第2章人体测量与数据应用
人机工程学(第5版)第2章人体测量与数据应用
• 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:
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2.2 人体测量中的主要统计函数
• 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x,再用数据去算出S2。推荐一个在数学上与上式等价, 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。
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2.2 人体测量中的主要统计函数
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2.1 人体测量的基本知识
• 2.1.4人体测量的常用仪器
• 在人体尺寸参数的测量中,所采用的人体测量仪器有:人体测高仪、 人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规、人体测量用三脚平行规、坐 高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅秤等。我国对人体尺寸测 量专用仪器已制定了标准,而通用的人体测量仪器可采用一般的人体 测量的有关仪器。《人体测量仪器》(GB/T5704—2008 )是人体测量仪器的技术标准。
面。
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2.1 人体测量的基本知识
• 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。
人机工程学 第二章人体测量
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第一节 人体测量的基本知识
三、人体测量的主要方法 1、普通测量法 • 采用人体生理测量的仪器测量,主要用来测量人体构
造尺寸。 • 人体测量的主要仪器:人体测高仪、人体测量用直脚
第二章 人体测量及数据应用
第一节 人体测量的基本知识 第二节 人体测量中的主要统计函数 第三节 人体尺寸数据的应用
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人机工程学
第一节 人体测量的基本知识
一、人体测量学的定义
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,是人机工程学的基础
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第二节 人体测量中的主要统计函数
一、人体测量数据的统计指标
均值
适应域
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术语
均值、标准差
百分位数
人机工程学
第二节 人体测量中的主要统计函数
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,可以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。
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),考虑女性的人体尺寸至关重要。
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第二节 人体测量中的主要统计函数
3、年代
• 随着人类社会的不断发展,卫生、医疗、生活水平的 提高以及体育运动的大力开展,人类的成长和发育也 发生了变化。在使用人体测量数据时,要考虑其测量 年代,然后加以适当修正。
第2章+人体测量
(五)时间。30年,日本平均身高增加8cm多
本章内容
一、人体测量概述
二、常用的人体测量数据
三、影响人体尺寸的因素
四、人体测量数据的应用
第四节 人体测量数据的应用
一、人体测量中的主要统计指标
n
1/ 2
含义:表明一系列测量值对平均值的波动情况。标准差
大,表明数据分布广,远离平均数;标准差小,表 明数据接近平均数。
第四节 人体测量数据的应用
一、人体测量中的主要统计指标
3.百分位数 百分位数是指一个随机变量(某一人体测量尺寸指 标)低于某一给定概率处的值。最常用的是第5%(P5), 第50%(P50),第95%( P95)三种百分位数,它们分 别代表的含义为:
坐姿 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。
第一节 人体测量概述
(二)测量基准面(如图2-1所示)。 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。 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。 2.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。
3.坐姿人体尺寸,见图2-4和表2-3 4.人体水平尺寸,见图2-5和表2-4 5.人体头部尺寸,见图2-6和表2-5
第二节 常用的人体测量数据
(二)各大区域人体尺寸的均值与标准差
我国是一个地域辽阔的多民族国家,不同地区间人体尺寸
差异较大。因此,在我国成年人人体测量工作中,从人类学的 角度,将全国成年人人体尺寸分布划分为以下六大区域,即:
教学课件 人机工程学(第三版)--丁玉兰
1.5 人机工程学与工业设计
1.5.1 为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度 参数
1.5.2 为工业设计中考虑“物”的功能合理性提供科 学依据
1.5.3 为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则 1.5.4 为进行人-机-环境系统设计提供理论依据 1.5.5 为坚持以“人”为核心的设计思路提供工作程
2)工作场所和信息传递装置的设计:主要研究 如何设计合适的环境及信息传递装置,使人可以 舒适高效的工作。如本书5、6、7、8章的内容。
3)环境控制与安全保护:主要研究从长远利益出发, 如何设计环境及进行安全保护以保证人在长期工作下健 康不受影响,事故危险性最小。如本书9、10章的内容。
4)人机系统的总体设计:人机系统工作效能的高低 主要取决于它的总体设计,即在整体上使“机”与人体 相适应,解决好人与机器之间的分工和机器之间信息交 流的问题可,使二者取长补短,各尽所长。如本书第11 章的内容。
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。
1. 均值
x
1 n
n i 1
xi
2.方差 3.标准差
s2
1n
n 1 i1
2
xi x
1 n 1
n i 1
xi 2
欢迎使用
人机工程学(第三版)
多媒体教学课件
课件目录
第1章 人机工程学概论 第2章 人体测量与数据应用 第3章 人体感知与运动系统 第4章 人的心理与行为特征 第5章 人机的信息界面设计 第6章 工作台椅与工具设计 第7章 作业姿势与动作设计 第8章 作业岗位与空间设计 第9章 人与环境的界面设计 第10章 事故控制与安全设计 第11章 人机系统总体设计 第12章 人机工程发展趋势
人体工程学第二章人体测量及人体尺寸的运用
5.功能尺寸的确定
(1)功能尺寸的设定
功能尺寸的确定,既要保证产品性能又要考虑对人的适应 性。功能尺寸可分为两类:最小功能尺寸,最佳功能尺寸。 从人体工程学出发,在确定产品或工程的功能尺寸时,需考 虑到人体尺寸百分位数,并加上必要的修正量。
在设计成年男、女通用的产品时,根据上述I、Ⅱ、Ⅲ型产品 设计的准则,应选用男性的P99、P95或P90作为尺寸上限值的 依据;选用女性的P1、P5或P10作为尺寸下限值的依据。 3.人体尺寸百分位数应用于工程(设施)设计
(1)按活动和作业特征确定尺寸
①包容或被包容范围。
a.包容空间的设计
b.被包容空间(或被包容体)的设计
三、运用人体尺寸百分位数的原则 1.使用者群体的满足度 (1)以人为核心的设计类型
①专用结构; ②局部通用结构; ③通用结构。 (2)满足度
满足度是指所设计的工程或产品在尺寸上能适合特定使用 者群体中多少人的使用,常以百分率表示。 (3)使用者群体范围
使用者群体是指工程或产品的全部 使用人员。
图2-17 中国女子、男子身高分布图
动态人体尺寸分为四肢活动尺寸和身体移动尺寸两类:四肢 活动是指人体在原姿势下只活动上肢或下肢,而身躯位置没 有变化,其中又可分为手的动作和脚的动作两种;身体移动 包括姿势改换、行走和作业等。
动态人体尺寸测量是被测者处于动作状态下所进行的人体 尺寸测量。其重点是测量人在实施某种动作时的姿态特征。 动态人体测量具有连贯性和活动性。通常是对手、臂、腿、 躯干的移动范围,即各关节能达到的距离和能转动的角度进 行测量。
2.人体尺寸百分位数应用于产品设计 (1)I型产品尺寸设计
需要两个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值和下限值的依据, 称为I型产品尺寸设计,又称双限值设计。 I型产品尺寸设计时,对涉及人的健康、安全的产品,应选用 P99和P1作为尺寸上、下限值的依据,这时满足度为98%; 对这于时一满般足工度业为产9品0%,。选用P95和P5作为尺寸上、下限值的依据, (2)Ⅱ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或下限值的依 据,称为Ⅱ型产品尺寸设计,又称单限值设计。 ①ⅡA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,称为ⅡA型产品尺寸设计,又称大尺寸设计。
人机工程学 人体测量与数据应用
输入
指示器
控制器
机器或过程
输出
测量手段(回路)
主要特征:系统的输出对控制有直接的影响,即系统过去行动的结果 回过来控制未来的行动。
2)开环人机系统 输入
控制器
机器或过程
输出
20主21/要6/16特征:系统的输出对系统的控制没有影响。
5
(二)从系统的自动控制考虑,人机系统可分为:
1)人工操作系统 输入
方案设计
从人与产品、人与环境方面进行分析,在提出的众多方案中,从人机工程 学原理进行比较
对于产品的功能特性、设计限度、人的能力限度、操作条件的可靠性以及 效力预测,选出最佳方案
按最佳方案制作检验模型,进行模拟试验,将试验结果与人机工程学要 求进行比较,并提出改进意见
对最佳方案写出详细说明:方获得的结果、操作条件、操作内容、效率、
直尺
固定 尺座
主要用于测量两点之间的距离;如两耳等
活动 尺座
人体测量用弯角
弯尺
主尺杆
底座
主要用202于1/6测/16量身高、坐高等高度尺寸 (0~1996mm )弯角规:宽、厚
主要用于不能直接测量两点之间的距离;
如胸宽等(0~300mm)
35
第二节 人体测量中的主要统计函数
第四节 人机工程学体系及其应用领域
一、学科的体系 人机工程学
人体测量学
人体力学
人
体
生理学
科
学
心理学
劳动卫生学
技术科学 工业设计 工程设计 安全工程 系统工程
机械工程
环境保护学
环境医学
环
环境卫生学
境 科
环境心理学
学环境监测学Fra bibliotek管理工程
人机工程学 第2章
百分位
百分位数
人体测量的数据常以百分位数表示人体尺寸等 级,最常用的是第5、第50、第95三种百分位数。 其中: 第5百分位数表示“小”身材。是指有5%的人 群身材尺寸小于此值,而有95%的人群身材尺 寸大于此值; 第50百分位数表示“中”身材,是指大于和小 于此值的人群身材尺寸各为50%; 第95百分位数表示“大”身材,是指有95%的 人群身材尺寸小于此值,而有5%的人群身材尺 寸大于此值。
1.4 适应域
一个设计只能取一定的人体尺寸范围,只考虑 整个分布的一部分“面积”,称为“适应域”, 适应域是相对设计而言的,对应统计学的置信 区间的概念。 适应域可分为:对称适应域、偏适应域。对称 适应域对称于均值;偏适应域通常是整个分布 的某一边。
在一般统计中,人体尺寸可近似符合正态分布
p ( x)
2.5 职业
第三节
人体尺寸数据应用
1、确定所设计产品的类型 根据国家标准《在产品设计中应用人体尺寸百分位数的 通则》(GB/T 12985-91),将产品按所用百分位数的 不同分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型三类。
人 体 测 量 基 准 面 和 基 准 轴
2.3 基本测点及测量项目
在国标GB 3975—83中规定了人机工程 学使用的有关人体测量参数的测点及测 量项目,其中包括: 头部测点16个和测量项目12项; 躯干和四肢部位的测点共22个,其测量 项目共69项, 其中分为:立姿40项;坐姿22项,手和 足部6项以及体重1项。
人机工程学—第二章 人体测量及数据应用3
坐姿两肘间宽 坐姿臀宽 肩宽 上肢最大前伸长 坐姿眼高 两臂展开宽 座面至中指指尖 举高
Ergonomics
S8=0.256H S9=0.203H S10=0.229H S11=0.462H S12=0.454H S13=0.032H S14=0.795H
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
人 体 各 部 分 的 活 动 范 围
人机工程学
Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
人 体 上 部 及 上 肢 固 定 姿 势 活 动 角 度 范 围
人机工程学
Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
2.3 常用的人体测量数据
一、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2-8
人体头部尺寸
❖ 3. 坐姿人体尺寸,见图2-9 ❖ 4. 人体水平尺寸,见图2-10
人机工程学
Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application D、仰卧的活动空间
图2-14 仰卧的活动空间
人机工程学
Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
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人机工程学
人机工程学人体测量与数据应用
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加强跨学科合作研 究
人机工程学涉及多个学科领域 ,未来可以加强与其他学科的 合作研究,如生物医学工程、 心理学、计算机科学等,共同 推动人机工程学的发展。
推动智能化人机工 程学设计
随着人工智能技术的不断发展 ,未来可以探索将人工智能技 术应用于人机工程学设计中, 实现智能化的人机工程学设计 ,提高设计效率和质量。
定义
人体测量是研究人体形态、结构和功 能特征的科学,通过测量人体各部位 尺寸、形状、质量、体积等参数,为 产品设计和制造提供人体因素数据。
分类
根据测量目的和对象不同,人体测量 可分为人体尺寸测量、人体形态测量 、人体功能测量等。
人体测量的基本术语和概念
人体尺寸
指人体各部位的长、宽、高等 线性尺寸,如身高、坐高、肩
数据获取难度
人体测量数据获取需要大量样本, 且样本多样性、测量精度等方面 存在挑战。
数据处理与解析
人体测量数据具有复杂性和多维 性,如何有效处理和解析数据是 一个难题。
应用场景多样性
人机工程学涉及众多领域,不同 领域对人体测量数据的需求和应 用存在差异。
发展趋势和前景展望
技术创新
随着测量技术和数据处理技术的发展,人体 测量数据的获取、处理和应用将更加精准和 高效。
座椅与办公桌设计
结合人体测量数据,可以设计出符合人体坐姿和视觉需求的座椅与 办公桌,降低工作人员的疲劳感和提高工作效率。
作业姿势分析
通过对工作人员作业姿势的测量和分析,可以发现并改善不良的作业 姿势,减少工作伤害的发生。
人体测量数据在人机交互设计中的应用
界面设计
根据人体测量数据,可以设计出符合人体视觉、听觉和触觉等感官特性的交互界面,提高用户的 使用体验。
人体测量及数据应用
99.4%& ;我国原广州中山医学院男性在1956— 1979年的23年间身高增加4.38cm,女性身高增加 2.67cm。
四、人体测量的术语及方法
1. 测量姿势 (参见国标GB3975-88中的规定
(1直立姿势(简称立姿):被测
(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、下两个部分。
(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(OAE)。
图2-6 基准面
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计算百分率P P=0.5+0.057=0.557 答:身高在1700mm以上的有44.3%;身高在 1700mm以下的有55.7%
例2:已知某一职工人群,其身高尺寸的均值
x16标7准m0差m
s64mm
若一名职工的身高为1700mm,求有百分之多少的职工超 过他的身高?
第三节 常用人体测量数据
一、我国成年人人体结构尺寸 GB10000-1988是1989年7月开始实施的《中国
头部测点
测 (16个) 点
躯干和四肢部位测点
(22个)
头部测量项目
测 量
(12项)
项
目 躯干和四肢部位
测量项目(69项)
国际GB3975—83 测点、测量项目 国际GB5703—85 测量方法
测量项目-立姿(一
第二节 人体测量的数据处理
由于群体中个体与个体存在差异;一般来说某 一个体的测量尺寸不能作为设计的依据,设计 中所需要的是一个群体的测量尺寸&通常是通过 测量群体中较少量的个体尺寸,经数据处理后 而获得较为精确的所需群体尺寸。
人机工程学 第2章 人体测量与数据应用
2.3 2.4
2.1 人体测量学
4.6.1手长 4.6.2手宽 4.6.3食指长 4.6.4食指近位指关节宽
4.6.5食指远位指关节宽 4.7.1足长 4.7.2足宽
2.1
2.2
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章
常用的人体测量数据
2.3 2.4
练习题
请标出图中所示人体尺寸的名称。
第2章 人体尺度与数据处理
人机工程学
ERGNOMICS
授课:龙海曌
人机工程学 ERGNOMICS
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章
概论 人体尺度与数据处理 人机界面设计 作业空间布局与工位设计 作业工具与座椅设计 人机系统与作业环境 制造系统的人机工程 计算机辅助人机工程设计
参见国标GB3975-88中的规定
2.1
2.2
2.3
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章
2.4
2.1 人体测量学
头部测点
测
(16个)
头部测量项目
测 (12项) 量
点
项
目
躯干和四肢部位测点
躯干和四肢部位测量项目
(22个)
(69项)
2.1
2.2
2.3
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章
9595 16167761
9999 1177098
三种基本体型,这种体型的差异可能发生在个体内部,也可能是个体之间
2.2 人体测量尺寸的统计特性
•使用群体 使用所设计的产品的全部人员 •抽样方法 群体数量大、群体不确定、潜在群体、个体差别
1. 均值 2.方差
人机工程学数据
1.6.3 人体尺寸特性-基本人体尺寸数据
3. 身高、体重、手长等是基本的人体尺寸数据
1.6.4 人体尺寸特性-人体尺寸比例关系不同
4. 人体尺寸之间具有线性相关关系,对不同种族、 国家的人群都是适用的;但关系式中的系数α和β,却 随不同种族、国家的人群而有所不同。
YXb
第二节 中国成年人的人体尺寸
1.6 人体尺寸特性
1.6.1 人体尺寸规律 1.群体的人体尺寸数据近似服从正态分布规律
1.6.2 人体尺寸特性-线性相关性(a)
2. 各人体尺寸之间一般具有线性相关性
YXb
1.6.2 人体尺寸特性-线性相关性(b)
YXb
Y ——人体尺寸数据; X ——身高、体重、手长等基本人体尺寸(之一); α,β —— 常数 (对于特定的人体尺寸) 。
1.5 人体测量项目 1.5.1 人体测量项目-肩高
肩高:从地面到肩峰点的铅垂距离 测量方法:被测者足跟并拢,身体完全挺直站立, 肩部放松,上臂自然下垂 测量仪器:人体测高仪
1.5.2 测量项目-手宽
测量项目 手宽 在第l到第V掌骨头水平处,掌面桡尺两侧间的投 影距离。 测量方法 : 被测者前臂水平,手伸直,四指并 拢,掌心朝上。 测量仪器 : 人体测量直角规。
1.3 人体测量仪器
人体测量仪器包括: 1、人体测高仪 2、人体测量用直角规 3、人体测量用弯脚规 4、人体测量用角度针 5、人体测量用软尺
1.3.1 人体测高仪器-人体测高仪
人体测高仪
1.3.1 人体测量仪器-人体测量用直角规
人体测量用直脚规
1.3.2 人体测量仪器-人体测量用弯脚规
人体测量仪器
姿势修正量:人们正常工作、生活时,全身采取 自然放松的姿势所引起的人体尺寸变化。
第二章 人体尺寸及其应用方法
II
第一节 人体尺寸概述
人体尺寸数据的部分特性 (1)群体的人体尺寸数据近似服从正态分布规律 正态分布曲线给出人体尺寸数据的一些近似特性是: ①中间多,两头少。 ②中值即平均值。
图 中国成年人身高数据服从正态分布规律
(2)人体各尺寸间一般具有线性相关性 (3)人体尺寸间的比例关系,随种族、民族而不同
II
第一节 人体尺寸概述
人体测量仪器 在普通测量法中常用的人体测量仪器有: 人体测高仪、人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规, 还有 人体测量用三脚平行规,坐高椅,量足仪,软卷尺、医用磅 秤等。
II
Байду номын сангаас
图 人体测量用直脚规
II
图 人体测高仪
图
人体测量用弯脚规
第一节 人体尺寸概述
图 人体测量用角度计
图 人体测量用软尺
II
第一节 人体尺寸概述
人体测量的条件简介 衣着和支撑面 被测者不穿鞋袜,只穿单薄内衣(背心、裤衩)。 立姿测量站立在地面或平台,坐姿测量座椅平面为水平面、 稳固、不可压缩。 测量基准和测量基准面 矢状面: 正中矢状面: 冠状面: 水平面: 眼耳平面(又称法兰克福平面): 人体尺寸测量均在测量基准面内、沿基准轴的方向进行。 被测者姿势 基本测量姿势为直立姿势(立姿)和正直坐姿(坐姿)。
II
第二节 中国成年人的人体尺寸
时代差异 由于生活质量提高,营养改善,同一民族、同一地区人群的 人体尺寸可能存在时代差异。 中国从20世纪70年代末以来,是世界上经济发展最快的国家, 当今中国存在人体尺寸时代差异是必然的。国标GB/ T1000-1988是根据20世纪80年代中期的实测数据制定的。据 报道1997年中国男子平均身高达1692mm。比国标中的数据 高了(1692-1678)mm=14mm。
人机工程学培训课件-第2章 人体测量及测量数据的应用培训
图 2 2 人 体 测 量 基 准 面 和 基 准 轴
14
人机工程学培训课件-
Chapter 2 人体测量及测量数据的应用
二、测量方法与仪器 马丁测量法:
以人体体骼为对象进行计测的方法(方法介绍) 人体测量仪器有:见图2-5-a 、 b、 c
人体测高仪、人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规、人体测量用 三脚平行规、坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅秤等。
95
1.645
20
0.842
97.5
1.960
25
0.674
99.0
2.326
30
0.524
99.5
2.576
人机工程学培训课件-第2章人体测量及测量数据的应用培训
33
人机工程学培训课件-
Chapter 2 人体测量及测量数据的应用
四、数据类型与换算
(按人体结构尺寸和功能尺寸介绍)
1.人体主要尺寸(参见教材P23) GB10000 – 88 给出了身高、体重、上臂
28
人机工程学培训课件-
图2-4(e) 坐姿测量项目
人机工程学培训课件-第2章人体测量及测量数据的应用培训
29
人机工程学培训课件-
三、人体测量数据的处理(统计函数)
均值 x
描述测量数据位置特征的值。
方差 S2
描述测量数据在中心位置波动程度差异 的值。
标准差 SD 表明测量值对于均值的波动程度,为方 差的平方根。
图2-3(b) -立姿测量项目
人机工程学培训课件-第2章人体测量及测量数据的应用培训
20
人机工程学培训课件-
图2-3(c) -立姿测量项目
人机工程学培训课件-第2章人体测量及测量数据的应用培训
第二章人体尺寸及其应用方法
第二章人体尺寸及其应用方法人体尺寸是指人体各部位的长度、高度、宽度等尺寸参数。
人体尺寸的研究对于设计人体工程学具有重要的意义,可以帮助设计师制定符合人体工学原理的产品尺寸,提高产品的人机适应性和舒适性,减少人体疲劳和不适。
本章将介绍人体尺寸的测量方法和应用方法。
一、人体尺寸的测量方法1.直接测量法:直接使用测量工具测量人体各部位的尺寸,例如使用尺子、卷尺等测量人体的身高、臂长等尺寸。
这种方法适用于一些简单、直接可测量的尺寸。
2.间接测量法:通过测量人体的一些相关尺寸,运用数学计算或推理方法求得目标尺寸。
例如,利用身高和体重的相关关系可以计算得出体脂率,利用身高和肺活量的相关关系可以估算肺活量。
3.统计测量法:通过采集大量的人体尺寸数据,进行统计分析,得出平均值、标准差等统计参数。
例如,通过对成千上万人的身高数据进行统计分析,可以得出男性和女性身高的平均值和标准差,从而为设计人体工程学产品提供基础数据。
二、人体尺寸的应用方法1.人体尺寸设计法:根据不同人群的尺寸特征,设计符合人体工学原理的产品尺寸。
例如,对于身材较高的人群,可以适当增大座椅和桌面的高度,以提高坐姿的舒适度和效率。
2.人体尺寸匹配法:根据不同人群的尺寸特征,设计可调节的产品尺寸,以满足不同人群的需求。
例如,设计可调节高度的办公椅和桌面,可以适应不同身高的用户。
3.人体尺寸评估法:通过对人体尺寸与产品尺寸之间的匹配关系进行评估,判断产品是否符合人体工程学原理。
例如,对产品的座椅高度、椅背角度等进行评估,以确定是否符合人体的舒适度和工作效率要求。
4.人体尺寸数据库方法:建立人体尺寸数据库,收集不同人群的尺寸参数,并根据尺寸数据进行产品设计和优化。
例如,通过分析不同年龄、性别、身高的人群的手臂长度数据,可以为手臂伸展的产品设计提供依据。
5.人体尺寸调查法:通过问卷调查、实地观察等方法,了解人体尺寸的分布特点和变化趋势,为产品设计提供参考。
人机工程学人体测量学
人机工程学
人机工程学
动态人体尺寸测量
动态人体尺寸测量是指被测者处于动作状态下所进行的人体尺寸 测量。动态人体尺寸测量的重点是测量人在执行某种动作时的身体动 态特征。
人机工程学
第二节 常用人体尺寸数据
2.1 我国成年的人体结构尺寸
我国1989年7月1日实施的GB 10000—88《中国成年人人体尺寸》, 适用于工业产品、建筑设计、军事工业以及工业的技术改造设备更新 及劳动安全保护。标准中所列数值,代表从事工业生产的法定中国成 年人(男18~60岁,女18~55岁)。
人机工程学
人机工程学
人机工程学
人机工程学
人机工程学
人机工程学
1.4 人体测量常用工具
主要工具有:体重器、身高测量仪、卷尺、直脚规、 弯脚规等。
人机工程学
人体测量时的注意事项:
人机工程学
a.支撑面 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、稳固的和不可压缩的。
b.被侧者的衣着 要求被侧者裸体或穿着尽量少的内衣,例如只穿 内衣裤和背心,后者的情况下,在测量胸围时,男性应撩起背心,女性 应松去胸罩后进行进行测量。
标准中共列出47项我国成年人体尺寸基础数据,按男女性别分开, 且分三个年龄段:18~25(男、女),26~35(男、女),36~60 (男)、55(女),且分别给出这些年龄段的各项人体尺寸数值,为 了方便使用,各类数据表中的各项人体尺寸数值均列出其相应的百分 位数。现将GB 10000—88中的人体主要测量项目及尺寸摘录于图1—4 及表1—1中,可在实际设计时查阅。
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a.人体主要尺寸
量 百分 分组 项 位数 目
男(18~60岁) 1 5 10 50 90 95 99
人体测量与数据应用
计算体积和表面积:人体体积计算:L=1.015W — 4.937 (W为人体体重kg)人体表面积计算:B=0.0061H+0.0128W—0.1529(H为身高cm,W为体重kg)男性B=100H女性B=77H已知道身高求体重:正常体重:W=H—110(kg)理想体重:W=H—100(kg)H的单位是cm如果人体的体重经常低于或高于正常体重的10%以上,则属于不正常状态。
由体重、身高、体积计算生物力学参数1. 人体各部分重心位置:(离靠近身体中心的关节的距离,单位cm)手掌重心位置:O1=0.506L前臂重心位置:O2=0.430L上臂重心位置:O3=0.436L大腿重心位置:O4=0.433L小腿重心位置:O5=0.433L躯干重心位置:O6=0.660L (L为体积)2. 人体各部分旋转半径:(离靠近身体中心的关节的距离,单位cm)手掌旋转半径:R1=0.587L前臂旋转半径:R2=0.526L上臂旋转半径:R3=0.542L大腿旋转半径:R4=0.540L小腿旋转半径:R5=0.528L躯干旋转半径:R6=0.830L3. 人体各部分体积手掌体积:V1=0.00566L前臂体积:V2=0.01702L上臂体积:V3=0.03495L大腿体积:V4=0.0924L小腿体积:V5=0.04083L躯干体积:V6=0.6132L4. 人体各部分重量:手掌重量:W1=0.006W前臂重量:W2=0.018W上臂重量:W3=0.0357W大腿重量:W4=0.0946W小腿重量:W5=0.042W躯干重量:W6=0.05804W。
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在日常工作和生活中可以看到大量这样的例子。
设计机器、工具、工作环境使之符合人的尺寸,
是人因工程学的一个基本的内容。因此,我们应
当首先了解人的基本尺寸。
测量人体尺寸的一门学科叫人体测量学。
一、人体测量的基本知识
人体测量学是一门用测量方法研究人
体的体格特征的科学。
它是通过测量人体各部位尺寸来确定
二、人体测量的基本术语
(2)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。
2、测量基准面 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)来决定
的。人体测量中设定的轴
线和基准面。 矢状面;正中矢状面; 冠状面;水平面; 眼耳平面。
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。
二、人体测量的基本术语
1、姿势: (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。
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静态测量
结构化的人体测量数据(续)
15) 膝盖的高度(Knee height) 16) 腿弯部的高度(Popliteal height) 与桌子下面的空间有关 从地面到膝盖底下弯角的垂直距离,与椅子的 最大的可接受的高度有关 17) 肩宽(Shoulder breadth:bideltoid) 肩部的最大水平宽度,与肩部的水平空间有关 18) 肩宽(Shoulder breadth: biacromial) 指人体肩关节之间的距离,与服装设计有关 19) 臀宽(Hip breadth) 设计座位的宽度 20) 胸部厚度(Chest depth) 从垂直的背部到前胸的最大水平距离,与座位 的靠背和障碍物之间的空间设计有关 21) 腹部厚度(Abdominal depth) 在标准的坐姿中,从垂直的背部到腹部的最大 水平距离,与座位的靠背和障碍物之间的空间 设计有关 22) 肩-肘的长度(Shoulder-elbow length)在标准的坐姿中,从肩峰到肘下部的距离 23) 肘-指尖的长度 在标准的坐姿中,从肘后到中指尖的距离 (Elbow-fingertip length) 涉及前臂延伸的区域,用来定义正常的工作 24)上肢的长度(Upper limb length ) 在肘和腕都伸直的状态下从肩峰到指尖的距离 25) 手心的长度(Shoulder-grip length) 手臂伸直,从肩峰到手中所握物体中心的距 离, 表示上肢的功能长度,用来确定使人感 到方便的伸展区域
人体测量
日常工作和生活中,我们天天用到许多东西, 如椅子、桌子、各种机器、仪器、工具、电子计 算机等。 在使用这些东西的时候我们发现,这些东西的 物理尺寸,如大小、形状等,对其适用性有非常 大的影响。它们不仅影响人们工作时的舒适性, 也常常影响到人的工作效率、工作态度,甚至危 害人的安全和健康。
在实际中用到的一般都是人体着装时的尺寸,所以在实际应用中要根据研
M(X+Y) =Mx+My
身高 坐高 大腿与台面距离 足长 足跟高 头长
Mx—特定的人体结构尺寸均值 My—平均的衣物修正值 M(X+Y) —人体着装尺寸
头宽 肩最大宽 臀宽
— — 13
13
— — 50/75
50/75
100 105 13
坐姿测量项目(续)
坐 高 坐 姿 膝
高
小 腿 加
坐 姿 肘 高
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坐
姿
大 腿
足
高
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厚
静态测量
结构化的人体测量数据是指人体不同部位的尺寸, 在设计不同的设备或产品时,会涉及到人体不同部位的尺寸。
1) 身高(Stature) 2) 眼高(Eye height) 3) 肩高(Shoulder height) 4) 肘高(Elbow height) 5) 臀高(Hip height) 6) 指节的高度(Knuckle height) 7) 指尖的高度(Fingertip height) 8) 坐高(Sitting height) 9) 坐眼高(Sitting eye height) 10) 坐肩高(Sitting shoulder height) 11) 坐肘高(Sitting elbow height) 从地面到头顶的垂直距离(高度) 从地面到眼脚的高度 从地面到肩峰的高度 从地面到周关节的高度,用来决定工作台的高度 指人体站立时,从地面到臀部关节的高度 作为栏杆和手柄的参考 与手指操作控件的最低可接受水平有关 从坐的平面到头顶的高度 指人体处于坐姿时,从坐立面到眼角的高度 指人体处于坐姿时,从坐立面到肩关节的高度 从座位的平面到肘下侧的高度,涉及扶手、桌 面、键盘的高度设计 12) 大腿的厚度(Thigh thickness) 与座位和桌面之间的空间有关 13) 臀部-膝盖的长度 与座位之间的行距有关 (Buttock-knee length) 14) 臀部-腿弯部的长度 与座位的深度 (Buttock-popliteal length)
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3.2.1 静态测量
结构化的人体测量数据(续)
26) 头部厚度(Head length) 脸部的眉间到后脑部的距离,可作为眼部 位的参考数据 27) 头部的宽度(Head breadth) 头部两耳上面的最大宽度 28) 手的长度(Hand length) 在手保持僵直的状态下,从腕部的皱痕到 中指尖的距离 29) 手的宽度( Hand breadth) 通过手掌的最大宽度, 在掌骨的末梢,与把 手、控制杆的设计有关 30) 脚的长度(Foot length) 从脚后跟到最长的脚趾尖的距离,平行与脚的轴 心(脚的空间以及踏板的设计) 31) 脚的宽度(Foot breadth) 脚的最大水平宽度,与脚的轴线垂直(脚的空 间以及踏板占据的空间) 32)跨度(Span) 当两只手都向两边伸直时,两手指尖的最大水 平距离(横向伸展) 33)肘部跨度(Elbow span) 当上臂向两边伸展,肘部弯曲使指尖触胸时,两 肘尖的距离(可以指导设计工作台的肘部空间) 34)站立时手掌的握点(Grip reaches) 人体站立时,胳膊向上举起时手掌可以握住的最 高的圆棒中心 35)标准坐姿手掌的握点 人体在保持坐姿时,手掌的最高握点
Anthropometry demonstrated in an exhibit from a 1921 eugenics conference
三、人体测量的分类
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)
静态测量
静态测量人体尺寸示意图
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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。
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。
在上肢 上,将桡骨 侧称为桡侧, 将尺骨侧称 为尺侧 在下肢 上,将胫骨 侧称为胫侧, 将腓骨侧称 为腓侧。
支撑面和衣着
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。
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3.2 .2 动态测量
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 动态测量(Dynamic Anthropometry) 的一些参数。 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,即活动空间。 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。
要求被测量者裸体或穿着尽量少的内衣 (例如只穿内裤和汗背心)测量,在后者情况 下,在测量胸围时,男性应撩起汗背心,女 性应松开胸罩后进行测量。
无论何种姿势,身体都必须保持左右对称, 由于呼吸而使测量值有变化的测量项目应在 呼吸平静时进行测量。
测量值的读数精度 线性测量项目读数精确度为1mm, 体重读数精确度为0.5kg
大 腿 长
臂
长
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静态测量-人体测量的姿势
坐姿测量项目
坐 姿 下 肢 长 坐 姿 肩 高 坐 姿 眼 高
肩
坐 深
膝
距
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静态测量-人体测量的姿势
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人体着装尺寸
究对象的不同进行修正
静态测量
人体着装后的尺寸增加(单位:mm) 人体尺寸 轻薄夏装 (男/女) 25/40 3 13 13/40 13/40 25/40 冬季外套 (男/女) 25/40 10 25 40 13/25 25/40 轻薄的工服、 靴和盔 70 3 13 40 25 35
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。这个平面是德国人类 学家提出的,并通过1877年颅骨测量会议及1884年 法兰克福国际人种学会议而被采用的。