人機(jī)工程學(xué)2人體測(cè)量

第二章人體測(cè)量及形體(xíngtǐ)參數(shù)

§1基本知識(shí)§2常用人體測(cè)量數(shù)據(jù)(shùjù)及其結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算§3人體測(cè)量參數(shù)的應(yīng)用10/9/20241共三十四頁(yè)§1基本知識(shí)一、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與人體尺度(chǐdù)的關(guān)系二、基本術(shù)語(yǔ)三、人體測(cè)量尺寸的分類四、人體測(cè)量的主要方法和測(cè)量?jī)x器五、人體測(cè)量中的主要統(tǒng)計(jì)函數(shù)10/9/20242共三十四頁(yè)

一、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與人體(réntǐ)尺度的關(guān)系

各種機(jī)械、設(shè)備、設(shè)施、工具等被設(shè)計(jì)對(duì)象，首先(shǒuxiān)涉及的問(wèn)題是如何適合于人的形態(tài)和功能范圍的限度。以提高設(shè)計(jì)對(duì)象的宜人性，使人能夠安全、健康、舒適的工作，減少疲勞、提高系統(tǒng)效率。所有涉及人體尺度的參數(shù)的確定，都需要應(yīng)用大量人體尺寸的測(cè)量統(tǒng)計(jì)和分析。10/9/20243共三十四頁(yè)

二、基本術(shù)語(yǔ)(shùyǔ)

GB3975-83《人體測(cè)量術(shù)語(yǔ)》，GB5703-85《人體測(cè)量方法》

人體測(cè)量學(xué)——通過(guò)(tōngguò)測(cè)量人體各部位尺寸來(lái)確定個(gè)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，為各工業(yè)設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)提供人體數(shù)據(jù)。人體測(cè)量形態(tài)測(cè)量生理測(cè)量運(yùn)動(dòng)測(cè)量人體尺寸、體重體形、體積、表面積等（本章內(nèi)容）知覺(jué)反應(yīng)、肢體體力、體能耐力、疲勞、生物節(jié)律等動(dòng)作范圍、運(yùn)動(dòng)特性等10/9/20244共三十四頁(yè)1基本姿勢(shì)：立姿坐姿2測(cè)量基準(zhǔn)面：矢狀面

冠狀面水平面3測(cè)量方向：⑴上下方向：頭側(cè)端足側(cè)端⑵左右(zuǒyòu)方向：內(nèi)側(cè)外側(cè)10/9/20245共三十四頁(yè)

⑶四肢上：近位，遠(yuǎn)位。上肢：橈骨側(cè)——橈側(cè)尺骨側(cè)——尺側(cè)

下肢：脛骨側(cè)——脛側(cè)腓骨側(cè)——腓側(cè)4其它(qítā)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、不可壓縮的。衣著：裸體或貼身內(nèi)衣。讀數(shù)精度：線形測(cè)量1mm，體重0.5kg10/9/20246共三十四頁(yè)

三、人體(réntǐ)測(cè)量尺寸的分類類型靜態(tài)(jìngtài)尺寸動(dòng)態(tài)尺寸(構(gòu)造尺寸)(功能尺寸)強(qiáng)調(diào)人與物間的物理距離，用以設(shè)計(jì)工作區(qū)間大小強(qiáng)調(diào)身體各部位間的動(dòng)作關(guān)系，用以確定工作位置的活動(dòng)空間10/9/20247共三十四頁(yè)

四、人體(réntǐ)測(cè)量的主要方法和測(cè)量?jī)x器1.普通測(cè)量法2.攝影(shèyǐng)法3.三維數(shù)學(xué)測(cè)量法10/9/20248共三十四頁(yè)⑴測(cè)高儀⑵直腳規(guī)直尺(zhíchǐ)固定尺座活動(dòng)(huódòng)尺座彎尺主尺桿底座⑶彎腳規(guī)⑷角度計(jì)10/9/20249共三十四頁(yè)攝影法帶光源和坐標(biāo)(zuòbiāo)的投影板L/H＞10時(shí)可視為平行(píngxíng)L/H＞10三維數(shù)學(xué)測(cè)量法3D掃描儀10/9/202410共三十四頁(yè)

五、人體測(cè)量中的主要(zhǔyào)統(tǒng)計(jì)函數(shù)10/9/202411共三十四頁(yè)統(tǒng)計(jì)學(xué)中，把所要研究的全體對(duì)象的集合稱為“總體”。人體尺寸(chǐcun)測(cè)量中，總體是按一定特征被劃分的人群。統(tǒng)計(jì)學(xué)中，把從總體取出的許多個(gè)體的全部稱為“樣本”?？傮w(zǒngtǐ)樣本10/9/202412共三十四頁(yè)表示樣本的測(cè)量數(shù)據(jù)集中地趨向某一值。（均方差(fānɡchà)）表示測(cè)量數(shù)據(jù)在均值上下波動(dòng)的程度?；蚍讲畹钠椒礁?。均值(jūnzhí)方差標(biāo)準(zhǔn)差10/9/202413共三十四頁(yè)

統(tǒng)計(jì)學(xué)的置信區(qū)間。一個(gè)設(shè)計(jì)只能(zhīnénɡ)取一定的人體尺寸范圍（適應(yīng)范圍），即只考慮整個(gè)分布的一部分“面積”，稱為適應(yīng)域。適應(yīng)(shìyìng)域偏適應(yīng)域10/9/202414共三十四頁(yè)

又稱標(biāo)準(zhǔn)誤差，全部樣本均值的標(biāo)準(zhǔn)差。表明樣本均值與總體均值的差別。百分位數(shù)是某百分比K的測(cè)量參數(shù)所對(duì)應(yīng)的數(shù)值PK，表示設(shè)計(jì)的適應(yīng)域。百分位數(shù)的規(guī)律:

百分位數(shù)將群體(qúntǐ)或樣本的全部測(cè)量值分成兩部分：有K%的測(cè)量值等于和小于它,有(100-K)%的測(cè)量值大于它。抽樣誤差百分位數(shù)10/9/202415共三十四頁(yè)P(yáng)1、P5、P10為小百分位數(shù)；P90、P95、P99為大百分位數(shù)；P50為中百分位數(shù)。常用(chánɡyònɡ)：P5、P50、P90。

10/9/202416共三十四頁(yè)人體尺寸(chǐcun)百分位數(shù)的選擇1、Ⅰ型產(chǎn)品尺寸(chǐcun)設(shè)計(jì)（雙限值設(shè)計(jì)）需要兩個(gè)人體百分位數(shù)作為尺寸設(shè)計(jì)的上下限。2、Ⅱ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)（單限值設(shè)計(jì)）⑴ⅡA型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)（大尺寸設(shè)計(jì)）只需要一個(gè)人體百分位數(shù)作為尺寸上限的設(shè)計(jì)。⑵ⅡB型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)（小尺寸設(shè)計(jì)）只需要一個(gè)人體百分位數(shù)作為尺寸下限的設(shè)計(jì)。3、Ⅲ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)（平均尺寸設(shè)計(jì)）只需要第50百分位數(shù)作為設(shè)計(jì)尺寸。10/9/202417共三十四頁(yè)在人機(jī)工程設(shè)計(jì)(shèjì)中，百分位數(shù)有著重要的實(shí)用價(jià)值

⑴求某百分位數(shù)的人體尺寸(已知K或適應(yīng)域，求PK)在設(shè)計(jì)中，當(dāng)已知某尺寸均值x，標(biāo)準(zhǔn)差S，需求任一百分位K的尺寸：PK=x±S×BB——變換系數(shù)(xìshù)，按百分位K查表；

±——百分位1~50%時(shí)，取“－”；51~99%時(shí)，取“+”。⑵求尺寸所屬百分位（已知PK，求K）K=0.5+pp——正態(tài)分布概率值，由z查表。z=(xi－x)/S10/9/202418共三十四頁(yè)

身高(shēnɡāo):x=1693（1586）；S=56.6(51.8)體重:x=64（55）；S=8.2(7.7)身高:x=1684(1575);S=53.7(51.9)體重:x=60(52);S=7.6(7.1)

身高:x=1686(1575);S=55.2(50.8)體重:x=59(51);S=7.7(7.2)身高:x=1669(1560);S=56.3(50.7)體重:x=57(50);S=6.9(6.8)

身高:x=1650(1549);S=57.1(49.1)體重:x=56(49);S=6.9(6.5)身高:x=1647(1546);S=56.7(53.9)體重:x=55(50);S=6.8(6.9)東北(dōngběi)、華北區(qū)：西北區(qū)：東南區(qū)：華中區(qū)：華南區(qū)：各地區(qū)身高、體重的x、S值西南區(qū)：注：括號(hào)內(nèi)為女性數(shù)值10/9/202419共三十四頁(yè)例1】設(shè)計(jì)適用于90%的華北男性使用的產(chǎn)品，試問(wèn)

應(yīng)按怎樣(zěnyàng)的身高范圍設(shè)計(jì)該產(chǎn)品尺寸？解：屬已知K或適應(yīng)域，求PK的問(wèn)題，PK=x±S×B。由表查知華北男性身高平均值、標(biāo)準(zhǔn)差分別為：

x=1693mm，S=56.6mm∵要求產(chǎn)品適用于90%的人，即適應(yīng)域?yàn)?0%，取對(duì)稱適應(yīng)域，故以第5百分位P5和第95百分位P95確定尺寸的界限值，由表查得K=5和95的變換系數(shù)B=1.645；∴P5=1693-(56.6×1.645)=1600mm

P95=1693+(56.6×1.645)=1786mm結(jié)論(jiélùn)：應(yīng)按身高1600~1786mm設(shè)計(jì)產(chǎn)品尺寸。10/9/202420共三十四頁(yè)§2常用人體測(cè)量數(shù)據(jù)(shùjù)及其

結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算一、我國(guó)成年人人體(réntǐ)結(jié)構(gòu)尺寸二、我國(guó)成年人人體功能尺寸三、人體各部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算10/9/202421共三十四頁(yè)一、我國(guó)成年人人體(réntǐ)結(jié)構(gòu)尺寸

（GB10000-88）我國(guó)成年人人體結(jié)構(gòu)尺寸(共7組47項(xiàng))：⑴人體主要尺寸：6項(xiàng)，身高(shēnɡāo)、體重、上臂長(zhǎng)、前臂長(zhǎng)、大腿長(zhǎng)、小腿長(zhǎng)⑵人體立姿尺寸：6項(xiàng)⑶人體坐姿尺寸：11項(xiàng)⑷人體水平尺寸：10項(xiàng)⑸人體頭部尺寸：7項(xiàng)⑹人體手部尺寸：5項(xiàng)⑺人體足部尺寸：2項(xiàng)各大區(qū)域人體尺寸均值和標(biāo)準(zhǔn)差香港地區(qū)成年人人體尺寸

10/9/202422共三十四頁(yè)立姿人體(réntǐ)尺寸1.1身高1.2體重1.3上臂長(zhǎng)1.4前臂長(zhǎng)1.5大腿長(zhǎng)1.6小腿長(zhǎng)2.1眼高2.2肩高2.3肘高2.4手功能高2.5會(huì)陰高2.6脛骨點(diǎn)高人體(réntǐ)尺寸測(cè)量項(xiàng)目代號(hào)及名稱（數(shù)據(jù)略）10/9/202423共三十四頁(yè)坐姿人體(réntǐ)尺寸3.1坐高3.2坐姿頸椎點(diǎn)高3.3坐姿眼高3.4坐姿肩高3.5坐姿肘高3.6坐姿大腿厚3.7坐姿膝高3.8小腿加足高3.9坐深3.10臀膝距3.11坐姿下肢長(zhǎng)10/9/202424共三十四頁(yè)

二、我國(guó)成年人人體功能(gōngnéng)尺寸

（GB10000-88）以第95百分位為基準(zhǔn)(jīzhǔn)10/9/202425共三十四頁(yè)10/9/202426共三十四頁(yè)三、人體各部分(bùfen)結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算由身高計(jì)算各部分(bùfen)尺寸320010/9/202427共三十四頁(yè)人體體積(tǐjī)計(jì)算

V=1.015W－4.937（L）W——人體體重，kg人體表面積計(jì)算

B=0.0235H0.42246W0.51456（m2）

H——人體身高，cm由體重(tǐzhòng)計(jì)算體積和表面積10/9/202428共三十四頁(yè)§3人體(réntǐ)測(cè)量參數(shù)的應(yīng)用一、人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用原則二、人體尺寸(chǐcun)的應(yīng)用方法三、應(yīng)用人體尺寸數(shù)據(jù)時(shí)的注意10/9/202429共三十四頁(yè)一、人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用(yìngyòng)原則

由人體身高決定的尺寸——門、通道、艙口、床、擔(dān)架等——以第95百分位為依據(jù)；由人體某部分尺寸決定的物體，如腿長(zhǎng)決定的坐平面高度——以第5百分位為依據(jù)；可調(diào)尺寸——調(diào)節(jié)范圍使第5百分位到第95百分位間的所有人都可用；以第5百分位或第95百分位為限值的物體——當(dāng)此界限(jièxiàn)外的人使用會(huì)危及安全健康、增加事故危險(xiǎn)——擴(kuò)大到第1百分位或第99百分位——人與緊急制動(dòng)桿距離、緊急出口；門鈴、插座、開(kāi)關(guān)、收銀臺(tái)等的高度——以第50百分位為依據(jù)。10/9/202430共三十四頁(yè)

二、人體尺寸的應(yīng)用(yìngyòng)方法1.確定所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的類型、等級(jí)Ⅰ、ⅡA、ⅡB、Ⅲ型涉及人的安全健康的產(chǎn)品和一般工業(yè)產(chǎn)品兩個(gè)等級(jí)2.選擇人體尺寸的百分位數(shù)3.確定功能修正量著裝(zhezhuānɡ)修正量、姿勢(shì)變化修正量、操作修正量4.確定心理修正量：5.產(chǎn)品功能尺寸的確定最小功能尺寸＝人體尺寸的百分位數(shù)＋功能修正量最佳功能尺寸＝人體尺寸的百分位數(shù)＋功能修正量＋心理修正量10/9/202431共三十四頁(yè)人體尺寸(chǐcun)百分位數(shù)的選擇產(chǎn)品類型產(chǎn)品等級(jí)百分位數(shù)選擇滿意度，%Ⅰ型涉及健康安全P99、P1作上、下限98一般工業(yè)產(chǎn)品P95、P5作上、下限90ⅡA型涉及健康安全P99、P95作上限99或95一般工業(yè)產(chǎn)品P90作上限90ⅡB