TITLE: 第二章 工程應用的人體測計 AUTHOR: QUENCY DATE: 07/11/2013 11:16:24 AM CATEGORY: 人因工程設計 STATUS: publish ---- BODY:
人體計測學意義
【關鍵詞】人體計測、人體測計、Anthropometry[͵ænθrəˋpɑmətrɪ]、人體測量學(wiki、Yahoo字典)
3.人體計測(Anthropometrics)－－人因工程的第一課
人體計測的量測項目的數值資料呈現，是各量測項目的資料是以百分位數及標準差(SD)的方式來表達，包括代表較小的數值的5百分位數，代表平均數值的50百分位數，以及代表較大數值的95百分位數等。另外又將男女的資料分開呈現，因為不同性別有著相當不同的人體尺寸分布。
百分位數是指一個隨機變數(某一人體測量尺寸指標)是某一特定機率的數值。這是一個在設計中經常用到的概念。在設計中常用到的百分位數是90%、95%，分別表示90%和95%的消費者可以達到。
例如要符合95%雙側的人，要對應於1.96的估算常數；
2.5th percentile=平均值-1.96X[標準差]；97.5th percentile=平均值+1.96X[標準差]
而要符合90%雙側的人，要對應1.64的估算常數 。
5th percentile=平均值-1.64X[標準差]；95th percentile=平均值+1.64X[標準差]
但若是運用在人因工程95%極端設計
5th percentile=平均值-1.64X[標準差]，符合95%的人最小值；
95th percentile=平均值+1.64X[標準差]，符合95%的人最大值。
相關於靜態人體計測資料，動態人體計測資料(包括各關節之可伸屈活動範圍)，是重要的資料。
手腕關節的骨骼和前臂的尺骨、橈骨相接，尺骨是位於小指側的前臂長骨，橈骨則位於拇指側，由於手腕關節的限制，手腕只能朝二個軸向運動，第一個軸向是容許手掌做前後屈曲，向前 (朝手心向彎) 稱為掌屈(Palmar flexion)，向後 (朝手背向彎) 稱為背屈 (Dorsi flexion/extension展)；而另一軸向讓手腕能朝左右偏向，向小指側偏向稱為尺偏 (Ulnar deviation)，而向拇指側則稱為橈偏 (Radial deviation) 。背屈動作角度可達75°~80°，掌屈動作可達85°~90°；尺偏動作可達35°~37°，橈偏動作則可達15°~20° 。手腕的關節運動可為掌屈(Palmar flexion)、背屈 (Dorsi flexion)、 橈偏 (Radial deviation/flexion)、尺偏 (Ulnar deviation/extension)、旋前(pronation)(手心向下轉)、旋後(supination)(手心向上轉)，還有一個總合的運動迴旋(circumduction)。(記憶: 大姆橈小指尺)
指關節功能活動範圍：拇指開40°。
足踝關節的骨骼和小腿的脛骨、腓骨相接。蹠屈(Plantar Flexion)，把足背和小腿拉直成平面的動作，即俗稱的壓腳背或踮腳尖的動作，指腳踝伸展。背屈(Dorsi Flexion)，把足背向小腿拉近的動作，即足背往上抬或者足往上勾(勾腳跟)的動作，指腳踝屈曲。外展(abduction)，以小腿為中心軸，足底在水平面的情況下，足向外展開的動作。 內收(adduction)，以小腿為中心軸，足底在水平面的情況下，足向內收合的動作。內翻(Inversion)，足底向內翻轉成內緣向上，或說是兩個足底互相貼近的動作。外翻(Eversion)，足底向外翻轉的動作。還有一個總合的運動迴旋(circumduction)，以足近側端為軸心，足的遠側端做圓周運動，運動時足描繪出一圓錐形的軌跡。背屈動作角度可達20°~30°，蹠屈動作可達40°~50°；外展、內收各約25°；內翻約30°，外翻約30°~35°。
討論：依解剖學的說法足踝關節是三合一關節，1.脛距關節(talotibial joint)又稱正踝關節或距小腿關節；2.距下關節(subtalar joint)；3.距舟關節(talonavicular joint)又稱脛腓下關節。距小腿關節為屈戍關節，主要提供背屈和蹠屈的動作。距下關節(subtalar joint)，主要提供踝關節內翻和外翻動作，但與蹠屈和背屈的動作無關。有人認為它是滑動關節，但較常被視為髁狀關節。至於內收和外展確實存在，但查無解剖學上的說明。至於迴旋是一綜合運動，確實存在，運用到所有關節的運動。這在設計足部用品，如鞋、義肢、機器人足時，更需再特別研究。
頭頸椎功能活動範圍：頭前屈35°~45°；後伸35°~45°；左右屈45°；左右旋60°~80°。
肩關節功能活動範圍：前屈150°~170°；後伸40°；外展180°；外旋45°~60°；內收20°~40°。
肘關節是一三合式關節：肱尺關節、肱橈關節、近端尺橈關節。肱尺關節屬屈戍關節；肱橈關節屬杵臼關節、近端尺橈關節屬車軸關節。其功能活動範圍：屈135°~150°；伸10°；前臂旋前80°~90°；前臂旋後80°~90°。
髖關節功能活動範圍：屈130°~140°；超伸10°~15°；外展30°~40°；內收20°~30°；外旋30°~40°；內旋4°~50°。
膝關節活動功能，功能活動範圍：屈135°；超伸5°~10°。
人體計測資料之設計原則：
1.極端設計(extreme design)：通常使用95th %的♂或 5th %的♀為基準。其目的是要建立餘隙空間來適合所有的個體。例如防火門的大小要能適合一個大個子通過(第95th%)，也就能適合全部較小尺寸的人使用。又如一個控制器最大距離能使那些手臂較短的人也能操作的話，那麼手臂長的人也就能做得到。如設計逃生用的高樓緩降機即應將體重最重者之重量列為設計之載重限度（再乘以安全係數），如此緩降機才能供各種體型的人使用，同理大樓電梯按鍵盤上最上端之鍵盤必須讓最短小身材之使用者能夠觸及才能滿足所有使用者的需求。
2.可調設計(adjustable design)：通常是依第5至第95th%間的人體尺寸來著手設計。應注意可調範圍及機制之可行性，應加入成本效益取捨(cost/benefit trade-off) 的觀念予以評估。可調設計可分為分段式、自動式、無段式。如汽車座椅、工作椅、工作檯面之高度在適當範圍內進行調整，可滿足較多使用者之需求。
3.平均尺寸設計：僅限於上述兩類設計原則均不適用，並為非險要性作業(e.g. 超級市場結帳櫃檯)。平均人並不存在。Daniels &Churchill(1952)曾指出在一筆4063 位美國空軍人員之人體資料庫中竟然沒有一位其10項人體資料均落於母體平均值之30％限度之內，因此設計者使用平均值時應視不同的項目進行適度之調整。
延伸閱讀=>人體工學常用ㄉ尺寸 & 傢俱設計ㄉ基本尺寸
一般設計應用原則(Damon et al, 1965)
1. 不要遺忘「操作員」或「使用者」這一變項。
2. 在系統開發過程中儘早對操作員加以考慮。
3. 應該視操作員為動態、機能或機動的個體。
4. 人與人之間在身體大小和生理體能上有極大的差異。
5. 在尺寸的考量上亦應保留適當程度的安全係數。
6. 必須在各種狀況下進行過周全的功能測試與評估。
7. 避免全有或全無性(All-or-nothing thinking)的「明確」設計所導致的一些困擾。設計時應保留部分彈性，使用者的小調整是正常且必要的：「模糊」(fuzzy)設計的理念：不僅可調整尺寸，連續量調整。
8. 不要忽略數據也有其時間性變動傾向。
人體計測種類
人體計測學除了要對人體尺寸進行量測和對人體功能做探討外，尚須對生理、心理、社會等因素做了解。所謂的廣義人體計測學，其研究內容包括以下三點：
一、形態計測(Morphological measurement)：測定人體形態各部位尺寸。長度(含周徑)測定、體型測定、體積測定、體表面積測定。
二、運動機構計測(Kinesiological measurement)：測定人體各關節的可動範圍和作業域。動作範圍測定、動作過程測定、體型變化測定、皮膚變化測定。
三、生理計測(Physiological measurement)：測定身體的生理現象。疲勞測定、觸覺測定、筋力測定。
人體計測可分為靜態計測(static measurement)與動態計測(dynamic measurement)。
一、靜態計測是於實施時，受測者在靜止的標準化穩定姿勢下，依事前設定的測定點所測得的人體各部位尺寸：大小、寬狹、長短、輕重。
二、動態計測是要受測者依特定的動作項目來測定。又稱為機能計測(functional measurement)係指人體執行各操作或進行各種活動時處於活動狀態下的各部位尺寸測量。
動態人體計測的主要理念，認為活動中的人體各部位相互間並非獨立無關，而是協調支援和牽制妨礙兼而有之。在引用靜態人體計測值時，應注意相關的動態計測。
靜態計測是在測定分佈性的橫向面；動態計測是在測定動作的連續性，具分佈性的縱向面意義。
延伸閱讀=> 5-3靜、動態測定的認識SCD-IDN0503
延伸閱讀=> 5-4手動作分析的認識SCD-IDN0504
延伸閱讀=> 5-5腳動作分析的認識SCD-IDN0505
人體計測學
一般狹義的人體計測學，是指對人體各部位尺寸。是形態計測與其應用的研究。
Anthropometry是希臘文anthropos (man) 和metron (measure) 二字結合而得；其意為量度人體各項特徵的學問。廣義而言，這些特徵包括：直線距離、環圍、彎曲角度、體表面積、肌肉厚度、身體各部運動的可及範圍、肌肉強度、反應速度、能量消耗……等。
人因工程師所關心的是屬工程應用的人體計測。由於人員的工作績效、身體健康以及舒適感等，常受到其所使用器具的設計是否「恰當」之影響。如果器具之設計並未考慮人體各種特徵，使用起來必然費力、易錯而影響工作績效。
影響人體計測的因素
人體尺寸的大小，受到很多因素的影響；可以說沒有兩個人會完全相同，就連同卵雙胞胎也不例外。茲將影響身體尺寸大小的因素陳述如下：
一、年齡：
從出生到成年這段期間，身體各部份均不斷成長，由於其生長速率不同，身體各部位的比例也不相同。以四肢來說，在五歲以前以及青春期成長得最快，所以頭部占身高比例由嬰兒期的四分之一，變成成年期的七分之一。年過四十以後，由於肌肉的萎縮、脊柱的彎曲以及椎間盤的壓縮等原因，身高反而有降低的現象，但是腰圍、體重卻在中年後日益增加，到老年時又再降低。
年齡期分類：幼年期1-7歲；少年期8-15歲,;青年期16-25歲；成人期26-45歲；初老期46-60；老人期61-。
二、性別：
一般而言，男性在各方面的尺寸，大都「大些」於女性。以成年男女的平均身高來說，大約相差十至十五公分：惟女性在九至十一歲間由於發育較早的緣故，身高要比同齡男性為高。在成年以後，女性在皮下脂肪、臀圍及腿圍方面勝過男性。懷孕會引起女性身體某些尺寸明顯的變化，如腹部、骨盆、胸部等，會在懷孕四個月時達到統計上顯著程度的變化。
三、種族：
就大體而論，白種人、黑種人及黃種人的體型間也有顯著不同。東方人顯然要比西方人矮小，美國白人最高最重，而黑人的手腳最長，腰臀最細，日本人雖最矮，但上半身卻與這二種人差不了多少。若以坐高佔身高的百分比來看，則西方白人約在0.52 左右，日本人約為0.55，中國人則介於兩者之間，約0.54。在設計中需考慮產品的多民族的通用性。
四、年代：
由於生活品質的提高，不論那一人種，在身高及體重方面均有逐漸提昇的長期趨勢，自1900 年至 2000 年的百年之間，平均身高約增加7.5公分。尤其亞洲的日本和四小龍（韓國、台灣、香港、新加坡），因為經濟的進步、營養的改善，身高體重增加的趨勢較大，因此在比較或應用人體測計資料時，要注意到年代的問題。現在中國17歲孩子的體重，比20年前，多了8公斤、胸圍增大了8公分、身高增長了0.5公分。
五、職業：
從事不同工作的人，其體型上也常有顯著的不同，例如卡車司機以矮胖型較為常見，而研究人員又多為瘦高型。殊不論何者為因、何者為果，這種情形值得工程設計人員加以留意。
六、其他：
如地域、運動、飲食、健康、姿勢、穿著、努力等，甚至測量係在一天的那一時段進行也會有所影響。身高和體重在一天之內會有約2%左右的變化。基於以上認識，工程設計人員在應用或選取人體測計數據時，應特別謹慎，以免誤用。
歐美日等先進國家，均已建立有其國民的人體測計資料庫，例如美國航空太空總署，於1978 年出版，輯錄了人體各部位尺寸 973 項，成為各行各業設計人員的最佳參考文獻。目前國內較為詳盡之人體資料庫是由王茂駿、王明揚、 林昱呈著《臺灣地區人體計測資料庫手冊》(2002，新竹市 : 人因工程學會)，該資料庫收集了國內2500位成年人的266 項靜態與42 項動態資料。若是無法從人體資料庫取得適當資料則設計者必須自行由設計母體中取適當樣本進行人體測計。
人體計測用具
馬丁式人體計測器(Martin type Anthropometer)：觸角計(開展式測徑器, Spreading calipers)、滑動式兩腳規(Sliding compass)、身長計(Anthropometer)(直臂式、曲臂式人體量測器(curved branches))、捲尺(tape-measure) 等
攜帶式3D人體掃描儀器
人體測計量測方法
人體測計之量測方法可分為直接法和攝影法兩種。以直接法從事測量調查，相對而言，比較簡單、便宜，但是較為費時。攝影法則可克服上述缺點，尤其它可將人體的三度空間狀態予以永久記錄。進可獲得連續畫面，分解連續的動作。
有些研究者只對身體的某一定點或部位的變動感到興趣（例如生物力學的分析）時，可將此一部位做上記號，然後利用攝影或錄影等方式追綜紀錄該部位的運動軌跡。直接的測量技術簡單方便（尤其在靜態或半靜態情況下）有其重要性，再輔以高科技的量測技術和方法必將有所增益性。
使用人體測計資料進行設計
一、確定設計物件和目標
在設計中我們首先要考慮的是設計的物件和所要達到的目的，是設計一輛自行車，一台機床，還是一張椅子? 若是設計一張椅子，那麼設計這個椅子的目的是什麼，是一張豪華型的椅子，還是一張大眾型的椅子。若是豪華型的椅子，我們的各項尺寸就可以定的鬆一些。若是大眾型的椅子，從成本的角度出發，我們也許應把尺寸定得稍緊些。
二、確定使用物件的對象
我們知道不同類的人的尺寸差異是比較大的，因此我們在設計中就應該考慮使用物件的對象：誰將使用這一產品？是男的還是女的，是老的還是少的，是在國內銷售還是出口，若出口，到哪個國家？一件產品對某一類的消費者是合適的，對另一類消費者可能就不合適了。
三、分析設計對象與設計項目間的互動型態
包括實際使用狀況、人員的衣著、使用的工具、裝備、使用頻率、設計物件對於使用對象的重要性、及活動狀況均應進行了解，而設計原則並應隨後決定。例如當設計特定作業之座椅時，應了解使用對象為特定的個別使用者，或是不特定群體的使用者，隨後使用對象使用座椅的狀況也應加以分析，這包括使用頻率、每次使用時間、使用時手部、腿部、甚至身體活動狀態均應加以考慮。
四、決定極限百分比原則
究竟應採極值、可調、或是平均設計原則即應參考分析之結果，在實務上座椅之成本也常常和使用狀況一併考慮。
隨著人們生活水準的提高，現在提倡儘量提供可調整的產品，如可調整高度的椅子等，當然，這樣製造成本就增加了。
五、確定相關的人體尺寸
不同的產品涉及到人體的不同的尺寸。如各種勞動工具涉及到人手的尺寸。在設計座椅時，我們要考慮到人的膝高、坐深、臀寬、坐姿肘高等。這些尺寸的重要性也是不同的，有時甚至是相矛盾的，這需要在設計時統籌考慮。(QUENCY：注意"座高"與"坐高"的不同。)
根據查表或測量確定所需要的資料，在各類設計手冊中可以查到，一般的手冊都給出平均值和標準差。這時我們可以根據正態分佈的假定，算出設計要求對應的百分比度。若設計手冊中沒有設計中的涉及的人口分佈的資料或沒有設計中涉及到的尺寸，那麼就只有通過實際測量的方法獲得需要的資料。用實測的方法，資料的適用性增加，但時間和費用也增加。當涉及到的人數量很大時，可能不得不只對有限的樣本進行測量，這時就應該用統計的方法控制樣本的偏差。
六、做某些必要的修正
將人體數據列入設計後有時需做必要之修正。以人體模型來模擬實際使用情況，是發掘問題的有效方法，這種人體模型的模擬在電腦上可配合3度空間的表現能更有效率的被執行。各種與人體有關的設計在開發出原型產品之後，都應該經過使用者的試用以測試是否有設計上的缺失，而使用者必須選取具有代表性的使用者，並配合真實的狀況進行試用才能夠發掘問題的所在。
衣物--各種不同穿著下的增加量； 姿勢、安全係數--額外的容許限度；還有壓力、負荷、材質...。
七、向有關設計人員提供資料
獲得了需要的資料後，可向產品的硬體設計師提供資料。產品設計師也許會根據技術要求對某些資料提出修改意見。一般說來，在硬體設計師與人因工程學專家的意見相左時，後者往往處於不利地位，但讓硬體設計師事先知道人因工程方面的建議，比在產品生產出來以後才發覺有問題還是要好得多。當產品設計師把產品設計出來之後，讓他為了使消費者操作起來更方便而修改整個方案幾乎是不可能的，這不僅使成本增加，也影響設計人員的自尊心。相反，在設計的初步階段，讓設計人員注意產品的使用方便性問題是不難的。因為這樣設計出來的產品，不會增加產品的成本，而且若使用方便，設計師也會感到十分高興。所以重要的是人因工程學專家的意見應儘早的讓設計人員知道。
人體計測的應用--作業空間設計
人體測計資料在工業上應用之範圍很廣泛，其中主要的一項應用就是作業空間的設計。在工作場所中，主要之工作姿勢可分為立姿與坐姿兩種，而立姿與坐姿之安排受到以下幾項因子的影響：
一、人員身體穩定性之需要。
二、肢體活動範圍大小。
三、人員在工作區域中之機動性(是否需要經常性移動位置)。
四、腿部是否需踏採踏板。
五、是否需要較大的施力。
一般之工作均會先考慮以坐姿來進行，因為坐姿工作較站姿工作不易疲勞且身體有較佳的穩定性。然而若人員肢體活動範圍較大或需出較大的力量則坐姿工作反而較站著工作困難。某電腦鍵盤裝配線上，作業員需由成捆的電線中逐條抽取並配置於鍵盤殼中，因手部抽取的動作很大，以至於雖然提供了坐椅，作業員仍需站立工作。多數的裝箱作業均安排立姿作業，主要就是因為裝箱需要大幅度的手部活動配合較大之力量。若是作業人員需腳部操作，則站立者需以單腿站立來工作，此時不僅身體移動性差，腿部也很容易疲勞。因此坐站兩用之簡易座椅是一折衷之選擇。
一、立姿工作面高度
立姿工作面高度由肘高及工作性質來決定。對於一般性工作，工作面高度應設在手肘高，若是工作面過高，則人員需抬高手臂來工作，如此容易造成肩部的肌肉疲勞，若是工作面過低，則人員必須以彎腰及低頭姿勢來工作，這將容易造成頸部及下背之疲勞。若是人員從事精密作業，視覺及手部穩定性支撐之需求，就顯得非常重要，此時作業面應略高於肘高（學者建議高於肘高10 公分）。若是人員從事粗重的工作，則作業面應低於肘高（約15 至20 公分），依據學者等（1997）之勞工人體資料，男性、女性肘高之平均值分別為105 公分及97 公分。若是工作區域中，人員身高差異很大而又無法採用可調整高度的作業面，則作業面高度之肘高值應參考體型較大者之尺寸，而身體矮小者則提供適當之踏墊來彌補，台灣地區男性與女性勞工的肘高的第95 百分位分別為112 與103 公分。
坐姿作業面高度之設計和立姿作業面高度之設計有相同之考量，即容許作業中上臂可以自然下垂，而下臂在水平面上活動，此姿勢被許多專家確認是減少頸部及肩部不舒服的適當高度。因此，坐姿肘高是一般作業面高度之建議值。王茂駿等所建立之勞工尺寸中並無坐姿肘高的數據，而男性與女性勞工坐姿腰高的尺寸均為椅面參考點上方22cm（22.4cm 與21.5cm），坐姿工作面的高度應略高於腰高之值。若是人員從事精密作業（如：精密組料裝配）及細微作業（例：小零件裝配）時，為了滿足視覺需求及手部之支撐作業面應較肘高15 及5 公分。工作場所中，若是人員之坐姿肘高差距很大，則應考慮體型較大者之尺寸（如95“百分位的尺寸），而較矮小者可由坐墊高度之調整及腳墊之配合使用來滿足其需求。男性與女性勞工95“百分位的坐姿腰高分別為25與24cm。
二、手部水平工作區域
手部在水平工作面上之活動區域主要係由手部在空間中之及範圍來決定，學者提出之正常區及最大區域之概念，早已廣泛的設計者接受，此二區域之定義為：(一)正當區域：人員在自然的姿勢下僅活動下臂時即可觸及之區域。(二)最大區域：整個手臂延伸時，可觸及之最大區域。
最大區域是人員工作中可能與手部接觸之各種物件（如：零、配件、工具》的配置區域，正常區域是手部（如：組裝）執行工作的活動區域，而最大區域至正常區域的範圍，則可作為人員在位置上需要接觸的各種物件（如：零、配件、工具控制器）的配置區域。依據王茂駿等建立的台灣勞工人體尺寸數據，男性與女性正常區域應為以手肘為圓心，分別為半徑為30 及27cm的區域，然而此值僅量至手部握拳中心處，若是以手指可觸及的範圍來算，此二值應的略增加10cm；換句話說，前述的正常區域應分別為40 及37cm。而男性與女性之最大區域則為以肩膀為圓心，半徑分別為55 及50cm的區域，此區域是當工作面位於手肘高時的建議值。需注意的是上述的工作區域的範圍均是以靜態的人體尺寸來估計的，這些值仍然可能低於實際值，因為手臂活動時身體、手肘、與肩膀的位置都可能會跟著移動。
三、座椅設計
座椅依使用目的之不同而有不同設計上之考量，本文僅考慮應用人體尺寸資料於一般工作椅之設計問題。合理之座椅面之高度應位於坐姿膝窩高，以此高度坐著時，大腿可保持水平而小腿可保持自然垂直之姿勢，如此大腿下緣承受之壓力較輕，而血液循環較不易受到影響。我國男、女勞工之坐姿膝窩高(膕窩高、小腿加足高)分別為42及40cm，而鞋跟的高度也應一併考慮，若男性與女性的鞋跟平均高度分別以2.5 及4cm計，則兩種性別的平均座椅面的高度應分別為44.5 與44cm高。座椅高度應滿足各別之使用者，因此可調式座椅早已廣泛的被使用在工作場所。然而，一般人有調整座椅高度的經驗者並不多，主要原因包括：
(一)不知道如何調整。
(二)不覺得需要調整。
(三)無法調整（因調整機構損壞）。
(四)覺得太麻煩。
因此，可調式座椅若要發揮功能必須依賴設計者、製造者及使用單位之教育訓練部門共同合作才行。
除了座椅高度外，椅背之設計也很重要，椅背有提供身體支撐之功能，椅背設計之主要考量不在於身體尺寸而在於是否能發揮讓身體放鬆之功能。學者曾經以X-光來分析人在睡覺時的身體姿勢，他發現當脊拄與下肢之間呈135°角時，是身體最輕鬆的姿勢。當坐著的時候，脊拄與下肢之間的角度是由椅背與椅面間的角度決定的。傳統之座椅椅背大多和椅面呈90°，如此之設計使得腰椎之自然型態無法維持，而推間盤間則會承受較大之壓力。因此，許多學者均建議椅背應當略為後傾（10°~20°），如此才能讓腰椎承受之壓力較輕，而背部肌肉也可較為放鬆。除了椅背後傾以外，椅面前傾也有助於減輕腰部推間盤的壓力，然而椅面前傾容易造成身體下滑，如此反而會造成軀幹肌肉的緊張（以維持姿勢的穩定），針對這個問題的妥協辦法是椅面前緣可採前傾設計而後半部仍然以水平或是略為後斜的設計來維持身體的穩定性。顯示了勞工安全衛生研究所所開發的高活動性人體工學工作椅的設計，該設計的主要特點即在於椅面的前半部前傾，以使使用者能保持脊桂與大腿之間105°的夾角，如此可減少腰部脊椎的負荷同時保持人員高度的機動性。椅背若能配合腰墊之使用，對於減輕腰部負荷也很有幫助，高活動性人體工學工作椅的椅背亦分為兩段，下段的腰靠背是用來維持腰部脊枝的自然曲度，上段的胸靠背則作為工作中身體間歇性後仰的支撐。
四、安全欄杆設計
在工廠裡，有許多因為人員與機器設備接觸而造成的機械事故危害事故，因為這些事故所造成的傷害包括切傷、剪傷、擦傷、壓傷、撞傷、夾傷等。機械事故的危害直接的原因是不安全的機械運動，這些運動包括：
(一)往復與直線運動中之機件。
(二)轉動機件之咬合點：例如齒輪的咬合點。
(三)危險機件之操作點：例如鑽床的鑽頭旋轉處。
機械危害事故的預防可以由安全欄杆的裝設著手，安全欄杆的功能在於阻擋身體的任何一部份與危險區域的任何一點發生接觸以避免危害事故的發生，欄杆裝設前應先決定欄杆的高度與到機械設備的距離，而這兩項又與危險區域（或機械設備）的高度有關。欄杆的高度、到機械設備的距離、及危險區域的高度均應
考慮人員的可及範圍。
四肢的有效位置
曲肘：用右手向內拉，最有效的手肘角為150°，左手則為180°；向外推，雙手均為180°；向上施力，右手為120°，左手為150°；向下用力，雙手均為105°。向兩側推出，雙手各為60°。由兩側拉入，雙手均為120°。
雙臂與雙手：在與手肘同高的水平面上，手臂與手最自然，也最容易動作：(1)和雙肩平行的一條線成60°角的一條路徑上(有些微的曲度)，移向或離開身體。(2)以肘為中心的旋轉動作，尤指此弧靠近身體的部分，隨著此弧遠離身體，其困難度也急劇增加。當人處於正常站立姿勢，兩手臂自然下垂時，最費力的動作是上舉和在肘部彎曲。
膝角：當坐在有靠的座椅上，兩大腿骨成水平時，膝角如為135°，可給予踏板最大的壓力。
參考書目和網頁：
1.5-2計測方法的認識SCD-IDN0502，行政院勞工委員會勞工訓練局，劉慶郡編著，2001，室內設計本位訓練教材-計測方法的認識，20130711參閱。
2.劉幼懷，1989，人體工學，台北市：正文書局。
3.簡澤民，1981，人體工程學，台北市：徐氏基金會。
4. http://el.mdu.edu.tw/datacos//09723011050A/ch03%E4%BA%BA%E9%AB%94%E8%A8%88%E6%B8%AC41.pdf，第三章工程應用的人體測計，20130713參閱。
5. http://tw.myblog.yahoo.com/quencychenkimo/article?mid=8349，人類工效學-第二章 人體測量學，20130713參閱。
6. http://el.fotech.edu.tw/localuser/morejson/web10/IHF/ch02.ppt，人因工程的研究方法，20130713參閱。
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