第2章 人体测量与数据应用
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P30= x (SD×K)
P30=164.76,即有30%的人身高小于等于164.76cm。
下列步骤及公式求得 :
（2）当需得到某项人体测量尺寸Xi所处的百分位P时，可按
z ( xi x ) / S D
再由下式求得百分位P：
P=0.5+p
式中： p——概率数值，根据上面公式求得的Z值，查正态分布表获取。
图2-3
返回
图2-9
返回
表2-1 立姿人体尺寸
(单位：mm)
返回
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。
图2-4
返回
图2-10
返回
表2-2
坐姿人体尺寸
(单位：mm) 返回
45
Ⅰ型
ⅡA型 ⅡB型
Ⅲ型
成年男女 通用
一般工业产品
一般工业产品
P50
男P99、P95或P90上限 女P1、P5或P10下限
通用
通用
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3. 确定功能修正量，参阅表
⑴着装和穿鞋修正量 立姿身高、眼高减10mm ⑵姿势修正量： 坐姿坐高、眼高减44mm ⑶操作功能修正量 以上肢前展长为依据，对操作不同功能的控 制器做不同的修正。
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2-9,表2-1 3. 坐姿人体尺寸，见图2-10,表2-2 4. 人体水平尺寸，见图2-11,表2-3 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丁-人机-表2-2至 2-7。
附录
本章所附插图
图2-1
返回
图2-2
返回
图2-3
返回
ຫໍສະໝຸດ Baidu
图2-5
返回
人体测高仪: 主要用来测量身 高、坐高、立姿和 坐姿的眼高以及伸 手向上所及的高度 等立姿和坐姿的人 体各部位高度尺寸。
图2-6
返回
人体测量用直角规： 主要用来测量两点间的直线距离，特别适宜测量距离较 短的不规则部位的宽度或直径。如耳、脸、手、足。
1.被测者姿势,包括立姿和坐姿见图2-3，2-4 2.测量基准面，见图2-5 矢状面；正中矢状面；冠状面； 水平面； 眼耳平面。 3.测量方向 4.支承面和衣着： 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。 5.基本测点与测量项目
2.1.4 人体测量的常用仪器
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2-6； 3. 人体测量用直脚规，见图2-7； 4. 人体测量用弯脚规，见图2-8； 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。
图2-11
3/26/2014 28
3）两个要求是否相容，及如何解决?
两者互不相容，即不可能同时满足两方面的要求。 通过设计来想办法协调和解决问题。但本问题是 很容易找到解决办法的：横杆还可以比 1854mm再 略高一些，确保更多高个子的安全；在横杆上每 隔0．5m左右挂一条带子，带子下连着手环，手环 可以比 1786mm 再略低一些，让更多小个子也抓得 住。
图2-7
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用于不能直接 以直尺测量的 两点间距离的 测量，如测量 肩宽、胸厚等 部位的尺寸。
图2-8
返回
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，自然伸直膝部， 左、右足后跟并拢，前端分 开，两足大致呈45角，体重 均匀分布于两足。
大尺寸设计
小尺寸设计 平均尺寸设 计
返回
人体尺寸百分位数的选择
产品类型、等级、满意度与百分位数的关系
产品类型 产品等级 涉及健康安全 一般工业产品 涉及健康安全 一般工业产品 涉及健康安全 一般工业产品 百分位数选择 P99、P1作上、下限 P95、P5作上、下限 P99、P95作上限 P90作上限 P1、P5作下限 P10作下限 满足度% 98 90 99或95 90 99或95 90
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。 包括：总体，样本，均值，方差（标准差）， 百分位，百分位数
1.总体：统计学中，把所要研究的全体对象的 集合称为“总体”。人体尺寸测量中，总体是按 一定特征被划分的人群。因此，设计产品时必须 了解总体的特性，并且对该总体命名，例如，中 国成年人、中国飞行员等。 2.样本：统计学中，把从总体取出的许多个体 的全部称为“样本”。各种人体尺寸手册中的数 据就是来自这些样本，因此，设计人员必须了解 样本的特点及其表达的总体。
产品类型
I型产品 尺寸设计
产品类型定义
需要两个百分位数作为 尺寸上限值和下限值的依据
说
明
双限值设计 单限值设计
Ⅱ型产品 尺寸设计
ⅡA型产品 尺寸设计 ⅡB型产品 尺寸设计 Ⅲ型产品 尺寸设计
只需要一个百分位数作为 尺寸上限值或下限值的依据
只需要一个人体尺寸百分位数 作为尺寸上限值的依据 只需要一个人体尺寸百分位数 作为尺寸下限值的依据 只需要第50百分位数作为 产品尺寸设计的依据
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2-16，有关数据的定 义、应用条件。选择依据等参阅丁-人机-表2-9。
人体尺寸测量数据的应用原则举例
由人体身高决定的尺寸 —— 门、通道、舱口、床、担 架等 ——以第95百分位为依据； 由人体某部分尺寸决定的物体，如小腿加足高决定的 坐平面高度 ——以第5百分位为依据； 对与健康安全关系密切或减轻作业疲劳的设计，如汽车 座椅应在高度、靠背倾角、前后距离等 ——以第5百分位到第95百分位； 门铃、插座、开关、收银台等的高度 ——第50百分位为依据。
3.平均值
1 x xi n i 1
1 n 2 s xi x n 1 i 1
n
4.方差
2
2 1 n 2 xi n x n 1 i 1
5.标准差
1 2 2 sD xi n x n 1 i 1
求平均值
91： x = 84.6 求方差（标准差） 92： = 85.3
x
91： 18.83 s2
92： s2
46.40
6.百分位数PK 百分位由百分比表示，称为“第几百分位”。例如， 50%称为第50百分位。 百分位数是百分位对应的数值。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)%的测量值大于它。例如，身高分布的第5百分 位数为1543，则表示有5%的人的身高将低于这个高度。
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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2-17，图中有关尺寸定义参阅表2-13。
附:主要人体尺寸的应用
学习本章后应该思考的问题？
1、什么是人体测量学？ 2、你熟悉总体、样本、均值、标准差、 适应域、百分位、百分位数的含义吗？ 3、人体尺寸的应用的方法 4 、观察生活中的某一产品或工作场所 存在的人机学问题，进行分析，提出解 决方案，整理出报告册。
常见设计和人体数据百分位选择归纳如下：
（1）间距类: 一般取较高百分位，常取第95百分位。 （2）净空高度类:一般取高百分位，常取第99百分位。 （3）可及距离类:一般应使用低百分位数据。 （4）座面高度类:一般取低百分位数据，常取第5百分位。 （5）隔断类设计，高百分位数或低百分位数
2.4.2 人体尺寸的应用方法
人体测量数据类型 类型
静态尺寸
动态尺寸
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）
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 3.三维数字化人体测量法，见图2-3
2.1.3 人体测量的基本术语
参见国标GB3975－83中的规定
（1）确定所设计产品的类型、等级Ⅰ、ⅡA、ⅡB、Ⅲ型 （2）选择人体尺寸的百分位数 （3）确定功能修正量 着装修正量、姿势变化修正量、操作修正量 （4）确定心理修正量 （5）产品功能尺寸的确定 最小功能尺寸＝人体尺寸的百分位数＋功能修正量 最佳功能尺寸＝人体尺寸的百分位数＋功能修正量＋心理修正量
产品尺寸设计分类
n
1/ 2
例： 某班计算机辅助三维设计成绩比较,问哪班成绩比较好?
91：1-15号 86,85,80,80,83,86,92,80,93,86,83,90,84,80,81
92：1-15号
96,94,90,84,74,77,74,78,88,88,95,82,85,90,84 求平均值 求方差（标准差）
返回
例3 设计计算公共汽车顶棚扶手横杆的高度，并对比“抓得住” 与“不碰头”两个要求是否相容。如互不相容，如何解决?
解：（1）按乘客“抓得住”的要求设计计算。 属于ⅡB型男女通用的产品尺寸设计（小尺寸设计）问题，根据上述人体 尺寸百分位数选择原则，应该有
G1 J10 f 1
式中 ——G1由“抓得住”要求确定的横杆中心的高度； ——J10女子“上举功能高”的10百分位数（男、女共用，应取 女子的小百分位数人体尺寸，不涉及什么安全问题，取P10即可）， 查表得； J10 =1766mm（18—55岁）； —— ∆f1女子的穿鞋修正量，设取=20mm。 代入数值得到： G1 ≤l766mm+20mm=1786mm
求数据所属百分率P 例：若人身高均值 x =170，SD=10，求A地区有多少人的身 高小于等于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2已知男性A身高1720mm,试求有多少西北男 性低于其高度？
解：由表查得西北男性身高平均值X=1684mm， 标准差SD =53.7 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%。
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2）按乘客“不碰头”的要求设计计算。 属于ⅡA型男女通用的产品尺寸设计（大尺寸设计）问题， 根据上述人体尺寸百分位数选择原则，应该有
G2 H 99 f 2 r
式中 ——G2由“不碰头”要求确定的横杆中心的高度；
——H99男子身高的99百分位数（男、女共用，应取男子的 大百分位数人体尺寸，涉及人身安全问题，故取），查表得： H99 =1814mm（18－60岁）； ——∆f2男子的穿鞋修正量，设取=25mm； ——r横杆的半径，设取=15mm。 代入数值得到 G2 ≥1814mm+25mm+15mm=1854mm
2.3.2 我国成年人人体功能尺寸
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2-12，图2-13， 图2-14，图2-15 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2-4
2.4 人体测量数据的应用
第2章 人体测量与数据应用
2.1、人体测量的基本知识
主 要 内 容
2.2、人体测量的主要统计函数 2.3、常用的人体测量数据 2.4、人体尺寸的应用
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。
（1）在人体测量资料中，常常给出的是第5、第50和第95百分位数值。 在设计中，当需要得到任一百分位数值时，则可按下式求出： 1%～50%之间的数值: 50%～99%之间的数值:
x x (S D K )
x x (S D K )
求某百分位数人体尺寸
例:已知A地区成年人身高均值 x =170cm，SD=10,求 A地区第30百分位成年人身高是多少？
P30=164.76,即有30%的人身高小于等于164.76cm。
下列步骤及公式求得 :
（2）当需得到某项人体测量尺寸Xi所处的百分位P时，可按
z ( xi x ) / S D
再由下式求得百分位P：
P=0.5+p
式中： p——概率数值，根据上面公式求得的Z值，查正态分布表获取。
图2-3
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图2-9
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表2-1 立姿人体尺寸
(单位：mm)
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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。
图2-4
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图2-10
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表2-2
坐姿人体尺寸
(单位：mm) 返回
45
Ⅰ型
ⅡA型 ⅡB型
Ⅲ型
成年男女 通用
一般工业产品
一般工业产品
P50
男P99、P95或P90上限 女P1、P5或P10下限
通用
通用
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3. 确定功能修正量，参阅表
⑴着装和穿鞋修正量 立姿身高、眼高减10mm ⑵姿势修正量： 坐姿坐高、眼高减44mm ⑶操作功能修正量 以上肢前展长为依据，对操作不同功能的控 制器做不同的修正。
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2-9,表2-1 3. 坐姿人体尺寸，见图2-10,表2-2 4. 人体水平尺寸，见图2-11,表2-3 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丁-人机-表2-2至 2-7。
附录
本章所附插图
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图2-5
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人体测高仪: 主要用来测量身 高、坐高、立姿和 坐姿的眼高以及伸 手向上所及的高度 等立姿和坐姿的人 体各部位高度尺寸。
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人体测量用直角规： 主要用来测量两点间的直线距离，特别适宜测量距离较 短的不规则部位的宽度或直径。如耳、脸、手、足。
1.被测者姿势,包括立姿和坐姿见图2-3，2-4 2.测量基准面，见图2-5 矢状面；正中矢状面；冠状面； 水平面； 眼耳平面。 3.测量方向 4.支承面和衣着： 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。 5.基本测点与测量项目
2.1.4 人体测量的常用仪器
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2-6； 3. 人体测量用直脚规，见图2-7； 4. 人体测量用弯脚规，见图2-8； 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。
图2-11
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3）两个要求是否相容，及如何解决?
两者互不相容，即不可能同时满足两方面的要求。 通过设计来想办法协调和解决问题。但本问题是 很容易找到解决办法的：横杆还可以比 1854mm再 略高一些，确保更多高个子的安全；在横杆上每 隔0．5m左右挂一条带子，带子下连着手环，手环 可以比 1786mm 再略低一些，让更多小个子也抓得 住。
图2-7
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用于不能直接 以直尺测量的 两点间距离的 测量，如测量 肩宽、胸厚等 部位的尺寸。
图2-8
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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，自然伸直膝部， 左、右足后跟并拢，前端分 开，两足大致呈45角，体重 均匀分布于两足。
大尺寸设计
小尺寸设计 平均尺寸设 计
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人体尺寸百分位数的选择
产品类型、等级、满意度与百分位数的关系
产品类型 产品等级 涉及健康安全 一般工业产品 涉及健康安全 一般工业产品 涉及健康安全 一般工业产品 百分位数选择 P99、P1作上、下限 P95、P5作上、下限 P99、P95作上限 P90作上限 P1、P5作下限 P10作下限 满足度% 98 90 99或95 90 99或95 90
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。 包括：总体，样本，均值，方差（标准差）， 百分位，百分位数
1.总体：统计学中，把所要研究的全体对象的 集合称为“总体”。人体尺寸测量中，总体是按 一定特征被划分的人群。因此，设计产品时必须 了解总体的特性，并且对该总体命名，例如，中 国成年人、中国飞行员等。 2.样本：统计学中，把从总体取出的许多个体 的全部称为“样本”。各种人体尺寸手册中的数 据就是来自这些样本，因此，设计人员必须了解 样本的特点及其表达的总体。
产品类型
I型产品 尺寸设计
产品类型定义
需要两个百分位数作为 尺寸上限值和下限值的依据
说
明
双限值设计 单限值设计
Ⅱ型产品 尺寸设计
ⅡA型产品 尺寸设计 ⅡB型产品 尺寸设计 Ⅲ型产品 尺寸设计
只需要一个百分位数作为 尺寸上限值或下限值的依据
只需要一个人体尺寸百分位数 作为尺寸上限值的依据 只需要一个人体尺寸百分位数 作为尺寸下限值的依据 只需要第50百分位数作为 产品尺寸设计的依据
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2-16，有关数据的定 义、应用条件。选择依据等参阅丁-人机-表2-9。
人体尺寸测量数据的应用原则举例
由人体身高决定的尺寸 —— 门、通道、舱口、床、担 架等 ——以第95百分位为依据； 由人体某部分尺寸决定的物体，如小腿加足高决定的 坐平面高度 ——以第5百分位为依据； 对与健康安全关系密切或减轻作业疲劳的设计，如汽车 座椅应在高度、靠背倾角、前后距离等 ——以第5百分位到第95百分位； 门铃、插座、开关、收银台等的高度 ——第50百分位为依据。
3.平均值
1 x xi n i 1
1 n 2 s xi x n 1 i 1
n
4.方差
2
2 1 n 2 xi n x n 1 i 1
5.标准差
1 2 2 sD xi n x n 1 i 1
求平均值
91： x = 84.6 求方差（标准差） 92： = 85.3
x
91： 18.83 s2
92： s2
46.40
6.百分位数PK 百分位由百分比表示，称为“第几百分位”。例如， 50%称为第50百分位。 百分位数是百分位对应的数值。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)%的测量值大于它。例如，身高分布的第5百分 位数为1543，则表示有5%的人的身高将低于这个高度。
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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2-17，图中有关尺寸定义参阅表2-13。
附:主要人体尺寸的应用
学习本章后应该思考的问题？
1、什么是人体测量学？ 2、你熟悉总体、样本、均值、标准差、 适应域、百分位、百分位数的含义吗？ 3、人体尺寸的应用的方法 4 、观察生活中的某一产品或工作场所 存在的人机学问题，进行分析，提出解 决方案，整理出报告册。
常见设计和人体数据百分位选择归纳如下：
（1）间距类: 一般取较高百分位，常取第95百分位。 （2）净空高度类:一般取高百分位，常取第99百分位。 （3）可及距离类:一般应使用低百分位数据。 （4）座面高度类:一般取低百分位数据，常取第5百分位。 （5）隔断类设计，高百分位数或低百分位数
2.4.2 人体尺寸的应用方法
人体测量数据类型 类型
静态尺寸
动态尺寸
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）
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 3.三维数字化人体测量法，见图2-3
2.1.3 人体测量的基本术语
参见国标GB3975－83中的规定
（1）确定所设计产品的类型、等级Ⅰ、ⅡA、ⅡB、Ⅲ型 （2）选择人体尺寸的百分位数 （3）确定功能修正量 着装修正量、姿势变化修正量、操作修正量 （4）确定心理修正量 （5）产品功能尺寸的确定 最小功能尺寸＝人体尺寸的百分位数＋功能修正量 最佳功能尺寸＝人体尺寸的百分位数＋功能修正量＋心理修正量
产品尺寸设计分类
n
1/ 2
例： 某班计算机辅助三维设计成绩比较,问哪班成绩比较好?
91：1-15号 86,85,80,80,83,86,92,80,93,86,83,90,84,80,81
92：1-15号
96,94,90,84,74,77,74,78,88,88,95,82,85,90,84 求平均值 求方差（标准差）
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例3 设计计算公共汽车顶棚扶手横杆的高度，并对比“抓得住” 与“不碰头”两个要求是否相容。如互不相容，如何解决?
解：（1）按乘客“抓得住”的要求设计计算。 属于ⅡB型男女通用的产品尺寸设计（小尺寸设计）问题，根据上述人体 尺寸百分位数选择原则，应该有
G1 J10 f 1
式中 ——G1由“抓得住”要求确定的横杆中心的高度； ——J10女子“上举功能高”的10百分位数（男、女共用，应取 女子的小百分位数人体尺寸，不涉及什么安全问题，取P10即可）， 查表得； J10 =1766mm（18—55岁）； —— ∆f1女子的穿鞋修正量，设取=20mm。 代入数值得到： G1 ≤l766mm+20mm=1786mm
求数据所属百分率P 例：若人身高均值 x =170，SD=10，求A地区有多少人的身 高小于等于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2已知男性A身高1720mm,试求有多少西北男 性低于其高度？
解：由表查得西北男性身高平均值X=1684mm， 标准差SD =53.7 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%。
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2）按乘客“不碰头”的要求设计计算。 属于ⅡA型男女通用的产品尺寸设计（大尺寸设计）问题， 根据上述人体尺寸百分位数选择原则，应该有
G2 H 99 f 2 r
式中 ——G2由“不碰头”要求确定的横杆中心的高度；
——H99男子身高的99百分位数（男、女共用，应取男子的 大百分位数人体尺寸，涉及人身安全问题，故取），查表得： H99 =1814mm（18－60岁）； ——∆f2男子的穿鞋修正量，设取=25mm； ——r横杆的半径，设取=15mm。 代入数值得到 G2 ≥1814mm+25mm+15mm=1854mm
2.3.2 我国成年人人体功能尺寸
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2-12，图2-13， 图2-14，图2-15 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2-4
2.4 人体测量数据的应用
第2章 人体测量与数据应用
2.1、人体测量的基本知识
主 要 内 容
2.2、人体测量的主要统计函数 2.3、常用的人体测量数据 2.4、人体尺寸的应用
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。
（1）在人体测量资料中，常常给出的是第5、第50和第95百分位数值。 在设计中，当需要得到任一百分位数值时，则可按下式求出： 1%～50%之间的数值: 50%～99%之间的数值:
x x (S D K )
x x (S D K )
求某百分位数人体尺寸
例:已知A地区成年人身高均值 x =170cm，SD=10,求 A地区第30百分位成年人身高是多少？