第2章 人体测量与数据运用
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4、支撑面和衣着的要求
立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅面应是水平的、稳固的、不可压缩的。 要求被测量者裸体或穿着尽量少的内衣测量。
5、基本测量点和测量项目
第二节 人体测量数值的正态分布特征
美国男性身高正态分布曲线 统计学表明，任意一组特定对象的人体尺寸，其分布规律符合正态分布规律， 即大部分属于中间值，只有一小部分属于过大和过小的值，它们分布在范围的两端。
1.1身高 1.2体重.kg 1.3上臂长 1.4前臂长 1.5大腿长 1.6小腿长
1543 1583 1604 1678 1754 1775 1814 1449 1484 1503 1570 1640 1640 1697 44 48 50 59 70 75 83 39 42 44 52 63 63 71 279 289 294 313 333 338 349 252 262 267 284 303 303 319 206 216 220 237 253 258 268 185 193 198 213 229 229 242 413 428 436 465 496 505 523 387 402 410 438 467 467 494 324 338 344 369 396 403 419 300 313 319 344 370 370 390
百分比（%）
70 75 80 85 90 95 97.5 99 99.5
K
0.524 0.674 0.842 1.036 1.282 1.645 1.960 2.326 2.576
（2）求数据所属百分率
当已知某项人体测量尺寸为xi，其均值为 ，标准差为SD时，需要求该尺寸xi所处 的百分率P时，可按下列方法求得，
1．均值
表示样本的测量数据集中地趋向某一个值，该值称为平均值，简称均值。均值 是描述测量数据位置特征的值，可用来衡量一定条件下的测量水平和概括地表现测 量数据的集中情况。对于有n个样本的测量值：x1，x2，……xn，其均值为：
2．方差
描述测量数据在中心位置（均值）上下波动程度差异的值叫均方差，通常称为方差。 方差表明样本的测量值是变量，既趋向均值而又在一定范围内波动。对于均值为x的n个 样本测量值：X1，X2，……Xn，其方差S2的定义为：
3.6 坐姿大腿厚 103 112 116 130 146 151 160 107 113 117 130 146 151 160
3.7 坐姿膝高
441 456 461 493 523 532 549 410 424 431 458 485 493 507
3.8 小腿加足高 372 383 389 413 439 448 463 331 342 350 382 399 405 417
2．测量基准面
人体测量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。
（1）矢状面 通过铅垂轴和纵轴的平面及与其平行 的所有平面都称为矢状面。
（2）正中矢状面 在矢状面中，把通过人体正中线 的矢状面称为正中矢状面。正中矢状面将人体分成左、 右对称的两部分。
（3）冠状面 通过铅垂轴和横轴的平面及与其平行 的所有平面都称为冠状面。冠状面将人体分成前、后两 部分。
二、人体测量的基本要求
1．被测者姿势
• 立姿
被测者挺胸直立，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，使两足大致呈45°夹角，体重均匀分布于 两足。
• 坐姿
被测者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，膝弯屈大致成直角，足平放在地 面上，手轻放在大腿上。
公元前一世纪，罗马建筑师维特鲁威 （Vitruvian）从建筑学的角度对人体尺寸进 行了较完整的论述，并且发现人体基本上以肚 脐为中心。
一个男性挺直身体、两手侧向平伸的长度恰好 就是其高度，双足和双手的指尖正好在以肚脐 为中心的圆周上。
按照维特鲁威的描述，文艺复兴时期的达芬奇 （Da－Vinci）创作了著名的人体比例图 。
2.5会阴高 701 728 741 790 840 856 887 648 673 686 732 779 792 819
2.6胫骨点高 394 409 417 444 472 481 498 363 377 384 410 437 444 459
3、坐姿人体尺寸
百分位数
男（18-60岁）
单位：mm 女（18-60岁）
X＝ ±（SD×K） 当求1％～50％之间的数据时，式中取“一”号；
当求50％～99％之间的数据时，式中取“＋”号。
式中K为变换系数，设计中常用的百分比值与变换系数K的关系见下表：
百分比（%）
0.5 1.0 2.5 5 10 15 20 25 30 50
K
2.576 2.326 1.960 1.645 1.282 1.036 0.842 0.674 0.524 0.000
2、立姿人体尺寸：眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高、胫骨高
百分位数
男（18-60岁）
单位：mm 女（18-60岁）
测量项目
1 5 10 50 90 95 99 1 5 10 50 90 95 99
2.1眼高 1436 1474 1495 1568 1643 1664 1705 1337 1371 1388 1454 1522 1541 1579
4．抽样误差
抽样误差又称标准误差，即全部样本均值的标准差。在实际测量和统计分析 中，总是以样本推测总体，而在一般情况下，样本与总体不可能完全相同，其差别 就是由抽样引起的。抽样误差数值大，表明样本均值与总体均值的差别大；反之， 说明其差别小，即均值的可靠性高。
概率论证明，当样本数据列的标准差为SD，样本容量为n时，则抽样误差Sx的 计算式为：
4.6 坐姿臀宽
284 295 300 321 347 355 369 295 310 318 344 374 382 400
4.7 坐姿两肘间宽 353 371 381 422 473 489 518 326 348 360 404 460 378 509
4.8 胸围
762 791 806 867 944 970 1018 717 745 760 825 919 949 1005
3.3 坐姿眼高
729 749 761 798 836 847 868 678 695 704 739 773 783 803
3.4 坐姿肩高
539 557 566 598 631 641 659 504 518 526 556 585 594 609
3.5 坐姿肘高
214 228 235 263 291 298 312 201 215 223 251 277 284 299
测量项目
1
5 10 50 90 95 99 1 5 10 50 90 95 99
3.1 坐高
836 858 870 908 947 958 979 789 809 819 855 891 901 920
3.2 坐姿颈椎点高 599 615 624 657 691 701 719 563 579 587 617 648 657 675
用上式计算方差，其效率不高，因为它要用数据作两次计算，即首先用数据算出了， 再用数据去算出S2。推荐一个在数学上与上式是等价的，计算起来又比较有效的公式， 即
如果测量值Xi全部靠近均值x，则优先选用这个等价的计算式来计算方差。
3．标准差
由方差的计算公式可知，方差的量纲是测量值量纲的平方，为使其量纲和均值相 一致，则取其均方根差值，即标准差来说明测量值对均值的波动情况。所以，方差的 平方根SD称为标准差。对于均值为x的n个样本测量值：x1，x2，……xn，其标准差SD的 一般计算式为：
由上式可知，均值的标准差Sx要比测量数据列的标准差SD小n倍。当测量方法一 定，样本容量愈多，则测量结果精度愈高。因此，在可能范围内增加样本容量，可 以提高测量结果的精度。
5．百分位数
人体测量的数据常以百分位数PK作为一种位置指标、一个界值。 一个百分位数将群体或样本的全部测量值分为两部分，有K％的测量值等于和小于 它，有（100—K）％的测量值大于它。
即按z=（xi- ）/ SD计算出z值，根据z值在正态分布概率数值表上查得对应的概 率数值P；则百分率P按下式计算：P=0.5+p
第三节 常用人体测量数据
1、人体主要尺寸：身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长
百分位数
男（18-60岁）
单位：mm 女（18-60岁）
测量项目
1 5 10 50 90 95 99 1 5 10 50 90 95 99
2.2肩高 1244 1281 1299 1367 1435 1455 1494 1166 1195 1211 1271 1333 1350 1385
2.3肘高
925 954 968 1024 1079 1096 1128 873 899 913 960 1009 1023 1050
2.4手功能 656 680 693 741 787 801 828 630 650 662 704 746 757 778
4.3 肩宽
330 344 351 375 397 403 415 304 320 328 351 371 377 387
4.4 最大肩宽
383 398 405 431 460 469 486 347 363 371 397 428 438 458
4.5 臀宽
273 282 288 306 327 334 346 275 290 296 317 340 346 360
第二章 人体测量与数据运用
第一节 人体测量的基本知识 第二节 人体测量数值的正态分布特征 第三节 常用人体测量数据 第四节 人体各部分结构参数的计算 第五节 典型的人体功能尺寸 第六节 产品设计中人体尺寸数据的应用
第一节 人体测量的基本知识
一、概述
人体测量学是一门新兴的学科，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。
4、人体水平尺寸
百分位数
男（18-60岁）
单位：mm 女（18-60岁）
测量项目
1 5 10 50 90 95 99 1 5 10 50 90 95 99
4.1 胸宽
242 253 259 280 307 315 331 219 233 239 260 289 299 319
4.2 胸厚
176 186 191 212 237 245 261 159 170 176 199 230 239 260
（4）水平面 与矢状面及冠状面同时垂直的所有平 面都称为水平面。水平面将人体分成上、下两部分。
（5）眼耳平面 通过左、右耳屏点及右眼眶下点的 水平面称为眼耳平面或法兰克福平面。
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，将桡骨侧称为桡侧，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。
3.9 坐深
407 421 429 457 486 494 510 388 401 408 433 461Leabharlann Baidu469 485
3.10 臀膝距
499 515 524 554 585 595 613 481 495 502 529 561 570 587
3.11 坐姿下肢长 892 921 937 992 1046 1063 1096 826 851 865 912 960 975 1005
4.9 腰围
620 650 665 735 859 895 960 622 659 680 772 904 950 1025
在设计中最常用的是P5、P50、P95三种百分位数。 第5百分位数是代表“小”身材； 第50百分位数表示“中”身材； 第95百分位数代表“大”身体。
在人机工程学中可以根据均值x和标准差SD来计算某百分位数人体尺寸，或计算某 一人体尺寸所属的百分位数。
（1）求某百分位数人体尺寸
当已知某项人体测量尺寸的均值为，标准差为SD，需要求任一百分位的人体测量尺寸X 时，可用下式计算：
立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅面应是水平的、稳固的、不可压缩的。 要求被测量者裸体或穿着尽量少的内衣测量。
5、基本测量点和测量项目
第二节 人体测量数值的正态分布特征
美国男性身高正态分布曲线 统计学表明，任意一组特定对象的人体尺寸，其分布规律符合正态分布规律， 即大部分属于中间值，只有一小部分属于过大和过小的值，它们分布在范围的两端。
1.1身高 1.2体重.kg 1.3上臂长 1.4前臂长 1.5大腿长 1.6小腿长
1543 1583 1604 1678 1754 1775 1814 1449 1484 1503 1570 1640 1640 1697 44 48 50 59 70 75 83 39 42 44 52 63 63 71 279 289 294 313 333 338 349 252 262 267 284 303 303 319 206 216 220 237 253 258 268 185 193 198 213 229 229 242 413 428 436 465 496 505 523 387 402 410 438 467 467 494 324 338 344 369 396 403 419 300 313 319 344 370 370 390
百分比（%）
70 75 80 85 90 95 97.5 99 99.5
K
0.524 0.674 0.842 1.036 1.282 1.645 1.960 2.326 2.576
（2）求数据所属百分率
当已知某项人体测量尺寸为xi，其均值为 ，标准差为SD时，需要求该尺寸xi所处 的百分率P时，可按下列方法求得，
1．均值
表示样本的测量数据集中地趋向某一个值，该值称为平均值，简称均值。均值 是描述测量数据位置特征的值，可用来衡量一定条件下的测量水平和概括地表现测 量数据的集中情况。对于有n个样本的测量值：x1，x2，……xn，其均值为：
2．方差
描述测量数据在中心位置（均值）上下波动程度差异的值叫均方差，通常称为方差。 方差表明样本的测量值是变量，既趋向均值而又在一定范围内波动。对于均值为x的n个 样本测量值：X1，X2，……Xn，其方差S2的定义为：
3.6 坐姿大腿厚 103 112 116 130 146 151 160 107 113 117 130 146 151 160
3.7 坐姿膝高
441 456 461 493 523 532 549 410 424 431 458 485 493 507
3.8 小腿加足高 372 383 389 413 439 448 463 331 342 350 382 399 405 417
2．测量基准面
人体测量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。
（1）矢状面 通过铅垂轴和纵轴的平面及与其平行 的所有平面都称为矢状面。
（2）正中矢状面 在矢状面中，把通过人体正中线 的矢状面称为正中矢状面。正中矢状面将人体分成左、 右对称的两部分。
（3）冠状面 通过铅垂轴和横轴的平面及与其平行 的所有平面都称为冠状面。冠状面将人体分成前、后两 部分。
二、人体测量的基本要求
1．被测者姿势
• 立姿
被测者挺胸直立，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，使两足大致呈45°夹角，体重均匀分布于 两足。
• 坐姿
被测者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，膝弯屈大致成直角，足平放在地 面上，手轻放在大腿上。
公元前一世纪，罗马建筑师维特鲁威 （Vitruvian）从建筑学的角度对人体尺寸进 行了较完整的论述，并且发现人体基本上以肚 脐为中心。
一个男性挺直身体、两手侧向平伸的长度恰好 就是其高度，双足和双手的指尖正好在以肚脐 为中心的圆周上。
按照维特鲁威的描述，文艺复兴时期的达芬奇 （Da－Vinci）创作了著名的人体比例图 。
2.5会阴高 701 728 741 790 840 856 887 648 673 686 732 779 792 819
2.6胫骨点高 394 409 417 444 472 481 498 363 377 384 410 437 444 459
3、坐姿人体尺寸
百分位数
男（18-60岁）
单位：mm 女（18-60岁）
X＝ ±（SD×K） 当求1％～50％之间的数据时，式中取“一”号；
当求50％～99％之间的数据时，式中取“＋”号。
式中K为变换系数，设计中常用的百分比值与变换系数K的关系见下表：
百分比（%）
0.5 1.0 2.5 5 10 15 20 25 30 50
K
2.576 2.326 1.960 1.645 1.282 1.036 0.842 0.674 0.524 0.000
2、立姿人体尺寸：眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高、胫骨高
百分位数
男（18-60岁）
单位：mm 女（18-60岁）
测量项目
1 5 10 50 90 95 99 1 5 10 50 90 95 99
2.1眼高 1436 1474 1495 1568 1643 1664 1705 1337 1371 1388 1454 1522 1541 1579
4．抽样误差
抽样误差又称标准误差，即全部样本均值的标准差。在实际测量和统计分析 中，总是以样本推测总体，而在一般情况下，样本与总体不可能完全相同，其差别 就是由抽样引起的。抽样误差数值大，表明样本均值与总体均值的差别大；反之， 说明其差别小，即均值的可靠性高。
概率论证明，当样本数据列的标准差为SD，样本容量为n时，则抽样误差Sx的 计算式为：
4.6 坐姿臀宽
284 295 300 321 347 355 369 295 310 318 344 374 382 400
4.7 坐姿两肘间宽 353 371 381 422 473 489 518 326 348 360 404 460 378 509
4.8 胸围
762 791 806 867 944 970 1018 717 745 760 825 919 949 1005
3.3 坐姿眼高
729 749 761 798 836 847 868 678 695 704 739 773 783 803
3.4 坐姿肩高
539 557 566 598 631 641 659 504 518 526 556 585 594 609
3.5 坐姿肘高
214 228 235 263 291 298 312 201 215 223 251 277 284 299
测量项目
1
5 10 50 90 95 99 1 5 10 50 90 95 99
3.1 坐高
836 858 870 908 947 958 979 789 809 819 855 891 901 920
3.2 坐姿颈椎点高 599 615 624 657 691 701 719 563 579 587 617 648 657 675
用上式计算方差，其效率不高，因为它要用数据作两次计算，即首先用数据算出了， 再用数据去算出S2。推荐一个在数学上与上式是等价的，计算起来又比较有效的公式， 即
如果测量值Xi全部靠近均值x，则优先选用这个等价的计算式来计算方差。
3．标准差
由方差的计算公式可知，方差的量纲是测量值量纲的平方，为使其量纲和均值相 一致，则取其均方根差值，即标准差来说明测量值对均值的波动情况。所以，方差的 平方根SD称为标准差。对于均值为x的n个样本测量值：x1，x2，……xn，其标准差SD的 一般计算式为：
由上式可知，均值的标准差Sx要比测量数据列的标准差SD小n倍。当测量方法一 定，样本容量愈多，则测量结果精度愈高。因此，在可能范围内增加样本容量，可 以提高测量结果的精度。
5．百分位数
人体测量的数据常以百分位数PK作为一种位置指标、一个界值。 一个百分位数将群体或样本的全部测量值分为两部分，有K％的测量值等于和小于 它，有（100—K）％的测量值大于它。
即按z=（xi- ）/ SD计算出z值，根据z值在正态分布概率数值表上查得对应的概 率数值P；则百分率P按下式计算：P=0.5+p
第三节 常用人体测量数据
1、人体主要尺寸：身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长
百分位数
男（18-60岁）
单位：mm 女（18-60岁）
测量项目
1 5 10 50 90 95 99 1 5 10 50 90 95 99
2.2肩高 1244 1281 1299 1367 1435 1455 1494 1166 1195 1211 1271 1333 1350 1385
2.3肘高
925 954 968 1024 1079 1096 1128 873 899 913 960 1009 1023 1050
2.4手功能 656 680 693 741 787 801 828 630 650 662 704 746 757 778
4.3 肩宽
330 344 351 375 397 403 415 304 320 328 351 371 377 387
4.4 最大肩宽
383 398 405 431 460 469 486 347 363 371 397 428 438 458
4.5 臀宽
273 282 288 306 327 334 346 275 290 296 317 340 346 360
第二章 人体测量与数据运用
第一节 人体测量的基本知识 第二节 人体测量数值的正态分布特征 第三节 常用人体测量数据 第四节 人体各部分结构参数的计算 第五节 典型的人体功能尺寸 第六节 产品设计中人体尺寸数据的应用
第一节 人体测量的基本知识
一、概述
人体测量学是一门新兴的学科，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。
4、人体水平尺寸
百分位数
男（18-60岁）
单位：mm 女（18-60岁）
测量项目
1 5 10 50 90 95 99 1 5 10 50 90 95 99
4.1 胸宽
242 253 259 280 307 315 331 219 233 239 260 289 299 319
4.2 胸厚
176 186 191 212 237 245 261 159 170 176 199 230 239 260
（4）水平面 与矢状面及冠状面同时垂直的所有平 面都称为水平面。水平面将人体分成上、下两部分。
（5）眼耳平面 通过左、右耳屏点及右眼眶下点的 水平面称为眼耳平面或法兰克福平面。
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，将桡骨侧称为桡侧，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。
3.9 坐深
407 421 429 457 486 494 510 388 401 408 433 461Leabharlann Baidu469 485
3.10 臀膝距
499 515 524 554 585 595 613 481 495 502 529 561 570 587
3.11 坐姿下肢长 892 921 937 992 1046 1063 1096 826 851 865 912 960 975 1005
4.9 腰围
620 650 665 735 859 895 960 622 659 680 772 904 950 1025
在设计中最常用的是P5、P50、P95三种百分位数。 第5百分位数是代表“小”身材； 第50百分位数表示“中”身材； 第95百分位数代表“大”身体。
在人机工程学中可以根据均值x和标准差SD来计算某百分位数人体尺寸，或计算某 一人体尺寸所属的百分位数。
（1）求某百分位数人体尺寸
当已知某项人体测量尺寸的均值为，标准差为SD，需要求任一百分位的人体测量尺寸X 时，可用下式计算：