第2章_人体测量与数据应用

表2-3 部分国家及地区人体身高平均值H及标准差SD(单位:mm)
序号 国别 性别
男
1
美国 女
男
2 前苏联 男
男
3
日本
女
男
4
英国
男
5
法国
男 女
6
德国
男
H
175.5(市民) 161.8(市民) 177.8(城市青年1986年资料) 177.5(1986年资料)
165.1(市民) 154.4(市民) 169.3(城市青年1986年资料)
s sD
x
n
5.百分位数PK 百分位数将群体或样本的全部测量值分成两
部分,有K%的测量值等于和小于它,有(100-K%)的 测量值小于它
(1)求某百分位数人体尺寸 若人身高均值 X=170，SD=10，K%=30 P30=X= X－(SD×K)
即有30%的人身高小于等于164.76cm。
(2)求数据所属百分率P 同上例:求有多少百分数的人身高小于等于
2.1.2 人体测量的主要方法
1. 普通测量法 2.摄影法，见图2-2 3.三维数学测量法，见图2-3
2.1.3 人体测量的基本术语
参见国标GB3975－88中的规定
1.被测者姿势 2.测量基准面，见图2-4 3.测量方向 4.支承面和衣着 5.基本测点与测量项目,见表2-1，2-2
2.1.3 人体测量的常用仪器
男 176.0 6.2
男 166.0 6.4 男 177.0 6.1 男 168.0 7.7 女 157.0 4.5
表2-4 世界各地人体尺寸差异比较(平均值)
人种
身高/mm 体重/kg
人种
身高/mm 体重/kg
芬兰
美国(军人)
冰岛
白
法国 英格兰
西西里 人 摩洛哥
苏格兰
突尼斯
巴柏斯
黑
扬巴沙 科迪
巴亚 人 巴图兹
测点名称
头顶点 眉间点 后头点（枕后尖） 耳屏点 颅侧点（侧颅骨） 鼻根点 鼻下点 鼻尖点 上唇中点 下唇中点 下颏点 眼内角点 上外角点 眶下点 鼻翼点 口角点 颈侧点 耳后点 耳上点 耳下点
说明
头顶部正中矢状平面上的最高点 位于鼻眼与两眉之间的眉间正中线上，从侧面看，最向前凸出的点 枕骨部的正中矢状平面上离眉间点最远的点 耳屏软骨部上缘，而轮脚基部向颅侧皮肤过渡的点 颅侧部最向外凸出的点 额骨的鼻额缝与正中矢状平面的交点 鼻中隔下缘向上唇皮肤过渡的点 鼻尖上，最向前凸出点 上唇中，黏膜缘最高点的水平线与正中矢状面的交点 下唇中，黏膜缘最高点的水平线与正中矢状面的交点 下颏下缘上，正中矢状面上最低点 眼裂内角上，上下眼睑缘相接的点 眼裂外角下，上下眼睑缘相接的点 眼眶下缘最低点 鼻翼向外凸出的一点 口裂外角上，上下唇黏膜缘交点 下颈外侧缘上，向后下方最凸出的点 耳轮最向后凸出点 耳轮上缘最高点 耳垂最低点
63.8
爱斯基摩人 1612
62.9
61.8 黄 中国(北部) 1680
61.0
62.3
朝鲜
1611
55.5
59.5 种 中国(中部) 1630
54.7
日本
1609
53.0
62.0
人
苏丹
1598
51.9
57.3
阿纳米提
1587
51.3
63.9
中国(香港) 1620
52.2
57.0
注：摘自美国国家航空、航天管理局，1978年
注意：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，取决于排除后对使用者的影响和 经济效果。
当需要得到某项人体测量尺寸M1所处的百分率P时，可按下 列步骤及公式求得：Z=（Mi-M）/SD 然后根据Z值查表得小p的值，再按下列公式求百分率P；即 P=0.5+p 以下列例题说明：
表2-5 人体模型关节角度的调解范围
身体关节
腕关节S1 肘关节S2 头/颈关节S3 肩关节S4 腰关节S5 髋关节S6 膝关节S7 踝关节S8
调节范围（单位：度）
侧视图
俯视图
正视图
140~120
140~120
140~120
60~180
60~180
60~180
130~225
55~125
155~205
1. 均值
x

1 n
n i 1
xi
2.方差 3.标准差
s2 1 n n 1 i1
2
xi x

1 n 1
n i 1
xi 2

2
nx

4.抽样误差
sD


1 n 1

n i 1
xi 2
1/ 2
nx2
抽样误差=标准误差=全部样本均值的标准差
2.3 常用的人体测量数据
2.3.1 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 3. 坐姿人体尺寸，见图2-9 4. 人体水平尺寸，见图2-10 5. 各大区域人体尺寸的均值和标准差 6. 我国香港地区成年人人体尺寸 各类人体测量尺寸的数值参阅表2-2至2-7。
164.76cm Z=(Xi–X)/SD
查正态分布表，p= – 0.1985
即有30%左右的人身高小于等于164. 76
例1设计适用于90%华北男性使用的产品，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 x=1693mm，标准差SD=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，将适应 用于90%的华北男性。 讨论：平均值是作为设计的基本尺寸，而标准差是 作为设计的调整量的。
1710 1730 1736 1725 1663 1691 1689 1704 1734 1698
1690 1665 1630 1760
70.0 70.2
黑
奇谷 比基米斯
1645 1442
51.9 39.9
68.1 67
人
埃夫 布什曼
1438
39.8
1558
40.4
64.5
65
土耳其
1631
69.7
2.3.2 我国成年人人体尺寸
1.人在工作位置上的活动空间尺度，人体立姿、坐 姿、跪姿、卧姿的活动空间见图2-11，图2-12， 图2-13，图2-14
2.常用的功能尺寸，GB/T13547-92国家标准提供的 立、坐、跪、卧、爬等常取姿势的主要功能尺寸， 参阅表2-8
2.4 人体测量数据的应用
0~135
0~110
0~120
168~195
50~130
155~205
65~120
86~115
75~120
75~180
90~104
——
70~125
90
165~200
课题思考
1.了解百分位的含义与主要人体测量参数。 2.理解人体身高为基准的人体测量参数在设计中的应用，并记忆主要应用参数。 3.实验：人体模型的制作与设计应用。 4.实验：设计某一行为模式的人体姿势拍摄与尺寸记录分析。 5.人体计算机模型的设计与应用。 6.初步了解人体工程实验室。 7.理解作业姿势与作业空间中的重要人体工程学参数。 8.实验：学习图2-69的方法进行可调节座椅模型与尺度实验，设计人机工程学座椅。 9.实验：试测量麦当劳与肯德基点内座椅尺寸并分析其差异与人体感受。 10.新型自行车的作业姿势测量与设计 11.实验：手握工具设计与模型体验 12.设计一套你认为最合理的上课课桌、桌椅（效果图与简单结构工程图）。 13.根据案例初步了解人机工程学中新型材料的运用。
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附录
本章所附插图
图2-1
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图2-2
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图2-3
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图2-4
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图2-5 返回
图2-6
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图2-7 返回
图2-8
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图2-9
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图2-10
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图2-11
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图2-12
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图2-13
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图2-14
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图2-15 返回
图2-16
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补充
表2-1 人体测量基准面和基准轴
178.0 169.0 159.0 175.0
SD 序号
7.2 7 6.2 7.2 8 7.0 9 5.2 10 5.0 11 5.3 12 6.1 13 6.1
14 4.5 6.0
国别
意大利 加拿大 西班牙 比利时
波兰 匈牙利
捷克
非洲
性别 H
SD
男 168.0 6.6 女 156.0 7.1 男 177.0 7.1 男 169.0 6.1 男 173.0 6.6
表2-2 躯干和四肢测点
wk.baidu.com
测点名称
说明
颈窝点 乳头点 脐点（腰围线） 颈椎点 颈根外侧点 肩峰点 腋窝前点 腋窝后点（臂根点） 肩胛骨下角点 桡骨点 肘点 桡骨茎突点 尺骨茎突点 指尖点 大转子点 膑骨中点 腓骨中点 胫骨前下点 内踝点 外踝点 足跟点 足尖点
连接左右锁骨的胸骨端上缘的直线与正中矢状面的交点 乳头的中心点 脐的中心点 第七颈椎棘突尖端点 颈外侧部位，连接颈窝点和颈椎点的曲线中点与斜方肌前缘的交点 肩胛骨肩峰外侧缘上，最向外凸出的点 腋窝前裂上，胸大肌附着处的最下端点 腋窝后裂上，大圆肌附着处的最下端点 肩胛骨下角最下端点 桡骨小头上缘的最上端点 尺骨肘端的德肘窝的对侧上最凸出点 桡骨茎突的最下端点 尺骨茎突的最下端点 手的中指指尖端向下点 股骨大转子的最高点 膑骨上、下端连线的中点 腓骨头最向外凸出点 胫骨下端最前缘点 胫骨内踝最下端点 腓骨外踝最下端点 跟骨粗隆上最向后方凸出的点 离足跟最远的足趾尖端点
最小功能尺寸＝人体尺寸的分位数＋功能修正量 最佳功能尺寸＝人体尺寸的分位数＋功能修正量＋心理修正量
2.4.3 人体身高在设计中的应用 以身高为基准的设备和用具尺寸推算方法见
图2-16，图中有关尺寸定义参阅表2-13。
2.5 人体工程学模型
为解决人机相关位置的理论研究困难，发明了这 种直观的人机相对位置分析方法—标准人体尺寸 模型，这种人体模版已成功地运用于各行各业中。 目前，人机工程系统设计中采用较多的是二维人 体模板，利用塑料板材或密实纤维等材料，按照 1:1、1:5等设计中常用比例制成人体各个关节均 可活动的人体测试模型。 近年来开始使用越来越多的三维人体模型，它是 在计算机上运用几何模型构成系统，通过人机对 话研究作业空间的合理结构，不需制作实物模型， 在驾驶系统、汽车防撞试验、航空救生中应用广 泛。
人体模型可以演示关节的多种功能，模型上带有角刻度的人体关节调节范围，是
指功能技术测量系统的关节角度，包括健康人在韧带和肌肉不超过负荷的情况下所能 达到的位置，而不考虑那些虽然可能，但对活动姿势来说超出了生理意义的界限运动。 人体模型关节角度的调节范围如表2-5。
人机工程学计算机模拟演示
第2章 结束
2.4.1 主要人体尺寸的应用原则 设计中常用测量尺寸见图2-15，有关数据的定
义、应用条件。选择依据等参阅表2-9。
2.4.2 人体尺寸的应用方法
1. 确定所设计产品的类型，参阅表2-10 2. 选择人体尺寸的分位数，参阅表2-11 3. 确定功能修正量，参阅表2-12 4. 确定心理修正量 5. 产品功能尺寸的确定
第2章 人体测量与数据应用
第1章 链 接 第3章 链 接
2.1 人体测量的基本知识
2.1.1概述 人体测量学：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，使设计更适于
人，见图2-1。 测量数据： 1、人体构造尺寸（静态尺寸） 2、功能尺寸（动态尺寸）
1. 在普通测量法中常用的人体测量仪器有： 2. 人体测高仪，见图2-5； 3. 人体测量用直脚规，见图2-6； 4. 人体测量用弯脚规，见图2-7；
此外，还有人体测量用三脚平行规，坐高椅， 量足仪，软卷尺以及医用磅秤等。
2.2 人体测量中的主要统计参数
在人体测量中所得到的测量值都是离散的随
机变量，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。
例2 已知男性A身高1720mm,试求有百分之多少的西北男性超过其 高度？
解：由表查得西北男性身高平均值M=1684mm，标准差 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%，超过男性 A身高的西北男性则为25.1%。