人体测量学

测量男子身高的均值为1683mm，标准差S为81.83mm，则 适应范围90%对应的身高范围是： 适应范围90% = 第5百分位 ——第 95百分位 = P5 —— P95 = X － 1.64*S——X + 1.64*S = 1683－1.64*81.83——1683+1.64*81.83 = 1553.39mm——1822.6mm
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 头部测量项目
（16个）
（12项）
测 点
躯干和四肢部位测点
测 量 项 目
躯干和四肢部位 测量项目（69项）
（22个）
人体静态测量参数
达芬奇绘制的 人体比例图
一、人体测量
人体测量学——通过测量人体各部位尺寸，
来确定个人之间和群体之间在人体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ寸上的 差别的科学。
(二) 人体测量的具体内容和方法
1. 数据来源
我国人体尺寸相关文件及标准：

1962 中国建筑科学研究院 《人体尺度的研究》 1988 GB 10000—88 《中国成年人人体尺寸》
③、含义:把研究对象分成100份，根据一些指定的
人体尺寸项目，从最小到最大顺序排列，进行分段， 每一段的截至点即为一个百分位。
例如（身高）： 第5百分位的尺寸表示有5％的人身高等于或小于这 个尺寸。换句话说就是有95％的人身高高于这个尺 寸。 第95百分位则表示有95％的人等于或小于这个尺寸， 5％的人具有更高的身高。 第50百分位为中点，表示把一组数平分成两组较大 的50％和较小的50％ 。第50百分位的数值可以说接 近平均值。
②、公式：P32
百分位
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
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。
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：P=M-（SK） M为标准值；S为 50%-99%之间的数值：P=M+（SK） 标准差；K为百分 比变换系数。
女（18-55岁）
10 50 90 95 99
百分 位数 测量项目
2.1 眼高 2.2 肩高 2.3 肘高
2.4手功能高
1436 1474 1495 1568 1643 1664 1705
1337 1371 1388 1454 1522 1541 1579
1244 1281 1299 1367 1437 1455 1494
（2）三维数字化人体测量技术 从仪器本体的原理来讲，三维数字化人体测量 分为手动接触式、手动非接触式、自动接触式、自动 非接触式等；最终可以根据所需速度、精度和造价确 定合适的方式。
手动接触式
美国佛罗里达Faro技术公司的FaroArm 非接触式（no contact）三维数字化测量仪
典型的是英国的LASS(Loughborough Anthropometric Shadow Scanner)技术和美国TC2开发的 白光相位测量技术（Phase Measurement Profilometry）

1991 GB/T12985—91 《在产品设计中应用人体 尺寸百分位的通则》
1992 GB/T13547—92 《工作空间人体尺寸》 GB3975—83 和GB5740—85分别对人体测量的术 语、项目、仪器作了规定

二、人体测量学与人体尺度差异：
（一）定义：人体测量学是对不同种族、年龄、 性别的人的身体各部位尺寸及其活动范围作静 态和动态的测量，并加以统计分析的一门学科。
1449 1484 1503 1570 1640 1659 1697 39 42 44 52 63 66 74
279 289 294 313 333 338 349 206 216 220 237 253 258 268 413 428 436 465 496 505 523 324 338 344 369 396 403 419
n
1/ 2
①、定义：它是表明一系列变数距平均数的分布情形。 标准差大表示各变数分布广，远离平均数。标准差表明 了测量数据的离中趋势。
②、公式：P32
③、意义：标准差对于区分产品的规格或确定产品的可 调节范围有很大影响。用平均值决定其基本尺寸，而用 标准差决定调整量。
3、百分位数：
①、定义：百分位表示等于某一人体尺寸和小 于该尺寸的人占统计对象总人数的百分比。
252 262 267 284 303 308 319 185 193 198 213 229 234 242 387 402 410 438 46 7 476 494 300 313 319 344 370 376 390
立姿人体尺寸(mm)
年龄分组
男（18-60岁）
1 5 10 50 90 95 99 1 5
我国成年人人体尺寸的国家标准GB10000一为人机 上的设计提供了基础数据。该标准提供了七个类别共 47项人体尺寸基础数据．包括人体主要尺寸、立姿人 体尺寸、坐姿人体尺寸、人体水平尺寸、人体手部和 足部尺寸‘，并分别按性别列表。我们主要研究工业 生产中法定成年人年龄范围内的人体尺寸。 百分位数表示人体尺寸的等级，即表示在某一身体尺 寸范围内，使用者中有百分之几大于或小于给定位。 例如，我国成年人身高的百分位数为1583mm．它表 示该年龄组男性中身高等于或小于1583mm者占5％， 大于此数者占95％。设计范围越大，制成设备和工具 的适用度就越高，可使用的人数就越多。
五、人体尺寸的分类 1、静态尺寸： 定义：是人体处于固定的标准状态下测量的 尺寸。 分类： 站姿；站姿眼高、站姿肘高、摸高等 坐姿：坐姿眼高、坐姿肘高、坐姿身高等
(1) 人体构造尺寸 （结构尺寸、静态尺寸）


人体处于固定的标准状态下测量的尺寸。 和与人体有直接关系的物体有较大的关系， 如：家具、服装、手动工具等。 我国主要依据：GB10000—88
第一章
人体测量学
第一节 人体测量与人体测量数据及应用 一 人体尺寸的历史
(一) 人体测量学的由来和发展
☻公元前一世纪 罗马建筑师维特鲁威(Vitruvian)
从建筑学角度对人体尺度作了全面论述。
☻文艺复兴时期，达芬奇根据维特鲁威的描述创作
了著名的人体比例图。
☻1870年，比利时数学家Quitlet发表《人体测量 学》，创建了这一学科。 ☻直到上世纪40年代，工业化社会发展，使人对人 体尺寸测量有了新的认识。
从技术发展来看，人体测量技术可以分为 普通测量技术 三维数字化人体测量技术 （1）普通测量技术 普通人体测量仪器可以采用一般的人体生理测 量的有关仪器，包括人体测高仪、直角规、弯角规、 三脚平行规、软尺、测齿规、立方定颅器、平行定点 仪等，其数据处理采用人工处理或者人工输入与计算 机处理相结合的方式。
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 M=1693mm，标准差S=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。
美 国 男 性 身 高 分 布 曲 线
统计学表明，任意一组特定对象的人体尺寸， 其分布规律符合正态分布规律，即大部分属于中
间值，只有一小部分 属于过大和过小的值，它
们分布在范围的两端，见上图。
四．人体尺寸运用的问题 １.数据的选择 ２.百分位的应用 ３.可调节性 ４.在设计中应分别考虑各项人体尺寸 ５.尺寸的定义标准的统一 ６.尺寸的衡量标准 ７.形式对尺寸的影响
2.6胫骨点高
二、人体测量的基本术语和测量仪器及方法：
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。
②、表示方法:知某尺寸的均值和标准差，即可计 算适应范围所对应的测量值。
百分比对应的变换系数K
5%———1.645 10%———1.282 20%———0.842 25%———0.674 50%———0.000 75%———0.674 80%———0.842 90%———1.282 95%———1.645
1166 1195 1211 1271 1333 1350 1385
925 954 968 1024 1079 1096 1128
873 899
913 960 1009 1023 1050
656 680
693 741 787 801 828
630 650
662 704
746 757 778
2.5 会阴高
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。 （5）对于下肢，将胫骨侧称为 胫侧，将腓骨侧称为腓侧。
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三、人体测量数据的统计处理 1、平均值：它是用来衡量一定条件下的测量水 平和概括地表现测量数据的集中趋势。 计算公式为： n
1 x xi n i 1
值
其中：N为测量次数，Xi为单独测量
1 2 2 xi n x 2、标准差： sD n 1 i 1
人机工程学的几个统计函数：
（1）均值：就是算术平均值。
M=ΣX/N
均值表示测量数据集中趋向某个值。 （2）标准差：事物离散趋势的统计量 б=√∑(X-M)2/(N-1)
表示测量的数据相对于平均值的波动状态。
标准差和均值相反，它表示测量数据分离于某值 。
（4）、适应范围：（满足度）
①、定义:产品设计尺寸满足特定使用者群体的百 分率。
（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。
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。
矢状面；正中矢状面；
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。
立姿人体尺寸
人体主要尺寸(mm)
年龄分组
百分 位数
男（18-60岁）
1 5 10 50 90 95 99 1
女（18-55岁）
5 10 50 90 95 99
测量项目
1.1 身高 1.2 体重
1.3 上臂长 1.4 前臂长 1.5 大腿长 1.6 小腿长
1543 1583 1604 1678 1754 1775 1814 44 48 50 59 71 75 83