人因工程學(xué)DEPARTMENTOFINDUSTRYDESIGNSCHOOLOFART&DESIGNDALIANINSTITUTEOFLIGHTINDUSTRY第二章人體測(cè)量及其應(yīng)用

AnthropometryandApplication

主要內(nèi)容二、人體測(cè)量常用術(shù)語(yǔ)四、人體尺寸的應(yīng)用五、人體模型三、常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù)一、人體測(cè)量基本知識(shí)一、人體測(cè)量的基本知識(shí)FoudamentalsofAnthropometry

1、定義：人體測(cè)量學(xué)是一門用測(cè)量方法研究人體的體格特征的科學(xué)。它是通過(guò)測(cè)量人體各部位尺寸來(lái)確定個(gè)體之間和群體之間在人體尺寸上的差別，用以研究人的形態(tài)特征，從而為各種工業(yè)設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)提供人體測(cè)量數(shù)據(jù)。1.普通測(cè)量法人體測(cè)量的主要儀器：人體測(cè)高儀、人體測(cè)量用直角規(guī)、人體測(cè)量用彎角規(guī)、坐高儀、量足儀、角度計(jì)、醫(yī)用磅秤等

FoudamentalsofAnthropometry

2、測(cè)量方法人體測(cè)高儀人體測(cè)量用直角規(guī)人體測(cè)量用彎角規(guī)33D全身人體掃描系統(tǒng)2、測(cè)量基準(zhǔn)面人體基準(zhǔn)面的定位是由三個(gè)互為垂直的軸（鉛垂軸、縱軸和橫軸）來(lái)決定的。人體測(cè)量中設(shè)定的軸線和基準(zhǔn)面

矢狀面；正中矢狀面；冠狀面；水平面；眼耳平面。FoudamentalsofAnthropometry

3、人體測(cè)量的基本知識(shí)人體測(cè)量中的術(shù)語(yǔ)：二、人體測(cè)量的常用術(shù)語(yǔ)總體：統(tǒng)計(jì)學(xué)中，把所要研究的全體對(duì)象的集合稱為“總體”。人體尺寸測(cè)量中，總體是按一定特征被劃分的人群。因此，設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)必須了解總體的特性，并且對(duì)該總體命名，例如，中國(guó)成年人、中國(guó)飛行員等。樣本：統(tǒng)計(jì)學(xué)中，把從總體取出的許多個(gè)體的全部稱為“樣本”。各種人體尺寸手冊(cè)中的數(shù)據(jù)就是來(lái)自這些樣本，因此，設(shè)計(jì)人員必須了解樣本的特點(diǎn)及其表達(dá)的總體。

人體測(cè)量中的術(shù)語(yǔ)：二、人體測(cè)量的常用術(shù)語(yǔ)正態(tài)分布：“統(tǒng)計(jì)規(guī)律”例如：我們以人體尺寸測(cè)量值為橫坐標(biāo)，以出現(xiàn)頻率為縱坐標(biāo)，描點(diǎn)連線，可得到呈左右對(duì)稱的象“鐘”形的分布曲線，即使“正態(tài)分布”。人體測(cè)量中的術(shù)語(yǔ)：描述一個(gè)分布，必須用兩個(gè)統(tǒng)計(jì)量：均值和標(biāo)準(zhǔn)差。前者表示分布的集中趨勢(shì)；后者表示分布的離中趨勢(shì)。均值：標(biāo)準(zhǔn)差：

為相加，N為測(cè)量次數(shù)，為各單獨(dú)測(cè)量值，M為均值。二、人體測(cè)量的常用術(shù)語(yǔ)二、人體測(cè)量的常用術(shù)語(yǔ)百分位由百分比表示，表示設(shè)計(jì)的適應(yīng)域，稱為“第幾百分位”。例如，50%稱為第50百分位，用PK表示。百分位數(shù)是百分位對(duì)應(yīng)的測(cè)量數(shù)值。例如，身高分布的第5百分位數(shù)為1600，則表示有5%的人的身高將低于這個(gè)高度。百分位數(shù)百分位數(shù)將群體或樣本的全部測(cè)量值分成兩部分,有K%的測(cè)量值等于和小于它,有(100-K)%的測(cè)量值大于它例：男性身高95百分位對(duì)應(yīng)為1775mm

表示95%男性身高等于和小于1775mm注：①人體測(cè)量的每一個(gè)百分位數(shù)值，只表示某項(xiàng)人體尺寸，如身高50百分位只表示身高，并不表示其它部位。

②絕對(duì)沒(méi)有一個(gè)各項(xiàng)人體尺寸同時(shí)處于同一百分位的人。二、人體測(cè)量的常用術(shù)語(yǔ)適應(yīng)域：一個(gè)設(shè)計(jì)只能取一定的人體尺寸范圍，只考慮整個(gè)分布的一部分“面積”，稱為“適應(yīng)域”，適應(yīng)域是相對(duì)設(shè)計(jì)而言的，對(duì)應(yīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)的置信區(qū)間的概念。適應(yīng)域可分為：對(duì)稱適應(yīng)域、偏適應(yīng)域。對(duì)稱適應(yīng)域?qū)ΨQ于均值；偏適應(yīng)域通常是整個(gè)分布的某一邊。人體測(cè)量數(shù)據(jù)的種類：人在工作姿勢(shì)下或在某種操作活動(dòng)狀態(tài)下測(cè)量的尺寸三、人體測(cè)量的數(shù)據(jù)1）、人體結(jié)構(gòu)尺寸（靜態(tài)尺寸）2）、功能尺寸（動(dòng)態(tài)尺寸）項(xiàng)目東北、華北區(qū)西北區(qū)東南區(qū)華中區(qū)華南區(qū)西南區(qū)均值標(biāo)準(zhǔn)差SD均值標(biāo)準(zhǔn)差SD均值標(biāo)準(zhǔn)差SD均值標(biāo)準(zhǔn)差SD均值標(biāo)準(zhǔn)差SD均值標(biāo)準(zhǔn)差SD體重kg男648．2607．6597．7576．9566.9556.8女557．7527．1517．2506．8496.5506.9身高男169356．6168453．7168655．2166956．3165057.1164756.7女158651．8157551．9157550．8156050．7154949.7154653.9胸圍男88855．588051．586552．085349．285148.985548.3女84866．483755．983159．882055．881957.680958.8身高、胸圍、體重的均值及標(biāo)準(zhǔn)差SD

人體各部分尺寸與身高的相關(guān)計(jì)算我國(guó)成年人人體各部分尺寸與身高的比例關(guān)系

根據(jù)GB10000—88《中國(guó)成年人人體尺寸》給定的人體尺寸數(shù)據(jù)的均值，推算出我國(guó)成年人（男18～60歲，女18～55歲）人體各部分尺寸與身高H的比例關(guān)系如所示。其他國(guó)家成年人人體各部分尺寸與身高的比例關(guān)系

美國(guó)、加拿大和歐洲男性坐姿各部分尺寸計(jì)算公式（cm）

項(xiàng)目公式

項(xiàng)目公式坐高S1=0。523H坐姿兩肘間寬S8=0。256H坐姿膝高S2=0。311H坐姿臀寬S9=0。203H小腿加足高S3=0。249H肩寬S10=0。229H坐姿肘高S4=0。135H上肢最大前伸長(zhǎng)S11=0。462H坐姿大腿厚S5=0。086H坐姿眼高S12=0。454H臀膝距S6=0。342H兩臂展開(kāi)寬S13=0。032H坐深S7=0。280H座面至中指指尖舉高S14=0。795H一般人體的體重與身高之間存在下述關(guān)系：正常體重WE=H—110（kg）理想體重WL=H—110（kg）式中：H——身高（cm）。如果人體的體重經(jīng)常低于或高于正常體重的10%以上，則屬于不正常狀態(tài)。體重與身高的相關(guān)計(jì)算由男性測(cè)量值求女性人體尺寸的換算系數(shù)部位系數(shù)（%）部位系數(shù)（%）部位系數(shù)（%）身長(zhǎng)95形態(tài)面高92前臂圍92上肢長(zhǎng)93頭周98大腿圍102下肢長(zhǎng)94頸圍90腿肚圍98兩臂展開(kāi)寬93胸圍90手寬94足長(zhǎng)94腰圍89足寬93軀干長(zhǎng)96臀圍102頭長(zhǎng)92上臂圍96男性與女性人體尺寸的換算2、人體尺寸分布狀況描述方法一：每項(xiàng)人體尺寸都給出7個(gè)百分位數(shù)的數(shù)據(jù)方法二：給出人體尺寸均值與標(biāo)準(zhǔn)差在人體測(cè)量資料中，常常給出的是第5、第50和第95百分位數(shù)值。在設(shè)計(jì)中，當(dāng)需要得到任一百分位數(shù)值時(shí)，則可按下式進(jìn)行計(jì)算：1%～50%之間的數(shù)值Pv=-(SK)50%～99%之間的數(shù)值Pv=+(SK)式中——平均值；S——標(biāo)準(zhǔn)差；；K——百分比變換系數(shù)，由表查得。求某百分位數(shù)人體尺寸例：若人身高均值X=170，S=10，求百分位P30的百分位數(shù)第一步：查表30%對(duì)應(yīng)K值為0.524P30=X－(S×K)=170-（10×0.524）=164.76即有30%的人身高小于等于164.76cm。百分比（%）K百分比（%）K0.52.576700.5241.02.326750.6742.51.960800.84251.645851.036101.282901.282151.036951.645200.84297.51.960250.67499.02.326300.52499.52.576500.000方法二：給出人體尺寸均值與標(biāo)準(zhǔn)差求數(shù)據(jù)所屬百分率P同上例:若人身高均值X=170，S=10，求有多少百分?jǐn)?shù)的人身高小于等于164.76cmZ=(Xi–X)/S=(164.76-170)/10=-0.524查正態(tài)分布表，pv=–0.1985P=0.5+pv

即有30%左右的人身高小于等于164.76正態(tài)分布表是在動(dòng)態(tài)的人體狀態(tài)下測(cè)得由關(guān)節(jié)的活動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的角度與肢體的長(zhǎng)度協(xié)調(diào)產(chǎn)生的范圍尺寸。人體功能尺寸

代號(hào)定義設(shè)備高與身高之比123456789101112121314151617171819202122232425舉手達(dá)到的高度可隨意取放東西的擱板高度（上限值）傾斜地面的頂棚高度（最小值，地面傾斜度為5~15°）樓梯的頂棚高度（最小值，地面傾斜度為25~35°）遮擋住直立姿勢(shì)視線的隔板高度（下限值）直立姿勢(shì)眼高抽屜高度（上限值）使用方便的擱板高度（上限值）斜坡大的樓梯的天棚高度（最小值，傾斜度為50°左右）能發(fā)揮最大拉力的高度人體重心高度采取直立姿勢(shì)時(shí)工作面的高度坐高（坐姿）灶臺(tái)高度洗臉盆高度辦公桌高度（不包括鞋）垂直踏棍爬梯的空間尺寸（最小值，傾斜80~90°）手提物的長(zhǎng)度（最大值）使用方便的擱板高度（下限值）桌下空間（高度的最小值）工作椅的高度輕度工作的工作椅高度輕度工作的工作椅高度*小憩用椅子高度*桌椅高差休息用的椅子高度*椅子扶手高度工作用椅子的椅面至靠背點(diǎn)的距離4/37/68/71/133/3411/1210/116/73/43/55/96/116/1110/194/97/172/53/83/81/33/133/141/63/171/62/133/20設(shè)備及用具的高度與身高的關(guān)系四、產(chǎn)品設(shè)計(jì)中人體尺寸數(shù)據(jù)應(yīng)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用人體百分位的通則》一、尺寸修正量尺寸修正量＝功能修正量（穿衣、姿勢(shì)、操作）＋心理修正量（一）功能修正量：１）穿著２）姿勢(shì)修正量：立姿身高、肩高等，－１０mm坐姿身高、肩高等，－４４mm（二）心理修正量：為消除空間壓抑感、恐懼感、為了美觀等心理因素加的修正量。

常用方法：設(shè)置場(chǎng)景，記錄被試者的主觀評(píng)價(jià)，綜合統(tǒng)計(jì)分析后得出數(shù)據(jù)四、產(chǎn)品設(shè)計(jì)中人體尺寸數(shù)據(jù)應(yīng)用項(xiàng)目尺寸修正量修正原因站姿高25-76鞋高坐姿高６褲厚站姿眼高25-76鞋高坐姿眼高６褲厚肩寬13衣服胸寬8衣服胸厚18衣服腹厚23衣服立姿臀寬13衣服座姿臀寬13衣服肩高10衣服項(xiàng)目尺寸修正量修正原因兩肘間寬20衣服肩—肘8衣服壓緊臂—手5衣厚叉腰8衣服壓緊大腿厚13衣服膝寬8衣服壓緊膝高25-76鞋臀—膝5褲厚足寬13-20鞋厚足長(zhǎng)30-38鞋足后跟25-76鞋高四、產(chǎn)品設(shè)計(jì)中人體尺寸數(shù)據(jù)應(yīng)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用人體百分位的通則》二、人體尺寸百分位數(shù)的選擇先確定產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)的類型，再選擇采用的百分位數(shù)。(一）產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)的類型產(chǎn)品類型產(chǎn)品類型定義說(shuō)明Ⅰ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)需兩個(gè)人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上、下限值依據(jù)雙限值設(shè)計(jì)Ⅱ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)需一個(gè)人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上或下限值依據(jù)單限值設(shè)計(jì)ⅡA型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)需一個(gè)人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值依據(jù)大尺寸設(shè)計(jì)ⅡB型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)需一個(gè)人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸下限值依據(jù)小尺寸設(shè)計(jì)Ⅲ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)需要第50百分位數(shù)作為產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)依據(jù)平均尺寸設(shè)計(jì)四、產(chǎn)品設(shè)計(jì)中人體尺寸數(shù)據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品類型產(chǎn)品重要程度百分位數(shù)的選擇滿足度Ⅰ型產(chǎn)品涉及人的健康、安全的產(chǎn)品一般工業(yè)產(chǎn)品選用P99和P1作為尺寸依據(jù)選用P95和P5作為尺寸依據(jù)98％90％ⅡA型產(chǎn)品涉及人的健康、安全的產(chǎn)品一般工業(yè)產(chǎn)品選用P99和P95作為尺寸依據(jù)選用P90作為尺寸依據(jù)99％95％90％ⅡB型產(chǎn)品涉及人的健康、安全的產(chǎn)品一般工業(yè)產(chǎn)品選用P1和P5作為尺寸依據(jù)選用P10作為尺寸依據(jù)99％95％90％Ⅲ型產(chǎn)品一般工業(yè)產(chǎn)品選用P50作為尺寸設(shè)計(jì)依據(jù)通用(二）人體尺寸百分位數(shù)的選擇滿足度：產(chǎn)品尺寸所適合的使用人群占使用人群的百分比。五、人體模型二維人體模板中人體外形模板－－適用于與人體有關(guān)的工作空間、操作空間、操作位置等輔助設(shè)計(jì)。五、人體模型二維人體模板中坐姿人體模板－－適用于坐姿條件下確定座椅、工作面、支撐面、調(diào)節(jié)部件配置等人機(jī)工學(xué)分析（不適用于作為工作座椅靠背曲線的模型）。五、人體模型人體模板關(guān)節(jié)角度調(diào)節(jié)范圍：S1,腕關(guān)節(jié)，α1140~200°S2,肘關(guān)節(jié)