人機(jī)工程學(xué)第3章

有七尺之骸、手足(shǒuzú)之異,戴發(fā)含齒,倚而食者,謂之人。

——《列子·黃帝》

共一百八十九頁人體測(cè)量的基本知識(shí)常用人體尺寸數(shù)據(jù)人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用人體主要參數(shù)的計(jì)算(jìsuàn)

設(shè)計(jì)用人體模板共一百八十九頁在中國二千多年前的《內(nèi)經(jīng)－靈柩》之《骨度篇》中，對(duì)人體測(cè)量就有了較詳細(xì)而科學(xué)的闡述。古埃及在公元前3500--2200年之間，也有類似人體測(cè)量的方法存在，并提出人體可分為十九個(gè)部位。古希臘、羅馬雕塑家們很注意人體形態(tài)美，雕塑出完美(wánměi)的作品，如《擲鐵餅者》，《維納斯》雕像。1870年比利時(shí)數(shù)學(xué)家奎特里特發(fā)表了《人體測(cè)量學(xué)》一書，逐漸形成了“人體測(cè)量學(xué)”這門科學(xué)。共一百八十九頁共一百八十九頁人體測(cè)量學(xué)(anthropometry)是人類學(xué)的一門分支學(xué)科，主要研究人體測(cè)量和觀察方法，并通過(tōngguò)人體整體測(cè)量與局部測(cè)量來探討人體的特征、類型、變異和發(fā)展規(guī)律。共一百八十九頁

人體測(cè)量學(xué)是人機(jī)工程學(xué)的重要組成部分(zǔchénɡbùfèn)。進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，為使人與產(chǎn)品相互協(xié)調(diào)，必須對(duì)產(chǎn)品同人相關(guān)的各種裝置作適合于人體形態(tài)、生理以及心理特點(diǎn)的設(shè)計(jì)，讓人在使用過程中，處于舒適的狀態(tài)以及方便地使用產(chǎn)品。因此設(shè)計(jì)師應(yīng)了解人體測(cè)量學(xué)，生物力學(xué)方面的基本知識(shí)，并熟悉有關(guān)設(shè)計(jì)所必需的人體測(cè)量基本數(shù)據(jù)的性質(zhì)、應(yīng)用方法和使用條件。共一百八十九頁共一百八十九頁一些(yīxiē)測(cè)量方法介紹尺度(chǐdù)測(cè)量4.體積測(cè)量動(dòng)態(tài)測(cè)量5.肌肉疲勞測(cè)量力量測(cè)量6.其它生理變化的測(cè)量共一百八十九頁尺寸(chǐcun)測(cè)量最常用的測(cè)量工具是馬丁測(cè)量儀，是由一些直尺、角尺(jiǎochǐ)、卡鉗組合而成。在沒有這種工具時(shí)，用一般的類似工具完全可以代替共一百八十九頁附著(fùzhuó)式量角器三角平行規(guī)彎腳規(guī)立方體定顱器共一百八十九頁動(dòng)態(tài)(dòngtài)測(cè)量測(cè)量人體在動(dòng)態(tài)(dòngtài)過程中某部位的運(yùn)動(dòng)軌跡?？捎谜障噙B續(xù)曝光的方式獲得，也可以在所需的部分裝上小燈泡，在黑暗的背景下用照相機(jī)的B門攝影。在有條件的前提下可將這類圖片資料輸入計(jì)算機(jī)用專業(yè)的軟件處理。共一百八十九頁力量(lìliɑng)測(cè)量

采用一般的拉力計(jì)、握力(wòl(fā)ì)計(jì)、壓力計(jì)、扭力計(jì)即可進(jìn)行大多數(shù)的力量測(cè)量共一百八十九頁體積(tǐjī)測(cè)量排水法是簡單有效(yǒuxiào)的方法共一百八十九頁肌肉疲勞測(cè)量(cèliáng)

采用生物電流計(jì)測(cè)器。這種儀器可將由于肌肉疲勞而引起(yǐnqǐ)的肌肉化學(xué)變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，繪制成肌電圖共一百八十九頁例：3組不同(bùtónɡ)坐姿的2－3腰椎背棘直肌肌電圖a.背部(bèibù)有椅背依托b.背部無椅背依托但挺直c.前傾坐姿共一百八十九頁其它生理變化(biànhuà)的測(cè)量如呼吸、心跳、耗氧量、排汗量、血壓等生理變化的測(cè)量(cèliáng)，可以借助相應(yīng)的醫(yī)學(xué)儀器完成共一百八十九頁人體測(cè)量(cèliáng)

概述

人體測(cè)量數(shù)據(jù)主要分為兩類：一類(yīlèi)為靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)，一類(yīlèi)為動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)。照實(shí)際使用來分類，可以分為如下四種：a.靜止形態(tài)測(cè)量：以靜止人體形態(tài)的方式進(jìn)行測(cè)量，主要內(nèi)容有：人體長度，人體體型，人體體積和重量，人體表面積。b.活動(dòng)范圍測(cè)量：在對(duì)人體靜態(tài)形態(tài)測(cè)量的基礎(chǔ)上，測(cè)量人體的活動(dòng)過程和活動(dòng)范圍的大小，主要內(nèi)容有：動(dòng)作范圍，動(dòng)作過程，形體變化，皮膚變化。c.生理測(cè)量：測(cè)量人體的主要生理指標(biāo)，主要內(nèi)容包括：人體出力范圍，人體感覺反應(yīng)，人體疲勞。d.生物力學(xué)參數(shù)的側(cè)量：人的主要力學(xué)指標(biāo)，包括：人體各部分質(zhì)量與質(zhì)心位置的測(cè)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量、出力的測(cè)量。共一百八十九頁人體測(cè)量(cèliáng)的基本知識(shí)測(cè)量姿勢(shì)(zīshì)b.坐姿：被測(cè)者挺胸坐在被調(diào)節(jié)到腓骨頭高度的平面上，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，左、右大腿大致平行，膝彎屈大致成直角，足平放在地面上，手輕放在大腿上。為確保坐姿正確，被測(cè)者的臀部、后背部應(yīng)同時(shí)靠在同一鉛垂面上。a.直立姿勢(shì)（簡稱立姿）：被測(cè)者挺胸直立，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(cè)，手指輕貼大腿側(cè)面，膝部自然伸直，左、右足后跟并攏，前端分開，使兩足大致成45°夾角，體重均勻分布于兩足。為確保直立姿勢(shì)正確，被測(cè)者應(yīng)使足后跟、臀部和后背部與同一鉛垂面相接觸。共一百八十九頁人體測(cè)量(cèliáng)的基本平面與軸

人的肢體運(yùn)動(dòng)是繞一定的軸在某基本平面內(nèi)進(jìn)行的。這些軸都有是以關(guān)節(jié)為原點(diǎn)。這些平面一般都是通過軸而組成的平面。人體關(guān)節(jié)沒有可見的軸，因而必須依據(jù)關(guān)節(jié)的形態(tài)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，假設(shè)(jiǎshè)出這些基本軸以說明人體各部分運(yùn)動(dòng)，便于人體測(cè)量。共一百八十九頁a.測(cè)量(cèliáng)基準(zhǔn)面

①、矢狀面人體測(cè)量基準(zhǔn)面的定位是由三個(gè)互相垂直的軸（鉛垂軸、縱軸和橫軸）來決定的。通過鉛垂軸和縱軸的平面及與其平行的所有平面都稱為矢狀面。

②、正中矢狀面在矢狀面中，把通過人體正中線(zhōngxiàn)的矢狀面稱為正中矢狀平面。正中矢狀平面將人體分成左、右對(duì)稱的兩個(gè)部分。

③、冠狀面通過鉛垂軸和橫軸的平面及與其平行的所有平面都稱為冠狀面。冠狀面將人體分成前、后兩個(gè)部分。

④、水平面與矢狀面及冠狀面同時(shí)垂直的所有平面都稱為水平面。水平面將人體分成上、下兩個(gè)部分。

⑤、眼耳平面通過左、右耳屏點(diǎn)及右眼眶下點(diǎn)的水平面稱為眼耳平面或法蘭克福平面（OAE）。

共一百八十九頁b.運(yùn)動(dòng)(yùndòng)軸

分別對(duì)應(yīng)于矢狀面，水平面和冠狀面設(shè)置三個(gè)基本軸，這些軸可在人體軀干，四肢和各臟器等部位(bùwèi)設(shè)置。

矢狀軸通過關(guān)節(jié)中心并垂直于冠狀面的一切軸叫矢狀軸。冠狀軸，通過關(guān)節(jié)中心并垂直于矢狀面的一切軸叫冠狀軸。

垂直軸通過關(guān)節(jié)中心并垂直于水平面的一切軸叫垂直軸。共一百八十九頁c.測(cè)量(cèliáng)方向

①、在人體上、下方向上，將上方稱為頭側(cè)端，將下方稱為足側(cè)端。②、在人體左、右方向上，將靠近正中(zhèngzhōng)矢狀面的方向稱為內(nèi)側(cè)，將遠(yuǎn)離正中(zhèngzhōng)矢狀面的方向稱為外側(cè)。③、在四肢上，將靠近四肢附著部位的稱為近位，將遠(yuǎn)離四肢附著部位的稱為遠(yuǎn)位。④、在上肢上，將撓骨側(cè)稱為撓側(cè)，將尺骨側(cè)稱為尺側(cè)。⑤、在下肢上，將脛骨側(cè)稱為脛側(cè)，將腓骨側(cè)稱為腓側(cè)。共一百八十九頁d.測(cè)量(cèliáng)項(xiàng)目

測(cè)量項(xiàng)目是用所需測(cè)量的兩個(gè)部位、測(cè)點(diǎn)或經(jīng)過點(diǎn)來定義的項(xiàng)目，國際GB3975—83中規(guī)定的測(cè)量項(xiàng)目有：直立(zhílì)姿勢(shì)

采取自然坐姿時(shí)軀干的尺寸上肢尺寸

下肢尺寸

頭部尺寸

身體各部位間前后距離共一百八十九頁d.測(cè)量(cèliáng)項(xiàng)目測(cè)量項(xiàng)目是用所需測(cè)量的兩個(gè)部位、測(cè)點(diǎn)或經(jīng)過點(diǎn)來定義的項(xiàng)目，國際GB3975—83中規(guī)定的測(cè)量項(xiàng)目有：直立姿勢(shì)：直立姿勢(shì)有身高，鼻根高，眼高，耳屏(ěrpíng)高，頦下點(diǎn)高，頸根高，頸窩高，胸骨緣高，乳房高，乳房下緣高，胸骨下緣高，臍高，恥骨聯(lián)合高，會(huì)陰高，肩峰高，腋窩前高，肘高，撓骨頭高，撓骨莖突高，尺骨莖突高，中指指點(diǎn)高，指尖點(diǎn)高，腰圍高，髂脊高，髂前上棘高，大轉(zhuǎn)子高，膝高，腓骨頭高，腿肚高，頸椎高，肩胛骨下角點(diǎn)高，臀溝高，中指（上肢上舉時(shí)）指尖點(diǎn)高，中指（上肢上舉時(shí)）指點(diǎn)高。女人體加測(cè)乳房下緣高。采取自然坐姿時(shí)：坐高，坐姿眼高，坐姿頦下高，坐姿胸骨上緣高，坐姿肩峰高，坐姿髂脊高，坐姿大腿緣高，坐姿大轉(zhuǎn)子點(diǎn)高，坐姿枕后點(diǎn)高，坐次頸椎高，坐姿肩胛骨下角高，坐姿肘高。共一百八十九頁

軀干的尺寸：最大體寬，頸根寬，兩戶峰點(diǎn)寬，肩寬，腋窩前寬，胸寬，乳頭間寬，腰寬，兩髂脊點(diǎn)寬，臀寬，兩肩胛骨下點(diǎn)寬，胸厚，胸矢狀厚，腰厚，腹厚，臀厚，頸圍，頸根圍，上部胸圍，乳頭部位胸圍，下部胸圍，腰圍，腹圍、臀圍，軀干垂直圍長，頸前長，前胸(qiánxiōnɡ)長，頸后長，后背長，會(huì)陰上部前后長，臀部弧長，坐姿背—肩峰距離，坐姿臀部—大轉(zhuǎn)子點(diǎn)距離，坐姿腋窩間寬。上肢尺寸：指距，上肢長，腋窩一莖突距離，手長，手背長，第1指掌側(cè)長，第2指掌側(cè)長，第3指掌側(cè)長，第4指掌側(cè)長，第5指掌側(cè)長，腕關(guān)節(jié)寬，最大手寬，手寬，第3指最大寬，第3指寬，上臂根厚度，前臂最大寬，腕關(guān)節(jié)厚，掌厚，第3指最大厚，第3指厚，上臂根圍，腋窩部位上臂圍，上臂圍，前臂圍，腕關(guān)節(jié)圍，掌圍；上肢前展，上肢最大前展，背—指點(diǎn)距離，前臂手前展長，肩峰—肘距離，第1和第5指尖點(diǎn)間最大距離，第3指基節(jié)長，最大抓握徑，上臂最大圍，肘最大圍，前臂最大圍，拳圍，背部正中線(zhōngxiàn)—尺骨莖突距離。共一百八十九頁下肢尺寸：足背高，內(nèi)踝高，外踝高，足趾高，足長，足根—跖骨距離，足背長，足跟—內(nèi)踝距離，大腿(dàtuǐ)寬，膝寬，腿肚寬，踝上寬，足寬，足跟寬，內(nèi)外踝寬，大腿(dàtuǐ)厚，膝厚，腿肚厚，踝上厚，下肢根圍，小腿圍，膝圍，腿肚圍，踝上圍，足圍，足根圍，坐姿髂骨上緣高，坐姿臀——|臏骨前緣距離，坐姿臀—腓骨頭點(diǎn)距離，坐姿臀—腿肚后緣距離，坐姿下肢長，坐姿膝圍。頭部尺寸：頭全高，容貌面長（Ⅰ），容貌面長（Ⅱ），形態(tài)(xíngtài)面長，眼—頦下距離，鼻長，人中高，唇全高，頭蓋高（Ⅰ），頭蓋高（Ⅱ），頭長，枕后點(diǎn)—鼻尖點(diǎn)距離，枕后點(diǎn)—頦下點(diǎn)距離，枕后點(diǎn)—眼外角點(diǎn)距離，枕后點(diǎn)—耳屏點(diǎn)距離，鼻高，耳長，耳屏點(diǎn)上方的耳長，頭寬，兩耳間外寬，兩耳屏點(diǎn)寬，兩眼外寬，瞳孔間寬，兩眼內(nèi)寬，兩下頜角間寬，鼻寬，口裂寬，耳寬，頭周，頭矢狀弧長，耳屏點(diǎn)間頭蓋弧長，耳屏點(diǎn)間眉間弧長，耳屏點(diǎn)間頦下弧長，耳屏點(diǎn)間下頜弧長，耳屏點(diǎn)間枕部弧長。共一百八十九頁身體各部位間前后距離：耳屏—肩峰前后距離，肩峰—胸骨上緣前后距離，肩峰—乳頭前后距離，肩峰—胸骨下緣前后距離，肩峰—腰圍前緣前后距離，肩峰—恥骨前后距離，肩峰—大轉(zhuǎn)子前后距離，大轉(zhuǎn)子—臀部后緣前后距離，大轉(zhuǎn)子—臀溝前后距離，大轉(zhuǎn)子—臏骨中點(diǎn)(zhōnɡdiǎn)前后距離，大轉(zhuǎn)子—腓骨頭前后距離，大轉(zhuǎn)子—外踝點(diǎn)前后距離，坐姿肩峰—大轉(zhuǎn)子前后距離，坐姿大轉(zhuǎn)子—腹部前緣前后距離。體重：體重（空腹裸重）。其他

a.支撐面立姿時(shí)站立的地面或平臺(tái)以及坐姿時(shí)的椅平面應(yīng)是水平的、穩(wěn)固的和不可壓縮的。

b.被測(cè)者的衣著要求被測(cè)者裸體或穿著盡量少的內(nèi)衣，例如(lìrú)只穿內(nèi)衣褲和背心，后者的情況下，在測(cè)量胸圍時(shí)，男性應(yīng)撩起背心，女性應(yīng)松去胸罩后進(jìn)行進(jìn)行測(cè)量。

c.測(cè)量值讀數(shù)精度線性測(cè)量項(xiàng)目的測(cè)量值讀數(shù)精度為1mm，體重的讀數(shù)精度為0.5kg。共一百八十九頁人體尺寸測(cè)量(cèliáng)的分類

靜態(tài)人體(réntǐ)尺寸測(cè)量

靜態(tài)人體尺寸測(cè)量是指被測(cè)者靜止地站著或坐著進(jìn)行的一種測(cè)量方式。靜態(tài)測(cè)量的人體尺寸用作為設(shè)計(jì)工作空間的大小、家具、產(chǎn)品界面元件以及一些工作設(shè)施等的設(shè)計(jì)依據(jù)。目前我國成年人靜態(tài)測(cè)量項(xiàng)目，國家標(biāo)準(zhǔn)正文中規(guī)定立姿有40項(xiàng)，坐姿有22項(xiàng)。詳見GB3975—83《人體測(cè)量術(shù)語》和GB5703—85《人體測(cè)量方法》。共一百八十九頁共一百八十九頁動(dòng)態(tài)人體尺寸(chǐcun)測(cè)量

動(dòng)態(tài)人體尺寸(chǐcun)測(cè)量是指被測(cè)者處于動(dòng)作狀態(tài)下所進(jìn)行的人體尺寸(chǐcun)測(cè)量。動(dòng)態(tài)人體尺寸(chǐcun)測(cè)量的重點(diǎn)是測(cè)量人在執(zhí)行某種動(dòng)作時(shí)的身體動(dòng)態(tài)特征。共一百八十九頁動(dòng)態(tài)人體尺寸(chǐcun)測(cè)量

動(dòng)態(tài)人體尺寸測(cè)量的特點(diǎn)是，在任何一種身體活動(dòng)中，身體各部位的動(dòng)作并不是獨(dú)立完成的，而是協(xié)調(diào)一致的，具有連貫性和活動(dòng)性。例如手臂可及的極限并非唯一由手臂長度決定，它還受到肩部運(yùn)動(dòng)、軀干的扭轉(zhuǎn)、背部的屈曲以及操作本身特性的影響。由于動(dòng)態(tài)人體測(cè)量受多種因素的影響，故難以用靜態(tài)人體測(cè)量資料來解決設(shè)計(jì)中的有關(guān)問題。動(dòng)態(tài)人體測(cè)量通常是對(duì)手、上肢、下肢(xiàzhī)、腳所及的范圍以及各關(guān)節(jié)能達(dá)到的距離和可能轉(zhuǎn)動(dòng)的角度進(jìn)行測(cè)量。共一百八十九頁我國成年(chéngnián)的人體結(jié)構(gòu)尺寸

我國1989年7月1日實(shí)施的GB10000—88《中國成年人人體尺寸(chǐcun)》，適用于工業(yè)產(chǎn)品、建筑設(shè)計(jì)、軍事工業(yè)以及工業(yè)的技術(shù)改造設(shè)備更新及勞動(dòng)安全保護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)中所列數(shù)值，代表從事工業(yè)生產(chǎn)的法定中國成年人（男18～60歲，女18～55歲）。

常用人體尺寸數(shù)據(jù)

標(biāo)準(zhǔn)中共列出47項(xiàng)我國成年人體尺寸基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按男女性別分開，且分三個(gè)年齡段：18～25（男、女），26～35（男、女），36～60（男）、55（女），且分別給出這些年齡段的各項(xiàng)人體尺寸數(shù)值，為了方便使用，各類數(shù)據(jù)表中的各項(xiàng)人體尺寸數(shù)值均列出其相應(yīng)的百分位數(shù)。現(xiàn)將GB10000—88中的人體主要測(cè)量項(xiàng)目及尺寸摘錄于圖1—4及表1—1中，可在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)查閱。共一百八十九頁a.人體(réntǐ)主要尺寸

量百分分組項(xiàng)位數(shù)目男（18～60歲）女（18～55歲）151050909599

151050909599身高15431583160416781754177518141449148415031570164016591697體重kg4448505970758339424452636674上臂長279289294313333338349252262267284303308319前臂長206216220237253258268185193198213229234242大腿長413428436465496505523387402410438467476494小腿長324338344369396403419300313319344370376390單位(dānwèi)：mm共一百八十九頁b.立姿人體(réntǐ)尺寸量百分分組項(xiàng)位數(shù)目男（18～60歲）女（18～55歲）151050909599151050909599眼高14361474149515681643166417051337137113881454152215411579肩高12441281129913671435145514941166119512111271133313501385肘高9259549681024107910961128873899913960100910231050手功能高656680693741787801828630650662704746757778會(huì)陰高701728741790840856887648673686732779792819脛骨點(diǎn)高394409417444472481498363377384410437444459單位(dānwèi)：mm共一百八十九頁共一百八十九頁c.坐姿人體(réntǐ)尺寸

量百分分組項(xiàng)位數(shù)目男（18～60歲）女（18～55歲）151050909599

151050909599坐高836858870908947958979789809819855891901920坐姿頸椎點(diǎn)高599615624657691701719563579587617648657675坐姿眼高729749761798836847868678695704739773783803坐姿肩高539557566598631641659504518526556585594609坐姿肘高214228235263291298312201215223251277284299坐姿大腿厚103112116130146151160107113117130146151160坐姿膝高441456464493523532549410424431458485493507小腿加足高372383389413439448463331342350382399405417坐深407421429457486494510388401408433461469485臀膝距499515524554585595613481495502529561570587坐姿下肢長8929219379921046106310968268518659129609751005單位(dānwèi)：mm共一百八十九頁共一百八十九頁d.人體水平(shuǐpíng)尺寸

量百分分組項(xiàng)位數(shù)目男（18～60歲）女（18～55歲）

151050909599

151050909599胸寬

242253259280307315331

219233239260289299319胸厚

176186191212237245261

159170176199230239260肩寬

330344351375397403415

304320328351371377387最大肩寬

383398405431460469486

347363371397428438458臀寬

273282288306327334346

275290296317340346360坐姿臀寬

284295300321347355369

295310318344374382400坐姿兩肘間寬

353371381422473489518

326348360404460478509胸圍

7627918068679449701018

7177457608259199491005腰圍

620650665735859895960

6226596807729049501025臀圍

7808058208759489701009

79582484090097510001044單位(dānwèi)：mm共一百八十九頁共一百八十九頁百分位立姿雙臂展開寬度立姿手伸過頭頂高度坐姿手臂前伸距離坐姿腿前伸距離5%50%95%15791690180219992136227478183889695710281099表1—5幾項(xiàng)常用的人體著裝(zhezhuānɡ)功能尺寸（男：18～60歲）單位：mm

共一百八十九頁項(xiàng)目東北、華北區(qū)西北區(qū)東南區(qū)華中區(qū)華南區(qū)西南區(qū)均值標(biāo)準(zhǔn)差SD均值標(biāo)準(zhǔn)差SD均值標(biāo)準(zhǔn)差SD均值標(biāo)準(zhǔn)差SD均值標(biāo)準(zhǔn)差SD均值標(biāo)準(zhǔn)差SD體重kg男648．2607．6597．7576．9566.9556.8女557．7527．1517．2506．8496.5506.9身高男169356．6168453．7168655．2166956．3165057.1164756.7女158651．8157551．9157550．8156050．7154949.7154653.9胸圍男88855．588051．586552．085349．285148.985548.3女84866．483755．983159．882055．881957.680958.8表1—6身高(shēnɡāo)、胸圍、體重的均值及標(biāo)準(zhǔn)差SD

共一百八十九頁選用(xuǎnyòng)GB10000—88中所列人體尺寸數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)注意以下要點(diǎn)：

⑴、表列數(shù)值均為裸體測(cè)量的結(jié)果，在用于設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)各地區(qū)不同的著衣量而進(jìn)行修正。⑵、立姿時(shí)要求自然挺胸直立，坐姿時(shí)要求端坐。如果用于其他立、坐姿的設(shè)計(jì)（例如放松的坐姿），要增加適當(dāng)?shù)男拚?。⑶、由于我國地域遼闊，不同地區(qū)間人體尺寸差異較大，故根據(jù)征兵體檢等局部人體測(cè)量資料，將全國劃分為以下六個(gè)區(qū)域，即：①、東北(dōngběi)、華北區(qū)包括黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、山東、北京、天津、河北。②、西北區(qū)包括甘肅、青海、陜西、山西、西藏、寧夏、河南、新疆。共一百八十九頁③、東南區(qū)包括安徽、江蘇、上海、浙江(zhèjiānɡ)。④、華中區(qū)包括湖南、湖北、江西。

⑤、華南區(qū)包括廣東、廣西、福建、臺(tái)灣。⑥、西南區(qū)包括貴州、四川、云南。共一百八十九頁人體測(cè)量數(shù)據(jù)(shùjù)的主要統(tǒng)計(jì)函數(shù)人體測(cè)量數(shù)據(jù)(shùjù)的應(yīng)用A:總體與樣本靜態(tài)人體測(cè)量數(shù)據(jù)，可根據(jù)數(shù)統(tǒng)理計(jì)原理進(jìn)行分析。如果把測(cè)量數(shù)據(jù)按自小到大依次在橫坐標(biāo)軸上。同時(shí)把某一間隔距離橫坐標(biāo)內(nèi)的測(cè)量值頻數(shù)作為縱坐標(biāo)，即可以得到測(cè)量數(shù)據(jù)的頻率分布圖——直方圖。當(dāng)橫坐標(biāo)的尺寸間隔劃分得無限小時(shí)，直方圖便轉(zhuǎn)化為一條正態(tài)分布曲線，它在橫坐標(biāo)軸上覆蓋的總面積為100%，若從零到某一橫坐標(biāo)值上的曲線面積為5%時(shí)，那么該橫坐標(biāo)軸值稱為5%值。同理，從零到某一橫坐標(biāo)值上的曲線面積分別為50%和95%時(shí)，則把該橫坐標(biāo)軸值分別稱為50%值和95%值。在人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)中，有效地運(yùn)用這三種數(shù)值來解決人為誤差，如圖1—9所示。共一百八十九頁適應(yīng)域共一百八十九頁

a.均值(jūnzhí)

均值是人體測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中的一個(gè)重要指標(biāo)。它表示樣本的測(cè)量數(shù)據(jù)集中地趨向某一個(gè)值，該值稱為平均值，簡稱(jiǎnchēng)均值?？捎靡院饬恳欢l件下的測(cè)量水平或概括地表現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的集中情況。對(duì)于有n個(gè)樣本的測(cè)量值：x1，x2，…xn，其均值為：（式1—1）共一百八十九頁

b.方差(fānɡchà)

（式1—2）描述測(cè)量數(shù)據(jù)在中心位置（均值）上下波動(dòng)程度差異的值叫均方差，通常稱為方差。方差表明樣本的測(cè)量值是變量，既趨向均值而又在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。對(duì)于均值為的n個(gè)樣本測(cè)量值：x1，x2，…xn，其方差S2的定義為：共一百八十九頁

c.標(biāo)準(zhǔn)差

（式1—4）由方差的計(jì)算公式可知，方差的量綱是測(cè)量值量綱的平方，為使其量綱和均值相一致，則取其均方根差值，即用標(biāo)準(zhǔn)差來說明測(cè)量值對(duì)均值的波動(dòng)情況。所以(suǒyǐ)，方差的平方根S稱為標(biāo)準(zhǔn)差。對(duì)于均值為的n個(gè)樣本測(cè)量值：x1，x2，…xn，其標(biāo)準(zhǔn)差S的一般計(jì)算式為：共一百八十九頁

d.抽樣誤差

由上式可知，均值的標(biāo)準(zhǔn)差要比測(cè)量數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)差S小√n倍。如果測(cè)量方法不變，樣本容量越多，則測(cè)量結(jié)果精度(jīnɡdù)越高。因此，在許可范圍內(nèi)增加樣本容量，可以提高測(cè)量結(jié)果的精度(jīnɡdù)。（式1—5）

抽樣誤差又稱標(biāo)準(zhǔn)誤差,即全部樣本均值的標(biāo)準(zhǔn)差，在實(shí)際測(cè)量和統(tǒng)計(jì)分析中，總是以樣本推測(cè)總體，而在一般情況下，樣本與總體不可能完全相同，其差別就是由抽樣引起的。抽樣誤差數(shù)值大，表明樣本均值與總體均值的差別大，反之(fǎnzhī)，說明其差別小，即均值的可靠性高。當(dāng)樣本數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差為S，樣本容量為n時(shí)，則抽樣誤差計(jì)算公式為：共一百八十九頁

e.百分位數(shù)

在人體測(cè)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(shè)計(jì)中，當(dāng)需要得到任一百分位數(shù)值時(shí)，則可按下式進(jìn)行(jìnxíng)計(jì)算：（式1—6）1%～50%之間的數(shù)值(shùzí)

Pv=-(SK)50%～99%之間的數(shù)值Pv=+(SK)（式1—7）式中——平均值；

S——標(biāo)準(zhǔn)差；；

K——百分比變換系數(shù)，由表1—8查得。百分位表示設(shè)計(jì)的適應(yīng)域。在人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)中常用的是第5、第50、第95百分位。第5百分位數(shù)代表“小身材”，即只有5%的人群的數(shù)值低于此下限值值；第50百分位數(shù)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95百分位數(shù)代表“大”身材，即只有5%的人群的數(shù)值高于此上限值。共一百八十九頁表1—8百分比與變換(biànhuàn)系數(shù)K

百分比（%)K百分比（%)K百分比（%)K0.52．

576250．67490

1．2821.0

2．326

300．524

951．6452.51．960

500．00097.51．96051．645

700．52499

2．326

101．282

750．67499.52．

576151．036

800．842200．842

851．036共一百八十九頁例1設(shè)計(jì)適用于90%東南男性使用的產(chǎn)品，試問應(yīng)按怎樣(zěnyàng)的身高范圍設(shè)計(jì)該產(chǎn)品尺寸？解由表1—6查得東南男性身高平均值=1686mm，標(biāo)準(zhǔn)差S=55.2mm。要求產(chǎn)品適用于90%的人，故以第5百分位為下限和第95百分位為上限，據(jù)此由表1—8查得變換系數(shù)K=1.645。由此可求得第5百分位數(shù)值為：

Pv=-(SK)=1686—（55.2×1.645）

=1595.2mm；也可求得第95百分位數(shù)值為：PV=+(SK)=1686+（55.2×1.645）

=1776.8mm。結(jié)論按身高1595.2～1776.8mm設(shè)計(jì)產(chǎn)品尺寸，將適用于90%的東南男性共一百八十九頁討論由上述計(jì)算過程可知，平均值是作為設(shè)計(jì)的基本尺寸，而標(biāo)準(zhǔn)差是作為設(shè)計(jì)的調(diào)整(tiáozhěng)量的。例中被排除的10%的人，是10%的矮小者還是10%的高大者或者大小各排除5%即取中間值，取決于排除后對(duì)使用者舒適性的影響、視覺效果及經(jīng)濟(jì)成本等因素的考慮。共一百八十九頁（式1—8）（2）根據(jù)Z查正態(tài)分布表求出概率(gàilǜ)數(shù)值p

(3)再由下式求得百分率P：

P=0.5+p（式1—9）式中：p——概率數(shù)值(shùzí)，根據(jù)上面公式求得的Z值，在表1—9中查取。當(dāng)已知某項(xiàng)人體測(cè)量尺寸Xi，其均值為，標(biāo)準(zhǔn)差為S時(shí)，需要求該尺寸Xi所處的百分率P時(shí)，可按下列步驟及公式求得:（1）計(jì)算出正態(tài)分布表中的Z值共一百八十九頁例：若一名男性職工的身高為1700mm，求百分之多少的中國人超過他的身高？

已知：

求：xi=1700mm所處的百分率P共一百八十九頁影響人體(réntǐ)測(cè)量數(shù)據(jù)差異的因素

人體尺寸增長過程，一般男性20歲結(jié)束，女性18歲結(jié)束。通常男性15歲、女性13雙手的尺寸就達(dá)到了一定值。男性17歲、女性15歲腳的大小也基本定型。成年人身高隨年齡的增長而收縮一些，但體重、肩寬、腹圍、臀圍、胸圍卻隨年齡的增長而增加了。在選用人體尺寸時(shí)，必須考慮工作和生活的環(huán)境適合哪些年齡組的人。在使用人體尺寸數(shù)據(jù)表時(shí)，要注意(zhùyì)不同年齡組尺寸數(shù)據(jù)的差別。年齡

人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用共一百八十九頁共一百八十九頁共一百八十九頁共一百八十九頁性別

在男性與女性之間，人體尺寸(chǐcun)、重量和比例關(guān)系都有明顯差異。對(duì)于大多數(shù)人體尺寸(chǐcun)，男性都比女性大些，但有四個(gè)尺寸(chǐcun)——胸厚、臀寬、臂部及大腿周長，女性比男性的大。男女即使在身高相同的情況下，身體各部分的比例也是不同的。同整個(gè)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。皮下脂及厚度及脂肪層在身體上的分布，男女也有明顯差別。因此，以矮小男性的人體尺寸代替女性人體尺寸使用是錯(cuò)誤的，特別是在腿的長度尺寸起重要作用的工作場(chǎng)所，如坐姿操作的工作，考慮女性的人體尺寸至關(guān)重要。共一百八十九頁年代

隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，衛(wèi)生、醫(yī)療、生活水平的提高以及體育運(yùn)動(dòng)的大力開展，人類的成長和發(fā)育也發(fā)生了變化。據(jù)調(diào)查，歐洲居民每隔10年身高(shēnɡāo)增加1～1.4cm；美國城市男性青所1973～1986年13年間身高增長2.3cm；日本男性青年1934～1965年31年間身高增長5.2cm、體重增加4k胸圍增加3.1cm；我國廣州中山醫(yī)學(xué)院男生1956～1979年23年間身高增長4.38cm、女生身高增長2.67cm。身高的變化勢(shì)必帶來其他形體尺寸的變化。因此，在使用人體測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，要考慮其測(cè)量年代，然后加以適當(dāng)修正。共一百八十九頁地區(qū)與種族(zhǒngzú)

不同的國家、不同的地區(qū)、不同的種族人體尺寸差異較大，見表1—7。即是在同一國家，不同區(qū)域也有差異，由表1—6列出的我國六個(gè)區(qū)域的人體身高、胸圍、體重的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差中即可明顯看出這一差異。進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮不同國家、不同區(qū)域人體尺寸的差異。另一方面，隨著國際間、區(qū)域間各種經(jīng)貿(mào)活動(dòng)的不斷增大，不同民族、不同地區(qū)的人使用(shǐyòng)同一產(chǎn)品、同一設(shè)施的情況將越來越多，因此在設(shè)計(jì)中考慮產(chǎn)品的多民族的通用性也將成為一個(gè)值得注意的問題。共一百八十九頁共一百八十九頁職業(yè)

不同職業(yè)的人，在身體大小及比例上也存在著差異，例如，一般體力勞動(dòng)者平均身體尺寸都比腦力勞動(dòng)者稍大些。在美國，工業(yè)部門的工作人員要比軍隊(duì)人員矮?。辉谖覈?，一般部門的工作人員要比體育運(yùn)動(dòng)(tǐyùyùndòng)系統(tǒng)的人矮小。也有一些人由于長期的職業(yè)活動(dòng)改變了形體，使其某些身體特征與人們的平均值不同。對(duì)于不同職業(yè)所造成的人體尺寸差異在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中必須予以注意。另外，數(shù)據(jù)來源不同、測(cè)量方法不同、被測(cè)者具有代表性特征等因素，也常常造成測(cè)量數(shù)據(jù)的差異。共一百八十九頁人體尺寸(chǐcun)數(shù)據(jù)的應(yīng)用

應(yīng)用人體尺寸(chǐcun)數(shù)據(jù)的基本原理

人體大小各不相同的，但設(shè)計(jì)的產(chǎn)品一般不可能滿足所有使用者。為使設(shè)計(jì)適合于較多的使用者，則需要根據(jù)產(chǎn)品的用途及使用情況應(yīng)用人體尺寸數(shù)據(jù)，按下列基本原理進(jìn)行設(shè)計(jì)：

設(shè)計(jì)要達(dá)到適合體型矮小的使用者的尺寸；設(shè)計(jì)要達(dá)到適合體型高大的使用者的尺寸。為使設(shè)計(jì)滿足上述原理，必須合理選用百分位。通常選用百分位的原則是，在不涉及使用者健康和安全時(shí)，選用適當(dāng)偏離極端百分位的第5百分位和第95百分位作為界限值較為適宜，以便簡化加工制造過程、降低生產(chǎn)成本。共一百八十九頁共一百八十九頁具體(jùtǐ)應(yīng)用時(shí)要考慮以下幾點(diǎn)原則：

a、由人體身高決定的產(chǎn)品，如門、船艙口、通道、床、擔(dān)架等，其尺寸應(yīng)以第99百分位數(shù)值為依據(jù)。

b、由人體某些部分的尺寸決定的物體，如取決于腿長的坐平面高度，其尺寸應(yīng)以第5百分位數(shù)值為依據(jù)。

共一百八十九頁c、可調(diào)尺寸(chǐcun)，應(yīng)可調(diào)節(jié)到使第5百分位和第95百分位之間的所有人使用方便。

共一百八十九頁d、以第5百分位和第95百分位為界限(jièxiàn)值的物體，當(dāng)身體尺寸在界限(jièxiàn)值以外的人使用會(huì)危害其健康或增加事故危險(xiǎn)時(shí)，其尺寸界限(jièxiàn)應(yīng)擴(kuò)大到第1百分位和第99百分位。緊急出口以及至運(yùn)轉(zhuǎn)著的機(jī)器部件的有效半徑，應(yīng)以第99百分位數(shù)值為依據(jù)，而使用者與緊急制動(dòng)桿的距離則應(yīng)以第1百分位數(shù)值為依據(jù)。共一百八十九頁

e、門鈴、插座、電燈開關(guān)等的安裝高度(gāodù)以及營業(yè)柜臺(tái)高度(gāodù)等這類具有普遍性的場(chǎng)合，應(yīng)以第50百分位數(shù)值為依據(jù)。

共一百八十九頁

人體尺寸數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，是一個(gè)極其重要而又很復(fù)雜的問題，它關(guān)系到所設(shè)計(jì)的設(shè)備(shèbèi)、機(jī)器等產(chǎn)品定向目標(biāo)的適用性，操作簡便、準(zhǔn)確，舒適性，顯示裝置的可辨性和易讀性以及結(jié)構(gòu)的宜人性。關(guān)于這些問題，將在后續(xù)有關(guān)章節(jié)中闡述。

人體尺度主要決定人機(jī)系統(tǒng)的操縱是否方便和舒適宜人。因此，各種工作面的高度和設(shè)備高度如操縱臺(tái)、儀表盤、操縱件的安裝高度以及用具(yòngjù)的設(shè)置高度等，都要根據(jù)人的身高確定。以身高為基準(zhǔn)確定工作面高度、設(shè)備和用具(yòngjù)高度的方法，通常是把設(shè)計(jì)對(duì)象歸成各種典型的類型，并建立設(shè)計(jì)對(duì)象的高度與人體身高的比例關(guān)系，以供設(shè)計(jì)時(shí)選擇查用。共一百八十九頁a、必須弄清設(shè)計(jì)的使用者或操作者的狀況，分析使用者的特征，包括性別、年齡、種族、身體健康狀況、體形等。

b、人體尺寸的統(tǒng)計(jì)分布一般是呈正態(tài)分布的，故按人體尺寸的平均值設(shè)計(jì)產(chǎn)品(chǎnpǐn)和工作空間，往往只能適合50%的人群，而對(duì)另外50%的人群則不適合。例如以最大肩寬的平均值設(shè)計(jì)艙口直徑，將只有小于平均最大肩寬的一半人可由該艙口出入，而大于平均最大肩寬的另一半人則無法由此出入。又如一個(gè)不常使用的控制閥門需要安裝在通過過道的架空管道上，手輪安裝高度若以人體的平均高度設(shè)計(jì)，將只有大于雙臂功能上舉高平均值的50%的人，才能達(dá)到閥門手輪的安裝高度，而另外50%的人的手臂則夠不著閥門的手輪，在緊急狀態(tài)時(shí)將無法進(jìn)行控制。因此，一般不能以平均值作為設(shè)計(jì)的唯一根據(jù)。應(yīng)用人體(réntǐ)尺寸數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意的要點(diǎn)共一百八十九頁c、大部分人體尺寸數(shù)據(jù)是裸體或是穿汗背心、胸罩、內(nèi)褲時(shí)測(cè)量的結(jié)果。設(shè)計(jì)人員選用數(shù)據(jù)時(shí)，不僅要考慮操作者的著衣穿鞋情況，而且還應(yīng)考慮其他可能配備的東西，如手套、頭盔、鞋子及其他用具。我國目前尚無統(tǒng)一的著衣人體尺寸增大的調(diào)整值，表2—6給出了一個(gè)建議(jiànyì)調(diào)整數(shù)據(jù)，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。

共一百八十九頁

對(duì)于特殊的緊急情況也應(yīng)予以考慮，例如在正常情況下99%的人可以順利通過的通道，一旦(yīdàn)失火，由于救護(hù)人員戴著頭盔、穿著防火衣并攜帶救護(hù)工具就可能無法順利通過，因而要考慮非常情況下的寬度要求。

d、靜態(tài)測(cè)得的人體尺寸數(shù)據(jù)，雖可解決很多產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的問題，但由于人在操作過程中姿勢(shì)和身體位置經(jīng)常變化，靜態(tài)測(cè)得的尺寸數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)較大誤差，設(shè)計(jì)時(shí)需用實(shí)際測(cè)得的動(dòng)態(tài)尺寸數(shù)據(jù)加以適當(dāng)調(diào)整。

e、確定作業(yè)空間的尺寸范圍，不僅與人體靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)有關(guān)，同時(shí)也與人的肢體活動(dòng)范圍及作業(yè)方式方法有關(guān)。如手動(dòng)控制器最大高度應(yīng)使第5百分位數(shù)身體尺寸的人直立時(shí)能觸摸到，而最低高度應(yīng)是第95百分位數(shù)的人的觸摸高度。設(shè)計(jì)作業(yè)空間還必須考慮操作者進(jìn)行正常運(yùn)動(dòng)時(shí)的活動(dòng)范圍的增加量，如人行走時(shí)，頭頂?shù)纳舷逻\(yùn)動(dòng)幅度可達(dá)50mm。

共一百八十九頁表1—10由于著衣人體尺寸(chǐcun)增大的調(diào)整植（建議值）

人體尺寸輕薄的夏裝冬季外套輕薄的工作服、鞋和頭盔身高坐姿眼高大腿與臺(tái)面下距離足長足寬足跟高頭最大長頭最大寬最大肩寬臀寬25～40①31313～2413～2025～40——131325～40①10254013～2525～40——50～7550～75703134025351001051313共一百八十九頁人體尺寸數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)(shèjì)中的應(yīng)用

表1—11主要(zhǔyào)人體尺寸的應(yīng)用原則1.身高共一百八十九頁2.眼高共一百八十九頁2.眼高共一百八十九頁3.肘高共一百八十九頁4.坐高共一百八十九頁5.坐姿眼高共一百八十九頁6.坐姿肩峰高共一百八十九頁7.最大肩寬(jiānkuān)共一百八十九頁8.坐姿兩肘間寬共一百八十九頁9.臀寬共一百八十九頁10.肘部平放高度(gāodù)共一百八十九頁11.坐姿大腿(dàtuǐ)厚共一百八十九頁12.膝蓋(xīɡài)高度共一百八十九頁13.腿彎高度(gāodù)14.臀部(túnbù)至腿彎長度共一百八十九頁15.臀部至膝蓋(xīɡài)長度共一百八十九頁16.臀部(túnbù)至足尖長度共一百八十九頁17.臀部(túnbù)至腳后跟長度共一百八十九頁18.坐姿垂直(chuízhí)伸手高度19.立姿垂直(chuízhí)手握高度共一百八十九頁20.立姿側(cè)向(cèxiànɡ)手握距離共一百八十九頁21.手臂(shǒubì)平伸手握距離共一百八十九頁22.人體(réntǐ)最大體厚23.最大體寬共一百八十九頁共一百八十九頁

人體尺度主要決定人機(jī)系統(tǒng)的操縱是否(shìfǒu)方便和舒適宜人。因此，各種工作面的高度和設(shè)備高度如操縱臺(tái)、儀表盤、操縱件的安裝高度以及用具的設(shè)置高度等，都要根據(jù)人的身高確定。以身高為基準(zhǔn)確定工作面高度、設(shè)備和用具高度的方法，通常是把設(shè)計(jì)對(duì)象歸成各種典型的類型，并建立設(shè)計(jì)對(duì)象的高度與人體身高的比例關(guān)系，以供設(shè)計(jì)時(shí)選擇查用。圖1-18是以身高為基準(zhǔn)的設(shè)備和用具的尺寸推算圖，圖中各代號(hào)的定義見表1-12。

共一百八十九頁共一百八十九頁代號(hào)定義設(shè)備高與身高之比123456789101112121314151617171819202122232425舉手達(dá)到的高度可隨意取放東西的擱板高度（上限值）傾斜地面的頂棚高度（最小值，地面傾斜度為5~15°）樓梯的頂棚高度（最小值，地面傾斜度為25~35°）遮擋住直立姿勢(shì)視線的隔板高度（下限值）直立姿勢(shì)眼高抽屜高度（上限值）使用方便的擱板高度（上限值）斜坡大的樓梯的天棚高度（最小值，傾斜度為50°左右）能發(fā)揮最大拉力的高度人體重心高度采取直立姿勢(shì)時(shí)工作面的高度坐高（坐姿）灶臺(tái)高度洗臉盆高度辦公桌高度（不包括鞋）垂直踏棍爬梯的空間尺寸（最小值，傾斜80~90°）手提物的長度（最大值）使用方便的擱板高度（下限值）桌下空間（高度的最小值）工作椅的高度輕度工作的工作椅高度輕度工作的工作椅高度*小憩用椅子高度*桌椅高差休息用的椅子高度*椅子扶手高度工作用椅子的椅面至靠背點(diǎn)的距離4/37/68/71/133/3411/1210/116/73/43/55/96/116/1110/194/97/172/53/83/81/33/133/141/63/171/62/133/20表1-12設(shè)備及用具的高度(gāodù)與身高的關(guān)系共一百八十九頁GB10000-88標(biāo)準(zhǔn)中只提供了成年人人體結(jié)構(gòu)尺寸(chǐcun)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并沒胡給出成年人的有功能作用的人體尺寸(chǐcun)數(shù)據(jù)，但是在設(shè)計(jì)中卻需應(yīng)用一些人體功能尺寸(chǐcun)數(shù)據(jù)，現(xiàn)將幾項(xiàng)常用的人體著裝功能尺寸數(shù)據(jù)列于表1-13，供參考。由于設(shè)計(jì)中主要用到第5、第50和第95百分位的數(shù)據(jù)，所以表1-13只列出這三種百分位的數(shù)據(jù)。我國成年人的人體功能(gōngnéng)尺寸常用的功能尺寸共一百八十九頁表1-13幾項(xiàng)常用的人體著裝功能(gōngnéng)尺寸（男：18-60歲）

百分位立姿雙臂展開寬度立姿手伸過頭頂高度坐姿手臂前伸距離坐姿腿前伸距離5%50%95%15791690180219992136227478183889695710281099共一百八十九頁人在工作(gōngzuò)位置上的活動(dòng)空間尺度

人在各種情況工作時(shí)都需要有足夠的活動(dòng)空間。工作位置上的活動(dòng)空間設(shè)計(jì)與人體的功能尺寸密切相關(guān)，但在現(xiàn)有人體測(cè)量數(shù)據(jù)中，又缺少這類設(shè)計(jì)依據(jù)。為此，作者根據(jù)GB10000-88標(biāo)準(zhǔn)中的人體測(cè)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分析了幾種主要作業(yè)姿勢(shì)活動(dòng)空間設(shè)計(jì)的人體尺度，以供設(shè)計(jì)參考。由于活動(dòng)空間應(yīng)盡可能適應(yīng)于絕大多數(shù)人的使用，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以高百分位人體尺寸為依據(jù)。所以，在以下的分析中均以我國成年男子第95百分位身高（1775mm）為基礎(chǔ)。在工作中常取站、坐、跪（如設(shè)備安裝作業(yè)中的單腿跪）、臥（如車輛檢修作業(yè)中的仰臥）等作業(yè)姿勢(shì)?，F(xiàn)從各個(gè)(gègè)角度對(duì)其活動(dòng)空間進(jìn)行分析說明，并給出人體尺度圖。共一百八十九頁a、立姿的活動(dòng)空間立姿時(shí)人的活動(dòng)空間不僅取決于身體的尺寸，而且也取決于保持身體平衡的微小平衡動(dòng)作和肌肉(jīròu)，馳、腳的站平面不變時(shí)，為保持平衡必須限制上身和手臂能達(dá)到的活動(dòng)空間。在此條件下，立姿活動(dòng)空間的人體尺度如圖1-11所示。共一百八十九頁共一百八十九頁根據(jù)(gēnjù)立姿活動(dòng)空間條件，坐姿活動(dòng)空間的人體尺度見圖1-12。

b、坐姿的活動(dòng)(huódòng)空間共一百八十九頁共一百八十九頁c、單腿跪姿的活動(dòng)(huódòng)空間

根據(jù)立姿活動(dòng)空間(kōngjiān)的條件，單腿跪姿活動(dòng)空間(kōngjiān)的人體尺度如圖1-13所示。

共一百八十九頁d、仰臥(yǎnɡwò)的活動(dòng)空間共一百八十九頁共一百八十九頁一般人體(réntǐ)的體重與身高之間存在下述關(guān)系：（身高－100）X0.9＝標(biāo)準(zhǔn)體重（Kg）一般體重超過10%屬正常，超過20%為輕度肥胖，超過30％－50％為中度肥胖，超過50％則為重度肥胖。

體重與身高(shēnɡāo)的相關(guān)計(jì)算共一百八十九頁其他國家成年人人體各部分尺寸與身高(shēnɡāo)的比例關(guān)系

表1—14美國、加拿大和歐洲(ōuzhōu)男性坐姿各部分尺寸計(jì)算公式（cm）

項(xiàng)目公式

項(xiàng)目公式坐高S1=0。523H坐姿兩肘間寬S8=0。256H坐姿膝高S2=0。311H坐姿臀寬S9=0。203H小腿加足高S3=0。249H肩寬S10=0。229H坐姿肘高S4=0。135H上肢最大前伸長S11=0。462H坐姿大腿厚S5=0。086H坐姿眼高S12=0。454H臀膝距S6=0。342H兩臂展開寬S13=0。032H坐深S7=0。280H座面至中指指尖舉高S14=0。795H共一百八十九頁表1—17由男性測(cè)量值求女性(nǚxìng)人體尺寸的換算系數(shù)部位系數(shù)（%）部位系數(shù)（%）部位系數(shù)（%）身長95形態(tài)面高92前臂圍92上肢長93頭周98大腿圍102下肢長94頸圍90腿肚圍98兩臂展開寬93胸圍90手寬94足長94腰圍89足寬93軀干長96臀圍102頭長92上臂圍96男性與女性人體尺寸(chǐcun)的換算共一百八十九頁共一百八十九頁人體體積(tǐjī)計(jì)算公式V=1.015W—4.937式中V——人體體積（L）；

W——人體重量（kg）。

人體表面面積(miànjī)計(jì)算公式a、由身高計(jì)算人體表面面積男性B=100H女性B=77H式中B——人體表面面積（cm2）；

H——身高（cm）。b、由身高和體重計(jì)算人體表面面積

B=0.0061H+0.0128W—0.1529或B=W0.425H0.725×72.46式中B——人體表面面積（m2）;W——體重（kg）；

H——身高（cm）。

人體體積和表面面積的計(jì)算共一百八十九頁表1—17由男性測(cè)量(cèliáng)值求女性人體尺寸的換算系數(shù)部位系數(shù)（%）部位系數(shù)（%）部位系數(shù)（%）身長95形態(tài)面高92前臂圍92上肢長93頭周98大腿圍102下肢長94頸圍90腿肚圍98兩臂展開寬93胸圍90手寬94足長94腰圍89足寬93軀干長96臀圍102頭長92上臂圍96男性與女性(nǚxìng)人體尺寸的換算共一百八十九頁

人體模板是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)人體尺寸（對(duì)人體測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和選擇后得到），按1：1、1：5或其他實(shí)際需要的比例，用塑料板或纖維板等材料制成的各關(guān)節(jié)均可活動(dòng)(huódòng)的裸體穿鞋二維人體模型。人體模板(múbǎn)及其應(yīng)用共一百八十九頁

人體(réntǐ)模板作為一種有效的輔助設(shè)計(jì)手段，已被廣泛應(yīng)用于人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，人體(réntǐ)模板的結(jié)構(gòu)。

人身保肢體上標(biāo)出的基準(zhǔn)線（見圖1—17中的細(xì)實(shí)線）用以確定關(guān)節(jié)角，這些角度可由人體(réntǐ)模板相應(yīng)位置的刻度盤上讀出。頭部標(biāo)出的眼線相當(dāng)于正常視線，與眼耳平面成向下傾斜的15°角。鞋上標(biāo)出的基準(zhǔn)線表示人的腳底。A、模板的基準(zhǔn)線共一百八十九頁

人體模板可在側(cè)視圖上演示關(guān)節(jié)的多種功能，但不能演示側(cè)向外展和轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。人體模板上的關(guān)節(jié)有一部分涉及軸關(guān)節(jié)（肘、手、頭、髖、腳），有一部分是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)(shèjì)的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)（肩、腰區(qū)、膝）。由于技術(shù)上的原因，所用的腰區(qū)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)（P5），沒有反映人體這一區(qū)域的全部生理作用，因此背部的外形與人體實(shí)際的腰區(qū)弧線也不完全相符，故不宜用作座椅靠背曲線的設(shè)計(jì)。B、模板(múbǎn)的關(guān)節(jié)共一百八十九頁

圖1—17所示人體模板上帶有角刻度的人體關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍（調(diào)節(jié)范圍），包括(bāokuò)健康人在韌帶和肌肉不超過負(fù)荷的情況下所能達(dá)到的位置，見表1—18。此處不考慮那些雖然可能但對(duì)勞動(dòng)姿勢(shì)來說已超出有生理意義的界限的運(yùn)動(dòng)。表1—17人體模板關(guān)節(jié)角的調(diào)節(jié)(tiáojié)范圍關(guān)節(jié)部位人體關(guān)節(jié)角度代碼調(diào)節(jié)范圍關(guān)節(jié)部位人體關(guān)節(jié)角度代碼調(diào)節(jié)范圍P1腕關(guān)節(jié)α1140°～200°P5腰關(guān)節(jié)α5168°～195°P2肘關(guān)節(jié)α260°～280°P6髖關(guān)節(jié)α6140°～120°P3頭/頸關(guān)節(jié)α3130°～225°P7膝關(guān)節(jié)α775°～120°P4肩關(guān)節(jié)α40°～135°P8腳關(guān)節(jié)α8140°～200°C、模板的活動(dòng)范圍共一百八十九頁

根據(jù)(gēnjù)手在實(shí)際操作中的姿勢(shì)的不同，可選擇使用以下四種手型模板（見圖1—17）：

A型三指捏在一起的手。

B型握住圓棒的手，且手的橫軸位于垂直面。這是一種主要抓握形式。

C型握住圓棒的手，且手的橫軸位于水平面。

D型伸開的手。D、手的姿勢(shì)(zīshì)的變化共一百八十九頁

在確定坐姿工作(gōngzuò)位置的尺寸和調(diào)節(jié)范圍時(shí)，應(yīng)盡可能地適應(yīng)絕大多數(shù)人的人體尺寸，因此可按表1—18所列人體尺寸等級(jí)，制作或選用相應(yīng)的人體模板。目前我國國家標(biāo)準(zhǔn)尚未列入人體尺寸等級(jí)，表1—18給予出了與我國人體尺寸較接近的日本的人體尺寸等級(jí)，使用時(shí)可加以適當(dāng)修正。男人體尺寸等級(jí)小中大

女人體尺寸等級(jí)小中大百分位

5

50

95百分位

5

50

95身高(不穿鞋)(mm)156016501740身高(不穿鞋)(mm)145015351920表1—18人體(réntǐ)尺寸等級(jí)

人體尺寸等級(jí)共一百八十九頁

目前設(shè)計(jì)中應(yīng)用比較廣泛的是坐姿側(cè)視人體模板。這種模板主要用于輔助工程制圖、輔助設(shè)計(jì)、輔助演示或模擬測(cè)試。使用時(shí)，根據(jù)需要(xūyào)，可將選定的人體模板放置于實(shí)際的作業(yè)空間或設(shè)計(jì)圖樣的相關(guān)位置上，用以確定人體有關(guān)部位在縱平面內(nèi)的可及范圍。例如，對(duì)于坐姿安裝工作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，借助于人體模板，即可方便地得到適合不同人體尺寸等級(jí)的人在生產(chǎn)區(qū)域中的工作面高度、坐平面高度、腳踏板高度這樣一組相互關(guān)聯(lián)的尺寸數(shù)據(jù)，進(jìn)而為工作臺(tái)、座椅、腳踏板的設(shè)計(jì)提供了可靠依據(jù)（見圖1—18）。

顯然，借助于人體模板亦可演示操作形態(tài)，校核、測(cè)試設(shè)計(jì)的可行性與合理性（見圖1—19）。在小汽車、載重汽車、拖拉機(jī)等駕駛室的設(shè)計(jì)中，均可利用人體模板演示座椅、操縱裝置、顯示裝置與人體操作姿勢(shì)的配合是否處于最付佳狀態(tài)(zhuàngtài)，校核駕駛室空間尺寸以及各種裝置的安裝位置是否合適。

人體模板的應(yīng)用共一百八十九頁共一百八十九頁圖1—19汽車駕駛室人體(réntǐ)模板演示共一百八十九頁共一百八十九頁共一百八十九頁討論：自行車設(shè)計(jì)要涉及(shèjí)的人體尺寸。①首先我們(wǒmen)來看自行車是怎樣使用的，其使用過程。準(zhǔn)備工作跨騎、滑行騎行下車自行車設(shè)計(jì)中的一些尺度的確定往往是以人體測(cè)量尺寸為參照來進(jìn)行的。我們?cè)O(shè)計(jì)定位的使用人群是18歲以上的成年人，車是兩輪的人力的、單人騎乘的自行車。共一百八十九頁自行車的形式(xíngshì)有許多種。共一百八十九頁討論(tǎolùn)：自行車設(shè)計(jì)要涉及的人體尺寸。②自行車設(shè)計(jì)的國家標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)零部件的安全要求是：在正常的騎行、搬運(yùn)和維修時(shí)，凡騎行者的手、腿等可觸及之處，都不應(yīng)有外露的銳邊。經(jīng)組裝后，凡長度大于8毫米的外露突出(tūchū)物，應(yīng)有保護(hù)措施。每輛自行車應(yīng)裝有兩個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)，一個(gè)制動(dòng)前輪，一個(gè)制動(dòng)后輪，制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)操作靈活。共一百八十九頁討論：自行車設(shè)計(jì)(shèjì)要涉及的人體尺寸。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：自行車在做干態(tài)（晴好天氣）制動(dòng)時(shí)，應(yīng)滿足試驗(yàn)速度(sùdù)為每小時(shí)25公里，使用的車閘兩個(gè)車閘或單用后閘，制動(dòng)距離兩個(gè)車閘為7米，單用后閘為15米；在做濕態(tài)（雨雪天氣）制動(dòng)時(shí)，應(yīng)滿足試驗(yàn)速度為每小時(shí)16公里，使用兩個(gè)車閘，制動(dòng)距離為9米，單用后閘，制動(dòng)距離為19米。共一百八十九頁討論：自行車設(shè)計(jì)要涉及(shèjí)的人體尺寸。1、車閘（制動(dòng)系統(tǒng)）自行車應(yīng)裝有制動(dòng)系統(tǒng)，或保證符合上述要求的裝置。只有一個(gè)制動(dòng)閘時(shí)，應(yīng)裝在后輪上;有兩個(gè)獨(dú)立的制動(dòng)閘時(shí)，則一個(gè)裝在前輪上，另一個(gè)裝在后輪上。手閘A、閘把位置前、后閘把安裝在車把兩側(cè)的具體位置可根據(jù)我國的使用習(xí)慣:前閘把在右、后閘把在左。B、握閘尺寸從閘把外表面量到車把、或車把把套、或其他(qítā)防護(hù)物外表面的最大握閘尺寸d(見圖2)，在A和B二點(diǎn)之間不應(yīng)超過90mm，B和C二點(diǎn)之間不應(yīng)超過100mm。共一百八十九頁討論：自行車設(shè)計(jì)要涉及(shèjí)的人體尺寸。共一百八十九頁討論：自行車設(shè)計(jì)要涉及(shèjí)的人體尺寸。2、車把把橫管的總寬度應(yīng)在350~700mm之間。處于最高位置時(shí)的把套上端面(duānmiàn)和處于最低位置時(shí)的鞍座面之間的垂直距離不應(yīng)超過400mm。把橫管末端應(yīng)裝有把套或把蓋，它們應(yīng)能承受70N的拉脫力。共一百八十九頁討論(tǎolùn)：自行車設(shè)計(jì)要涉及的人體尺寸。車把穩(wěn)定性車把經(jīng)正確調(diào)整后，應(yīng)在正前方位置的左右兩側(cè)各不小于60。的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)向靈活，軸承處不應(yīng)出現(xiàn)緊點(diǎn)、僵呆或松弛現(xiàn)象。當(dāng)騎行者(xíngzhě)坐在鞍座上，雙手握住車把把套并盡量往后靠時(shí)，自行車和騎行者(xíngzhě)的總重量至少應(yīng)有25%壓在前輪上。共一百八十九頁討論：自行車設(shè)計(jì)要涉及(shèjí)的人體尺寸。3、腳蹬腳踩面腳蹬的腳踩面應(yīng)安裝可靠(kěkào)，相對(duì)于腳蹬部件應(yīng)無松動(dòng)。自行車直放不騎人，一只腳蹬處于最低位置且腳踩面與地面平行，如果只有一個(gè)腳踩面的話，該腳踩面要朝上，自行車應(yīng)能向一側(cè)傾斜25。而腳蹬上的任何零部件不觸及地面。共一百八十九頁討論(tǎolùn)：自行車設(shè)計(jì)要涉及的人體尺寸。足趾(zúzhǐ)間隙不裝足尖套的自行車，其腳蹬到前輪胎或泥板之間的間隙(在輪胎或泥板轉(zhuǎn)到任意角度時(shí))至少應(yīng)為89mm。間隙的測(cè)量方法是從兩腳蹬的中心線分別向前平行于自行車的縱軸線，量到輪胎或泥板旋轉(zhuǎn)弧線的最近距離，取其小者，見圖3。自行車的前叉設(shè)計(jì)得可裝前泥板的，其足趾間隙必須以裝上泥板后的情況進(jìn)行測(cè)量。共一百八十九頁共一百八十九頁4、鞍座與限制尺寸鞍座、鞍座架和其他鞍座附件(fùjiàn)的任何部分，從鞍座面與鞍管軸線之交點(diǎn)算起，都不能超過鞍座面以上125mm。共一百八十九頁共一百八十九頁5、相關(guān)的人體(réntǐ)尺寸①手掌的寬度；②手在握把時(shí)，手指有效的抓握寬度；共一百八十九頁③整個(gè)(zhěnggè)手臂的長度；④手在握把時(shí)的長度（這與把的形狀有關(guān)）；⑤肩寬；⑥坐姿兩肘間寬；共一百八十九頁⑦坐姿下肢(xiàzhī)長；⑧坐姿肩高；⑨會(huì)陰高；⑩腳寬；共一百八十九頁⑾坐姿臀部寬（坐骨結(jié)節(jié)的寬度(kuāndù)）；⑿臀部至膝蓋的距離；共一百八十九頁⒀在坐姿狀態(tài)下腳(xiàjiǎo)的活動(dòng)范圍；共一百八十九頁⒁在騎乘過程中膝蓋的活動(dòng)(huódòng)范圍；⒂手握車把時(shí)的活動(dòng)范圍。共一百八十九頁共一百八十九頁座椅設(shè)計(jì)(shèjì)座椅設(shè)計(jì)的基本原則座椅的型式和尺度與坐的目的或動(dòng)機(jī)有關(guān)；座椅的尺度必須與相對(duì)的人體測(cè)量值配合；座椅的設(shè)計(jì)必須能提供坐在其上的人體有足夠的支撐與穩(wěn)定作用；座椅的設(shè)計(jì)必須能使坐在其上的人體改變其姿勢(shì)；靠背，特別是在腰部的支撐，可降低脊柱所產(chǎn)生的緊張(jǐnzhāng)壓力；座墊必須有充分的襯墊和適當(dāng)?shù)挠捕龋怪兄趯⑷梭w重量的壓力分布于坐骨結(jié)節(jié)附近。共一百八十九頁從坐的動(dòng)機(jī)(dòngjī)出發(fā)，可將座椅簡單分成三種：休息用椅，工作用椅，多用途椅共一百八十九頁座高：休息用椅38-45cm；工作用椅35-50cm正確的座高應(yīng)使就坐者大腿保持水平(shuǐpíng)，小腿垂直，雙腿平放在地面上。工作用椅而言，人體通常須以較直立式姿勢(shì)且雙腿平放于地面的姿勢(shì)就坐，其座高宜比休息用椅稍高，且座高宜設(shè)定為可調(diào)整式的，以適應(yīng)多數(shù)人使用。共一百八十九頁座寬：38-48cm座寬的設(shè)定必需適合于身材高大的人，也因?yàn)槠湎鄬?duì)(xiāngduì)應(yīng)的人體測(cè)量值是臀寬。而此種人體尺寸值受性別的差異影響很大，故座寬宜采用較高百分位數(shù)的女性測(cè)量值為設(shè)計(jì)根據(jù)。共一百八十九頁座深：休息用椅38-45cm；工作(gōngzuò)用椅35-50cm就工作用椅而言，它的使用者群體遍布很廣，故其座深寧可取身材較矮小的人體測(cè)量值作為設(shè)計(jì)依據(jù)，因?yàn)榫蜕聿母叽蟮娜耍湮ㄒ坏牟焕蛩刂皇窃谟谄潆p膝略微露出座面前端而已，只要所設(shè)定的座高十分正確，使雙腿能平放在地面上，就不致于在大腿底部引起壓力疲勞。共一百八十九頁座面角度：休息用椅15-20°；工作用椅小于5°座墊向后傾有兩種作用，首先由于(yóuyú)重心力，軀干會(huì)向靠背后移，使背部有所支撐，降低背部肌肉的靜態(tài)肌力。其次在長期的坐姿下，座墊向后傾以防止臀部逐漸滑出座面。具有與正中垂直線成20°的靠背傾斜線，即可獲得良好的背部支撐。就座椅功能和坐的動(dòng)機(jī)而言，休息用椅后傾的座墊面有助于維持最佳的松弛狀態(tài)。而工作用椅后傾的座墊面，是保證其容易接近于前方工作區(qū)的姿勢(shì)。共一百八十九頁靠背(kàobèi)高度與寬度：高46-61cm；寬35-48cm座椅的設(shè)計(jì)必須提供正確的腰部曲度，使脊柱處于自然均衡狀態(tài)。人體上半身的支撐及所處的坐姿都是由腰椎的變化曲度所造成的，為了合理而舒適的坐姿，腰椎支撐非常重要。為了配合坐姿時(shí)人體向后突出的骶骨和臀部柔軟部位，同時(shí)又要使腰部能堅(jiān)實(shí)地配合在靠背上，在座墊正上方處的靠背必須有一開口區(qū)域或向后傾斜退縮，其高度空間至少12.5-20cm。共一百八十九頁靠背高度與寬度：高46-61cm；寬35-48cm座椅的設(shè)計(jì)必須提供正確的腰部曲度，使脊柱處于自然均衡狀態(tài)。人體上半身的支撐及所處的坐姿都是由腰椎的變化曲度所造成的，為了合理而舒適的坐姿，腰椎支撐非常重要。為了配合坐姿時(shí)人體向后突出的骶骨和臀部柔軟部