第2章 人体测量及数据应用

第2章人体测量与数据应用主要内容2.2、人体测量的主要统计函数2.4、人体尺寸的应用2.3、常用的人体测量数据2.1、人体测量的基本知识2.1人体测量的基本知识2.1.1概述人体测量学：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，使设计更适于人，见图2-1。

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）人体测量数据类型2.1.2人体测量的主要方法1.普通测量法2.摄影法，见图2-23.三维数字化人体测量法，见图2-32.1.3人体测量的基本术语1.被测者姿势,包括立姿和坐姿见图2-3，2-42.测量基准面，见图2-5

矢状面；正中矢状面；冠状面；

水平面；眼耳平面。3.测量方向4.支承面和衣着：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。5.基本测点与测量项目参见国标GB3975－83中的规定2.1.4人体测量的常用仪器1.在普通测量法中常用的人体测量仪器有：2.人体测高仪，见图2-6；3.人体测量用直脚规，见图2-7；4.人体测量用弯脚规，见图2-8；此外，还有人体测量用三脚平行规，坐高椅，量足仪，软卷尺以及医用磅秤等。2.2人体测量中的主要统计参数在人体测量中所得到的测量值都是离散的随机变量，因而可根据概率论与数理统计理论对测量数据进行统计分析，从而获得所需群体尺寸的统计规律和特征参数。包括：总体，样本，均值，方差（标准差），百分位，百分位数1.总体：统计学中，把所要研究的全体对象的集合称为“总体”。人体尺寸测量中，总体是按一定特征被划分的人群。因此，设计产品时必须了解总体的特性，并且对该总体命名，例如，中国成年人、中国飞行员等。2.样本：统计学中，把从总体取出的许多个体的全部称为“样本”。各种人体尺寸手册中的数据就是来自这些样本，因此，设计人员必须了解样本的特点及其表达的总体。3.平均值4.方差5.标准差例：某班计算机辅助三维设计成绩比较,问哪班成绩比较好?91：1-15号86,85,80,80,83,86,92,80,93,86,83,90,84,80,8192：1-15号96,94,90,84,74,77,74,78,88,88,95,82,85,90,84求平均值求方差（标准差）求平均值91：=84.692：=85.3求方差（标准差）91：18.8392：46.406.百分位数PK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。百分位数是百分位对应的数值。百分位数将群体或样本的全部测量值分成两部分,有K%的测量值等于和小于它,有(100-K)%的测量值大于它。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。（1）在人体测量资料中，常常给出的是第5、第50和第95百分位数值。在设计中，当需要得到任一百分位数值时，则可按下式求出：1%～50%之间的数值:50%～99%之间的数值:求某百分位数人体尺寸例:已知A地区成年人身高均值=170cm，SD=10,求A地区第30百分位成年人身高是多少？

P30=(SD×K)P30=164.76,即有30%的人身高小于等于164.76cm。（2）当需得到某项人体测量尺寸Xi所处的百分位P时，可按下列步骤及公式求得:再由下式求得百分位P：P=0.5+p

式中：p——概率数值，根据上面公式求得的Z值，查正态分布表获取。求数据所属百分率P例：若人身高均值=170，SD=10，求A地区有多少人的身高小于等于164.76cm？Z=(Xi–)/SD

查正态分布表，p=–0.1985

即有30%左右的人身高小于等于164.76例2已知男性A身高1720mm,试求有多少西北男性低于其高度？解：由表查得西北男性身高平均值X=1684mm，标准差SD

=53.7那么Z=（1720-1684）/53.7=0.670再根据Z=0.670查表得p=0.2486(0.249)即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%。2.3常用的人体测量数据2.3.1我国成年人人体结构尺寸参阅GB10000－88我国成年人人体尺寸国家标准，主要包括：1.人体主要尺寸2.立姿人体尺寸，见图2-9,表2-13.坐姿人体尺寸，见图2-10,表2-24.人体水平尺寸，见图2-11,表2-35.各大区域人体尺寸的均值和标准差6.我国香港地区成年人人体尺寸各类人体测量尺寸的数值参阅丁-人机-表2-2至2-7。2.3.2我国成年人人体功能尺寸1.人在工作位置上的活动空间尺度，人体立姿、坐姿、跪姿、卧姿的活动空间见图2-12，图2-13，图2-14，图2-152.常用的功能尺寸，GB/T13547-92国家标准提供的立、坐、跪、卧、爬等常取姿势的主要功能尺寸，参阅表2-42.4人体测量数据的应用2.4.1主要人体尺寸的应用原则设计中常用测量尺寸见图2-16，有关数据的定义、应用条件。选择依据等参阅丁-人机-表2-9。由人体身高决定的尺寸——门、通道、舱口、床、担架等——以第95百分位为依据；由人体某部分尺寸决定的物体，如小腿加足高决定的坐平面高度——以第5百分位为依据；对与健康安全关系密切或减轻作业疲劳的设计，如汽车座椅应在高度、靠背倾角、前后距离等——以第5百分位到第95百分位；门铃、插座、开关、收银台等的高度——第50百分位为依据。人体尺寸测量数据的应用原则举例常见设计和人体数据百分位选择归纳如下：

（1）间距类:一般取较高百分位，常取第95百分位。

（2）净空高度类:一般取高百分位，常取第99百分位。

（3）可及距离类:一般应使用低百分位数据。（4）座面高度类:一般取低百分位数据，常取第5百分位。

（5）隔断类设计，高百分位数或低百分位数

2.4.2人体尺寸的应用方法（1）确定所设计产品的类型、等级Ⅰ、ⅡA、ⅡB、Ⅲ型（2）选择人体尺寸的百分位数（3）确定功能修正量着装修正量、姿势变化修正量、操作修正量（4）确定心理修正量（5）产品功能尺寸的确定最小功能尺寸＝人体尺寸的百分位数＋功能修正量最佳功能尺寸＝人体尺寸的百分位数＋功能修正量＋心理修正量产品类型产品类型定义说明I型产品尺寸设计需要两个百分位数作为尺寸上限值和下限值的依据双限值设计Ⅱ型产品尺寸设计只需要一个百分位数作为尺寸上限值或下限值的依据单限值设计ⅡA型产品尺寸设计只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值的依据大尺寸设计ⅡB型产品尺寸设计只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的依据小尺寸设计Ⅲ型产品尺寸设计只需要第50百分位数作为产品尺寸设计的依据平均尺寸设计产品尺寸设计分类返回人体尺寸百分位数的选择产品类型、等级、满意度与百分位数的关系返回3.确定功能修正量，参阅表⑴着装和穿鞋修正量立姿身高、眼高减10mm⑵姿势修正量：坐姿坐高、眼高减44mm

⑶操作功能修正量以上肢前展长为依据，对操作不同功能的控制器做不同的修正。返回2/3/202327例3设计计算公共汽车顶棚扶手横杆的高度，并对比“抓得住”与“不碰头”两个要求是否相容。如互不相容，如何解决?解：（1）按乘客“抓得住”的要求设计计算。属于ⅡB型男女通用的产品尺寸设计（小尺寸设计）问题，根据上述人体尺寸百分位数选择原则，应该有

式中——G1由“抓得住”要求确定的横杆中心的高度；

——J10女子“上举功能高”的10百分位数（男、女共用，应取女子的小百分位数人体尺寸，不涉及什么安全问题，取P10即可），查表得；J10=1766mm（18—55岁）；

——∆f1女子的穿鞋修正量，设取=20mm。代入数值得到：G1≤l766mm+20mm=1786mm

2/3/2023282）按乘客“不碰头”的要求设计计算。属于ⅡA型男女通用的产品尺寸设计（大尺寸设计）问题，根据上述人体尺寸百分位数选择原则，应该有式中——G2由“不碰头”要求确定的横杆中心的高度；

——H99男子身高的99百分位数（男、女共用，应取男子的大百分位数人体尺寸，涉及人身安全问题，故取），查表得：H99=1814mm（18－60岁）；

——∆f2男子的穿鞋修正量，设取=25mm；

——r横杆的半径，设取=15mm。代入数值得到G2≥1814mm+25mm+15mm=1854mm

2/3/2023293）两个要求是否相容，及如何解决?两者互不相容，即不可能同时满足两方面的要求。通过设计来想办法协调和解决问题。但本问题是很容易找到解决办法的：横杆还可以比1854mm再略高一些，确保更多高个子的安全；在横杆上每隔0．5m左右挂一条带子，带子下连着手环，手环可以比1786mm再略低一些，让更多小个子也抓得住。2.4.3人体身高在设计中的应用以身高为基准的设备和用具尺寸推算方法见

图2-17，图中有关尺寸定义参阅表2-13。附:主要人体尺寸的应用学习本章后应该思考的问题？1、什么是人体测量学？2、你熟悉总体、样本、均值、标准差、适应域、百分位、百分位数的含义吗？3、人体尺寸的应用的方法4、观察生活中的某一产品或工作场所存在的人机学问题，进行分析，提出解决方案，整理出报告册。附录本章所附插图图2-1返回图2-2返回图2-3返回图2-5返回图2-6返回人体测高仪: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。图2-7返回人体测量用直角规：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。图2-8返回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。图2-3返回立姿：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，自然伸直膝部，左、右足后跟并拢，前端分开，两足大致呈45角，体重均匀分布于两足。图2-9返回表2-1立姿人体尺寸(单位：mm)返回图2-4返回坐姿：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。图2-10返回45表2-2坐姿人体尺寸

(单位：mm)返回图2-11返回47表2-3人体水平尺寸（单位：mm）返回图2-12返回立姿活动空间：立姿时人的活动空间不仅取决于身体的尺寸，而且也取决于保持身体平衡的微小平衡动作和肌肉松弛、脚的站立平面不变时，为保持平衡必须限制上身和手臂能达到的活动空间。图2-13返回图2-14返回图2-15返回52表2-4返回图2-16返回图2-17返回返回百分比对应的变换系数K5%———1.64510%———1.28220%———0.84225%———0.67450%———0.