GB/T 30575-2014 机械振动与冲击 人体暴露生物动力学坐标系 GB/T30575-2014 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net
本标准规定了用于生物动力学测量,相关标准起草参考以及人体暴露于机械振动与冲击精确描述的解剖学坐标系和基本中心坐标系。本标准中规定的局部解剖学坐标系适用于头部、颈根(头和颈系统的驱动点)、骨盆和手。对于其他骨胳局部的相应解剖学坐标系的建立,本标准规定了一般原则。本标准规定的生物动力学坐标系适用于影响人体的直线和旋转振动与冲击的描述及测量参考系统。
本标准按照GB/T1.1—2009和GB/T20000.2—2009给出的规则起草。
本标准使用翻译法等同采用国际标准ISO8727:1997《机械振动与冲击 人体暴露 生物动力学坐标系》。
与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:
———GB/T14777—1993 几何定向及运动方向(neqISO1503:1977)
本标准由全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会(SAC/TC53)提出并归口。
本标准起草单位:吉林省安全科学技术研究院、北京理工大学、北京市劳动保护科学研究所、杭州爱华仪器有限公司。
本标准主要起草人:肖建民、郑凡颖、高利、邵斌、张绍栋、张春彗、王永胜。
引 言
在生物动力学及人体振动工程应用的许多场合,应根据特定的正交坐标系确定机械输入或响应(力或运动)的原点、幅值和方向。生物动力学坐标系要求在人体内或与解剖学坐标系可能相关的外部参考结构内确定的原点。应用包括人体暴露于振动与冲击的评价,生物动力学仪器系统的功能位置和方向的精确定义,输入到人体及其部位或局部的力和运动的生物动力学模型,以及生物动力学数据的学科间或专业间的比较。
为了对不同个体之间(或同一个体的重复测量之间),人和人体模型之间或者测量数据与标准规定的人体或其局部允许机械输入限值之间进行数据比较,有必要采用原点在已识别的、稳固的且由放射照相或立体定向方法能确定的(因此是骨胳的)解剖学标志处,并由此定向的解剖学坐标系。本标准体现这样的基本原理:其特别反对使用不精确定义的原点在心脏或其他柔软和运动的结构中的坐标系。解剖学坐标系的精确定义对生物动力学很重要,因为所有生物动力学测量最终应与人体的骨胳解剖学相关。
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T15619—2005 机械振动与冲击 人体暴露 词汇(ISO5805:1997,IDT)
ISO1503:1977 几何定向及运动方向(Geometricalorientationanddirectionsofmovem
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 生物动力学坐标系 1
3.1 方向 2
3.2 全身生物动力学坐标系 2
3.2.1 全身解剖学坐标系 2
3.2.2 全身基本中心坐标系 2
3.3 局部解剖学坐标系 3
3.3.1 解剖学坐标系:头 3
3.3.2 解剖学坐标系:颈根 3
3.3.3 解剖学坐标系:上躯干 3
3.3.4 解剖学坐标系:骨盆 3
3.4 手的生物动力学坐标系 3
3.4.1 解剖学坐标系:手 3
3.4.2 手传递力或运动的基本中心坐标系 4
附录A (资料性附录) 生物动力学坐标系图示说明 6
附录B(资料性附录) 手的参考解剖学结构和生物动力学坐标系的解释性说明 10
参考文献 11

ICS13.160
中华人民共和国国家标准
GB/T305752014/1SO8727:1997
机械振动与冲击
人体暴露
生物动力学坐标系
Mechanical vibration and shock-Human exposure-Biodynamic coordinate syslems(ISO8727:1997,IDT)
2014-05-06发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2014-12-01实施
2范性孕用文件
3牛物动力学坐标系
3.1方向
3.2全身生物动力学坐标系
3.2.1全身解部学坐标系
3.2.2全身基本小心坐标系
3.3局部解剖学坐标系
3.3.1解部学坐标系：头
3.3.2解学坐标系根
3.3.3解剖学坐标系：上躯下
3.3.1解剖学坐标系：骨盐
3.4于的生物动力学坐标系
3.4.1解部学整标系：手
手传递力或运动的禁本中心坐标系3.4.2
附泵A（资料性附录）牛物动力学坐标系图示说明次
GB/T 30575—2014/IS0 8727:1997附录B（资料性附录）
于的参考解副学结构和生物动力学坐标系的解释性说明参亲文战
GB/T30575--2014/ISO87271997
本标准按照GR/T1.1-2009和0B/T20000.2-2005价/的规则起节本标准使用醒译法等同采用国际标准IS()8727：1597&机械振动与冲击生物动办学
人体暴露
验标素”。
与本标随中规范性引用的国际文件有·致性对应关系的我国文件如下：GB/T:14777—1993几何定向&运动斤向（mISO1503：1977)本标准由全国机械振动、冲山与状态监测标准化技术委员会（SAC/TC53)提出并力几。本标准赵草单位：吉林省安全科学技术研究院、北京理工大学、北京市芳动保护科学研究所、杭州爱华仪器有限公司。
本标准主要起草人：肖建民郑凡额、高利、邵瓶、张绍栋、张寿芎、干永胜。GB/T30575—2014/1S08727+1997引言
在生物动力学及人体报动工程应用的许彩场合，应报据特定的正交坠标系确定机械输人或响应（力或运动>的原点，幅慎和方向。生物动力学坐标系要求在人体内或与解剖学坐标系可能相关的外部参考结构内确定的原点，应币包括人体妥露于报动与冲击的评价，生物动力学仪器系统的功能位登和方向的后确定义，输人到人体及其部位或局部的力和运动的生物动力学模型，以及生物动力学数据的学科间或专业间的比较
为了对不同个体之间（或同一个体的重复测之间），人和人体模型之间或者测量数据与标推规足的人体或其局部允许机械输人限值之间进行数据比铰，有必要案用原点在已识别的，稳固的1出放时期相或立体定向方法能确定的（因此是骨路的）解剖学标志处，并由此定尚的解剖学坐标系：本标准体现这举的基本原理：其特别反对使用不精确定义的原点在心脏或其使乘软和选动的结构中的垒标系，解剖学坐标系的精确定义对生物动力学很重要，因为所有生物动力学测量最整应与人体的骨略解剂学1范围
GB/T 30575—2014/ISO 8727:1997机械振动与冲击人体暴露
生物动力学坐标系
本标准规定了用干生物动力学测量，相关标准起草参考以及人体乘露于机械振动与证击精确捕述的解剖学坐标系和基本中心坐标系。本标准中地定的局部解部学坐标系适用于头部，颈根（头和颈系统的驱动点）骨盆和于，对于其他骨略局部的相应解剖学尝标系的能立，本标准规定了一殿原则。本标准规定的生物动力学坐标系适用于影听人体的直线和旋转娠动与冲击的描述及测至参考系统。注1，民管这此解创学坐标系是针对人年规定的，但成用比较解前学的知识，其也适用于非人类的灵长类，或者部骨略解剖学可识别比较，改射照相与人体解制学相关的其估动物种资生2；当器婴其他局部解制学坐标系（例如：停部助部、秘或足帮）时，这此坐标系应轻据相应的解剖学和标化原则确定，并可能在本标准的后续修订中推荐注3，本标推以为与定义和生物动厅学率标系的应用相关的男件和女性骨略解学之间设有差别，此外生确定儿量及用于理生物动力学妍究，并发，试验及评借时的人类哺乳动物的解剖学坐标系时，也适用于同样的原刷。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不证日期的引用文件+其最新版本（包括所有的修改单）适用丁本文件。GB/T156192005机城报动与护击人体录露词汇（1S05805：1997112ISQ1so3：197何定间及运动方向（Geometricaloricnistionanddirectionsofmovements）3生物动力学坐标系
当收集，转换分析报告，摘述、比较或评价人体机械振动与冲击输人数据和引起的人体结构及系统响应时，如果可行，应采用标准的生物动力学坐标系。注1生物动力学垒标系可以依据在惯性空问内必标系层次定向（见图A1和A,2》。这种负性会考系统几以足地球为中心的，其基本成标准的轴间位干地球引力方向，或基本小心的，谅点在所关注的力或流动转向人体的接胜表面（或此处某此刚忙连接的完全定向构），例如基本中心出标系可模据运载工民，工作插所或实验室的结.始响人体的接振动或缺击源.刻如报动的工民或设备，或者研究的装动机报，运动模掀器或冲击装置来确定。为了研究和评价，生物动力学坐标系本身可为仪器卡标系单独提供外部意考继揭，用来定义在人体上最人林内进行的惯性到吐，注2：从几何学角用度来说，人体的任何持定姿势与可被视为完全定间的对象（见图A,3)，注3：使用原点在人体内可变形或自出移动的无定形或易变曲的软织或表面解剂站均的望标系（阅如，大效定义在心证成督部中心的坐标系》英研生物动力学数据的销确缺取或比轻，因此不费成使用，本标准中定义的全部解制学坐标系原点位于放射照相或立体定向可确定的（包括可触知的）臣路明显标志处，并Ⅱ自北确定方向，此外，这些坐标系也适用于非人类的哺到动物和人的机能模拟体（假人或人体模型）的比较生物动力学，1
GB/T 30575—2014/SO 8727:1997注4：放射照相可确定的明品标志的含义是，对研究和态考量言，作职X射缇或超声被服相人体测最学方法可以行到，并以其位置是可以到量的。如果在表间解剖学中是可以触知的（或与可触知的结构密如相关》，则标志也可以是（但不定层）立体定向可命定的：应当承认，在许要领域和应用中，结助放射照相方法前定相关的日解剖位贷足不可能的或不可行的。尽曾如此，当对人体进行贵性谢量，丘这种别在可行的范国内与标准的解剖学坐标系相关时，通用的解创学业标系或坐标系额要进行识别。3.1方向
在生物动力学中果用的所有正交坐标系均应定文为右于坐标系（见图A,4)。解剖学坐标系的工轴、轴和轴的方向应按C3/T15515一2005确定（这些轴向的示例见图A.5和图A.6）。基本中心坐标系（例如在运载工具中)的方向和坐标轴应根据1SO1503：1977的原则硫定：注，专门用于左于测最（见3.4.1）采月的解剖学坐标系（于）可能足关丁坐标系右放原则的例外，3.2全身生物动力学坐标系
3.2.1全身解剖学坐标系
在大多数场合（例如，当考惠由人在立要，坐姿或卧姿时内其接触或支择表面传人人体全身的运动或运动输人时），选择的解学坐标系应为由骨盆确定的坐标系（见3.3.4)。注1，当实际考离明确要求这样做更合运时，会身报动输人可专照在驱下中的替代坐标系来稳定，当报告参照这种势代坐标累的数据时，全身握动输人以及人体相对与报动或冲击源的登势和方问应明确定文。阅如，在主要随加到人的音部全身谅动拍人，如来自报动的座府靠背或机动的背负设备的娠动，可与上躯十的解学坐标系相关。除非另有规定，全身报动或冲击就现为以（传统的）“标准“解前学势额加到人体，即，与基车轴向局部（即头和驱十）舞创学生标系的二轴大效行四肢快，营心向前，当人体派动测量期间案取特殊器势（例如卡姿时，应尽可能逆行销磅试验以确定与测量相关的局部非标系的相对左向，这种确定可以通过对每个局部解剖学步标系的基本轴战相对其标准解剖学位置的转（以及可能时垒钢系面点的平移）程度定量表尔来实现
注2：本标准推荐果用的部削学坐林系中，人体双间（左石方向)的背略对称是但定条件。3.2.2全身基本中心坐标系
原点：在支学坐婴人员的接触平面例如运载工具座椅）穿过替部受儿区域和坐骨结节最低点下方育线的中点，
注，在接超水平面中这条自线的为间，当采用可惯的坐姿和座持方向时（阅如操作人员在工作台时），可根据作为实际物体的那个装的其白方向来确定，方向采用类似以上确定立姿人的基本中心壁标系的方法，根据原点和接触平面来懒定。轴的止向指向研究对象的开侧。
注1：在标难坐要时，人坐在平的座椅上的基本中心坐标系的基本射载的方向可假定与解部学聚标系（骨盆)对查的韩载方间近假，
注2：为了荒些应用，例如在范拉机座待工效学或人机工我学等评价时，用于运较1具与快层（或机城人体模型)的以座标志点SIPC比IS05353）为原点的些本中心坐标系被用来作为零考坐标系，这种应用预先限是座椅根期车辆的结构在其调节恺围内正宽定位成对中，五与车错的几何划量相关，多考H点（等效于拖拉凯驾驶员座摘正营询的座椅标患点SP)有时截用于汽年汇业中人类工效学日的。这种应用，尚未被国际上普通接受，通带不截用于人体累露干运工具振动与冲击运动前生物动力学评价方间注3：当策用适当股形的收器坐整安装在来员和其座持之间界面（见15心1032012进行全身振动划量时·该坐垫作为按链表而，坐签人的基本叶心坐标系的原点和力向可以在该接触表而确定，以而为相关位器坐标系妮供了费考系统。
注4：当分折，比较和抵告生物动力学数据或说明币户垒整研充对象的人体报动与冲止标准时，对于个座持和地心（或车翻）及仪器整标系之间可能存在的任何明显角度宜给出活当的充益。2
3.3局部解剖学坐标系
GB/T 30575—2014/IS0 8727:1997注：在确定和采用以下的解创学坚标系时的隐含假设为，建的每个坐标系的各个身体局部服从充分近仪的刚流力学定待。（这一点对于某些物动月学方而的正要骨略局部，即头部和骨盆已经得到证所），列见图A1至图A.6，
3.3.1解劑学坐标系：头
原点：头骨左名外耳道上部逆缘连线的中点：注：在传统解剖学中，该直线是确危人体头厅摘概配三角形的基难（限点，即确定该平面的第三点，道常是左眠下即遵
方向：本坐标系的玉轴由后向前穿过原点并位于头部锁截面内：3轴通过原点，位于同-平面内向左方间为正向-并与轴乘直。轴与其余两辆相丘垂直·并近似指向颅骨项点。3.3.2解剖学坐标系：颈根
原点:第一购推(TI)申平而内，该性体的前缘，方向：壁标系的轴穿过原点-且由后向前通过连接T1后棘窦的后上和后下点的1市平面的直线中点。辅道过原点并与工轴和轴相百垂直，z 轨过原点,位于T1中平面内,并垂直于轴。连，该半标系的轴發不必与在标准解刮设置要拍载的高部剖学（买，骨益对成辅线先全平行，而直总是随去婴好的改变而情离。然而,为了措述在标准解部位置时上躯1段领概的为和运动输人,可以认为在11 中平面和服十中先而的方向间存衣是够的近似，为境定在性空阅间里这些坐标系的方向，应对人体局部之间势的关系进行物确描连。
3.3.3解剖学坐标系：上驱干
原点在中关面内弟四摊(T1)的前上缘。方问：采用与以上T1相同的方祛确。注：3.3.2中的注间样是用于本坐长系。3.3.4解剖学坐标系：骨盆bzxz.net
原点：连接左右能骨前工棘直线的中点。该限想直线树成逆接骼骨前上辣与联合耻骨的最前上点【因此构成三角形的顶点的倒三角形的底边，方向：本坐标系的轴由原点指向前方，垂直丁以上确定的三角形平面。3轴为由在向左连接骨前上棘的直线。坐标系2辅穿过原点，与其余两辅线相互垂直·位手三角形平面内，并平分该三角形。
注：解的孕标系的辅车人平直结在求早表面或竖直在水平隆骑时正假重于水乎间注2，跪定而十追立本业标系的基本一角形骨益解剖学参考点，尽管在人研究对象及体中通常是可链知的（并且是效射照可识别的）.但齿为其为不规则的完整母牵凸，政尚不能完全精确能确定。如果借助解前学方法能更精确地愉定背盘赛考点，可适时地用其来替换上速的春考点，此外，本型标系的生物力学应用假设骨盐近微效向为称。
注3：在假定骨盘的运动产生腰推的机驻插人的生物动力学测过时：在仁何最跨分所中应确定诞骨和第五腰性体(L)间界血的位置和方向，
注4：尽管在斜靠和斜卧姿势时人休重量的主安部分叫能通过身体上半部分和四股分市但为了评价人体最露于全身报动或冲击，所施的报动或冲击仍可我视为道过骨益或人体的近似压基中心起作用，这种一般规则的明显例外定于以报告。
3.4手的生物动力学坐标系
3.4.1解剖学坐标系：手
原点：任意-买手的第一掌骨中指)头的中心3
CB/T3D575—2014/IS0 8727:1997方向：木坐标系借助手的骨剖学确定轴而定向轴近似通过原点和策一掌骨长轴。在于以标准解剂姿势张开，即掌心向前时（见图A，3），坐标系轴近似垂直手宰，由原点指向前方。轴通过原点近似地山食指根部指向小指根部，并与工轴和轴相工垂直。法1：作为么旅正交半标系的一部分，解部学步标系（手》的轴定义为方向白右向左（即在标证释学委势时，由有丁的食带根书措向小指根部）。该坐标系的镜像在专门进行止于测最时出适用，仅当用作报告下传振动数据（见IS5349)的基础时，这种用法底进确切识别。当合里用下人体左划的对称部位时，妇果将结果数挪点接与行旋坐标系导出的数据进行比较，人旋解制学实标系应用可能导致失量代数方匹异常（例如，失量积的不正辅信号）
注2：部部学中标系（于）的绝对方向应随于，魔和上肢的位置利姿势而变化。因此其程与对应的人体局部（头，胸，骨盆>轴载指定的坚标系平行，当参考帮前学坐标系（手>别，应尽可能精确规定手非哗的姿势。对十许害应用场合，学标系的片向可报据适当的基本中心坐标系，例划在研究中由于提的振动工具，工件或示辆或空制装置中产生的共本中心出标系来单瑞确定。为「测益传向网一只手的振动，当仪器固定划手持对家「时，送种基本中心坐标系心同时作为设器半标系的导著结均。注3：当按适常自于摄作掘工只或手持乱械的方式，用手握持圆形成近假圆形手柄时，超剖学坐标系（手）的义转可不必假定为乎行」于柄的轴钱，尽皆对于某共测量这种假设可能足够近似，应意，由第三掌骨确定的解部学举标系(手)的力向，在很人的运动范制内：基本上不依模于手治的字典或伸直见图人6)。3.4.2手传递力或运动的基本中心坐标系3.4.2.1单手或双手握持工具设备的情况原点：与进行测量或应用标准的手树或克坏近似的国柱体轴线平行的工具设备手柄或光体表面的直线上，或者由手或壳体[可识别的两点确定的直绒上定的点，注：另一种方法，驾轴线对于直费仪器或款据的几何变换而使于你为测益点时，基本中心坐标系的原点可识别为与工月改备的于辆或壳休近似的性体轴毁的中点，离任何情记下，无论保段何种方法，基本中心标系（手）的原点位置孤坐标方向均应详细报告，试一方面的精确性在手传起或的测量中龙其互要。方同：本坐标系的工轴为穿过接述方法确定的原点+且包含原点的投影线：当工轴近似为工具设备的功能轴线（例如在电钻或气铲的壳体中），或与其平行的自线时，轴的正向应镀认为在下具设备的作用方向（大多指问工件）。当手柄垂直下作用方向或与其成大角度时（例如链锯手裤）无输的止同应被认为在鱼际方向（指间指根部），如同当右于操作者握住手辆或壳体时，在标准的作业中果用习方法撑持或引导工具设爸所确定的方向。基本中心他标系（手）的轴在原点与辅相交，并与其手直，且垂置于传间操作者手或仪器安装架的理论输人点所在的手柄或壳休表而。轴穿过原点并与轴和辅相五垂直。
注：此处定义的坐标系最延用于单于握持轴线与规磁的基本儿何轴续或作用直线近似白角的千柄，另只手用来支持或引导机械的外壳或壳体的下具设备（与背通手检外影相似)的侧量，在许多此类机减（创加也钻，气铲。规订机中，二其段备的外克近似于基本轴线在其作用方向的圆柱体。对十动力端，适跨破机和大客数通誉出双手择持，引导或支律的1.具设各以及对于双于分别操持工具（例如户击垂）和工件时的于树或其他按触表间，类似的基术中心标系也可以确定，3.4.2.2手堂和手指引导或压在工具设备或工件上而不握持的情况原点，卡与7或工件之间接触而的受压区域界限的中心（当于学或手指以标准携作方式作用于工具或工件时应尽可能精确地确定或定义）方向：坐标系的文辅通过原点并垂直于上述表而。辅的正问应被认为是手作用于工具设备的方向。轴穿过原点直于工轴，并处于受压区域的表面内。轴的方间同应尽可能与在习惯或最赖露使用的势时，操作的手论定的解剖学坐标系（手）的轴平行，或者与工具设备上两个可识别点确定的GB/T30575—2014/IS08727.1997毁平行。基本中心坐标系（手)的轴穿过原点并与工轴和轴相互垂直。另科方达基本中心坐标系可以来用于作用于.1具设备或工件的表面中心确定，其方向根据工具设备或工件结构的几何形状确定。无论何种情况，采用基本中心坐标系和仪器坐标系的各自原点及方间均应精楚精确地报告注：产所有可行的情况下，机试为基础的垒标系的两轴向应按IS01503，197？文的原理，权期1具设备的工作战或一般功能几何形状确定。在一其应用场合，为应用方使可认为基本中心标系卡以机械的工作轴线或工件上可识路位量上的一个点为原点，GB/T30575-—2014/1S08727.1997附录A
（资料性附录）
生物动力学坐标系图示说明
生物动力学坐标系的图示见图A.1~图A.6，图A.5和图A.6表明在本标准中提到的由主要解剖学局部确定的工轴和轴的近似方向。在每种情况下，3轴均应认为由图例的平面垂直向外投射，要注意这些图示仅仅为了说明原理，因此既没有按比例绘制，也未试图达到解剖学的精度。说明：
地心坐标系（盘考的实验室框架）：2
基本中心坐标系的原点（例如摄动试验台》；解剖学坚标系的原点（头部）：仗器坐标系的原点（例如安装在头部和座静的参考如速计)。图A1
在固定位置如实验室的生物力学坐标系层次图示说明说明：
基本中心坐标系的原点(倒娜,降革证点和飞机王心)：3--解削学坠标系的原点（头部），GB/T30575—2014/1S08727:1997注：本示例表示在是机耗引行中的飞行员坐标系。星许意尽音此处设有说明，但可能征捐人安装及飞机安装的仅器，每种安装都有确定的仪器收标系，专标系分别可举老人体辉削学或飞机结构及服据地心垂据（年力方向）瞬时确定是机【积本中心)坐标系的方向，图A.2在自由移动的运载工具中生物力学坐标系层次图示说明图A.3标准解剖学姿势（主视图，即在方向看图）图示说明GB/T30575—2014/ISO8727:1997用、、z轴表示的右手正交坐标系中三个轴向图示说明图4.4
b）胸椎(例如 T1或 T4)
）人站在地板或甲板上（全身基本中心坐标系）注：前三幅图8)，b）和c表示本标准中定义的解剖学壁标系。最后一辆图d)表示站立人的基本中心生标系。在全部四幅图中3均应想象为指向离开观察者方向。图A.5表示直接与人相关的生物动力学坐标系图示说明（未按比例或相互定向）8
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