인체측정치수 설계원칙
인체측정치수 설계 응용원칙 3가지를 쓰고, 각각에 대해 설명하시오
① 극단치를 이용한 설계: 특정한 설비를 설계할 때, 어떤 인체측정 특성의 한 극단에 속하는 사람을 대상으로 설계하면 거의 모든 사람을 수용할 수 있는 경우가 있다.
– 최대집단값에 의한 설계: 통상 대상 집단에 대한 관련 인체측정 변수의 상위 백분위수를 기준으로 하여 90, 95 혹은 99% 값이 사용된다.
– 최소집단값에 의한 설계: 관련 인체측정 변수분포의 1, 5, 10% 등과 같은 하위 백분위수를 기준으로 정한다.
② 조절식 설계: 체격이 다른 여러 사람에게 맞도록 조절식으로 만드는 것을 말한다. 통상 5% 값에서 95% 값까지 90%의 범위를 수용대상으로 설계하는 것이 관례이다.
③ 평균치를 이용한 설계: 특정한 장비나 설비의 경우, 최대집단값이나 최소집단값을 기준으로 설계하기도 부적절하고 조절식으로 하기도 불가능할 경우 평균값을 기준으로 하여 설계하는 경우가 있다.
아래와 같은 경우의 설계에 적용할 수 있는 인체치수 설계원칙을 적으시오
| 비상구의 높이 열차의 좌석간 거리 그네의 중량하중 |
최대집단값에 의한 설계
① 통상 대상 집단에 대한 관련 인체측정 변수의 상위 백분위수를 기준으로 하여 90, 95 혹은 99% 값이 사용된다.
② 문, 탈출구, 통로 등과 같은 공간여유를 정하거나 줄사다리의 강도 등을 정할 때 사용한다.
③ 예를 들어, 95% 값에 속하는 큰 사람을 수용할 수 있다면, 이보다 작은 사람은 모두 사용된다.
칼과 드라이버 같은 수공구 손잡이의 크기를 극단적 설계원칙을 적용하여 설명하시오
극단적설계원칙이란 특정한 설비를 설계할 때, 어떤 인체측정 특성의 한 극단에 속하는 사람을 대상으로 설계하면 거의 모든 사람을 수용할 수 있는 원칙을 말한다. 칼과 드라이버의 손잡이를 최소집단값에 의한 설계에 맞추어 설계를 한다면 거의 모든 사람을 수용할 수 있을 것이다.
아래의 빈칸에 들어갈 알맞은 인체치수 설계원칙을 적으시오
의자 좌판을 설계할 경우 좌판의 앞뒤 거리는 최소집단값에 의한 설계를 이용한다.
최소집단값에 의한 설계: 작은 사람이 앉아서 허리를 지지할 수 있으면 이보다 큰 사람들은 허리를 지지할 수 있다.
최소집단값에 의한 설계
① 관련 인체측정 변수분포의 1%, 5%, 10% 등과 같은 하위 백분위수를 기준으로 정한다.
② 선반의 높이, 조정장치까지의 거리 등을 정할 때 사용된다.
③ 예를 들어, 팔이 짧은 사람이 잡을 수 있다면, 이보다 긴 사람은 모두 잡을 수 있다.
다음 보기를 보고 알맞은 기호를 넣으시오
① 조절치: 여 5%ile ~ 남 95%ile
② 최소극단치: 여 5%ile
③ 최대극단치: 남 95%ile
④ 평균치: 남녀 평균 합산 50%ile
평균 눈높이가 160 cm이고, 표준편차가 5일 때, 눈높이의 5%ile을 구하시오 (단, 정규분포를 따르며 z.0.90= 1.28, z.0.95= 1.65, z.0.99= 2.32)
인체측정 자료의 응용원칙
%ile 인체치수= 평균 (표준편차 X %ile 계수)
눈높이의 5%ile = 160 – (5 X 1.65) = 151.75 cm
평균 오금 길이에 대한 남녀 측정값으로 의자를 조절식 설계를 한다고 할 때 남녀에 대한 각각 조절식 설계를 구하시오(z.0.95= 1.65, 신발의 두께 2.5cm, 여유 1cm)
| 남 | 여 | |
| 평균 | 392 mm | 363 mm |
| 표준편차 | 20.6 | 19.5 |
인체측정 자료의 응용원칙
5%ile = 평균 – (표준편차 X %ile 계수) + 신발의 두께 + 여유량
95%ile = 평균 + (표준편차 X %ile 계수) + 신발의 두께 + 여유량
① 남자의 범위
5%ile = 392 – (20.6 X 1.65) + 25 + 10 = 393.01 mm
95%ile = 392 + (20.6 X 1.65) + 25 + 10 = 460.99 mm
정답: 393.01mm~460.99mm
② 여자의 범위
5%ile = 363 – (19.5 X 1.65) + 25 + 10 = 365.83 mm
95%ile = 3632 + (19.5 X 1.65) + 25 + 10 = 430.18 mm
정답: 365.83mm~430.18mm
평균 눈높이가 170cm이고, 표준편차가 5.4일 때, 눈높이의 5%ile 값과 95%ile 값을 구하시오 (단, %ile 계수 1%는 0.28, 5%는 1.65)
인체측정 자료의 응용원칙
%ile 인체치수= 평균 (표준편차 X %ile 계수)
① 5%ile = 평균 (표준편차 X %ile 계수) = 170cm – (5.4 X 1.65) = 161.09cm
② 95%ile = 평균 (표준편차 X %ile 계수) = 170cm + (5.4 X 1.65) = 178.91cm
90퍼센타일을 설명하시오
통상 대상집단에 대한 관련 인체측정 변수의 백분위를 기준으로 하위 90% 범위 내에 포함되는 사람
보기를 보고 알맞은 숫자를 적어 넣으시오
보기: 남 95%ile, 남 5%ile, 여 95%ile, 여 5%ile, 남녀 평균 합산 50%ile
① 조절치: 여 5%ile ~ 남 95%ile
② 최소극단치: 여 5%ile
③ 최대극단치: 남 95%ile
④ 평균치: 남녀 평균 합산 50%ile
아래의 빈칸에 들어갈 알맞은 인체치수의 설계원칙을 적으시오
의자 좌판을 설계할 경우 좌판의 앞뒤 거리는 최소집단값에 의한 설계를 적용한다.
최소집단값에 의한 설계
① 관련 인체측정 변수분포의 1%, 5%, 10% 등과 같은 하위 백분위수를 기준으로 정한다.
② 선반의 높이, 조정장치까지의 거리 등을 정할 때 사용된다.
③ 예를 들어, 팔이 짧은 사람이 잡을 수 있다면, 이보다 긴 사람은 모두 잡을 수 있다.
조절식 의자설계에 필요한 인체측정치수들이 다음과 같이 주어져 있을 때 좌판깊이와 좌판높이의 기준치수를 구하시오 (단, 정규분포를 따르며, z.0.95= 1.645, z.0.99= 2.326이다)
| 성별 | 구분 | 오금높이 | 엉덩이 오금 길이 | 지면 팔꿈치 높이 |
| 남자 | 평균 | 41.3 cm | 45.9 cm | 67.3 cm |
| 표준편차 | 1.9 cm | 2.4 cm | 2.3 cm | |
| 여자 | 평균 | 38.0 cm | 44.4 cm | 63.2 cm |
| 표준편차 | 1.7 cm | 2.1 cm | 2.1 cm |
[좌판깊이]
최소집단값에 의한 설계(5%ile 여자를 기준으로 설계: 무릎 뒤 길이)
5%ile 여자: 44.4 – (2.1 X 1.645) = 40.95 cm
[좌판높이]
조절식 설계(5%ile 여자 ~ 95%ile 남자: 오금높이)
5%ile 여자: 38.0 – (1.71 X 1.645) = 35.20 cm
95%ile 남자: 41.3 + (1.9 X 1.645) = 44.43 cm
35.195~44.435 cm 높이로 조절식 설계
A집단의 평균 신장이 170.2cm, 표준편차가 5.2일 때 신장의 95%ile, 50%ile, 5%ile을 구하시오 (단, 정규분포에 따르며 z.0.05= 1.645, z.0.95= 1.645이다)
① 95%ile 값 = 평균 + (표준편차 X %ile 계수) = 170.2 + (5.2 X 1.645) = 178.75cm
② 50%ile 값 = (95%ile 값 + 5%ile 값) / 2 = (178.75 + 161.65) / 2 = 170.02cm
③ 5%ile 값 = 평균 – (표준편차 X %ile 계수) = 170.2 – (5.2 X 1.645) = 161.65cm
다음은 앉은 오금 높이에 대한 데이터이다. 조절식으로 의자를 설계할 경우 90%ile 값을 수용할 수 있는 의자의 높이 범위를 구하시오 (단 신발의 두께는 2.5cm, 옷의 두께는 0.5cm이다)
※ 의자높이를 조절식으로 구하는 식
= 90%ile을 수용할 수 있는 의자의 범위치수 + 신발의 두께(2.5cm) + 옷의 두께(0.5cm)
= 90%ile의 수용범위 치수 + 3cm
| 퍼센타일
실제치수 |
1% | 5% | 50% | 95% | 99% |
| 23.2 cm | 24.4 cm | 34.8 cm | 45.2 cm | 46.2 cm |
조절식 설계: 체격이 다른 여러 사람에게 맞도록 조절식으로 만드는 것을 말한다. 따라서 통상 5%~95% 까지 범위의 값을 수용대상으로 하여 설계한다.
5%ile = 5%ile의 실제치수 + 신발의 두께(2.5cm) + 옷의 두께(0.5cm)
= 24.4cm + 2.5cm + 0.5cm = 27.4cm
95%ile = 95%ile의 실제치수 + 신발의 두께(2.5cm) + 옷의 두께(0.5cm)
= 45.2cm + 2.5cm + 0.5cm = 48.2cm
따라서, 95%ile 값을 수용할 수 있는 의자의 높이는 27.4cm ~ 48.2cm이다.
다음 각 질문에 답하시오
① %ile 인체치수를 수하는 식을 쓰시오
%ile 인체치수= 평균 (표준편차 X %ile 계수)
② A집단의 평균신장 170.2cm 표준편차가 5.20일 때 신장의 95%ile은?
95%ile 값 = 평균 + (표준편차 X 1.645)
= 170.2 + (5.20 X 1.645) = 178.75
따라서, 신장의 95%ile은 178.75cm 이다.
오금의 높이에 따른 의자의 높이를 조절식 설계로 구하시오
(z.0.95= 1.65, 신발의 두께 2.5cm, 여유 1cm)
| 남 | 여 | |
| 평균 | 392 mm | 363 mm |
| 표준편차 | 20.6 | 19.5 |
인체측정 자료의 응용원칙
5%ile = 평균 – (표준편차 X %ile 계수) + 신발의 두께 + 여유량
95%ile = 평균 + (표준편차 X %ile 계수) + 신발의 두께 + 여유량
남자의 범위
5%ile = 392 – (20.6 X 1.65) + 25 + 10 = 393.01 mm
95%ile = 392 + (20.6 X 1.65) + 25 + 10 = 460.99 mm
정답: 393.01mm~460.99mm
여자의 범위
5%ile = 363 – (19.5 X 1.65) + 25 + 10 = 365.83 mm
95%ile = 3632 + (19.5 X 1.65) + 25 + 10 = 430.18 mm
정답: 365.83mm~430.18mm
사다리의 한계중량 설계가 아래와 같이 주어졌을 경우 다음의 각 질문에 답하시오
(단, z.0.01= 2.326, z.0.05= 1.645)
| 평균 | 표준편차 | 최대치 | 최소치 | |
| 남 | 70.1 kg | 9 | 93.6 kg | 50.9 kg |
| 여 | 54.8 kg | 4.49 | 77.6 kg | 41.5 kg |
(1) 한계중량을 설계할 때 적용해야 할 응용원칙과 그 이유를 쓰시오
① 응용원칙: 극단적 설계를 이용한 최대치수 적용
② 이유: 한계중량을 설계할 때 측정중량의 최대치를 이용하여 설계하면 그 이하의 모든 중량은 수용할 수 있기 때문이다.
(2) 응용한 설계원칙에 따라 사다리의 한계중량을 계산하시오
설계원칙에 따라 최대치를 이용하여 설계하므로,
%ile 인체치수= 평균 + (표준편차 X %ile 계수) = 70.1 + (9 X 2.326) = 91.03
다음과 같은 경우의 설계에 응용할 수 있는 인체치수 설계원칙을 적으시오
| 엘리베이터의 중량하중
그네의 중량하중 |
최대집단값에 의한 설계 |
| 버스 손잡이
선반의 높이 |
최소집단값에 의한 설계 |
| 은행창구의 높이 | 평균치를 이용한 설계 |
| 자동차 좌석의 전후 조절
사무실 의자의 상하 조절 |
조절식 설계 |
최대집단값에 의한 설계
① 최대집단값에 의한 설계: 통상 대상 집단에 대한 관련 인체측정 변수의 상위 백분위수를 기준으로 하여 90, 95 혹은 99% 값이 사용된다.
② 문, 탈출구, 통로 등과 같은 공간여유를 정하거나 줄사다리의 강도 등을 정할 때 사용한다.
③ 예를 들어, 95% 값에 속하는 큰 사람을 수용할 수 있다면, 이보다 작은 사람은 모두 사용된다.
최소집단값에 의한 설계
① 관련 인체측정 변수분포의 1, 5, 10% 등과 같은 하위 백분위수를 기준으로 정한다.
② 선반의 높이, 조정장치까지의 거리 등을 정할 때 사용된다.
③ 예를 들어, 팔이 짧은 사람이 잡을 수 있다면, 이 보다 긴 사람은 모두 잡을 수 있다.
평균치를 이용한 설계
① 인체측정학 관점에서 볼 때 모든 면에서 보통인 사람이란 있을 수 없다. 따라서 이런 사람을 대상으로 장비를 설계하면 안 된다는 주장에도 논리적 근거가 있다.
② 특정한 장비나 설비의 경우, 최대집단값이나 최소집단값을 기준으로 설계하기도 부적절하고 조절식으로 하기도 불가능할 경우 평균값을 기준으로 하여 설계하는 경우가 있다.
③ 평균신장의 손님을 기준으로 만들어진 은행의 계산대가 특별히 키가 작거나 큰 사람을 기준으로 해서 만드는 것 보다는 대다수의 일반 손님에게 덜 불편할 것이다.
조절식 설계
① 체격이 다른 여러 사람에게 맞도록 조절식으로 만드는 것을 말한다.
② 자동차 좌석의 전후조절, 사무실 의자의 상하조절 등을 정할 때 사용한다.
③ 통상 5% 값에서 95% 값까지 90%의 범위를 수용대상으로 설계하는 것이 관례이다.
구조적 인체치수와 기능적 인체치수에 대해 설명하시오
(1) 구조적 인체치수(정적측정)
① 형태학적 측정이라고도 하며, 표준자세에서 움직이지 않는 피측정자를 인체측정기로 구조적 인체치수를 측정하여 특수 또는 일반적 용품의 설계에 기초자료로 사용한다.
② 사용 인체측정기: 마틴식 인체측정기(Martin type Anthropometer)
③ 측정항목에 따라 표준화된 측정점과 측정방법을 적용한다.
④ 측정원칙: 나체측정을 원칙으로 한다.
(2) 기능적 인체치수(동적측정)
① 기능적 인체치수(동적측정): 동적 인체측정은 일반적으로 상지나 하지의 운동, 체위의 움직임에 따른 상태에서 측정하는 것이다.
② 동적 인체측정은 실제의 작업 혹은 실제 조건에서 밀접한 관계를 갖는 현실성 있는 인체치수를 구하는 것이다.
③ 동적측정은 마틴식 측정기로는 측정이 불가능하며, 사진 및 시네마 필름을 사용한 3차원(공간) 해석장치나 새로운 계측 시스템이 요구된다.
④ 동적측정을 사용하는 것이 중요한 이유는 신체적 기능을 수행할 때, 각 신체부위는 독립적으로 움직이는 것이 아니라 조화를 이루어 움직이기 때문이다.
인체측정의 방법 중 구조적/기능적 인체치수를 구분하여 표의 빈 칸을 알맞게 채우시오
| 구분 | 인체측정 방법 |
| 신장 | 구조적 인체치수 |
| 손목 굴곡 범위 | 기능적 인체치수 |
| 정상 작업 영역 | 기능적 인체치수 |
| 수직 파악 한계 | 구조적 인체치수 |
| 대퇴 여유 | 구조적 인체치수 |