第二章人体测量

3) 操作（实现产品功能所需的）修正量 上肢前展操作，对于“前展长”（后背到中指指尖的距
离，动态尺寸）
• • • 按按钮 推滑板推钮、扳拨扳钮开关 取卡片、票证 - 12 mm - 25 mm - 20 mm
更多实际问题的尺寸修正量还要根据实 际情况、环境条件研究实测后确定。
2、 心理修正量
• 为了消除空间压抑感或为了美观等因素而加的尺寸修正量。 例如： • 远高于 3～5米高的平台的护栏高度， • 工程机械驾驶室、岗站岗亭的内空间， • 如皮鞋的“超长度”（欧版鞋、高跟鞋、松糕鞋算不算？） ， • ……
§2-2 中国成年人的人体尺寸
一、 GB/T 10000-88 《中国成年人人体尺寸》简介
1988-12-10发布， 1989-07-01实施 “用于工业产品、建筑、军工品的设计及劳 动安全保护” • 年龄段: 男 18～60 18～25 26～35 36～ 60 女 18～55 18～26 26～35 36～55 • “人有高矮胖瘦，什么叫“国家标准”呀？” • •
身高 1800 mm 者甚至就未必合理了，…
产品类型 Ⅰ型 ⅡA型 …
所选百分位数 P1 和 P99 P5 和 P95 P99 …
满足度 98 % 90 % 99 % …
讨论： 男女共用产品，Ⅰ型、ⅡA型、ⅡB型、Ⅲ型在选取人 体尺寸时是以男性、还是以女性人体尺寸为准？
讨论： 公共汽车顶棚的扶手横杆高度应属于哪一型产品尺 寸设计？
• 抽样 对群体的测量，需要进行人口抽样。 抽样就是从所研究的对象的总体中随机的抽取一小部 分人进行人体测量，从而对总体的人体尺寸作出估计的一 种统计调查一组测量值就确定一个分 布(distributions)。顾名思义，人体尺寸分布就是人体尺寸 的测量项目的各个值呈一定频次出现。
• 均值/标准差 人体尺寸测量中符合正态分布的测量项目，其分布 特征可用均值M和标准差SD来描述。计算公式为:
均值表示分布的集中趋势，即测量值聚集于均值的 趋势，而标准差表示分布的离中趋势，即测量值沿均值 扩散的趋势，标准差越大分布曲线越平缓。
• 百分位和百分位数 人体测量中数据不符合正态分布的测量项目，其分布 特征可以用累计频次的百分位和百分位数来描述。百分位 通常用第几百分位来表示。百分位数则是对应于百分位的 实际数值
二维人体尺寸测量主要指采用直接接触式测量工具，如 马丁式人体测量仪，通过所定义的人体测点测量人体尺寸 ，又称直接测量法.
• 标准化的测量条件 • 标准化的测点和测量项目
人体尺寸的基本类别 按照中华人民共和国国家标准GB/T53975-1 983，人体基 本测量项目达47个，就其类别而言可分为: • • • • • 高度 长度 宽度 厚度 围经
• 可调性设计原则 设计中优先采用 可调式结构。可调 的尺寸范围应一般 根据第5百分位和第 95百分位确定。
• 动态设计原则 在考虑人员必须执 行的操作时，选用动 作范围的最小值:在考 虑人员的自由活动空 间时，选用动作范围 的最大值。
• 非“平均人”设 计原则: 设计中一般不 应对所有设计尺 寸均采用人体尺 寸的平均值。
•
• 2000、7、18，北京青年报：1997年测定中国男 子身高结果为：P50 = 1692mm， 与GB/T 10000-1988相比： 1692-1678 = 14mm = 1.4cm。 39岁以下男子身高低于日本人，40岁以上男子高于 日本人。 • 各国如此：美、英身高基本稳定，体重小增；日 本增势大缓。
• 现在世界各先进国家都有本国的人体尺寸国家标准（或数 据资料）。 • 中国：GB/T 10000—1988 《中国成年人人体尺寸》。
二、人体测量简介
人体测量学是一门用测量方法研究人的体格特征的科 学。工程人体测量是人体测量学在工程设计领域的一个应 用分支。与人类学人体测量不同的是，工程人体测量具有 极强的功能性和操作性，即测量是根据人的任务和作业进 行的，测量的基本目的是为设计提供设计参数。
讨论： 把一些人体尺寸参数 y 表示为自变量身高 x 的函数 ， 1）最简单的表达式 y＝ａｘ 只适用于部分人体尺寸参数 ， 2）对另一些人体尺寸参数，较适合的表达式为 ｙ＝ａ ｘ+ｂ 。
§2-4 产品设计中人体尺寸数据的应用方法
问题： 1 ）人有高、矮、胖、瘦，公用产品设计时以什么 样的人体尺寸为标准、依据？（“标准人”？） 2 ）人在日常生活和工作中，都不可能都维持人体 测量时的标准姿势（裸体、挺直），怎么办？
• 坐姿坐高、眼高、肩高、… + 6 mm
• 肩宽、臀宽、…
• 胸厚等
+ 13 mm
+18 mm
小讨论： • 手套、袖子呢（冬、夏）？ • 马靴呢？ • 帽子呢？… ——国家标准只提供技术原则，具体实际问题还要设计者 自己研究处理。
2) 姿势修正量 立姿身高、眼高、… 坐姿坐高、眼高、…
- 10 mm - 44 mm
数据： 样本--→整体， 人体尺寸基本服从正态分布，给出均值，百分 位数、标准差等数据。
静态和动态人体尺寸测量 人体测量依据被测对象在测量中是否移动身 体，可分为动态测量和静态测量，分别得到动态 人体尺寸和静态人体尺寸。 • 静态人体尺寸是被测对象处于静止和标准姿势 下测量的尺寸。适合于设计头盔、耳机、眼镜等 直接与人体结构相关的产品。 • 动态人体尺寸是人体在动态下占用的空间范围或 动作范围的测量。动态人体尺寸更能反映人体各 部位之间的功能关系和结构关系。
2、 时代差异
近20年，中国人体尺寸变化最显著时期：前几年上海对上海 籍入学大学生的身高研究表明，现在学生与50年代学生相差10 ～12cm • 2002、12、10 ，央视一台，“午间新闻 30分”节目：教育 部、卫生部联合调查显示：近 7年，我国12～17岁青少年的身 高体重明显增加： 男生：身高增高6.9cm。体重增加5.5kg， 女生： 5.5cm， 4.5kg， 增长速度明显超过发达国家二战后的增长速度。
讨论：人体尺寸极 多，国标为什么选 择这么一些项目？ 6个主要人体尺寸 2.1、 2.2， 2.3， … 3.1， 3.3， 3.8 ， 3.6， 3.9， …
•
三、 人体尺寸的地区差异和时代差异
1、 地区差异
中国 6 个地区人体尺寸差异明显，华北、东北最高，西
南较矮（教材P.26）。
为乘客“不碰头” ⅡA 型（大尺寸设计） • 所用人体尺寸：身高 H
• 心理修正量应根据实际需要和条件许可两个因素来研究 确定。 • 普通工程机械和坦克驾驶室，或同学宿舍和客轮客舱的
心理空间尺寸修正量显然不一样。
二、 人体尺寸百分位数的选择
处理上述问题 1）的原则：根据产品 的功能，分类型进行处理。
1、三种不同类型的产品
1）Ⅰ型产品尺寸设计 （又称“双限值设计”） 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
•国家标准只是指出解决问题的原则方法， 不能代替实际问题的分析解决。 •把相对复杂一点的问题，分解成典型的单 纯类型问题来解决常是可能的。
公共汽车顶棚扶手横杆高度问题中的几个具体数据
为乘客“抓得着” ⅡB 型（小尺寸设计） 所用人体尺寸：举手能抓握的高度（举手功能高） J （GB/T 13547-1992） • 男、女共用，应取女子的小百分位数人体尺寸 • 不太涉及什么安全问题，取 P10 即可 由（GB/T 13547-1992）查得，所取 J 值 P10 ==1766 mm （18～55岁） P10 == 1753 mm （36～55岁） 结论1：横杆的中心高度应 ≯ 1766 mm （或 ≯1753 mm）
人机工程学
第二章 人体尺寸测量及其应用
在解剖学、生理学、心理学这些人的因素中， 人体尺寸是最基本、最常遇到的问题，重点加以 介绍。
§2-1 人体尺寸概述
一、人体测量简史 • 公元前一世纪，罗马建筑师维特鲁威为希腊神庙建筑研究 了人体各部分的比例。 • 达·芬奇据此画出了著名的人体标准图，15世纪。
百分位数：是一种位置指标，一个界值。 K百分位数Pk将群体或样本的全部观测值分为两部分。 有K%的观测值等于和小于它，有（1- K%）的观测值大 于它。 • 人体尺寸用百分位数表示时，称为人体百分位数。
人体尺寸的统计特征 人体测量按照测量对象不同可以分为两类: • 对个别人进行测量，如对宇航员做专门测量和专门设计 • 对群体的测量，例如对某地区所有男性青年的测量
应用人体尺寸原则 在设计中，特别是在产品设计中，几乎都要根据人体尺 寸来进行设计。但是，在设计中运用人体尺寸的数据时不 是对测量数据的照搬，而是要对这些数据进行处理并灵活 运用。
• 极限设计原则: 以某种人体尺寸极限作 为设计参数的设计原则: 设计的最大尺寸参考选 择人体尺寸的低百分位， 设计的最小尺寸参考选 择人体尺寸的高百分位。
据者
• 2）Ⅱ型产品尺寸设计 （又称“单限值设计”）——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 依据者 • ⅡA型产品尺寸设计 （又称“大尺寸设计”） 只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值的依据者
——床（门等）长、床（门等）宽 防护 栏杆高度 热水瓶把手 礼堂座位宽度 屏风高度 …
2、 人体尺寸百分位数的选择 满足度 产品尺寸所适合的使用人
群占总使用人群的百分比。
适应域 一个设计往往无法满足人体尺寸的所有要求，一般只 能按一部分人的人体尺寸来进行设计。根据特定尺寸范围 来选取人体尺寸只占人体尺寸分布的一个‘“域”，称为 “适应域”。
合理的满足度受多种因素影响、制约，其中安全、经济等都 很重要。 ——例如，门、床不能按姚明的身高来设计，火车卧铺照顾
------给出7个百分位数的数据: 1, 5, 10, 50, 90, 95, 99
二、常用人体尺寸数据摘录 GB/T 10000-1988中 ，共有 据（静态）
7组、47项数
• • • • • • •
人体主要尺寸 6项 立姿人体尺寸 6项 坐姿人体尺寸 11项 人体水平尺寸 10项 人体头部尺寸 7项 人体手部尺寸 5项 人体足部尺寸 2项
为确保数据的科学性（可比性）、适用性，制定了严格的相 关技术标准。我国的几个主要标准如下： GB/T 5703—1999 《用于技术设计的人体测量基础项目》 GB/T 5706.1-5704.4—85 《人体测量仪器》
• 测量时 上身裸体、单薄内裤，不穿鞋袜 被测者保持标准的挺直站、坐
• 像“眼高”、“肩高”、“掌宽”…等项目怎么量？ 举 例如下 :
---------
古代主要着眼于建筑、雕塑、文化。
•
• 1870,奎特莱特（比利时）：《人体测量学》。奠定科学人 体测量方法的基础。 • 20世纪初，开始与人机学有关： 1919，美国，10万退伍军人的多项人体测量，军服设计制 作； 二战后,美、英两国海空军人体测量，1946研究报告： 《航空部队人体尺寸和人员装备》。
§2-3其他国家的人体尺寸 人体各部分尺寸的比例
一、 其他几国的成年人人体尺寸 各国差异明显，经济全球化，产品设计中必须注意。 兵器、相机、工程机械、…。
二、 人体各部分尺寸的比例
体态正常的成年人人体各部分尺寸间有一定比例 关系，由身高一个数据来确定各部分尺寸，可简化计 算便于实用。
注意： 东、西 方人间 ，比例 关系差 别
• ⅡB型产品尺寸设计 （又称“小尺寸设计”）
只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的依据者
—— 防护栏杆的间距 扇罩子的间距 …
提包的高度
风
3）Ⅲ型产品尺寸设计 （又称“平均尺寸设计”） 只需要第50百分位数（P50）作为产品尺寸设计的依据者
——门上手把、锁孔高度 一般文具尺寸 （含键盘、鼠标等） …
国家标准 对上述两 个问题给 出了处理 原则。
一、尺寸修正量 处理上述问题2）的原则: 尺寸修正量 =功能修正量 + 心理修正量 =（穿着修正量 + 姿势修正量 +操作修正量）+ 心理修正量
1、 功能修正量
1) 穿着修正量
阴高、…）
穿鞋（立姿身高、眼高、肘高、会
• 男：+ 25mm， 女：+20 mm