人体工程学人体测量应用

第二章人体测量及其应用主要内容二、人体测量的基本术语四、人体尺寸的应用

三、常用的人体测量数据一、人体测量的基本知识一、人体测量的基本知识1、定义：人体测量学是一门用测量方法研究人体的体格特征的科学。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。（如图2—1）一、人体测量学的基本知识2、人体测量数据的种类：类型静态尺寸动态尺寸人体构造上的尺寸人体功能上的尺寸（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）二、人体测量的基本术语1、被测者姿势：（1）立姿：

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，自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈45角，体重均匀分布于两足。见图2—6。（2）坐姿：

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。见图2—7。2、测量基准面

人体基准面的定位是由三个互为垂直的轴（铅垂轴、纵轴和横轴）来决定的。人体测量中设定的轴线和基准面如图2—2。

矢状面；正中矢状面；冠状面；水平面；眼耳平面。3、测量方向(1)在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。(2)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。3、测量方向(3)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。（4）对于上肢，将挠骨侧称为挠侧，将尺骨侧称为尺侧。（5）对于下肢，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。4、支承面面和衣着立姿时站立立的地面或或平台以及及坐姿时的的椅平面应应是水平的的、稳固的的、不可压压缩的。5、基本测测点及测量量项目（GB3975—83）<术术语>（GB3975—85)<测量方法法>测点头部测点（16个））躯干和四肢肢部位测点点（22个））测量项目头部测量项项目（12项））躯干和四肢肢部位测量量项目（69项））6、人体测测量的主要要仪器(1)人体测高仪仪:主要用来测测量身高、、坐高、立立姿和坐姿姿的眼高以以及伸手向向上所及的的高度等立立姿和坐姿姿的人体各各部位高度度尺寸。（2）人体体测量用直直角规：主要用来测测量两点间间的直线距距离，特别别适宜测量量距离较短短的不规则则部位的宽宽度或直径径。如耳、、脸、手、、足。6、人体测测量的主要要仪器（3）用于于不能直接接以直尺测测量的两点点间距离的的测量，如如测量肩宽宽、胸厚等等部位的尺尺寸。7、人体测测量中的主主要统计函函数（术语语）总体、样本本均值、标准准差术语适应域百分位百分位数总体统计学中，，把所要研研究的全体体对象的集集合称为““总体”。。人体尺寸寸测量中，，总体是按按一定特征征被划分的的人群。因因此，设计计产品时必必须了解总总体的特性性，并且对对该总体命命名，例如如，中国成成年人、中中国飞行员员等。样本统计学中，，把从总体体取出的许许多个体的的全部称为为“样本””。各种人人体尺寸手手册中的数数据就是来来自这些样样本，因此此，设计人人员必须了了解样本的的特点及其其表达的总总体。均值描述一个分分布，必须须用两个重重要的统计计量：均值值和标准差差。前者表表示分布的的集中趋势势；后者表表示分布的的离中趋势势。均值的计算算公式为：：标准差标准差的计计算公式为为：为相加，N为测量次次数，为为各单单独测量值值，M为均均值。S为标准差差，其他符符号与（1）相同。。适应域一个设计只只能取一定定的人体尺尺寸范围，，只考虑整整个分布的的一部分““面积”，，称为“适适应域”，，适应域是是相对设计计而言的，，对应统计计学的置信信区间的概概念。适应域可分分为：对称称适应域、、偏适应域域。对称适适应域对称称于均值；；偏适应域域通常是整整个分布的的某一边。。百分位百分位由百百分比表示示，称为““第几百分分位”。例例如，50%称为第第50百分分位。百分位数百分位数是是百分位对对应的数值值。例如，，身高分布布的第5百百分位数为为1543，则表示示有5%的的人的身高高将低于这这个高度。。在人体测测量资料料中，常常常给出出的是第第5、第第50和和第95百分位位数值。。在设计计中，当当需要得得到任一一百分位位数值时时，则可可按下式式求出：：1%-50%之间的数数值：P=M-（SK）50%-99%之间的数数值：P=M+（SK）M为标准准值；S为标准准差；K为百分分比变换换系数。。选择测量量数据时时要注意意根据设设计内容容和性质质来选用用合适的的百分数数据。以以下几点原则则可以参考考：够得着的的距离，，一般选选用第5百分位位的尺寸寸容得下的的距离，，一般选选用第95百分分位的尺尺寸常用高度度，一般般选用地地95百百分位的的尺寸可调节尺尺寸，若若确定百百分位大大小有一一定困难难，条件件许可时时，可增增加一个个调节尺尺寸人体尺寸寸的区域域划分东北、华华北区西北区东南区华中区华南区西南区黑龙江、吉林、、辽宁、、内蒙古古、山东东、北京京、天津津、河北北。甘肃、青青海、陕陕西、山山西、西西藏、宁宁夏、河河南、新新疆。安徽、江江苏、上上海、浙浙江。湖南、湖湖北、江江西。广东、广广西、福福建。贵州、四四川、云云南。东北、华华北区西北区东南区华中区华南区西南区各地区身身高、体体重的M、S值值身高:M=1693（1586）；S=56.6(51.8)体重:M=64（（55））；S=8.2(7.7)身高:M=1684(1575);S=53.7(51.9)体重:M=60(52);S=7.6(7.1)身高:M=1686(1575);S=55.2(50.8)体重:M=59(51);S=7.7(7.2)身高:M=1669(1560);S=56.3(50.7)体重:M=57(50);S=6.9(6.8)身高:M=1650(1549);S=57.1(49.1)体重:M=56(49);S=6.9(6.5)身高:M=1647(1546);S=56.7(53.9)体重:M=55(50);S=6.8(6.9)百分比对对应的变变换系数数K5%————1.64510%————1.28220%————0.84225%————0.67450%————0.00075%————0.67480%————0.84290%————1.28295%————1.645例1设计适用用于90%华北北男性使使用的产产品，试试问应按按怎样的的身高范范围设计计该产品品尺寸？？解：由表查知知华北男性性身高平平均值M=1693mm，标标准差S=56.6mm.要要求产品品适用于于90%的人，，故以第第5百分分位和第第95百百分位确确定尺寸寸的界限限值，由由表查得得变换系系数K=1.645；；即第5百百分位数数为：P=1693-（56.6*1.645））=1600mm第95百百分位数数为：P=1693+（56.6*1.645））=1786mm结论：按身高1600-1786mm设计计产品尺尺寸，将将适应用用于90%的华华北男性性。讨论：平均值是是作为设设计的基基本尺寸寸，而标标准差是是作为设设计的调调整量的的。注意：例中被排排除的10%的的人，是是10%的矮小小者还是是高大者者或者大大小各排排除5%即取中中间值，，取决于于排除后后对使用用者的影影响和经经济效果果。当需要得得到某项项人体测测量尺寸寸M1所处的的百分率率P时，，可按下下列步骤骤及公式式求得：：Z=（M1-M）/S然后根据据Z值查查表得小小p的值值，再按按下列公公式求百百分率P；即P=0.5+p以下列例例题说明明：例2已知男性性A身高1720mm,试试求有百百分之多多少的西西北男性性超过其其高度？？解：由表查得得西北男男性身高高平均值值M=1684mm，，标准差差S=53.7mm那那么Z=（1720-1684））/53.7=0.670再根据Z=0.670查表得得p=0.2486(0.249)即P=0.5+0.249=0.749结论：身高在1720mm以以下的西西北男性性为74.9%，超过过男性A身高的的西北男男性则为为25.1%。。影响人体体测量数数据差异异的因素素：三、常用用人体测测量数据据（见教材材）年龄性别年代地区与种种族职业年龄龄注意：在采用人人体尺寸寸时，必必须判断断对象适适合那些些年龄组组，要注注意不同同年龄组组尺寸数数据的差差异。例如：人体尺寸寸增长过过程：男20岁岁、女18岁。。（结束））手的尺寸寸：男15岁岁、女13岁。。（达到一一定值））脚的大小小：男17岁岁、女15岁。。（基本定定型）成年年人人：身高随年年龄增长长而收缩缩；体重重、肩宽宽、腹围围、臀围围、胸围围却随年年龄增长长而增长长。男女之间间的差异异：1、对于于大多数数人体尺尺寸，男男性比女女性大些些；（但有四四个尺寸寸—胸厚厚、臀宽宽、臂部部及大腿腿周长正正相反））2、同整整个身体体相比，，女性的的手臂和和腿较短短，躯干干和头占占的比例例较大，，肩较窄窄，骨盆盆较宽；；3、皮下下脂肪厚厚度及脂脂肪层在在身体上上的分布布，男女女也有明明显差别别；4、在腿腿的长度度尺寸起起重要作作用的场场所（如如座姿操操作的岗岗位），，考虑女女性的人人体尺寸寸至关重重要。性别别年代代在使用人人体测量量数据时时，要考考虑其测测量年代代，然后后加以适适当修正正。一组数据据：欧洲居民民每隔10年身身高增加加1—1.4cm;美美国城市市男性青青年在1973—1986年年的13年间身身高增加加2.3cm;日本男男性青年年在1934——1965年的的31年年间身高高增加5.2cm、体体重增加加4kg、胸围围增加3.1cm;我我国原广广州中山山医学院院男性在在1956—1979年的23年间间身高增增加4.38cm、女女性身高高增加2.67cm。。地区与种种族注意点：：由于不同同国家、、不同地地区、不不同种族族的人体体尺寸的的差异，，即使是是同一国国家，不不同地区区的人体体尺寸也也有差异异。因此此，在设设计中考考虑产品品的多民民族的通通用性。。职业业不同职业业的人，，在身体体大小及及比例上上也存在在着差异异。例如如，一般般体力劳劳动者平平均身体体尺寸都都比脑力力劳动者者稍大些些。(一）主主要人体体尺寸的的应用原原则之一一1、极限限设计原原则：主主要内容容包括设设计的最最大尺寸寸参考人人体尺寸寸的低百百分位；；设计的的最小尺尺寸参考考人体的的高百分分位。2、可调调原则：：设计优优先采用用可调式式结构。。一般调调节范围围应从第第5百分分位到第第95百百分位。。3、平均均尺寸原原则：设设计中采采用平均均尺寸计计算。（（多数专专家不主主张按平平均尺寸寸设计））四、人体体尺寸的的应用（二）人人体作业业空间设设计之一一立姿活动动空间：：立姿时人人的活动动空间不仅取决决于身体体的尺寸，而且且也取决决于保持身体平平衡的微微小平衡动作和和肌肉松松弛、脚的站立立平面不不变时，，为保持平平衡必须须限制上身和手手臂能达达到的活动空间间。（二）人人体作业业空间设设计之二二坐姿活动动空间（二）人人体作业业空间设设计之三三单腿跪姿姿的活动空间间仰卧活动动空间（三）人人体各部部分结构构参数的的计算人体体积(V为人体体体积L，，W为人体体体重Kg)人体表面积积计算由身高计算算各部分尺尺寸（见下下图）W由身高计算各部分尺寸一、座姿舒舒适性的概概念1、概述人坐着时，，大腿和上上肢的重量量必须由座座面来支撑撑，人的骨骨盆下面有有两块小面面积的圆骨骨能支持上上身的大部部分体重。。座面上的的臀部压力力分布应是是在坐骨结结节处最大大，并由此此向外，压压力逐步减减少，直至至与座面前前缘接触的的大腿下部部，此处压压力最少。。坐骨下面的的座面应近近似水平，，以使股骨骨不承受过过分的压迫迫，斗形的的座面或座座面过于松松软会使股股骨趋于向向上转动而而受力，从从而引起不不舒适感。。（四）坐椅椅设计的人人机要求2、舒适座座椅的探讨讨舒适座椅可可分下列各各部分来探探讨：座椅的硬度度及形状；；背垫的硬度度及形状；；背垫与座垫垫的关系；；身体支撑的的舒适度和和座面的舒舒适度；座椅的通气气程度等。。要把人的坐坐姿与座椅椅的样式和和尺寸联系系起来；座椅的尺寸寸应适宜于于就坐者的的人体尺寸寸；座椅要适于于就坐者保保持不同姿姿势的需要要和调节坐坐姿的需要要；靠背的结构构和形状要要尽量减少少就坐者背背部和脊柱柱疲劳；座椅上应配配有适当质质地的坐垫垫以改善臀臀部及背部部的体压分分布。二、座椅的的设计原则则三、座椅的的尺寸设计计人的躯干重重量应有坐坐骨、臀部部及脊椎支支撑；上身应保持持稳定；座位的高度度应不使大大腿肌肉受受压；可以变换或或调节坐姿姿，座面高高度应与桌桌面相配合合，尽量减减少身体的的不舒适感感。1、座椅尺尺寸设计应应遵循以下下原则：定义：座高高是指地面面至就坐后后面上坐骨骨支承处的的高度。合合适的座高高应使臀部部受力符合合要求。2、座椅的的主要尺寸寸设计座高讨论：座位过高，，则不能使使体重正确确地压在臀臀部，而使使大腿肌肉肉受压，而而且上、下下腿和背部部肌肉都会会紧张。