人机工程学--人体测量
人机工程学标准
人机工程学标准：
人机工程学标准是一个跨学科的领域，涉及心理学、生理学、人体测量学、工程学等多个学科。
其目的是确保人机系统能够高效、安全地工作，并使人在操作过程中感到舒适和满意。
以下是一些常见的人机工程学标准：
1.人体测量数据：人机工程学需要应用人体测量数据来设计适合人类使用的产品和环
境。
例如，座椅的高度、显示器的位置和大小、控制器的操作方式等都需要根据人体测量数据来设计。
2.人体生理特性：人机工程学需要考虑人体的生理特性，例如人体的肌肉力量、骨骼
结构和运动能力等。
这些特性决定了人在操作过程中能够承受的负荷和动作范围，从而影响产品的设计。
3.感知和认知特性：人机工程学需要考虑人的感知和认知特性，例如视觉、听觉、触
觉、记忆和思维等。
这些特性决定了人在操作过程中的反应速度和准确性，从而影响人机系统的性能。
4.安全性和可靠性：人机工程学需要考虑产品的安全性和可靠性，确保产品在使用过
程中不会对人的健康和安全造成危害。
例如，产品的材料、结构和功能都需要经过严格的安全评估和测试。
5.环境和设施：人机工程学需要考虑环境和设施的设计，确保人在适宜的环境中工作
和生活。
例如，室内温度、照明、噪音和空气质量等都需要根据人的需求来设计和调节。
6.可用性和可维护性：人机工程学需要考虑产品的可用性和可维护性，确保人在使用
过程中能够方便地操作和维护产品。
例如，产品的操作界面、维修保养方式和存储方式等都需要经过精心的设计。
安全人机工程学人体测量
一、人体尺度数据的测量
❖ 被测者姿势的要求 站姿
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，使两足大致呈45o夹角，体重 均匀分布于两足。
6
一、人体尺度数据的测量
❖ 被测者姿势的要求 坐姿
888 55.5 880 51.5 865 52.0 853 49.2 851 48.9 855 48.3
1586 51.8 1575 51.9 1575 50.8 1560 50.7 1549 49.7 1546 53.9
55 7.7 52 7.1 51 7.2 50 6.8 49 6.5 50 6.9
Pk xSDK
变换系数
30
三、常用统计函数
❖ 百分位数
百分位数对应的变换系数
百分位 0.5(99.5)
1(99) 5(95) 10(90) 15(85) 20(80) 25(75) 30(70)
K 2.576 2.326 1.645 1.282 1.036 0.842 0.674 0.524
31
四、常用人体测量数据
1669
中国华中区男性身高分布
20
三、常用统计函数
❖ 均值 表示样本的测量数据或统计总体的平均特征的 值称为平均值，简称均值。 对于有n个样本的测量值：x1，x2，…，xn，其 均值为：
xx1x2 xn n
1 ni n1xi
21
三、常用统计函数
❖ 方差
描述测量数据在中心位置（均值）上下波动程
848 66.4 837 55.9 831 59.8 820 55.8 819 57.6 809 58.8
人机工程学(第5版)第2章人体测量与数据应用
• 由方差的计算公式可知，方差的量纲是测量值量纲的平方，为使其量 纲和均值相一致，则取其均方根差值，即标准差来说明测量值对均值 的波动情况。
• 所以，方差的平方根SＤ称为标准差。对于均值为x的n个样本测量值 ：x１，x２，…，xn，其标准差SＤ的一般计算式为：
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２.２ 人体测量中的主要统计函数
• 用上式计算方差，其效率不高，因为它要用数据作两次计算，即首先 用数据算出x，再用数据去算出S２。推荐一个在数学上与上式等价， 计算起来又比较有效的公式，即：
• 如果测量值xi全部靠近均值x，则优先选用这个等价的计算式来计算 方差。
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２.２ 人体测量中的主要统计函数
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２.１ 人体测量的基本知识
• ２.１.４人体测量的常用仪器
• 在人体尺寸参数的测量中，所采用的人体测量仪器有：人体测高仪、 人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规、人体测量用三脚平行规、坐 高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅秤等。我国对人体尺寸测 量专用仪器已制定了标准，而通用的人体测量仪器可采用一般的人体 测量的有关仪器。《人体测量仪器》（ＧＢ／Ｔ５７０４—２００８ ）是人体测量仪器的技术标准。
面。
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２.１ 人体测量的基本知识
• 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，将桡骨侧称为桡侧，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。
人机工程人体测量及数据应用
人机工程人体测量及数据应用人机工程是一门研究人体与机器之间关系的学科，旨在通过合理的设计和优化，提高人机交互系统的效率、安全性和舒适度。
而人体测量及数据应用则是人机工程领域中一项重要的技术手段，用于获取人体各项参数数据，并将其应用于产品、设备的设计与改进中。
一、人体测量技术人体测量技术是人机工程中用于获取人体各项参数数据的一种手段，这些参数数据包括但不限于身高、体重、手指长度、手臂长度等。
常用的人体测量方式包括三维扫描测量、生物电阻抗测量、运动传感器测量等。
（一）三维扫描测量三维扫描测量通过激光或光学传感器等设备对人体进行扫描，得到具有空间信息的人体模型。
这种方式可以高精度地获取人体各个部位的尺寸数据，为产品设计和人机交互提供重要数据支持。
（二）生物电阻抗测量生物电阻抗测量通过电流通过人体时的电阻变化来间接测量人体各项参数。
这种技术常用于体脂率、心率、肌肉状况等方面的测量，可以对人体健康状况进行科学评估。
（三）运动传感器测量运动传感器可以通过感知人体的运动轨迹和姿势来实现人体测量。
例如，加速度传感器可以测量人体的运动速度和加速度，陀螺仪可以测量人体的角度和旋转等参数。
这些数据对于人机交互、运动监测等方面具有重要意义。
二、数据应用与案例分析人体测量数据的应用旨在提供个性化和智能化的人机交互服务，具体包括产品设计、健康管理、虚拟现实等领域。
（一）产品设计人体测量数据可以为产品设计提供参考和依据，确保产品尺寸、结构和布局的合理性。
例如，在设计座椅时，可以根据人体测量数据调整座椅的高度、宽度和曲度，使其符合不同人群的体型特征，提供更为舒适的使用体验。
（二）健康管理人体测量数据可以应用于健康管理领域，为个体提供数据驱动的健康评估和指导。
通过定期收集人体测量数据并与标准参考值对比，可以发现健康问题并及时采取相应的干预措施。
例如，通过监测身体数据的变化，可以提醒个体是否需要适当调整饮食、运动或休息等方面的习惯。
人机工程学第三章 人体测量与人体尺寸
可调节准则。用可调准则时，取第5百分位与第95百分位 作为下限和上限，或第1百分位和第99百分位等。
3.4.3 产品功能尺寸
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
产品人体尺寸设计分类
返回
人体尺寸百分位的选择
返回
着装修正量
返回
（15）臀膝距
应用：这些数据用于确定椅背到膝 盖前方的障碍物之间的适当距离， 例如，影剧院、礼堂等固定排椅 的设计中。 由于涉及间距问题，应选用第95百 分位的数据。
（16）垂直手握高度
指人站立、手握横杆，然后使横杆上升到不使人感到不舒服 或拉的过紧的限度为止，此时从地面到横杆顶部的垂直距 离。 应用：用于确定开关、控制器、拉杆、把手、书架以及衣帽 架等的最大高度。 注意：尺寸是不穿鞋量的，使用时要给予补偿。男子2.5cm 左右，女子7.8cm左右。 百分位的选择：？
职业
不同职业的人，在身体大小及比例上也存在着差异。例如，一般体 力劳动者平均身体尺寸都比脑力劳动者稍大些。
3.4 人体尺寸运用中应注意的问题
3.4.1 根据设计的使用者或操作者的状况选择数据
设计的任何产品都是根据一定的使用者来进行设计的， 因此，选择设计对象的数据是很重要的，在设计时必须分 析使用者的特征，清楚使用者的年龄、性别、职业和民族 等等。
（2）非接触测量：应用计算机和其他复杂设备的测量，可 较快的获取大量数据。常见的有：穿透式图像重建系统、 投影式图像重建系统、反射测距技术、三角测量技术、莫 尔条纹法、四步移相干涉相位测量法等。
图2-7
图2-8
图2-9
3.1.4 人体测量数据的处理
人机工程学 第二章人体测量
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人机工程学
第一节 人体测量的基本知识
三、人体测量的主要方法 1、普通测量法 • 采用人体生理测量的仪器测量，主要用来测量人体构
造尺寸。 • 人体测量的主要仪器：人体测高仪、人体测量用直脚
第二章 人体测量及数据应用
第一节 人体测量的基本知识 第二节 人体测量中的主要统计函数 第三节 人体尺寸数据的应用
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第一节 人体测量的基本知识
一、人体测量学的定义
人体测量学是一门新兴的学科，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，是人机工程学的基础
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人机工程学
第二节 人体测量中的主要统计函数
一、人体测量数据的统计指标
均值
适应域
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术语
均值、标准差
百分位数
人机工程学
第二节 人体测量中的主要统计函数
1、均值 • 表示样本的测量数据集中地趋向某一个值，该值
称为平均值，简称均值。均值是描述测量数据位 置特征的值，可以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情况。
有明显差别； • (4) 在腿的长度尺寸起重要作用的场所（如座姿操作
的岗位），考虑女性的人体尺寸至关重要。
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人机工程学
第二节 人体测量中的主要统计函数
3、年代
• 随着人类社会的不断发展，卫生、医疗、生活水平的 提高以及体育运动的大力开展，人类的成长和发育也 发生了变化。在使用人体测量数据时，要考虑其测量 年代，然后加以适当修正。
人机工程学第2章(人体测量及人体尺寸的运用)
•
再往下说，中国人的
腰线穿西服也比较吃亏。
白人和黑人的腰比中国人
短，腰线靠上，穿上西服
正好修饰了他们上身与腿
的比例。
•肌肉
除了骨骼之外，肌肉也很重要。鼓 鼓的胸肌和肱二头肌会使西装穿起来更 加饱满，显示男性的阳刚美。亚洲人的 健身意识近年来才刚刚兴起，因此好身 材的比例低一些。不过现在已经慢慢往 好的方向发展，越来越多的人开始注重 身材塑造，加入了健身行列。
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。
1. 均值
x
1 n
n i 1
xi
第二章 人体测量及人体尺寸的运用
5.百分位数PK 百分位数将群体或样本的全部测量值分成两
• 气质 气质二字说起来挺缥缈的，个人感觉是神情举止、体
型体态和穿着打扮加在一起形成的综合和升华。“还是休 闲装适合大部分中国男性，因为从小学校服-初中校服-高 中校服，练就的都是‘休闲气质’。”中国乃至亚洲都没 有绅士文化的突然，适合穿西装的气质修炼起来不容易。
◆◆◆
西装在欧洲，早在18世纪末拿破仑时期就开始逐渐演变为 现代男性西装三件套。在中国，西装作为外来产物，虽然洋务 运动期间已经传入，但直至20世纪后期才普遍流行起来。
一方水土养一方人，经过千百年的历史积淀，中国人的文 化内涵、哲学思想、审美取向已经深深刻在骨子里，中国的传 统服装注重藏拙和线条的流畅圆润，喜欢保持布料的完整性， 比较“写意”。而西方则注重强调肌肉线条，突出力量感。
人体测量及人 体尺寸的运用
第二章
2016—2017—2
人机工程学人体测量与数据应用
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加强跨学科合作研 究
人机工程学涉及多个学科领域 ，未来可以加强与其他学科的 合作研究，如生物医学工程、 心理学、计算机科学等，共同 推动人机工程学的发展。
推动智能化人机工 程学设计
随着人工智能技术的不断发展 ，未来可以探索将人工智能技 术应用于人机工程学设计中， 实现智能化的人机工程学设计 ，提高设计效率和质量。
定义
人体测量是研究人体形态、结构和功 能特征的科学，通过测量人体各部位 尺寸、形状、质量、体积等参数，为 产品设计和制造提供人体因素数据。
分类
根据测量目的和对象不同，人体测量 可分为人体尺寸测量、人体形态测量 、人体功能测量等。
人体测量的基本术语和概念
人体尺寸
指人体各部位的长、宽、高等 线性尺寸，如身高、坐高、肩
数据获取难度
人体测量数据获取需要大量样本， 且样本多样性、测量精度等方面 存在挑战。
数据处理与解析
人体测量数据具有复杂性和多维 性，如何有效处理和解析数据是 一个难题。
应用场景多样性
人机工程学涉及众多领域，不同 领域对人体测量数据的需求和应 用存在差异。
发展趋势和前景展望
技术创新
随着测量技术和数据处理技术的发展，人体 测量数据的获取、处理和应用将更加精准和 高效。
座椅与办公桌设计
结合人体测量数据，可以设计出符合人体坐姿和视觉需求的座椅与 办公桌，降低工作人员的疲劳感和提高工作效率。
作业姿势分析
通过对工作人员作业姿势的测量和分析，可以发现并改善不良的作业 姿势，减少工作伤害的发生。
人体测量数据在人机交互设计中的应用
界面设计
根据人体测量数据，可以设计出符合人体视觉、听觉和触觉等感官特性的交互界面，提高用户的 使用体验。
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工业与艺术设计学院
人机工程学作业I
——人体测量
班级浦艺设1004
姓名李菁
学号 P1701100306
完成日期 2011年 9 月 17 日
一、问答题（电子格式）
1、请给出人体测量学的定义。
答：体质人类学的一个分支，通过对人类骨骼、牙齿、活体的观察与测量获取人类生物学特征的基本数据。
研究人体静态和动态的几何尺寸、关节活动度各部分比例及各种变量间相互影响的学科。
2、影响人体测量个体与群体数据差异的主要因素有？
答：种族差异、时代差异、年龄差异、性别差异、地域差异、职业差异
3、人体测量数据的种类有哪些？
答：1、静态尺寸和动态尺寸。
静态尺寸即人体构造上的尺寸；动态尺寸即人体功能上的尺寸(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、人体重量 3、人体推拉力
其中静态尺寸指人体构造上的尺寸；动态尺寸是指人体功能上的尺寸
4、人体测量的主要方法有哪些？：
答：人体测量主要分为两种方法，其一是直接测量人体，并在相关部位加放一定的放松量，获得数据；其二是查阅服装规格数据表或通过裁剪制图公式计算，获得数据。
5、人体数据百分位概念？
答：大部分的人体测量数据是按百分位表达的，把研究对象分成一百份，根据一些指定的人体尺寸项目（如身高），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。
6、在设计中人体数据百分位选择的原则有哪些？
答:常见设计和人体数据百分位选择原则归纳如下：
（1）凡间距类设计，一般取较高百分位数据，常取第95百分位的人体数据。
（2）凡净空高度类设计，一般取高百分位数据，常取第99百分位的人体数据以尽可能适应100%的人。
（3）凡属于可及距离类设计，一般应使用低百分位数据。
如涉及到伸手够物、立姿侧向手握距离、坐姿垂直手握高度等设计皆属此类问题。
百分位的人体数据。
因为如果
（4）座面高度类设计，一般取低百分位数据，常取第5百分位的人体数据。
因为如果座面太
高，大腿会受压使人感到不舒服。
（5）隔断类设计，如果设计目的是为了保证隔断后面人的秘密性，应使用第95或更高百分位数据；反之，如果是为了监视隔断后的情况，则应使用低百分位（第5百分位或更低百分位）数据。
（6）公共场所工作台面高度类设计，如果没有特别的作业要求，一般以肘部高度数据为依据，百分位常取从女子第5百分位（88.9）到男子第95百分位（111.8cm）数据。
（7）平均尺寸原则：设计采用平均尺寸计算。
(多数不主张按平均尺寸设计）
（8）极限设计原则：确定设计的最大尺寸和最小尺寸时要参考人体的最高百分位数或低百分位数。
（9）可调原则：设计优先采用可调式结构。
一般调节范围应从第5百分位到第95百分位。
7、第5百分位、第50百分位及第95百分位分别适合哪些场合，请举例？
答：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％较小的50％。
第50百分位的数值可以说接近平均值，但决不能理解为有"平均人"这样的尺寸。
凡涉及人活动的范围和空间的，应考虑“容得下得空间”距离，选用第95位的数据，以保证容得下。
凡涉及人在作业和进行其他活动时的接触的空间，应考虑“够得着的距离”，选用低百分位数据，一般选用第5百分位的数据，以保证够得着。
肘部高度数据用于确定柜台、梳妆台、厨房案台、工作台以及其他站台工作时台面的舒适高度。
通过科学发现，最舒适的高度低于人得肘部高度76mm，休息平面的高度大约应该低于肘部高度25到38mm。
坐姿肘部高度用于确定椅子扶手、工作台、书桌、餐桌和其他特殊设备的高度。
一般选用第50百分位左右的数据比较合理。
二、人体测量练习（手绘或打印）
要求：
●两人一组，相互测量
●每人完成一份作业
●请使用钢卷尺或皮尺
●记录数据，绘制简单示意图，并标注，以mm为单位
●每一测量数据请附上测量场景照片（注意保持一定距离，避免透视失真）
●查阅相关资料，依照骨点读取数据
测量内容：
第一组数据：直立状态
01、直立身高02、手臂垂直上举高度03、双臂平展04、直立眼高05、肩宽06、手臂前伸
第二组数据：坐姿（高（绘图、酒吧）、中（书房、办公、教室、餐厅）、低（沙发、休闲））01、高坐姿：头、眼、肩、臀、膝盖、扶手、靠背、坐面宽、双脚尖高度或者前伸尺寸（自
然放松状态）
02、中坐姿：头、眼、肩、臀、膝盖、扶手、靠背、坐面宽、双脚尖高度或者前伸尺寸（自
然放松状态）
03、低坐姿：头、眼、肩、臀、膝盖、扶手、靠背、坐面宽、双脚尖高度或者前伸尺寸（自
然放松状态）
注）红色项目为可选项，视具体情况定。