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1、第十二讲 人体测量学完本讲，应能够：1 说明人体测量的参照系和基准面；2 阐述人体测量的作用；3 描述人体测量的测点和测量项目4 说明人体测量的种类；5 解释影响人体尺寸的因素；6 解释人体测量尺寸数据应用过程中的修正值7 从对百分位选择的角度描述工业设计的种类8 阐述人体模板的作用一、人体测量概述例子：IVECO汽车坐位空间狭小；飞行员身高在160左右；由于美国人越来越大，越来越胖，美国公交车座椅急需扩大。人体测量是通过测量人体各部位尺寸，来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。这些数据参数对工作空间设计，机器、设备设计
2、以及操纵装置等设计具有重要意义，并直接关系到合理地布置工作地，保证合理的工作姿势，使操作者能安全、舒适、准确地工作，减少疲劳和提高工作效率。本节主要介绍人体测量的基本知识。1人体测量的条件 GB397583(人体测量术语)和GB570385(人体测量方法)规定了人因工程学使用的人体测量术语和人体测量方法，适用于成年人和青少年用仪器进行的测量。 (1)基本姿势立姿。指被测者挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，膝部自然伸直，左、有足后跟并拢而前端分开，使两足大致呈450夹角，体重均匀分布于两足。为确保立姿正确，被测者应使足后跟
3、、臀部和背部在同一铅垂面上。坐姿。指被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左、右大腿大致平行，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，于轻放在大腿上。为确保坐姿正确，被测者臀部、后背部应在同一铅垂面上。(2)人体测量的参照系为了人体测量的需要，根据人体关节形态和运动规律，设定三个相互垂直的基准轴和相互垂直的基准平面作为人体测量的参照系，分别给出命名和定义如下(见图)：l 铅垂轴 通过各关节中心并垂直于水平面的一切轴线，都称为铅垂袖或垂直轴。l 矢状轴 通过各关节中心并垂直于冠状面的一切轴线，都称为矢状铀或纵轴。l 冠状轴 通过各关节中心并垂直于矢状面的一切轴线，
4、都称为冠状轴或横轴。（3）测量基准面l 矢状面 沿身体正中线对称地把身体切成左、右两半的铅垂平面，称为正中矢状面与正中矢状面平行的一切平面，都称为矢状面。l 冠状面 沿身体左右方向将身体切为前、后两部分的、彼此平行并垂直于矢状面的切平面，都称为冠状面，又称为冠状面。l 水平面 横切直立的身体，将人体分成上、下两个部分并垂直于矢状面和冠状面的切平面，都称为水平面。l 眼耳平面 通过左、有耳屏点及右眼眶下点的平面，称为眼耳平面或法兰克福平面。人体测量时的基准面见图131所示。（4）测量方向l 人体上下方向 上方称为头侧端，下方称为足侧端。l 人体左右方向 靠近正中矢状面的方向称为内侧，远离中矢状面
5、的方向称为外侧。l 四肢方向 靠近四肢附着部位的方向称为近位，远离四肢附着部位的方向称为远位。l 上肢方向 指向挠骨侧的方向称为挠侧，指向尺骨侧的方向称为尺侧。l 下肢方向 指向胫骨侧的方向称为胫侧，指向腓骨侧的方向称为腓侧。（5)支撑面。立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面应是水平的、稳固的、不可压缩的。（6）衣着。要求被测者裸体或穿尽量少的内衣。（7）测量值读数精度。线性测量项目测量值读数精确度为1mm，体重读数精确度为05kg。2测量项目 我国国家标准GB 397583人体测量术语中规定了人体测量参数的测点和测量项目，其中头部测点16个、测量项目12项；躯干和四肢部位的测点22个、测
6、量项目69项(包括；立姿40项，坐姿22项，手和足部6项，体重1项)。GB 570385人体测量方法中规定了适用于成年人和青少年的人体参数测量方法，对上述81个测量项目的具体测量方法和各个测量项目所使用的测量仪器都作了详细说明，凡是进行人体测量，必须严格按照该标准规定的测量方法进行测量，其测量结果才有效。3人体尺寸测量分类 (1)静态人体尺寸测量（静止形态参数的测量）：静止形态参数是指人在静止状态下，对人体形态进行的各种测量得到的参数，其主要内容有：人体尺寸测量、人体体型测量、人体体积测量等。静态人体测量可采取不同的姿势，主要有立姿、坐姿、跪姿和卧姿。立姿40项，坐姿22项。(2)动态人体尺寸
7、测量（活动范围参数的测量）：活动范围参数是指人在运动状态下，人的肢体的动作范围。肢体活动范围主要有两种形式，一种是肢体的活动角度范围，一种是肢体所能达到的距离范围。通常，有关人体测量数据的图表资料中所列出的都是肢体活动的最大范围，在产品设计和正常工作中所考虑的肢体活动范围，应当是人体最有利的位置，即肢体的最佳活动范围，其数值远小于这些极限数值。 (3)生理学参数的测量:人的生理学参数是指人体的主要生理指标。其主要内容有：人体表面积的测量、人体各部分体积的测量、耗氧量的测量、心率的测量、人体疲劳的测量、人体触觉反应的测量等。(4)生物力学参数的测量:生物力学参数是指人体的主要力学指标。其主要内容
8、有：各部分质量与中心位置的测量、人体各部分转动惯量的测量、人体各部分出力的测量等。3人体测量方法 (1)测量仪器 在人体尺寸参数测量中，所采用的人体测量仪有：人体测高仪、人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规，人体测量用三脚平行规、坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅秤等。人体测高仪。主要用于测量身高、坐高、立姿和坐姿的眼高以及伸手向广所及高度等穴姿和坐姿的人体备部位高度尺寸。直脚规。它是用来测量两点问的直线距离，特别适宜测量距离较短的不规则部位的宽度或直径，如测量耳、脸、于、足部位的尺寸。人体测量用弯脚规。它是用于不能直接以直尺测量的两点间距离的测量，如测量肩宽、胸厚等部位尺寸。(2)测量方
9、法 测量时应在呼气与吸气的中间进行。其次序为从头向下列脚；从身体的前面经过侧面，再到后面。测量时只许轻触测点，不可紧压皮肤，以免影响测量的准确性。体部某些长度的测量既可用直接测量法，也可用间接测量法两种尺寸相加减。另外，测量项目应根据实际需要确定，具体测量方法详见GB570385人体测量方法的有关规定。二、常用的人体测量数据1我国成年人的人体结构（静态)尺寸 GBl000088是1989年7月开始实施的我国成年人人体尺寸国家标准。该标准根据人因工程学要求提供了我国成年人人体尺寸的基础数据，它适用于工业产品设计、建筑设计、军事工业以及上业的技术改造、设备更新及劳动安全保护。标准中共列出47项我国
10、成年人人体尺寸基础数据，按男女性别分开，且分三个年龄段：1825(男、女)，2635(男、女)，3660(男)、55(女)，用七幅图分别表示项目的部位并用表列出其相应的百分位数。 选用GB10000一88中所列人体尺寸数据时，应注意以下几点： 表列数值均为裸体测量的数值，在用于设计时，应根据各地区不同的着衣量增加余量。 立姿时要求自然挺胸直立，坐姿要端坐。如果用于其他立、坐姿设计(例如放松的坐姿)，要增加适当的修正量。我国地域辽阔，不同地区间人体尺寸差异较大，故在人体测量小将全国划分为以下六个区域：东北、华北区，包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙击、山东、北京、天津、河北；西北区，包括新疆、甘肃、青
11、海、陕西、山西、西藏、宁夏、河南；华中区包括湖南、湖北、江西；东南区，包括安徽、江苏、上海、浙江；华南区，包括广东、广西、福建；西南区，包括贵州、四川、云南。 表132中列出了GB10000一88标准中上述六个地区成年人的身高、体里、胸围三项主要人体尺寸的平均值和标准差值。 （1）人体主要尺寸：国标GB 10046一88给出身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长共六项人体主要尺寸数据， （2）立姿人体尺寸：眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高、胫骨点高，这六项立姿人体尺寸（3）坐姿人体尺寸：坐高、坐姿颈椎点高、坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿膝高、小腿加足高、坐深、臀膝距、坐姿
12、下肢长共11项。（4）人体水平尺寸：胸宽、胸厚、肩宽、最大肩宽、臀宽、坐姿臀宽、坐姿两肘间宽、胸围、腰围、臀围共十项。2我国成年人的人体功能（动态）尺寸三、影响人体测量数据差异的因素:1年龄 人体尺寸的增长,一般是男性在20岁结束,女性在18岁结束。通常男性在15岁，女性在13岁时，手的尺寸就达到了一个固定值；男性17岁，女性15岁，叫的大小也基本定型。成年人的身高会随年龄的增长而收缩一些，但体重、肩宽、腹围、胸围却随年龄的增长而增加。所以在进行人-机设计时，要注意到不同年龄组尺寸数据的差别。2性别 男性与女性之间的人体尺寸、重量和比例关系都有明显的差异。对于大多数人体尺寸参数，男性都会比女性
13、大些，但有四个尺寸例外，他们是胸厚、臀宽、臂宽及大腿周长。还要注意到怀孕期妇女，其身体尺寸有明显的变化。测量记录表明，怀孕期妇女腹部厚度平均由164cm增加的290cm。即使在身高相同的情况下，男女身体各部分的比例也是不同的。同整个身体相比，女性的手臂和腿较短，躯干和头占的比例较大，肩较窄，骨盘较宽。皮下脂肪厚度及脂肪层在身上的分布，男女也有明显差别。因此，以矮小男性的人体尺寸来代替女性人体尺寸使用是错误的，特别是在腿的长度尺寸其重要作用的工作场所，入座资操作的岗位，考虑女性的人体尺寸至关重要。3年代 许多人也许已发觉到，前人使用过的设备，现在看起来都偏小，这从盔甲、门高及坟墓的大小足以说明古
14、代的人比现代人身体矮小，由此我们可以认为人的平均身材随时间的推移逐渐增大。事实上，随着人类社会的不断发展，卫生、医疗、生活水平的提高以及体育运动的大力开展，人类的成长和发育确实发生了变化。据调查，欧洲居民每个10年身高增加11.4cm；美国城市男性青年在1973年至1986年间身高增长2.3cm；日本男青年在1934年至1965年间身高增长5.2cm，体重增加4kg，胸围增加3.1cm；我国广州中山医学院男生在1956年至1979年哲3年间身高增长4.38，女生身高增长2.67cm。身高的变化带来了其他形体尺寸的变化。因此，在使用已有的人体测量数据时，要考虑起测量年代，然后根据实际情况加以适当
15、修正。4地区与种族 不同国家、不同地区、不同种族的人体尺寸也存在着较大的差异。如中非矮人部落，男人平均身高144cm；苏丹南部的兆尼利人，男人平均身高183cm；美国空军飞机座舱的设计是按符合90%的美国人来设计的，这对德国人基本适合，但法国只有80%适合，意大利只有69%，日本只有43%，泰国只有24%，越南只有14%。即使是同一国家，不同区域也有差异。如从我国GB1000-88中国成年人人体尺寸所显示的东北、华北区（黑龙江、吉林、辽林、内蒙古、山东、北京、天津、河北），西北区（甘肃、青海、陕西、山西、西藏、宁夏、河南、新疆），东南区（安徽、江苏、上海、浙江），华中区（湖南、湖北、江西），华南区（广东、广西、福建），西南区（贵州、四川、云南）等六区域的人体身高、雄伟、体重的平均值和标准差中，即可明显看出这一差异。进行产品设计或工程设计时，必须考虑不同国家、不同区域的人体尺寸差异，若缺乏人体测量学方面的考虑，布景会造成费用增大的问题，还可能失去订货或出口的机会。另外，随着国际间、区域间各种交流活动的不断扩大，不同地区、不同民族的人使用同一装备、同一设施的情况将越来越多，为了打开国际市场，在设计中考虑产品的通用性也将成为一个值得研究的问题。5职业
