人体二维重心测量(完整版)资料
人体测量学PPT课件
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第一节 人体测量学概述
Anthropometry
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。
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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 横轴 来决定的。
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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。
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国家
29
年龄
年龄(岁) 1-5 5-10 10-15 15-20 20-35 35-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90
女性(cm)
+36 +28 +22 +1
0 -1 -1 -1 -1 -1 -1 可编辑课件PPT
男性 +36 +27 +30 +6 0
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人体测量数据功能修正
• 着装修正量 由于人体尺寸的测量是在裸体或单 薄衣着的条件下测的，而在实际工作中人要穿上 衣服鞋子帽子，因此在应用人体测量数据时要考 虑着装修正量。
• 姿势修正量 由于人体测量姿势与实际作业姿势 的不同导致的尺寸差别，在应用人体测量数据时 要考虑姿势修正量。如放松立姿下的身高、眼高 要减10mm，放松坐姿下的坐高、眼高要减44mm。
《人体测量》PPT课件
大腿长
413 428 436 465 496 505 523
小腿长
324 338 344 369 396 403 419
单பைடு நூலகம்：mm
女（18～55岁） 1 5 10 50 90 95 99
1449 1484 1503 1570 1640 1659 1697
39 42 44 52 63 66 74
252 262 267 284 303 308 319 185 193 198 213 229 234 242 387 402 410 438 467 476 494 300 313 319 344 370 376 390
动态人体测量通常是对手、上肢、下肢、脚所及的范围以及各关节 能达到的距离和可能转动的角度进行测量。
常用人体尺寸数据
我国成年的人体结构尺寸
我国1989年7月1日实施的GB 10000—88《中国成年人人体尺寸》， 适用于工业产品、建筑设计、军事工业以及工业的技术改造设备更新 及劳动安全保护。标准中所列数值，代表从事工业生产的法定中国成 年人（男18～60岁，女18～55岁）。
头部尺寸：头全高，容貌面长（Ⅰ），容貌面长（Ⅱ），形态面 长，眼—颏下距离，鼻长，人中高，唇全高，头盖高（Ⅰ），头盖 高（Ⅱ），头长，枕后点—鼻尖点距离，枕后点—颏下点距离，枕 后点—眼外角点距离，枕后点—耳屏点距离，鼻高，耳长，耳屏点 上方的耳长，头宽，两耳间外宽，两耳屏点宽，两眼外宽，瞳孔间 宽，两眼内宽，两下颌角间宽，鼻宽，口裂宽，耳宽，头周，头矢 状弧长，耳屏点间头盖弧长，耳屏点间眉间弧长，耳屏点间颏下弧 长，耳屏点间下颌弧长，耳屏点间枕部弧长。
额状轴（又名冠状轴），通过关节中心 并垂直于矢状面的一切轴叫额状轴。
垂直轴 通过关节中心并垂直于水平面 的一切轴叫垂直轴。
第三章 基础实验
第三章 基础实验第一部分 人体惯性参数测量 实验一 人体一维重心的实测（李世明）一、实验目的（1）了解人体总重心在运动生物力学研究中的意义；（2）掌握利用一维重心测量板测定人体总重心的方法；（3）分析影响人体重心位置的因素。
二、实验原理重力是地球对物体的引力，人体整体所受的合重力的作用点就是人体重心的位置。
在运动生物力学研究中，人体重心的轨迹、位移、速度以及加速度等指标是评价人体运动状况的重要指标，所以，掌握人体重心的测量方法是非常必要的。
依据静力学中的力矩平衡原理进行人体重心位置的测定。
图1为人体一维重心测量板，空板时秤的读数为M 0，人体重为W ，人躺在板上后（两足紧贴抵足板，足背屈）体重秤读数为M ，设人体总重心至A 点的距离为AC ，板重W B ，板长为AD ，板的重心至A 点的距离为AB ，则根据力矩平衡原理有图1 一维重心测量板示意图空板称量时 AD M AB 0⋅=⋅B W （1） 人躺在板上时 AD M AC AB ⋅=⋅+⋅W W B （2） 整理得 AD M M AC 0⋅-=W（3） 上式中的AC 为被试标准站立姿势时的总重心的绝对高度。
为了便于比较，可计算人体总重心的相对高度，即重心绝对高度与身高的比值，该指标可消去身高的影响，其公式为%100hAC%100⨯=⨯=身高重心绝对高度重心相对高度 （4）式中h 为身高。
一般来说，人体重心的位置受人体体型、性别、年龄等因素的影响。
长期从事运动训练也可引起人体重心位置的改变。
三、实验仪器与材料一维重心测量板、体重秤、身高计等。
四、实验方法与步骤1. 学生两人为一组。
2. 用体重秤、身高计分别测量每人赤足的体重W、身高h。
3. 安装好一维重心测量板，并记录空板时体重秤的读数M0以及板长AD。
被试者以标准解剖姿势平躺在测量板上，另一学生读出体重秤数并记录在登记表内。
然后被试分别做两臂平举和两臂上举，并记录体重秤读数。
4.依据上述原理和测量结果，分别算出不同姿势的人体重心高度和标准解剖位的相对重心高度。
人体测量的基本知识人体测量中的主要统计函数常用的人体测
人体测量用弯角规
它是用于不能直接以直尺测量的两点 问距离的测量,如测量肩宽、胸厚等部 位的尺寸.国标GB 5704．3—85是人 体测量用弯脚规的技术标准．此种弯 脚规适用于读数值为1mm,测量范围 为0—300mm的人体尺寸的测量.
人体测量中的主要统计函数
1. 均 值 2. 方 差 3. 标准差 4. 百分位数
该标准共提供了七个类共47项人体尺寸基础数据,标准 中所列出的数据,是代表从事工业生产的法定中国成年 人<男18—60岁,女18—55岁>人体尺寸,并按男、女性 别分开列表.
见课本P85
人体各部分结构参数的计算
对于设计中所需的人体数据,当无条件测量时,或宜接测 量有困难时,或者是为了简化人体测量的过程时,可根据 人体的身高、体重等基础测量数据,利用经验公式计算 出所需的其他各部分数据.
1. 以身高计算各部分尺寸
2. 由体重计算体积和表面积
3. 由体重、身高、体积计算生物力学 参数
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
我国标准人的尺度：
男=170cm, 女=160cm
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：
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.
人体尺寸[1-3人体尺寸与常用人体尺寸数据]
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HUMAN FACTORS IN DESIGN
“限撕包装卡纸”
HUMAN FACTORS IN DESIGN
人体测量按照测量对象不同 可分为两类：
对个别人进行的测量
如对宇航员做专门测量和设计
对群体进行的测量
如对某地区所有男性青年的人体测量
HUMAN FACTORS IN DESIGN
由于现代工业产品或公共设 施，多数不是为了满足个人 需要，而是为适合所有公众， 或某些特定人群的需要而设 计的。
日本著名玩具厂商 BANDAI，于2007年9月 推出的“PutiPuti” —— 再现挤破塑料气泡瞬间 感觉玩具匙扣
材质为硅橡胶。
HUMAN FACTORS IN DESIGN
“无限挤毛豆”
在“无限挤泡泡”后， BANDAI 又推出了相近 的产品“无限挤毛豆”、 “无限撕包装卡纸”，其 特色都是用新材料、新科 技去模拟“无聊”的场景。
(2) 测量基准面的标准化
正中矢状面 冠状面 水平面 (眼耳平面/法兰克福面)
HUMAN FACTORS IN DESIGN
(3) 测量方向的标准化
(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
构造尺寸的测量工具
人体测高仪
HUMAN FACTORS IN DESIGN
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。
HUMAN FACTORS IN DESIGN
用于不能直接以直尺测量的两点 间距离的测量，如肩宽、胸厚的 测量。
-乘系数法-人体重心计算公式
"乘系数法"人体重心计算公式人体重心的计算方法，通常使用的是乘系数法。
人体重心指的是人站立时，下肢与上肢之间的重心，也就是人站立时质量中心在身体内部的位置。
而乘系数法是传统上最常用的计算方法，主要利用身体各个部位重量的比例系数作为计算依据，从而确定身体重心位置。
乘系数法计算人体重心，只需要知道各部位重量即可，根据不同的人体部位重量计算出系数，将各部位重量乘以其对应的系数，然后将乘积之和除以总质量，即可得出人体的重心。
首先，准备计算人体重心的所需基本数据，包括总质量，以及身体各部位单独的重量等。
通常可以采用公式法或称重的方式来确定。
然后，观察身体各个部位，找出其重心点，一般以头顶位置、胸部位置、手臂位置、腰部位置、耳朵位置等为依据。
其次，确定各部位重量系数，如头部为0.125、胸部为0.18、腰部为0.38，手臂为0.18，耳朵为0.01等，各部位的质量系数不同，可以根据实际情况调整适当的系数值。
最后，按照公式进行计算，把各部位重量与相应的系数相乘，然后将乘积之和除以总重量得出结果，即可得出人体重心位置。
此外，乘系数法有其局限性，人体重心系数对人体质量以及正常内脏间质分布情况有非常敏感的影响，如果发生异常情况时，系数失效，容易造成误差。
此外，计算时只能准确确定一维情况，如果需要确定三维重心，实际工作中需要使用更为复杂的计算方式。
总的来说，乘系数法是传统上常用的计算人体重心的方法，它利用不同部位重量的比例系数，计算出人体重心位置，是一种简单易操作、快捷准确的方法。
此外，实际使用时，需要考虑各种异常情况等问题，从而确保计算准确性，以便达到精确的测量结果。
人体工程学第2章人体重心施力等
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人体工程学第2章人体重心施力等
第二章 人体与尺寸
• 2、人体尺寸的修正 • 它包括功能修正量和心理修正量两方面。
• 1）功能修正量：是指为了保证空间、产品、设 备或操作界面等有效地发挥其功能，人们能更 好地使用而对人体尺寸所做的尺寸修正量，它 包括穿着修正量、姿势修正量和操作修正量。
• 差异、分布规律；2）对其进行归类总结；3） 人体工程学第2章人体重心施力等
第二章 人体与尺寸
• 根据人体测量的数据来源和人体测量学的要求， • 人体测量的内容主要有三个方面：1）形态测量 • （人体尺寸、体重体型、体积表面积等）；2）
生 • 理测量（直觉反应、肢体体力、体能耐力、疲
劳 • 和生理节律等）；3）运动测量（动作范围、各
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人体工程学第2章人体重心施力等
第二章 人体与尺寸
• 7）二战后，进一步扩宽了人体测量的研究领域 设计师们将研究成果应用到了整个建筑与室内 外环境设计、家居设计中去，提高了建筑室内 外环境质量，为合理确定空间尺度、科学认真 地从事家具和工业产品设计、节约材料和成本 提供了科学合理的依据。经过长期的发展，它 已经成为设计的基础。
人体工程学第2章人体重心施力等
第二章 人体与尺寸
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• 希腊美学的主要特点是无所不包的的和谐与规 律，
• 它主要的标志是表现人体比例和谐的美。希腊 人
• 勃留克烈斯写了《法则》一书，系统阐述了人 体
• 各个部分的比例是1:7，后来这个数据成为人类 身
• 材范本中男士该具有的身材比例。
• 人是万物的尺度，是存在的事物存在的尺度，
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人体工程学第2章人体重心施力等
身体重心摆动范围等
踝调节机制
较小的力
较小支撑面
髋调节机制
较大的力
跨步调节机制
过大的力
（三）中枢神经系统的整合作用
• 图
感觉系统
判断身体位置
动态平衡
运动协调
身体运动的选择
比较、选择﹠结合 感觉
视觉系统 前庭系统 体感系统
选择﹠调整肌肉收缩的模 式
踝部肌 肉 腿部肌 肉 躯体肌 肉
环境作用
产生身体运动
三、平衡的生理学机制
定性评定
一、生物力学因素的评定 二、协同运动模式的评定 三、平衡反应 四、平衡的感觉整合检查
一、平衡的生物力学因素的评定
• 对确定有平衡功能障碍的患者，首先要进行肌肉 骨骼系统的评定，判断姿势控制障碍是否由肌肉 骨骼系统结构或功能的损伤所致。
• 疼痛、关节活动范围受限、肌力、肌纤维长度变 化均可导致平衡功能障碍。 • 当维持姿势和运动的关节活动受限或缺乏副运动 时，姿势会发生变化。 • 当肌力减弱，肌长度或力量不平衡，肌耐力低下 时也影响运动的质量和姿势的保持。
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两脚一前一后站立
单腿站立
Berg平衡量表
14项，0—56分 可根据活动的完成情况进行以下分级 ①能正确完成活动 ②能完成活动但要较小的帮助以维持平衡 ③能完成活动但要较大的帮助以维持平衡 ④不能完成活动
• 结果分析： • 0-20分：提示平衡功能差，患者需乘坐轮椅 • 21-40分：提示有一定的平衡能力，但有跌倒危险，患 者可在辅助下步行 • 41-56分：说明平衡功能较好，患者可独立步行
你认为平衡有哪几种状态？
平衡功能的分级
• Ⅰ：静态平衡 人体在无外力的情况下维持某种姿势的过程。 • Ⅱ：自我动态平衡 人体在无外力作用下从一种姿势调整到另外一种姿势 的过程。 • Ⅲ：他人动态平衡 人体在外力推动作用下调整姿势的过程。
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测量点
名称 坐标 测量点名称
坐标 X Y X Y 头 右肩 左肩 右肘 左肘 右腕 左腕 右手 左手 右髋 左髋 右膝 左膝 右踝 左踝 右趾尖 左趾尖 右足跟 左足跟
躯干上测量点
躯干下测量点
分析法计算人体重心
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躯干上测量点
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分析法计算人体重心
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分析法计算人体重心
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分析法计算人体重心
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测量点
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分析法计算人体重心
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测量点
名称 坐标 测量点名称 坐标 X Y X Y
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躯干上测量点
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分析法计算人体重心
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测量点
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