人机工程学

2.求数据所属百分率
当已知某项人体测量尺寸为 ，其均值 ，标 xi x 准差为时 ，需要求该尺寸 所处的百分率P xi 时，可按下列步骤求得：

计算出正态分布表中的
值
z

根据Z查正态分布表求主概率数值p 计算百分率P。P＝0.5+p
z ( xi x) /
例2： 若一名男性职工的身高为1700mm， 求有百分之多少的中国人超过他的身高？
2 2 2 2 1 1 n S2 x1 x x2 x xi x xi x n 1 n 1 i 1
2 1 n 2 xi n x S2 n 1 i 1
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5.各大区域人体尺寸的均值和标准差：
东北、华北 西北 东南 华中 华南 西南
项目
S
体重 /kg 身高 /mm 男 女 男 女 64 55 1693 1586 8.2 7.7 56.6 51.8
x
60 52 1684 1575
S
7.6 7.1 53.7 51.9
x
59 51 1686 1575
S
7.7 7.2 55.2 50.8
x
57 50 1669 1560
S
6.9 6.8 56.3 50.7
x
56 49 1650 1549
x
S
6.9 6.5 57.1 49.7
x
55 50 1647 1546
S
6.8 6.9 56.7 53.9
？结合自己的身高，体重，计算自身所处百分位数
第四节 人体各部分结构参数的计算
标准差值常用来决定某一范围的界限，在正态分布曲线中：
其适用度：68.27% 其适用度：95.46%
X
（99.99966%）
其适用度：99.73%
当今为了提高效率，保证质量提出6
X 2
理论
X 3

百分位数 (Pk)
人体测量的数据常以百分位数Pk来表示人体 尺寸等级，最常用的是以第5%、第50%、第95%
＊ 均值
＊ 方差
＊ 标准差
＊ 百分位数
适应域
一个设计只能取一定 的人体尺寸范围，只考 虑整个分布的一部分面 积，称为适应域，适应 域是相对设计而言的， 对应统计学的置信区间 的概念。 适应域可分为：对称适应域、偏适应域。对称适应域 对称于均值；偏适应域通常是整个分布的某一边。
均值 x (
)
表示样本的测量数据集中地趋向某一个值，该
对于设计中所需的人体数据，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.由身高、体重、体积计算其他参数
手掌长L1＝0.109H 手掌体积V1＝0.0056V
手掌重量W1＝0.006W
2.由体重计算体积和表面积
人体体积的计算： V 1.015W 4.937 人体表面积的计算：
二、影响人体测量数据差异的因素
区域与民族 性别
年龄 生活水平 年代
三、人体测量的术语
国标 GB/T 5703-1999 (GB3975-83)规定了 人机工程学使用的成年人和青少年的人体测量 术语。该标准规定，只有在被测者姿势、测量 基准面、测量方向、测点等符合下列要求的前 提下，测量数据才是有效的。 头部测量项目：12项
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
概括的表现测量数据的集中情况。对于有n个样本 的测量值：x1，x2,...xn其均值为：
X1 X 2 X n 1 n X Xi n n i 1
S 2 ( 2 )
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。
表2
z 0.0 0.1 0.2 0.3 0 0.0000 0.0398 0.0793 0.1179 1 0.0040 0.0438 0.0832 0.1217
正态分布表
2 0.0080 0.0478 0.0871 0.1255 3 0.0120 0.0517 0.0910 0.1293 4 0.0130 0.0557 0.0948 0.1331
第五节人体测量数据的应用
一、主要人体尺寸的应用原则
（1）最大最小准则
（2）可调准则
（3）平均准则 （4）适应域准则
人体尺寸测量数据的应用原则举例

由人体身高决定的尺寸——门、通道、舱口、床、担架等 以第95百分位为依据；

由人体某部分尺寸决定的物体，如腿长决定的坐平面高度
以5百分位为依据；
对与健康安全关系密切或减轻作业疲劳的设计，如汽车座椅应在 高度、靠背倾角、前后距离等
5.百分率的计算
在一般的统计方法中，并不一一罗列出所有
百分位数的数据，而往往以均值和标准差

来
表示。虽然人体尺寸并不完全是正态分布，但
通常仍可使用正态分布曲线来计算。因此，在
人机工程学中可以根据均值和标准差 1.求某百分位数值 2.求数据所属的百分率 来计算:
1.求某百分位数的人体尺寸
当已知某项人体测量尺寸的均值为 x ，标准 差为 ，需要求任一百分位的人体测量尺寸 xi 时，可用下式计算：
Z=0.144
5 0.0199 0.0597 0.0987 0.1368
插值计算：
p xi 1700 0.0597 0.0557 0.0557 4 0.0573 10
计算百分率P
P=0.5+0.057＝0.557
身高在1700mm以上的有44.3％，身高在 1700mm以下的有55.7％
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 在上肢上，将挠骨侧称为挠侧，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、衣着和测量精度

支撑面
立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅面
应是水平的、稳固的、不可压缩的
mm 已知： x 1688.25mm 81.83mm xi 1700
求： xi 1700 mm 所处的百分率Ｐ 计算ｚ：
z ( xi x)

(1700 1688 25) . 0.144 81.83
查正态分布表：
z 百度文库0.14 z 0.15
p 0.0557 p 0.0597
躯干和四肢测量项目：69项（立姿40坐姿22
手和足部6体重1）
人体测量的基本术语
•被测者的姿势
立姿、坐姿
•测量基准面
• 测量方向
矢状面、冠状面、水平面、 眼耳平面
人 体 测 量 基 准 面 和 基 准 轴
人 体 测 量 基 准 面 和 基 准 轴
人类学研究中常用的标准平面，由颅骨两侧的外耳门上缘点po
S 0.0235H
男性 S = 100H
0.42246
W
0.51456
S 0.0061 H 0.0128W 0.1529
女性 S = 77H
H:（cm）； W:（kg）;S :（cm2）
3.身高与体重的关系
已知身高求体重： 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。
求 P5 和 P95 的人体测量尺寸。 解：已知 x 1688.25mm 81.83mm 求 P5 、 P95 的人体尺寸
x5 168825 81.831.645 155364mm . .
x95 168825 81.831.645 182286mm . .

第5百分位到第95百分位；

门铃、插座、开关、收银台等的高度 第50百分位为依据。
二、人体测量尺寸的修正
1.考虑有关人体尺寸时，必须增加适当的
着装修正量
项目 站姿高 坐姿高 站姿眼高 坐姿眼高 肩宽 尺寸修正量 25～38 3 36 3 13 修正原因 鞋高 裤厚 鞋高 裤厚 衣
…
…
…
2. 人体测量时要求躯干挺直姿势，而人在正常作业时， 躯干则为自然放松姿势，为此应考虑姿势不同而引起的变

衣着
要求被测者裸体或穿尽量少的衣服 线性测量项目测量值读数精确度

测量值的读数精度
为1mm，体重读数精确度为0.5kg
第二节 人体测量的数据处理
在人体测量中所得到的测量值都是离散的
随机变量，所以要根据概率论与数理统计理
论对测最数据进行统计分析，从而获得所需
群体尺寸的统计规律和特征参数。
＊ 适应域
和左侧眶下缘点or所组成的一个平面。又称法兰克福平面，简称
FH平面 。现用颅骨定颅器，使上述3点位于同一水平面上。当人 采取直立姿势，两眼向前平视时，头部即大体上位于眼耳平面上。
眼耳平面（法兰克福平面）
测量方向

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
一、概念
人体测量：指借助人体测量仪器，按照人体测量方法，对
人体身体各方面数据特征（主要是尺寸）的度量。
人体测量学：是指测量人体各部分尺寸或比例来研究人体
的形态特征的方法。
人体构造尺寸
类 型
形态
（静态尺寸:由静态测量所得 ） 人体功能尺寸 （动态尺寸，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）
第三节 常用人体测量数据 一、我国成年人人体结构尺寸
GB10000－88是1989年7月开始实施的我国成年 人人体尺寸国家标准，该标准根据人机工程学要 求提供了我国成年人人体尺寸的基础数据，它适 用于工业产品的设计、建筑设计、军事工业及工 业的技术改造，设备更新及安全保护。
标准中所列出的数据是代表从事工业生产
xi x ( k )
求1－50％之间的数据，式中取“－”号； 求50－99％之间的数据，式中取“＋”号。
表1 百分位数与变换系数k之间的关系
百分比%
k
百分比%
k
1
5 10
2.326
1.645 1.282
80
90 95
0.842
1.282 1.645
50
0.000
99
2.326
例1：已知某一男性职工人群，其身高尺寸的均值 x 1688 25mm 标准差 81.83mm .
的法定中国成年人（男性18～60岁，女性18～ 55岁）人体尺寸，并按男、女性别分开列表。 ※ 人体主要尺寸 ※ 立姿人体尺寸 ※ 坐姿人体尺寸 ※ 水平人体尺寸 ※ 各大区域人体尺寸的均值
1.人体主要尺寸：身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、
小腿长共六项人体主要尺寸数据。
2.立姿人体尺寸：该标准提供成年人立姿人体尺寸有眼高、
S D ( )
标准差
它是方差的平方根
2 1 n 2 xi n x SD n 1 i 1 1 2
表明一系列测量值对均值的波动情况
S D ( ) S D ( )
小反映正态分布曲线陡，数据集中 大反映正态分布曲线缓，数据分散
第二章 人体测量与数据应用

人体测量简介

人体测量的数据处理
常用的人体测量数据


人体各部分结构参数的计算
人体测量数据的应用

思考题与复习题
第一节 人体测量简介
为了使各种与人体尺度有关的设计对象能 符合人的生理特点，让人在使用时处于舒适
的状态和适宜的环境之中，就必须在设计中
充分考虑人体的各种尺度，因而也就要求设 计者能了解一些人体测量学方面的基本知识， 并能熟悉有关设计所必需的人体测量基本数 据的性质和使用条件。
肩高、肘高等六项人体尺寸数据。
3.坐姿人体尺寸：标准中的成年人坐姿人体尺寸包括坐高、
坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿膝高
、小腿加足高等共11项。 4.人体水平尺寸：该标准中提供的人体水平尺寸是指胸宽、 胸厚、肩宽、等10项。
立姿人体尺寸
(单位：mm)
坐姿人体尺寸
(单位：mm)
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三种百分位数来表示。 百分位数Pk是一种位置指标、一个界值。一 个百分位数将群体或样本的全部测量值分成两 部分，有K%的测量值等于或小于它，有
（100-K）%大于它。
P5（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； P50（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％； P95（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。