人机工程学 第二章人体测量

《人机工程学 第二章人体测量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人机工程学 第二章人体测量（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第二章 人体测量及数据应用第一节 人体测量的基本知识 第二节 人体测量中的主要统计函 数 第三节 人体尺寸数据的应用 第一节 人体测量的基本知识一、人体测量学的定义人体测量学是一门新兴的学科，它是通 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，是人机工程学的基础我国国家标准规定 了人机工程学使用的成人和青少年的人体测 量术语。第一节 人体测量的基本知识二、人体测量的基本术语 1、被测者姿势 （1）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

2、，手指轻贴大腿侧面，自然伸 直膝部，左右足后跟并拢，前端分开约夹角 ，体重均匀分布两足。 （2）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，膝弯曲大致成直角，足平放在 地面上，手轻放在大腿上。第一节 人体测量的基本知识2、测量基准面 在人体左、右方向上，将靠近正 中矢状面的方向称为内侧，将远 离正中矢状面的方向称为外侧。 在四肢上，将靠近四肢附着部位 的称为近位，将远离四肢附着部 位的称为远位。 在人体上、下方向上，将上方称 为头侧端，将下方称为足侧端。 在上肢上，将挠骨侧称为挠侧， 将尺骨侧称为尺侧。 在下肢上，将胫骨侧称为胫侧，

3、 将腓骨侧称为腓侧。第一节 人体测量的基本知识3、人体测量数据类型 人体测量有二方面的内容：（静态尺寸）（动态尺寸，包括人在工 作姿势下或在某种操作活 动状态下测量的尺寸）类 型人体构造尺寸人体功能尺寸形 态生 理第一节 人体测量的基本知识（1）静态人体尺寸测量也称为人体结构尺寸测量，指被测者静止 的站着或坐着进行的一种测量方式。如人体 尺寸、体重体型、体积表面积等； （2）动态人体尺寸测量也称为人体功能尺寸，指被测者处于动作 状态下所进行的测量，重点是测量人在执行 某种动作时的形体特征。如运动范围、各种 运动特征等 。第一节 人体测量的基本知识三、人体测量的主要方法 1、普通测量法 采用人体

4、生理测量的仪器测量，主要用来测量人体 构造尺寸。 人体测量的主要仪器：人体测高仪、人体测量用直 脚规和人体测量用弯脚规。第一节 人体测量的基本知识测高仪主要用来测 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 坐姿的人体各部位高度 尺寸。第一节 人体测量的基本知识直角规主要用来测量两点间的直线距离 ，特别适宜测量距离较短的不规则部位的宽 度或直径，如耳、脸、手、足。 第一节 人体测量的基本知识弯角规用于不能直 接以直尺测量的两点间 距离的测量，如测量肩 宽、胸厚等部位的尺寸 。第一节 人体测量的基本知识 2、摄像法 用照相机或摄像机等作投影测量，主要 用来测量人体功能尺寸。

5、第一节 人体测量的基本知识 3、三维数字化人体测量 随着计算机技术和三维空间扫描仪技术的发展，高 解析度的 3D 资料足以描述准确的人体模型。第一节 人体测量的基本知识 四、基本测点及测量项目 在国标GB 397583中规定了人机工程学使用的 有关人体测量参数的测点及测量项目，其中包括 ： 头部测点16个和测量项目12项； 躯干和四肢部位测点共22个，其测量项目共69项 ； 其中分为：立姿40项；坐姿22项，手和足部6项 以及体重1项。第一节 人体测量的基本知识五、我国成年人人体结构尺寸 1、 人体主要尺寸 6项人体主要尺寸：身高、体重、上臂长、前 臂长、大腿长、小腿长。（见P23表2-2）

6、2、立姿人体尺寸 6项立姿人体尺寸：眼高、肩高、肘高、手功 能高、会阴高、胫骨点高。（见P24表2-3）第一节 人体测量的基本知识3、坐姿人体尺寸 11项坐姿尺寸：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、坐姿下肢长。（见P24表2-4） 4、人体水平尺寸 10项人体水平尺寸：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。（见P26表2-5） 第二节 人体测量中的主要统计函数 一、人体测量数据的统计指标术语适应域百分位数均 值均值、标准差第二节 人体测量中的主要统计函数1、均值 表示样本的测量数据集

7、中地趋向某一个值，该 值称为平均值，简称均值。均值是描述测量数 据位置特征的值，可以用来衡量一定条件下的 测量水平和概括地表现测量数据的集中情况。均值均值的计算公式为：第二节 人体测量中的主要统计函数 均值：Example一组学生的身高分别为：160cm，158cm， 165cm，166cm，175cm，167cm，170cm； 求这组学生身高的平均值？第二节 人体测量中的主要统计函数2、标准差 标准差说明测量值对均值的波动情况。标准差标准差的计算公式为：第二节 人体测量中的主要统计函数标准差一组学生的身高分别为：160cm，158cm，165cm，166cm， 175cm，167cm，170

8、cm；求这组数据的标准差S？首先求方差S2：第二节 人体测量中的主要统计函数 3、百分位及百分位数 百分位百分位由百分比表示，称 为“第几百分位”。例如， 50%称为第50百分位。百分位数百分位数是百分位对应的数 值。例如，身高分布的第5 百分位数为1543，则表示 有5%的人的身高将低于这 个高度。第二节 人体测量中的主要统计函数 在设计中，当已知百分位，需要得到其对应的百分 位数值时，则可按下式求出： 1%50%之间的数值：P=M-（SDK） 50%99%之间的数值：P=M+（SDK） 式中，M-平均值 SD- 标准差 K-百分比变换系数 当需得到某项人体测量尺寸Mi所处的百分位数时， 可

9、按下列步骤求得： 首先由此式求得Z值： Z=（Mi-M）/SD 再由此式求得百分位数：P=0.5+p 第二节 人体测量中的主要统计函数4、适应域 一个设计只能取一定的人体尺寸范围，只考虑整个 分布的一部分“面积”，称为“适应域”，适应域是相对 设计而言的，对应统计学的置信区间的概念。适应域可分为：对称适应域、偏适应域。对称适应 域对称于均值；偏适应域通常是整个分布的某一边 。在一般统计中，人体尺寸可近似符合正态分布第二节 人体测量中的主要统计函数设计的适应域第二节 人体测量中的主要统计函数 例1 设计适用于90%华北男性使用的产品，试问应按 怎样的身高范围设计该产品尺寸。 解：由P26的表27

10、查得华北男性平均身高值 M=1693mm, SD=56.6mm,要求产品适用于90%的人，故 以第5百分位和第95%百分位为确定尺寸的界限值，由 表查得变换系数K=1.645 则第5百分位数值为：P5=1693-(56.61.645)=1600mm 则第95百分位数值为： P95=1693+(56.61.645)=1786mm 结论：按身高1600mm1786mm设计产品尺寸，将适 用于90%的华北男性。 上例中被排除的10%的人，是5%的矮小者和5%的高大 者。百分比 K百分比 K百分比 K0.5 1.0 2.5 5 10 15 202.572 2.362 1.960 1.645 1.282

11、 1.036 0.84225 30 50 70 75 80 850.674 0.524 0.000 0.524 0.674 0.842 1.03690 95 97.5 99.0 99.51.282 1.645 1.960 2.326 2.576百分位与变换系数K的关系第二节 人体测量中的主要统计函数第二节 人体测量中的主要统计函数 例2 已知男性A身高为1720mm，试求有百分之 多少的西北男性超过其高度。 解：由P26的表27查得西北男性平均身高值 M=1684mm, SD=53.7mm,则Z值为 Z=（1720-1684）/53.7=0.670 根据Z值由P21的表22查得p=0.2486

12、(取近似值 0.249),则P=0.5+0.249=0.749 结论:身高在1720mm以下的西北男性为74.9%， 超过男性A身高的西北男性则为25.1%.第二节 人体测量中的主要统计函数二、影响人体测量数据差异的因素年龄性别年代地区与种族职业第二节 人体测量中的主要统计函数 1、年龄 在采用人体尺寸时，必须判断对象适合那些年 龄组，要注意不同年龄组尺寸数据的差异。 人体尺寸增长过程：男20岁、女18岁。（结 束） 手的尺寸：男15岁、女13岁。（达到一定值 ） 脚的大小：男17岁、女15岁。（基本定型） 成 年 人：身高随年龄增长而收缩；体重、 肩宽、腹围、臀围、胸围却随年龄增长而增长 。

13、第二节 人体测量中的主要统计函数2、性别 在男性与女性之间，人体尺寸、重量和比例关系有 明显差异。 (1) 对于大多数人体尺寸，男性比女性大些； （但有四个尺寸胸厚、臀宽、臂部及大腿周长正 相反） (2) 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，骨盆较宽； (3) 皮下脂肪厚度及脂肪层在身体上的分布，男女也 有明显差别； (4) 在腿的长度尺寸起重要作用的场所（如座姿操作 的岗位），考虑女性的人体尺寸至关重要。第二节 人体测量中的主要统计函数3、年代 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 育也发生了变化。在使用人

14、体测量数据时，要考虑 其测量年代，然后加以适当修正。 据2007年7月18日北京青年报报道，1997年测 定中国男子平均身高为1692mm，与GB/T10000- 1988相比，两者相差（1692-1678）=14mm，平均 身高在10年内大约增加了14mm，已经属于超常的快 速增长。欧洲居民每隔10年身高增加1-1.4cm；美国 城市男性青年在1973-1986年的13年间身高增加 2.3cm；第二节 人体测量中的主要统计函数4、地区与种族 由于不同国家、不同地区、不同种族的人体尺寸的 差异，即使是同一国家，不同地区的人体尺寸也有 差异。因此，在设计中考虑产品的多民族的通用性 。 5、职业

15、不同职业的人，在身体大小及比例上也存在着差异 。如，一般体力劳动者平均身体尺寸都比脑力劳动 者稍大些。在美国，工业部门的工作人员要比军队 人员矮小。因而，为特定的职业设计工具、用品和 环境时，要考虑不同职业所造成的人体尺寸的差异 。第三节 人体尺寸数据应用一、确定所设计产品的类型 根据国家标准在产品设计中应用人体尺寸百分位 数的通则（GB/T 12985-91），将产品按所用百分 位数的不同分为型、型、型三类。 1、型产品尺寸设计（又称“双限值设计”） 这类产品的尺寸需要调节，才能满足不同身材的人 使用。因此需要一个大百分位数的人体尺寸和一个 小百分位数的人体尺寸分别作为产品尺寸设计的上 、下限值的依据。如自行车座的位置、腰带和手表 带的长短设计等。第三节 人体尺寸数据应用 2、型产品尺寸设计（又称“单限值设计”） 这类产品的特点是，只需要一个人体尺寸百分位数 作为尺寸上限或下限的设计依据。 A型产品尺寸设计（又称“大尺寸设计”） 若产品的尺寸只要适合身材高大者的需要，就肯定 也能适合身材矮小者的需要，这类产品就属于A型 产品。因此，这类产品设计只需一个大百分位数的 人体尺寸，作为产品尺寸设计上限值的依据就行了 。如床的长度和宽度。第三