人体工程学2人体测量应用

第二章人体丈量及其运用主要内容二、人体丈量的根本术语四、人体尺寸的运用三、常用的人体丈量数据一、人体丈量的根本知识一、人体丈量的根本知识1、定义：人体丈量学是一门用丈量方法研讨人体的体格特征的科学。它是经过丈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，用以研讨人的形状特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体丈量数据。〔如图2—1〕一、人体丈量学的根本知识2、人体丈量数据的种类：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〔包括人在任务姿态下或在某种操作活动形状下丈量的尺寸〕二、人体丈量的根本术语1、被测者姿态：〔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：挺胸坐在被调理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、丈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〕来决议的。人体丈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；程度面；眼耳平面。3、丈量方向(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，将接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、丈量方向(3)在四肢上，将接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、支承面和穿着立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面应是程度的、稳定的、不可紧缩的。5、根本测点及丈量工程〔GB3975—83〕<术语>〔GB3975—85)<丈量方法>测点头部测点〔16个〕躯干和四肢部位测点〔22个〕丈量工程头部丈量工程〔12项〕躯干和四肢部位丈量工程〔69项〕6、人体丈量的主要仪器(1)人体测高仪:主要用来丈量身高、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。〔2〕人体丈量用直角规：主要用来丈量两点间的直线间隔，特别适宜丈量间隔较短的不规那么部位的宽度或直径。如耳、脸、手、足。6、人体丈量的主要仪器〔3〕用于不能直接以直尺丈量的两点间间隔的丈量，如丈量肩宽、胸厚等部位的尺寸。7、人体丈量中的主要统计函数〔术语〕总体、样本均值、规范差术语顺应域百分位百分位数总体统计学中，把所要研讨的全体对象的集合称为“总体〞。人体尺寸丈量中，总体是按一定特征被划分的人群。因此，设计产品时必需了解总体的特性，并且对该总体命名，例如，中国成年人、中国飞行员等。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，设计人员必需了解样本的特点及其表达的总体。均值描画一个分布，必需用两个重要的统计量：均值和规范差。前者表示分布的集中趋势；后者表示分布的离中趋势。均值的计算公式为：

规范差规范差的计算公式为：为相加，N为丈量次数，为各单独丈量值，M为均值。S为规范差，其他符号与〔1〕一样。顺应域一个设计只能取一定的人体尺寸范围，只思索整个分布的一部分“面积〞，称为“顺应域〞，顺应域是相对设计而言的，对应统计学的置信区间的概念。顺应域可分为：对称顺应域、偏顺应域。对称顺应域对称于均值；偏顺应域通常是整个分布的某一边。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，那么表示有5%的人的身高将低于这个高度。在人体丈量资料中，经常给出的是第5、第50和第95百分位数值。在设计中，当需求得到任一百分位数值时，那么可按下式求出：1%-50%之间的数值：P=M-〔SK〕50%-99%之间的数值：P=M+〔SK〕M为规范值；S为规范差；K为百分比变换系数。选择丈量数据时要留意根据设计内容和性质来选用适宜的百分数据。以下几点原那么可以参考：够得着的间隔，普通选用第5百分位的尺寸容得下的间隔，普通选用第95百分位的尺寸常用高度，普通选用地95百分位的尺寸可调理尺寸，假设确定百分位大小有一定困难，条件答应时，可添加一个调理尺寸人体尺寸的区域划分东北、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、山东、北京、天津、河北。甘肃、青海、陕西、山西、西藏、宁夏、河南、新疆。安徽、江苏、上海、浙江。湖南、湖北、江西。广东、广西、福建。贵州、四川、云南。东北、华北区西北区东南区华中区华南区西南区各地域身高、体重的M、S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)百分比对应的变换系数K5%———1.64510%———1.28220%———0.84225%———0.67450%———0.00075%———0.67480%———0.84290%———1.28295%———1.645例1设计适用于90%华北男性运用的产品，试问应按怎样的身高范围设计该产品尺寸？解：由表查知华北男性身高平均值M=1693mm，规范差S=56.6mm.要求产品适用于90%的人，故以第5百分位和第95百分位确定尺寸的界限值，由表查得变换系数K=1.645；即第5百分位数为：P=1693-〔56.6*1.645〕=1600mm第95百分位数为：P=1693+〔56.6*1.645〕=1786mm结论：按身高1600-1786mm设计产品尺寸，将顺运用于90%的华北男性。讨论：平均值是作为设计的根本尺寸，而规范差是作为设计的调整量的。留意：例中被排除的10%的人，是10%的矮小者还是高大者或者大小各排除5%即取中间值，取决于排除后对运用者的影响和经济效果。当需求得到某项人体丈量尺寸M1所处的百分率P时，可按以下步骤及公式求得：Z=〔M1-M〕/S然后根据Z值查表得小p的值，再按以下公式求百分率P；即P=0.5+p以以下例题阐明：例2知男性A身高1720mm,试求有百分之多少的西北男性超越其高度？解：由表查得西北男性身高平均值M=1684mm，规范差S=53.7mm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%，超越男性A身高的西北男性那么为25.1%。影响人体丈量数据差别的要素：三、常用人体丈量数据〔见教材〕年龄性别年代地域与种族职业年龄留意：在采用人体尺寸时，必需判别对象适宜那些年龄组，要留意不同年龄组尺寸数据的差别。例如：人体尺寸增长过程：男20岁、女18岁。〔终了〕手的尺寸：男15岁、女13岁。〔到达一定值〕脚的大小：男17岁、女15岁。〔根本定型〕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。男女之间的差别：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〕，思索女性的人体尺寸至关重要。性别年代在运用人体丈量数据时，要思索其丈量年代，然后加以适当修正。一组数据：欧洲居民每隔10年身高添加1—1.4cm;美国城市男性青年在1973—1986年的13年间身高添加2.3cm;日本男性青年在1934—1965年的31年间身高添加5.2cm、体重添加4kg、胸围添加3.1cm;我国原广州中山医学院男性在1956—1979年的23年间身高添加4.38cm、女性身高添加2.67cm。地域与种族留意点：由于不同国家、不同地域、不同种族的人体尺寸的差别，即使是同一国家，不同地域的人体尺寸也有差别。因此，在设计中思索产品的多民族的通用性。职业不同职业的人，在身体大小及比例上也存在着差别。例如，普通膂力劳动者平均身体尺寸都比脑力劳动者稍大些。(一〕主要人体尺寸的运用原那么之一1、极限设计原那么：主要内容包括设计的最大尺寸参考人体尺寸的低百分位；设计的最小尺寸参考人体的高百分位。2、可调原那么：设计优先采用可调式构造。普通调理范围应从第5百分位到第95百分位。3、平均尺寸原那么：设计中采用平均尺寸计算。〔多数专家不主张按平均尺寸设计〕四、人体尺寸的运用

〔二〕人体作业空间设计之一立姿活动空间：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，为坚持平衡必需限制上身和手臂能到达的活动空间。〔二〕人体作业空间设计之二坐姿活动空间〔二〕人体作业空间设计之三单腿跪姿的活动空间仰卧活动空间〔三〕人体各部分构造参数的计算人体体积计算V=1.01W-4.937(V为人体体积L，W为人体体重Kg)人体外表积计算

由身高计算各部分尺寸〔见以下图〕W由身高计算各部分尺寸一、座姿温馨性的概念1、概述人坐着时，大腿和上肢的分量必需由座面来支撑，人的骨盆下面有两块小面积的圆骨能支持上身的大部分体重。座面上的臀部压力分布应是在坐骨结节处最大，并由此向外，压力逐渐减少，直至与座面前缘接触的大腿下部，此处压力最少。坐骨下面的座面应近似程度，以使股骨不接受过分的压迫，斗形的座面或座面过于松软会使股骨趋于向上转动而受力，从而引起不温馨感。〔四〕坐椅设计的人机要求2、温馨座椅的讨论温馨座椅可分以下各部分来讨论：

座椅的硬度及外形；背垫的硬度及外形；背垫与座垫的关系；身体支撑的温馨度和座面的温馨度；座椅的通气程度等。要把人的坐姿与座椅的款式和尺寸联络起来；座椅的尺寸应适宜于就坐者的人体尺寸；座椅要适于就坐者坚持不同姿态的需求和调理坐姿的需求；靠背的构造和外形要尽量减少就坐者背部和脊柱疲劳；座椅上应配有适当质地的坐垫以改善臀部及背部的体压分布。二、座椅的设计原那么三、座椅的尺寸设计人的躯干分量应有坐骨、臀部及脊椎支撑；上身应坚持稳定；座位的高度应不使大腿肌肉受压；可以变换或调理坐姿，座面高度应与桌面相配合，尽量减少身体的不温馨感。1、座椅尺寸设计应遵照以下原那么：定义：座高是指地面至就坐后面上坐骨支承处的高度。适宜的座高应使臀部受力符合要求。2、座椅的主要尺寸设计座高讨论：座位过高，那么不能使体重正确地压在臀部，而使大腿肌肉受压，而且上、下腿和背部肌肉都会紧张。座高过低，那么会使背部肌肉紧张，久而久之会产生背痛。因此，座高普通不宜超越小腿高〔约为身高的1/4〕，按中国人的规范，可取为380—450mm。讨论：座深应使臀部得到全部的支撑，同时，要求座面的前沿不过分伸出，以防止挤压小腿，而且座面前沿应分开小腿一定的间隔，以保证小腿的灵敏性。普通情况下，座深应取450mm。2、座椅的主要尺寸设计座深定义：座深是指座面的前后间隔。2、座椅的主要尺寸设计座宽座宽应满足臀部就坐所需求的尺度，使人能自若地调整坐姿，普通取400—500mm，，肩并肩坐的