6-人体测量(人体工程学全套)

人体构造尺寸测量数据
人 体 形 态 测 量 数 据
（人体静态时各部的尺寸数据）
人体功能尺寸测量数据
（人体在某种运动状态下的各部尺寸数据）
人体生理参数测量
人体测量的基本术语
1. 被测者姿势
2. 测量基准面 3. 测量方向 4. 支撑面和衣着 5. 基本测点及测量项目
被测者姿势
立 姿：
被测者挺胸宜立，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，自然伸直腿部， 左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈 45。夹角，体重均匀分布于两足。
躯干和四肢部位的测点共22个，其测量项目共69项，
其中分为：立姿40项；坐姿22项，手和足部6项以及 体重1项。
人体测量的主要仪器
1. 人体测高仪 2. 人体测量用直角规 3. 人体测量用弯角规
人体测高仪
国标GB 5704．1—85是人体 测高仪的技术标准，该测高仪适 用于读数值为1mm；测量范因 为0一1996mm人体高度尺寸的 测量。标准中所规定的人体测高 仪由直尺1、固定尺座2、活动尺 座3、弯尺4、主尺扦5和底层6 组成，如图2—3所示。
4. 以第5百分位数和第95百分位数为界限值的 物体，当身体尺寸在界限以外的人使用会危害 其健康或增加事故危险时，其尺寸界限应扩大 到第1百分位数和第99百分位数。如紧急出口 以及至运转着的机器部件的有效半径，应以第 99百分位数为依据，而使用者与紧急制动杆的 距离则应以第1百分位数为依据。
5. 门铃、插座、电灯开关的安装高度以及付 账柜台高度，应以第50百分位数为依据。
着装人体尺寸增大的调整值
单位：mm
作业：
1. 已知某办公室六位男性职员的身高分别为：
160cm、169cm、172cm，165cm、178cm、155cm 求他们身高的平均值
2. 求上述每人的正常体重、体积、表面积和躯干重 心位置，并求出每个人办公桌的理想高度（不包括 鞋）。
3. 艾克斯公司欲制造一批可调节电脑扶手椅分别出口到 美国、加拿大和意大利，现委托各小组同学进行设计，假 设使用者全都是成年男性，试求出椅面和扶手的可调节范 围尺寸（单位cm）。
1600+1580+1650+1660+1750+1670+1700 平均值= 7 ≈ 1658.6 mm
方差
描述测量数据在中心位置(均值)上波动程度差异的值叫 均方差，通常称为方差。方差表明样本的测量值是变量， 既趋向均值而又在一定范围内波动。对于均值为 的 个样本测量值： 1, S =
2
x x2,...xn,其方差s 的定义为：
4. 百分位数
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，可用来衡量一定条件下的测量水平和概括 池表现测量数据的集中情况。对于有n个样本的测 量值：x1，xcm，158cm，165cm， 166cm，175cm，167cm，170cm；求这组学生身 高的平均值：
2
= 33.1
标准差
方差的平方根S就是标准差
S=
[
1 n-1
∑
n
（xi—x）
2
i=1
]
1/2
例：
一组学生的身高分别为：160cm，158cm，165cm， 166cm，175cm，167cm，170cm；求这组数据的标 准差S
S= 33.1
√
百分位数
人体测量的数据常以百分位数表示人体尺寸等级，最 常用的是第5、第50、第95三种百分位数。其中： 第5百分位数表示“小”身材。是指有5%的人群身材尺寸小 于此值，而有95％的人群身材尺寸大于此值； 第50百分位数表示“中”身材，是指大于和小于此值的 人群身材尺寸各为50％； 第95百分位数表示“大”身材，是指有95％的人群身材尺 寸小于此值，而有5％的人群身材尺寸大于此值。
坐 姿：
被测者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，膝弯屈大致成直角，足平放在地面 上，手轻放在大腿上
测量基准面
A. 三 轴 B. 矢状面
C. 正中矢状面
D. 冠状面
E. 水平面
F. 眼耳平面
？
眼耳平面
通过左、右耳 屏点及右眼眶 下点的水平面 称为眼耳平面 或法兰克福平 面。
测量方向
A. 上方&下方
B. 内侧&外侧
C. 近位&远位
D. 桡侧&尺侧
E. 胫侧&腓侧
头侧端
足侧端
在人体上、下方向上，将上方称为头侧 端，将下方称为足侧端。
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。
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。
K 1.282 1.645 1.960 2.326 2.576
例：
匈牙利成年男性的平均身高为166.0cm，标准差是5.4， 请求出该国成年男性群体中5%、50%、和90%的身高 值。
5%的身高值=166.0 — （5.4 ╳ 1.645）=157.1cm
50%的身高值=166.0 — （5.4 ╳ 0.000）=166.0cm 90%的身高值=166.0+（5.4 ╳ 1.282）=172.9cm
人体大小各不相同，设计一般不可能满足所有使用者。 为了使设计能适合于较多的使用者，在应用人体测量 数据时应考虑以下原则： 1. 由人体身高决定的物体，如门、船舱口、通道、床、 拉架等，其尺寸应以第95百分位数为依据。 2. 由人体某些部分的尺寸决定的物体，如取决于腿长 的坐平面高度，其尺寸应以第5百分位数为依据。 3. 可调尺寸，应可调节到使第5百分位数和第95百分 位数之间的所有人使用方便。
以身高计算各部分尺寸
我国成年男女足底到膝盖的距离：
男=0.265 H，
女=0.261H
女=160cm
我国标准人的尺度： 男=170cm， 我国标准人的体重 男=62kg， 女=52kg
计算体积和表面积
1. 人体体积计算：
L=1.015W — 4.937
2. 人体表面积计算：
（W为人体体重kg）
若将两支弯尺分别插入固定 尺座和活动尺座，与构成主尺杆 的第一、二节金属管配合使用时， 即构成圆杆弯脚规，可测量人体 各种宽度和厚度。
人体测量用直角规
国标GB 5704．2—85是人体测量用直脚规的技术标 准，此种直脚规适用于读数值为1mm和0.1mm，测 量范围为0—200mm和0—250 mm人体尺寸的测量。 直脚规根据有无游标读数分1型和2型两种类型
0.5 1.0 2.5 5 10 15 20
K
2.572 2.362 1.960 1.645 1.282 1.036 0.842
百分位 数
25 30 50 70 75 80 85
K 0.674 0.524 0.000 0.524 0.674 0.842 1.036
百分位 数
90 95 97.6 99.0 99.5
如何求百分位数
当已知某项人体测量尺寸的均值为x，标准差为s， 需要求任一百分位的人体测量尺寸Pv(百分位数)时， 可用下式计算：
Pv = X +（s
╳
k）
当求1—50％之间的数据时，式中取“—”号：当求 50—99％之间的数据时，式中取“十”号。
式中K为变换系数，设计中常用的百分位与变换系 数K的关系见表 百分位 数
在上肢上， 将桡骨侧称 为桡侧，将 尺骨侧称为 尺侧 在下肢上， 将胫骨侧称 为胫侧，将 腓骨侧称为 腓侧
支撑面和衣着
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。
要求被测量者裸体或穿着尽量少的内衣 (例如只穿内裤和汗背心)测量，在后者情况 下，在测量胸围时，男性应撩起汗背心，女 性应松开胸罩后进行测量。
B=0.0061H+0.0128W—0.1529
（H为身高cm，W为体重kg）
男性
女性
B=100H
B=77H
已知道身高求体重：
正常体重：
理想体重：
W=H—110（kg）
W=H—100（kg） H的单位是cm
如果人体的体重经常低于或高于正常体重 的10％以上，则属于不正常状态。
由体重、身高、体积计算生物力学参数
应用人体尺寸参数数据时应注意的问题
1. 必须弄清设计的使用者或操作者的状况，列出使用 者的待征，包括性别、年龄、种族、体格等。 2. 人体尺寸的统计分布一般是呈正态分布的，故按人 体尺寸均值设计产品和工作空间，往往只能适合50％ 的人群，而对另外50％的人群则不适合。 3. 选用人体尺寸数据时，要考虑操作者的着衣穿鞋情 况和其他可能配备的东西，如手套、头盔、靴子及其 他用具。
前臂旋转半径：R2=0.526L 上臂旋转半径：R3=0.542L 大腿旋转半径：R4=0.540L 小腿旋转半径：R5=0.528L 躯干旋转半径：R6=0.830L
人体各部分体积
手掌体积：V1=0.00566L
前臂体积：V2=0.01702L 上臂体积：V3=0.03495L 大腿体积：V4=0.0924L 小腿体积：V5=0. 4083L 躯干体积：V6=0.6132L
2
x n
1
n-1
1 n-1
[(x1- x)2+(x2-x)2+…+(xn-x)2 ]
=
∑
n
（xi — x）
2
i=1
例：
一组学生的身高分别为：160cm，158cm，165cm， 166cm，175cm，167cm，170cm；求这组数据的方 差S2