人体测量数据统计分析与研究

人体测量数据统计分析与研究

菲菲洋洋

(**安全科学与工程学院，辽宁省阜新市123000)

摘要：人体身高数据在机械设备研发，服装设计等方面有很重要的作用，因此有必要对人体的有关参数进行研究，本文运用人体测量学、数据处理等知识，结合文献调查法、数据统计分析法，调查了安全学院100名男生的身高，对测量获得的数据进行统计、方差计算，同时对所获得的数据进行分析，分析与国家标准的差异、分地区分析人体尺寸的变化、不同地区平均身高上的差异，以及是否符合原国家标准的规定、分析差异存在原因。

关键词：人体测量数据；人体测量学；调查法；数据分析

引言

为了使各种与人有关的机械、设备、产品等能够在安全的前提下高效率的工作，实现人机的最优结合，并使人在使用时处于安全、舒适的状态和无害、宜人的环境之中，现代设计必须充分考虑人体的各种人机学参数，因此有必要对人体的有关参数进行研究。近10年来 ,我国经济迅猛发展 ,人们的生活水平大幅度提高，人们的身体状况是也发生了相应改变，为了更好的了解学生身体状况变化情况 ,本设计对100名学生的身高进行调查，对测试结果内容的分析与探讨,找出存在的主要问题。

1 人体测量的基本知识

1.1 人体测量学

人体测量是一门新兴学科，它所涉及的是一个特定的群体而非个人，选择样本必须考虑有代表性的群体，测量的结果要经过数据统计处理，以反映该群体的形态差异与差异程度。它是通过测量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，从而为各种安全设计、工业设计和工程设计提供人体测量数据[1]。

1.2 人体测量的主要方法

普通测量法、摄影法、三维数学测量法

1.3人体测量的基本术语

(1)被测者姿势

a立姿

指被测者挺胸直立，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，手指直，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，两足前段分开大致成450夹角，体重均匀分布于两足。

b坐姿

被测者挺胸坐在被调节到肋骨头高度的平面上，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900，足平放在地面上，手轻放在大腿上。

（2）测量基准面。人体测量基准面是由3个互相垂直的轴来决定的。

a 矢状面。通过铅垂轴和纵轴的平面及其平行的所有平面都称为矢状面。

b 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、右对称的两个部分。、

c 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。冠状面将人体分为前、后两个部分。

d 水平面。与矢状面及冠状面同时垂直的所有平面称为水平面。水平面将人体分成上下两部分。

e 耳眼平面。通过左右耳屏点及右眼眶下点的水平面称为眼耳平面[2]

。 1.4 人体尺寸测量用的主要仪器

人体尺寸测量中所采用的人体测量仪器有:人体测高仪，人体测量用直角规、人体测量用弯角规、人体测量用三角平行规、坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅秤等[3]

。 2 人体测量数据的统计与分析 2.1 人体测量数据的统计

⑴将人体测量数据分类分组 a 选定组距

如果组距过大，分组变小，影响计算结果。组距过小，分组过多，计算过于繁琐，会大大加大计算量。所以在本设计中，选择的组距为20mm 。

b 计算组数

在100组数据中：最高值1880mm,最低值1640mm

mm

2401640-1880===最小值—最大值全距

所以计算组数为：

1220

240

=（组） c 按一定顺序进行排序

依测量值由小到大顺序排列，即1640-1660mm 、1660-1680mm 、1680-1700mm 、1700-1720mm 、1720-1740mm 、1740-1760mm 、1760-1780mm 、1780-1800mm 、1800-1820mm 、1820-1840mm 、1840-1860mm 、1860-1880mm.

⑵划出频数分布，作直方图与概率计算

1.651.671.691.711.731.751.771.791.81 1.851.87

1.83身高（m ）

5

1020

15频数图2-1身高-频数分布直方图

2.2 人体测量数据的计算

⑴确定假定平均数

假定平均数可选任一组中的上限加下限除以2而得。在本设计中，选组别为1640-1660mm,组中值=

mm 16502

1660

1640=+；

同理可计算其他组别的组中值，计算结果见表2-1

为了计算方便预先设定平均数，本设计中选

取组1740-176mm 。

所以，预定的平均数175021760

1740=+mm 。

⑵计算离均差

所谓离均差就是各组与假定平均数的差数。 离均差的计算公式：

b G G x i 0

-=

（2-1）

式中 x---离均差； i G ---各组的组中值； 0G ---假定的组中值； b---组距；

i---组号，i=1,2,3…；

当计算时，假定平均数所在的组离均差为零，然后比较各组，较小者为-1，-2，-3，…；较大者为1,2,3…，即可。

组别为1640-1660mm ，离均差=

520

1750

1650-=-

同理可计算其他组别的离均差，计算结果见

表2-1

表2-1 100名男性学生的身高测量计数表

a. 分图题

组别 组中值 f x fx fx

2

1640-1660 1650 1 -5 -5 25 1660-1680 1670 2 -4 -8 32 1680-1700 1690 8 -3 -24 72

1700-1720 1710 7 -2 -14 28 1720-1740 1730 17 -1 -17 17 1740-1760 1750 15 0 0 0 1760-1780

1770

19

1

19

19

1780-1800 1790 13 2 26 52

表2-1 100名男性学生的身高测量计数表

b. 分图题

1800-1820 1810 9 3 27 81 1820-1840 1830 5 4 20 80 1840-1860 1850 1 5 5 25 1860-1880

1870 3

6 18

128

f

∑=100

fx

∑=47

2

fx ∑=559

⑶ 计算并列表 a 平均数 b b

fx

G M ∙∑+

=0 (2-2) 式中 M---平均数； 根据公式（2-2）得

b b fx G M ∙∑+

=0=175020*100

47

+ =1760(mm) b 标准差

b N

fx N fx ∙∑-∑=2

22)(σ (2-3)

式中σ---标准差；

N---总频数；

根据公式（2-3）得

σ =

=-20*)100

47(1005592

12.2(mm) c 标准误差

N

s x σ

=

(2-4)

x s ---标准误差；