第二章人体测量与数据应用
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人 机 工 程 学— 人体测量与数据应用
合肥学院艺术设计系
❖ 本章教学目的： 使学生了解人体测量学基本知识以及人体测量数
据在设计中的应用方法 ❖ 重点难点：
百分位及百分位数的概念意义及选用方法 ❖ 学生应该掌握：
能够正确选用人体测量数据用来设计具体产品
本章主要内容
❖ 2.1 人体测量的基本知识 ❖ 2.2 人体静态测量参数 ❖ 2.3 人体测量数据的应用 ❖ 2.4 人体动态测量参数
❖ 请看书p23页表２－２p26表２－６
2．2．2人体测量中的主要概念和统计参数
总体、样本
均值、标准差
适应度
术语
百分位数
百分位
统计学中，把所要研究的全体对象的集合称
总
为“总体”。人体尺寸测量中，总体是按一定
体
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。
矢状面；正中矢状面； 冠状面；水平面； 眼耳平面。
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、测量方向
(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，将挠骨侧称 为挠侧，将尺骨侧称为尺侧。
2.1.2 人体测量的主要方法
1. 普通测量法p16 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
Terminology of Anthropometry
1、被测者姿势：
（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。见图2— 6。
比如，一切操作装置都应设在人的肢体活动所能及的范围之内， 其高低位置必须与人体相应部位的高低位置相适应；而且其布置应 尽可能设在人操作方便、反应最灵活的范围之内
2.1 人体测量的基本知识
Foudamentals of Anthropometry
1、定义： 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。
（如图2—1）
2、人体测量数据的种类：
类型
静态尺寸 人体构造上的尺寸
动态尺寸
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）
（5）对于下肢，将胫骨侧 称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。
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、基本测点及测量项目
（GB3975—83） （GB3975—85测量方法）
头部测点
测
测 （16个）
量
点 躯干和四肢部 项
位测点
目
（22个）
头部测量项目 （12项）
样
统计学中，把从总体取出的许多个体的全
本
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。
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。
人体尺寸是千变万化的，因而一件用品的某一项 设计，可能有的人使用起来很方便，而有的人则感到 难以使用，为了尽量减少这种现象产生，人体测量学 工作者根据人体尺寸一定的分布规律， 借助正态曲线 的概率分配来进行计算。
（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。见 图2—7。
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 面如图2—2。
用“平均值”来决定基本尺寸， 用“标准差”作为尺寸的调整量， 用“百分位”来选择最大比例的人群适用范围等。
均
表示全部被测数值的算术平均值
值
它是测量值分布最集中区，也是代表一个
被测群体区别于其它群体的独有特征。按平均 值设计的产品尺寸只能适合于50％的人使用， 另有50％的人不适合。
标
表明一系列变化数距平均值
问题引入概念
❖ 观察教室内的讲台、黑板、门窗、桌椅、灯开关的设计并思考它 们的尺度设计是否合理
为了使各种与人体尺度有关的设计对象能符合人的生理特点，让 人在使用时处于舒适的状态和适宜的环境之中，就必须在设计中充分 考虑人体的各种尺度，因而也就要求设计者能了解一些人体测量学方 面的基本知识，并能在设计过程中正确使用这些尺寸。
躯干和四肢 部位测量项 目（69项）
6、人体测量的主要仪器
(1) 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。
（2）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。
6、人体测量的 主要仪器
（3）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。
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常用人体静态测量参数
２．２．１人体测量尺寸介绍
人体尺寸是人体测量学工作者 辛勤劳动的结晶，它对工业产品 设计，作业空间设计以及各类机 具设计都有重要意义。我国于 1988年12月10日发布了《中国 成人人体尺寸》标准(GBl00088)。由于我国幅员辽阔、人口 众多，人体尺寸的地域差异也较 大，因此，该标准又分为“全国 统一人体尺寸标准”和“分区人 体尺寸标准”两个系列
ຫໍສະໝຸດ Baidu
准
的分布状况或离散程度
差
标准差大，表示各变数分布广，远离平均值； 标准差小，表示变数接近平均值。
适应度
一般只能根据需要按-部分人体尺寸 进行设计，这部分尺寸占整个分布的一部 分，这部分被称为适应度。
例如，适应度90％是指设计适应90 ％的人群范围，而对5％身材矮小和5％身 材高大的人则不能适应
合肥学院艺术设计系
❖ 本章教学目的： 使学生了解人体测量学基本知识以及人体测量数
据在设计中的应用方法 ❖ 重点难点：
百分位及百分位数的概念意义及选用方法 ❖ 学生应该掌握：
能够正确选用人体测量数据用来设计具体产品
本章主要内容
❖ 2.1 人体测量的基本知识 ❖ 2.2 人体静态测量参数 ❖ 2.3 人体测量数据的应用 ❖ 2.4 人体动态测量参数
❖ 请看书p23页表２－２p26表２－６
2．2．2人体测量中的主要概念和统计参数
总体、样本
均值、标准差
适应度
术语
百分位数
百分位
统计学中，把所要研究的全体对象的集合称
总
为“总体”。人体尺寸测量中，总体是按一定
体
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。
矢状面；正中矢状面； 冠状面；水平面； 眼耳平面。
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、测量方向
(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，将挠骨侧称 为挠侧，将尺骨侧称为尺侧。
2.1.2 人体测量的主要方法
1. 普通测量法p16 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
Terminology of Anthropometry
1、被测者姿势：
（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。见图2— 6。
比如，一切操作装置都应设在人的肢体活动所能及的范围之内， 其高低位置必须与人体相应部位的高低位置相适应；而且其布置应 尽可能设在人操作方便、反应最灵活的范围之内
2.1 人体测量的基本知识
Foudamentals of Anthropometry
1、定义： 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。
（如图2—1）
2、人体测量数据的种类：
类型
静态尺寸 人体构造上的尺寸
动态尺寸
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）
（5）对于下肢，将胫骨侧 称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。
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、基本测点及测量项目
（GB3975—83） （GB3975—85测量方法）
头部测点
测
测 （16个）
量
点 躯干和四肢部 项
位测点
目
（22个）
头部测量项目 （12项）
样
统计学中，把从总体取出的许多个体的全
本
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。
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。
人体尺寸是千变万化的，因而一件用品的某一项 设计，可能有的人使用起来很方便，而有的人则感到 难以使用，为了尽量减少这种现象产生，人体测量学 工作者根据人体尺寸一定的分布规律， 借助正态曲线 的概率分配来进行计算。
（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。见 图2—7。
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 面如图2—2。
用“平均值”来决定基本尺寸， 用“标准差”作为尺寸的调整量， 用“百分位”来选择最大比例的人群适用范围等。
均
表示全部被测数值的算术平均值
值
它是测量值分布最集中区，也是代表一个
被测群体区别于其它群体的独有特征。按平均 值设计的产品尺寸只能适合于50％的人使用， 另有50％的人不适合。
标
表明一系列变化数距平均值
问题引入概念
❖ 观察教室内的讲台、黑板、门窗、桌椅、灯开关的设计并思考它 们的尺度设计是否合理
为了使各种与人体尺度有关的设计对象能符合人的生理特点，让 人在使用时处于舒适的状态和适宜的环境之中，就必须在设计中充分 考虑人体的各种尺度，因而也就要求设计者能了解一些人体测量学方 面的基本知识，并能在设计过程中正确使用这些尺寸。
躯干和四肢 部位测量项 目（69项）
6、人体测量的主要仪器
(1) 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。
（2）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。
6、人体测量的 主要仪器
（3）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。
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常用人体静态测量参数
２．２．１人体测量尺寸介绍
人体尺寸是人体测量学工作者 辛勤劳动的结晶，它对工业产品 设计，作业空间设计以及各类机 具设计都有重要意义。我国于 1988年12月10日发布了《中国 成人人体尺寸》标准(GBl00088)。由于我国幅员辽阔、人口 众多，人体尺寸的地域差异也较 大，因此，该标准又分为“全国 统一人体尺寸标准”和“分区人 体尺寸标准”两个系列
ຫໍສະໝຸດ Baidu
准
的分布状况或离散程度
差
标准差大，表示各变数分布广，远离平均值； 标准差小，表示变数接近平均值。
适应度
一般只能根据需要按-部分人体尺寸 进行设计，这部分尺寸占整个分布的一部 分，这部分被称为适应度。
例如，适应度90％是指设计适应90 ％的人群范围，而对5％身材矮小和5％身 材高大的人则不能适应