为各类厨房作业区尺度设计提供标准化数据和评价标准;利用3D捕捉技术采集人体数据的方法能为研究人与空间的尺度关系提供一定参考价值。 

【文章来源】：包装工程. 2020,41(18)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

肩关节和肘关节转动极限角度

如果将关节看成轴，关节之间骨骼看成链，那么，按照生理结构关系将轴和链联结起来后，可模拟关节和骨骼构成的运动关系。按此方式分解肢体活动发现：人体活动都是由关节和肢体共同完成的，关节与关节、关节与肢体之间是相互带动的关系。人体运动可以看成是父节点的平移和旋转带动各子节点平移和旋转。关节转动的极限角度也是界定人体肢体活动范围因素之一。极限角度范围关系式为式(1)中θx为关节在各平面坐标系中的转动角度，θxMin和θxMax为关节的最小和最大旋转角度。如果目标物体的位置超出了肢体长度和关节活动角度限定的人体活动范围，人在执行具体操作时就需要调动更多的关节和肌肉以达到操作目的，但这样就容易导致人体疲劳。

人肢体尺度是相对固定的，而人体动作范围尺度是动态的。人体在空间中的操作行为不是单一、平面的。肢体的高自由度关节使人能根据不同动作要求改变身体姿态，身体姿势的改变导致肢体发生动态变化，这一复杂联动过程使人体的肢体行为构成了三维动作域。在三维动作域中，人所有的目的性操作行为使肢体末端触及的最远距离围合成的三维空间基本界定了人的工作空间范围。在厨房作业区工作时，用户绝大多数的操作行为都依靠手完成，因此在建立人体运动数据模型时，需要重点关注手的边缘在空间中运动状态，然后通过计算获取手的边缘在三维空间中的尺度。然而人手操作行为是动态、随机的，这无疑增加了计算的工作量，因此，通过计算方式界定厨房内人体操作行为所需最小尺度的三维空间既不直观也不现实。2 3D捕捉技术构建人体行为数据模型


本文编号：3110301