人體工程學人體測量應用

人體工程學人體測量應用第一頁，共四十頁，2022年，8月28日一、人體測量的基本知識1、定義：人體測量學是一門用測量方法研究人體的體格特征的科學。它是通過測量人體各部位尺寸來確定個體之間和群體之間在人體尺寸上的差別，用以研究人的形態(tài)特征，從而為各種工業(yè)設計和工程設計提供人體測量數(shù)據。（如圖2—1）第二頁，共四十頁，2022年，8月28日第三頁，共四十頁，2022年，8月28日一、人體測量學的基本知識2、人體測量數(shù)據的種類：類型靜態(tài)尺寸動態(tài)尺寸人體構造上的尺寸人體功能上的尺寸（包括人在工作姿勢下或在某種操作活動狀態(tài)下測量的尺寸）第四頁，共四十頁，2022年，8月28日二、人體測量的基本術語1、被測者姿勢：（1）立姿：

挺胸直立，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向體側，手指輕貼大腿側面，自然伸直，左、右足后跟并攏，前端分開，使兩足大致呈45角，體重均勻分布于兩足。見圖2—6。第五頁，共四十頁，2022年，8月28日（2）坐姿：挺胸端坐在腓骨頭高度的平面上，頭部以眼耳平面定位，平視前方，膝彎曲大致成直角，足平放在地面上，手輕放在大腿上。被測者臀部和后背部靠在同一鉛垂面上見圖2—7。第六頁，共四十頁，2022年，8月28日(3)、人體測量的主要儀器(1)人體測高儀:

主要用來測量身高、坐高、立姿和坐姿的眼高以及伸手向上所及的高度等立姿和坐姿的人體各部位高度尺寸。

（2）人體測量用直角規(guī)：主要用來測量兩點間的直線距離，特別適宜測量距離較短的不規(guī)則部位的寬度或直徑。如耳、臉、手、足。第七頁，共四十頁，2022年，8月28日(3)、人體測量的主要儀器（3）用于不能直接以直尺測量的兩點間距離的測量，如測量肩寬、胸厚等部位的尺寸。第八頁，共四十頁，2022年，8月28日(4)、人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)（術語）總體、樣本均值、標準差術語適應域百分位百分位數(shù)第九頁，共四十頁，2022年，8月28日總體

統(tǒng)計學中，把所要研究的全體對象的集合稱為“總體”。人體尺寸測量中，總體是按一定特征被劃分的人群。因此，設計產品時必須了解總體的特性，并且對該總體命名，例如，中國成年人、中國飛行員等。樣本

統(tǒng)計學中，把從總體取出的許多個體的全部稱為“樣本”。各種人體尺寸手冊中的數(shù)據就是來自這些樣本，因此，設計人員必須了解樣本的特點及其表達的總體。第十頁，共四十頁，2022年，8月28日均值

描述一個分布，必須用兩個重要的統(tǒng)計量：均值和標準差。前者表示分布的集中趨勢；后者表示分布的離中趨勢。均值的計算公式為：

標準差標準差的計算公式為：

為相加，N為測量次數(shù)，為各單獨測量值，M為均值。S為標準差，其他符號與（1）相同。第十一頁，共四十頁，2022年，8月28日適應域

一個設計只能取一定的人體尺寸范圍，只考慮整個分布的一部分“面積”，稱為“適應域”，適應域是相對設計而言的，對應統(tǒng)計學的置信區(qū)間的概念。

適應域可分為：對稱適應域、偏適應域。對稱適應域對稱于均值；偏適應域通常是整個分布的某一邊。第十二頁，共四十頁，2022年，8月28日百分位百分位由百分比表示，稱為“第幾百分位”。例如，50%稱為第50百分位。百分位數(shù)百分位數(shù)是百分位對應的數(shù)值。例如，身高分布的第5百分位數(shù)為1543，則表示有5%的人的身高將低于這個高度。

在人體測量資料中，常常給出的是第5、第50和第95百分位數(shù)值。在設計中，當需要得到任一百分位數(shù)值時，則可按下式求出：1%-50%之間的數(shù)值：P=M-（SK）50%-99%之間的數(shù)值：P=M+（SK）M為標準值；S為標準差；K為百分比變換系數(shù)。第十三頁，共四十頁，2022年，8月28日百分位表示設計的適應域。在人體工程學設計中常用的是第5、第50、第95百分位。第5百分位代表“小身材”，即只有5％的人群的數(shù)值低于此下限；第50百分位代表“適中身材”，即分別有50％的人群的數(shù)值高于或低于此值；第95百分位代表“大身材”，即只有5％的人群的數(shù)值高于此上限值；百分位數(shù)第十四頁，共四十頁，2022年，8月28日選擇測量數(shù)據時要注意根據設計內容和性質來選用合適的百分數(shù)據。以下幾點原則可以參考：夠得著的距離，一般選用第5百分位的尺寸容得下的距離，一般選用第95百分位的尺寸常用高度，一般選用地95百分位的尺寸可調節(jié)尺寸，若確定百分位大小有一定困難，條件許可時，可增加一個調節(jié)尺寸第十五頁，共四十頁，2022年，8月28日人體尺寸數(shù)據的應用應用人體尺寸數(shù)據的基本原理

A、由人身高決定的產品：門、船艙口、通道、床、擔架等，其尺寸應以第95百分位數(shù)值為依據。即按“大尺寸”進行設計

B、由人體某些部分的尺寸決定的物體，如取決于腿長的座的平面高度，其尺寸應以第5百分位數(shù)值為依據。即按“小尺寸”進行設計

C、可調尺寸：5－95之間的所有人使用方便（調和設計）第十六頁，共四十頁，2022年，8月28日D、以第5－95百分位為界限值設計的產品，當身體尺寸在界限值以外的人使用會危害其健康或增加事故危險時，其尺寸界限應擴大到第1百分位或第99百分位。如緊急出口、使用者與緊急制動桿的距離等。

E、門鈴、插座、電燈開關的安裝高度以及營業(yè)柜臺高度等這類具有普遍性的場合，應以第50百分位數(shù)值為依據。第十七頁，共四十頁，2022年，8月28日人體尺寸的區(qū)域劃分東北、華北區(qū)西北區(qū)東南區(qū)華中區(qū)華南區(qū)西南區(qū)黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古、山東、北京、天津、河北。甘肅、青海、陜西、山西、西藏、寧夏、河南、新疆。安徽、江蘇、上海、浙江。湖南、湖北、江西。廣東、廣西、福建。貴州、四川、云南。第十八頁，共四十頁，2022年，8月28日東北、華北區(qū)西北區(qū)東南區(qū)華中區(qū)華南區(qū)西南區(qū)各地區(qū)身高、體重的M、S值身高:M=1693（1586）；S=56.6(51.8)體重:M=64（55）；S=8.2(7.7)身高:M=1684(1575);S=53.7(51.9)體重:M=60(52);S=7.6(7.1)身高:M=1686(1575);S=55.2(50.8)體重:M=59(51);S=7.7(7.2)身高:M=1669(1560);S=56.3(50.7)體重:M=57(50);S=6.9(6.8)身高:M=1650(1549);S=57.1(49.1)體重:M=56(49);S=6.9(6.5)身高:M=1647(1546);S=56.7(53.9)體重:M=55(50);S=6.8(6.9)第十九頁，共四十頁，2022年，8月28日百分比對應的變換系數(shù)K5%———1.64510%———1.28220%———0.84225%———0.67450%———0.00075%———0.67480%———0.84290%———1.28295%———1.645第二十頁，共四十頁，2022年，8月28日例1設計適用于90%華北男性使用的產品，試問應按怎樣的身高范圍設計該產品尺寸？解：由表查知華北男性身高平均值M=1693mm，標準差S=56.6mm.要求產品適用于90%的人，故以第5百分位和第95百分位確定尺寸的界限值，由表查得變換系數(shù)K=1.645；即第5百分位數(shù)為：P=1693-（56.6*1.645）=1600mm第95百分位數(shù)為：P=1693+（56.6*1.645）=1786mm結論：按身高1600-1786mm設計產品尺寸，將適應用于90%的華北男性。討論：平均值是作為設計的基本尺寸，而標準差是作為設計的調整量的。第二十一頁，共四十頁，2022年，8月28日注意：例中被排除的10%的人，是10%的矮小者還是高大者或者大小各排除5%即取中間值，取決于排除后對使用者的影響和經濟效果。

當需要得到某項人體測量尺寸M1所處的百分率P時，可按下列步驟及公式求得：Z=（M1-M）/S然后根據Z值查表得小p的值，再按下列公式求百分率P；即P=1-p以下列例題說明：第二十二頁，共四十頁，2022年，8月28日例2已知男性A身高1720mm,試求有百分之多少的西北男性超過其高度？解：由表查得西北男性身高平均值M=1684mm，標準差S=53.7mm那么Z=（1720-1684）/53.7=0.670再根據Z=0.670查表得p=u)即P=1-0.251=0.749

結論：身高在1720mm以下的西北男性為74.9%，超過男性A身高的西北男性則為25.1%。第二十三頁，共四十頁，2022年，8月28日人體測量學與人體尺度差異：人體測量學是對不同種族、年齡、性別的人的身體各部位尺寸及其活動范圍作靜態(tài)和動態(tài)的測量，并加以統(tǒng)計分析的一門學科。第二十四頁，共四十頁，2022年，8月28日影響人體測量數(shù)據差異的因素：三、常用人體測量數(shù)據年齡性別年代地區(qū)與種族職業(yè)第二十五頁，共四十頁，2022年，8月28日年齡注意：在采用人體尺寸時，必須判斷對象適合那些年齡組，要注意不同年齡組尺寸數(shù)據的差異。例如：人體尺寸增長過程：男20歲、女18歲。（結束）手的尺寸：男15歲、女13歲。（達到一定值）腳的大?。耗?7歲、女15歲。（基本定型）成年人：身高隨年齡增長而收縮；體重、肩寬、腹圍、臀圍、胸圍卻隨年齡增長而增長。第二十六頁，共四十頁，2022年，8月28日

年齡差異大部分老年人身高比年輕時矮5%。手部力量下降約16%—40%。臂力下降約50%。腿部力量下降約50%。肺活量下降約35%。隨年齡增長體形變小。鼻和耳朵的尺寸變大。體重每十年增加2kg。隨年齡增長視力也會下降、辨色能力下降。閱讀時需要增加大約20%的照明。隨年齡增長，嗅覺和味覺也會遲鈍。第二十七頁，共四十頁，2022年，8月28日

年齡差異人體尺寸隨年齡的增加而縮減而體重、寬度、圍長的尺寸隨年齡的增加而增長對工作空間的設計：盡量適合20-65歲的人兒童尺寸：只要頭部可鉆過去，身體就可以過去老年人尺寸：身高比年輕時低身手夠東西的能力不如年輕人第二十八頁，共四十頁，2022年，8月28日第二十九頁，共四十頁，2022年，8月28日第三十頁，共四十頁，2022年，8月28日

男女之間的差異：1、對于大多數(shù)人體尺寸，男性比女性大些；（但有四個尺寸—胸厚、臀寬、臂部及大腿周長正相反）2、同整個身體相比，女性的手臂和腿較短，軀干和頭占的比例較大，肩較窄，骨盆較寬；3、皮下脂肪厚度及脂肪層在身體上的分布，男女也有明顯差別；4、在腿的長度尺寸起重要作用的場所（如座姿操作的崗位），考慮女性的人體尺寸至關重要。性別第三十一頁，共四十頁，2022年，8月28日性別差異一般婦女身高比男子低10cm左右身體比例也不同女性臀部較寬、肩窄，軀干比男性長，四肢短此外還有地域性差異：身高寒帶>熱帶平原>山區(qū)職業(yè)差異社會發(fā)達程度殘疾人第三十二頁，共四十頁，2022年，8月28日年代在使用人體測量數(shù)據時，要考慮其測量年代，然后加以適當修正。一組數(shù)據：歐洲居民每隔10年身高增加1—1.4cm;美國城市男性青年在1973—1986年的13年間身高增加2.3cm;日本男性青年在1934—1965年的31年間身高增加5.2cm、體重增加4kg、胸圍增加3.1cm;我國原廣州中山醫(yī)學院男性在1956—1979年的23年間身高增加4.38cm、女性身高增加2.67cm。第三十三頁，共四十頁，2022年，8月28日

地區(qū)與種族注意點：由于不同國家、不同地區(qū)、不同種族的人體尺寸的差