第十一章 人体测量

第十一章人体测量

11.2常用的人体测量数据

应用案例

11.1人体测量概述

11.3人体测量数据的应用

(1)人体测量——指对人类身体各方面特征数据的度量，特别

是人体的尺寸、形状和耐力及这些数据在设计中的应用。

(2)研究对象——个体和群体

(3)重要性——人机工程设计的原则，即设计的机器、设备和

用具必须适应人，使人—机系统的操作方便、省力。

(4)人体测量数据

——人体构造尺寸——静态尺寸静态测量

——人体功能尺寸——动态尺寸动态测量

11.1人体测量概述11.1.1

人体测量(Authropometry)11.1.2

人体测量的条件与方法（1）测量姿势

——立姿

——坐姿（2）测量基准面

①坐标系——空间直角坐标系

②基准面

——水平面

——冠状面

——失状面

——正中失状面

——眼耳平面11.1人体测量概述（3）测量方向

——在人体上下方向上

上方——头侧端

下方——足侧端

——在人体的左右方向上

靠近正中失状面——内侧

远离正中失状面——外侧

——在四肢上

靠近四肢附着的部位——近位

远离四肢附着的部位——远位

——对于上肢

桡骨侧——桡侧尺骨侧——尺侧

——失状面胫骨侧——胫侧腓骨侧——腓侧11.1人体测量概述（4）支承面

——水平的、稳固的，不可压缩（5）衣着

——裸体或尽量少（6）测量精度

——尺寸：±1mm

——重量：±0.5kg

11.1人体测量概述11.1.3

常用测量仪器与方法（1）人体测高仪——测高度尺（2）直脚规——测量点距离（3）弯脚规

静态人体测量——是指被测者静止地站着或坐着进行的一种测量方法。用以设计工作区间的大小。

——GB中，成人静态测量项目：立姿12项，坐姿17项

11.2常用的人体测量数据（1）我国成年人的结构尺寸

——GB1000-88（表11.1-5）

——性别与年龄段：三个年龄段

——共七大类47项

——分不同地区11.2.1

我国成年人人体的结构（静态）尺寸11.2常用的人体测量数据人体主要尺寸11.2常用的人体测量数据11.2常用的人体测量数据11.2常用的人体测量数据11.2.2

我国成年人的人体功能（动态）尺寸总的来说，就是对手、上肢、下肢、脚所及的范围以及各关节能达到的距离和能转动的角度进行测量。详见表11-6.人体动态测量——建立在静态测量的基础之上，用来度量人体运动时的一些参数。

1）活动空间

——人在完成任务时需要某些身体部

位运动这就要求有足够的空间。

2）伸展域

——人在站立并保持脚的站立面不变时，手臂的活动空间用舒适伸展域来表示。11.2常用的人体测量数据11.2常用的人体测量数据我国成人男女上肢功能尺寸1）动态测量就是测定人体动态变化时空间位置与人体尺寸的数值。2）活动空间的分配没有固定的规则或模式，依赖于许多因素：使用的人群、任务、衣物、设备等（1）活动空间11.2常用的人体测量数据1）在工作中人常取站、坐、跪等作业姿势。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。

2）伸展域可从立视图和平面图两个方面来看，主要有：通过肩部关节的正中矢状面的垂直部分；通过关节的横断面的水平部分；通过肩关节的沿着冠状缝平面的垂直部分。（2）伸展域11.2常用的人体测量数据（1）由身高计算各部分尺寸（2）由体重计算体积和表面积

——人体体积（V）：V=1.015×W－4.937——人体表面积（A）：A=0.0235×H0.42246W0.51456

（3）人体生物力学参数的计算

——重心位置

——旋转半径

——转动惯量11.2.3

由经验公式计算人体参数11.2常用的人体测量数据11.3

人体测量数据的应用（1）静态和动态测量作为设计的前提或依据，在设计时首先要确定使用主体，得到主体的人体测量统计数据，才能达到使用者的满意。（2）在使用人体测量数据进行设计时，这些数据应该能代表使用者总体。（3）在应用人体测量数据进行设计时有一些标准，这些标准根据设计任务的不同而不同。如工作地的设计考虑因素：

——空间性（Clearance）

——可达性（Reach）

——身体姿势（Posture）11.3.1人体测量数据统计处理的主要指标（1）平均值——(表示样本的测量数据集中趋向某个值)（2）标准差——SD(表明测量值对平均值的波动情况)

11.3

人体测量数据的应用（3）百分位数——Xa

1）百分位数的含义

在工效学设计中，为了保证产品的设计尺寸符合95%的大多数人使用，常用的百分位数：

——5%，10%

——50%——95%，90%

11.3

人体测量数据的应用第5%百分位数——有5%的人群小于5%百分比值尺寸，代表小身材。第50%百分位数——有50%的人群小于50%百分比值尺寸，代表中等身材。第95百分位数——有95%的人群小于小于95%百分比值尺寸，代表大身材.11.3

人体测量数据的应用（3）百分位数

2）百分位数的计算

在工效学设计中，主要根据均值和标准差来计算百分位值或计算某一人体尺寸所属的百分位数。已知某项人体测量数据的均值，标准差为SD，当需要得到任一百分位Pα的数值Xα时，则按如下公式进行计算：

其中，K——变换系数（4）例题我国东南地区女性体重平均值为60kg，标准差SD为7.6，试求体重为10%、50%、90％百分位数的数值。（当百分比为10%时，变位系数K=1.282）解：

已知西北地区男性体重平均值=60kg，标准差=7.6，第10百分位和第90百分位的变位系数K=1.282。

=－

K=（60-7.6×1.282）=50.26kg==60kg=＋K=（60+7.6×1.282）=69.74kg11.3

人体测量数据的应用11.3.2

人体测量数据的应用（1）合理选用百分位设计原则——达到适合体型矮小或高大的操作者的尺寸

选用原则——在不涉及使用者健康和安全时，选用适当偏离极限百分位的第五百分位和第九十五百分位作为界限值较为适宜，以供大多数人使用，简化加工制造、降低成本。

①由人体身高决定的物体（选95%）

——如：门、床、通道、船舱口、担架等；

②由人体某些部分的尺寸决定的物体（5%）

——如：座椅平面高度（腿长）、楼梯高度

11.3

人体测量数据的应用

③可调尺寸：在5%-95%之间

——如：可调座椅；

④常用高度（50%）

——如：门铃、拉手、电灯开关、一般工作台；

⑤特殊情况：当身体尺寸在界限之外的使用会危害其健康是或增加事故危险时应选：1%-99%——如：紧急出口（99%）紧急制动杆的距离（1%）

11.3

人体测量数据的应用11.3

人体测量数据的应用（2）注意事项

①必须分析使用者（操作者）的状况与特征

——如：性别、年龄、职业、群体等；

②尽管为正态分布，一般不能以平均值作为设计的唯一依据

——大于50%：适合人群

——小于50%：不适合人群

③考虑衣着、心理情况

——最佳的人体功能尺寸：

Xmin=Xa＋△f＋△p

④人在操作过程中姿势和体位变化，还需动态测量⑤人体尺寸随着年代变化而变化——修正11.3

人体测量数据的应用（3）人体尺寸在设计中的应用

①身高的应用（立姿和坐姿）

——机器设备和用具是由人来操作和使用的，必须要适应人，这是人机工程设计的原则；

——人体尺寸主要决定人—机系统的操作是否方便、