人机工程学 第二章 人体测量及数据应用1
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人机工程学 第二章人体测量
也称为人体功能尺寸，指被测者处于动作 状态下所进行的测量，重点是测量人在执行 某种动作时的形体特征。如运动范围、各种 运动特征等 。
西安工程大学
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
西安工程大学
人机工程学
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
西安工程大学
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
西安工程大学
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。
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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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人机工程学
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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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
(完整版)人机工程学讲义2
第二章人体测量及其应用举例1：大众汽车单人汽车一般汽车最少都是四到五人乘坐空间也有少数两人的单开门如smart 还有山寨小贵族可是这辆汽车只能驾驶员独自驾驶优点是在于流线型体积小省油速度快我们把他作为开场白是想说人体的尺度做设计不是说简单的比如亚洲的男性平均身高做设计我们要针对不同的人群不同的尺寸特性比如胖子高个挨个这款车想想看应该为胖子设计还是小瘦子应该为高个子还是矮个子设计。
很显然如果矮个子瘦子刚好合适那么胖子和高个子就做不进去尺寸应该以什么为依据呢显然是大模子块头大的人如果能够驾驶这辆车那么小个子的人自然也能驾驶这个例子告诉我们在人机工程学并没有在拿平均值去做设计那么简单而是针对目标人群的民族性别和个性尺度举例2：这是一张胖子和瘦子在一起工作的图片，由于工作的投入胖子占地越来越大瘦子吃了苦因此在设计中要充分考虑那些大模子所占的空间尺寸他们如果挥洒自如那么所有空间的设计一定是没有问题的。
达芬奇的图著名的人体比例图2000多年前罗马建筑师维特鲁威为希腊神庙建筑研究了人体各部分的比例。
做设计的时候用到了人体的一些形象总结了人体各部分尺寸的一些关系如人头部的长度相当于人整个身高的几分之几，把这些经验形成书面的文字达芬奇画了出来19世纪中叶Bonomi绘制的标准男人设想图专为教学做的版图这是一个纯粹的尺寸里面也出现了方块和圆圈这方块和圆圈就出自那名罗马建筑事，这样说的一个人以两手平伸左指尖与右指尖的距离就是你的身高所有当被问到身高问题时，有人会这样告诉别人自己的身高。
圆圈四肢伸展无论朝哪个方向指尖-指尖脚尖脚尖构成了一个圆圈这个圆圈的的圆心是肚脐，这是个客观的事实。
还有比如手的虎口一眨大约200毫米出入不大用这个度量家具比如讲台110毫米。
所以我们身体中有很多尺度关系在设计中可以使用到。
比如如果是地砖知道尺寸能知道教室的长宽如果是水泥的或地板就可以通过计算跨步大概估计出来比利时的数学家奎特莱特于1870年发表了《人体测量学》，创建了人体测量学这一学科。
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。
人体测量及数据应用
日本颁布了《学校午餐法》，目前，日本中小学生营养午餐的普及率高达82.2%和
99.4%& ；我国原广州中山医学院男性在1956— 1979年的23年间身高增加4.38cm，女性身高增加 2.67cm。
四、人体测量的术语及方法
1. 测量姿势 （参见国标GB3975－88中的规定
（1直立姿势（简称立姿）：被测
（4）水平面 与矢状面及冠状面同时垂直的所有 平面都称为水平面。水平面将人体分成上、下两个部分。
（5）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（OAE）。
图2-6 基准面
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计算百分率P P=0.5+0.057＝0.557 答：身高在1700mm以上的有44.3％;身高在 1700mm以下的有55.7％
例2：已知某一职工人群，其身高尺寸的均值
x16标7准m0差m
s64mm
若一名职工的身高为1700mm，求有百分之多少的职工超 过他的身高？
第三节 常用人体测量数据
一、我国成年人人体结构尺寸 GB10000－1988是1989年7月开始实施的《中国
头部测点
测 （16个） 点
躯干和四肢部位测点
（22个）
头部测量项目
测 量
（12项）
项
目 躯干和四肢部位
测量项目（69项）
国际GB3975—83 测点、测量项目 国际GB5703—85 测量方法
测量项目-立姿（一
第二节 人体测量的数据处理
由于群体中个体与个体存在差异;一般来说某 一个体的测量尺寸不能作为设计的依据，设计 中所需要的是一个群体的测量尺寸&通常是通过 测量群体中较少量的个体尺寸，经数据处理后 而获得较为精确的所需群体尺寸。
99.4%& ；我国原广州中山医学院男性在1956— 1979年的23年间身高增加4.38cm，女性身高增加 2.67cm。
四、人体测量的术语及方法
1. 测量姿势 （参见国标GB3975－88中的规定
（1直立姿势（简称立姿）：被测
（4）水平面 与矢状面及冠状面同时垂直的所有 平面都称为水平面。水平面将人体分成上、下两个部分。
（5）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（OAE）。
图2-6 基准面
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计算百分率P P=0.5+0.057＝0.557 答：身高在1700mm以上的有44.3％;身高在 1700mm以下的有55.7％
例2：已知某一职工人群，其身高尺寸的均值
x16标7准m0差m
s64mm
若一名职工的身高为1700mm，求有百分之多少的职工超 过他的身高？
第三节 常用人体测量数据
一、我国成年人人体结构尺寸 GB10000－1988是1989年7月开始实施的《中国
头部测点
测 （16个） 点
躯干和四肢部位测点
（22个）
头部测量项目
测 量
（12项）
项
目 躯干和四肢部位
测量项目（69项）
国际GB3975—83 测点、测量项目 国际GB5703—85 测量方法
测量项目-立姿（一
第二节 人体测量的数据处理
由于群体中个体与个体存在差异;一般来说某 一个体的测量尺寸不能作为设计的依据，设计 中所需要的是一个群体的测量尺寸&通常是通过 测量群体中较少量的个体尺寸，经数据处理后 而获得较为精确的所需群体尺寸。
人机工程学 第2章 人体测量与数据应用
2.3 2.4
2.1 人体测量学
4.6.1手长 4.6.2手宽 4.6.3食指长 4.6.4食指近位指关节宽
4.6.5食指远位指关节宽 4.7.1足长 4.7.2足宽
2.1
2.2
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章
常用的人体测量数据
2.3 2.4
练习题
请标出图中所示人体尺寸的名称。
第2章 人体尺度与数据处理
人机工程学
ERGNOMICS
授课：龙海曌
人机工程学 ERGNOMICS
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章
概论 人体尺度与数据处理 人机界面设计 作业空间布局与工位设计 作业工具与座椅设计 人机系统与作业环境 制造系统的人机工程 计算机辅助人机工程设计
参见国标GB3975－88中的规定
2.1
2.2
2.3
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章
2.4
2.1 人体测量学
头部测点
测
（16个）
头部测量项目
测 （12项） 量
点
项
目
躯干和四肢部位测点
躯干和四肢部位测量项目
（22个）
（69项）
2.1
2.2
2.3
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章
9595 16167761
9999 1177098
三种基本体型，这种体型的差异可能发生在个体内部，也可能是个体之间
2.2 人体测量尺寸的统计特性
•使用群体 使用所设计的产品的全部人员 •抽样方法 群体数量大、群体不确定、潜在群体、个体差别
1. 均值 2.方差
人机工程学第二章人体测量及数据应用
5
0
9
6
？结合自己的身高，体重，计算自身所处百分位数
34
GB10000-1988《中国成年人人体尺寸》等系列人体尺寸 国家标准 存在的问题
一是不含未成年人的人体尺寸 二是20多年过去了，随着人民群众生活水平的提高，体貌特征已经发 生巨大变化，许多数据已经不能适应生产生活设计的需要。
采用了先进的三维人体扫描技术，数据多达150多 项，比1986年多出一倍。可在不到10秒的时间内 ，获得完整的1∶1的人体三维模型，然后通过测量 软件在模型上提取立姿、坐姿、头部、足部等150 多个人体尺寸，准确度1毫米左右。
50 6.8
华南
xS
56 6.9
49 6.5
西南
xS
55 6.8
50 6.9
身 男 169 56.6 168 53. 168 55.2 166 56.3 165 57.1 164 56.7
高
3
476
9
0
7
/m
m
女 158 51.8 157
6
5
51. 9
157 50.8 156 50.7 154 49.7 154 53.9
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。
均值
方差
标准差
百分位数
17
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
X 量值 ：X x11 ， x2,X ...x2 nn 其均值 为：Xn1 ni n1Xi
3. 人体测量数据
4
人机工程学数据
1.6.3 人体尺寸特性－基本人体尺寸数据
3. 身高、体重、手长等是基本的人体尺寸数据
1.6.4 人体尺寸特性－人体尺寸比例关系不同
4. 人体尺寸之间具有线性相关关系，对不同种族、 国家的人群都是适用的；但关系式中的系数α和β，却 随不同种族、国家的人群而有所不同。
YXb
第二节 中国成年人的人体尺寸
1.6 人体尺寸特性
1.6.1 人体尺寸规律 1.群体的人体尺寸数据近似服从正态分布规律
1.6.2 人体尺寸特性－线性相关性(a)
2. 各人体尺寸之间一般具有线性相关性
YXb
1.6.2 人体尺寸特性－线性相关性（b）
YXb
Y ——人体尺寸数据； X ——身高、体重、手长等基本人体尺寸(之一)； α，β —— 常数 (对于特定的人体尺寸) 。
1.5 人体测量项目 1.5.1 人体测量项目－肩高
肩高：从地面到肩峰点的铅垂距离 测量方法：被测者足跟并拢，身体完全挺直站立， 肩部放松，上臂自然下垂 测量仪器：人体测高仪
1.5.2 测量项目－手宽
测量项目 手宽 在第l到第V掌骨头水平处，掌面桡尺两侧间的投 影距离。 测量方法 ： 被测者前臂水平，手伸直，四指并 拢，掌心朝上。 测量仪器 ： 人体测量直角规。
1.3 人体测量仪器
人体测量仪器包括： 1、人体测高仪 2、人体测量用直角规 3、人体测量用弯脚规 4、人体测量用角度针 5、人体测量用软尺
1.3.1 人体测高仪器－人体测高仪
人体测高仪
1.3.1 人体测量仪器－人体测量用直角规
人体测量用直脚规
1.3.2 人体测量仪器－人体测量用弯脚规
人体测量仪器
姿势修正量：人们正常工作、生活时，全身采取 自然放松的姿势所引起的人体尺寸变化。
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第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
图2-3 3D全身人体扫描系统 返回 人机工程学 Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
三、人体测量的基本术语（Terminology
1. 测量姿势（参见国标GB3975－88中的规定）
人机工程学
of Anthropometry）
图2-4 立姿 Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application （2）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。为确保坐姿正确，被测者 的臀部、后背部应同时靠在同 一铅垂面上。
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
二、测量方法
1. 普通测量法 2.摄影法，见图2-2 3.三维数学测量法，见图2-3
人机工程学
Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
图2-2 摄影测量法 返回 人机工程学 Ergonomics
人体的活动过程 和活动范围的大小 动作范围 动作过程 形体变化 皮肤变化
人机工程学
Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
形态数据类型
静态尺寸 人体的构造尺寸
动态尺寸 人体的功能尺寸
人在工作姿势下或在某种操作 活动状态下测量的尺寸
人机工程学 nomics
人体测量学(anthropometry)是人机工程学的一门分支学科，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。
人机工程学
Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
2.1 人体测量的基本知识
一、概述
人体测量学是人机工程学的重要组成部分。进行产品设计时，为使人与产品
相互协调，必须对产品同人相关的各种装置作适合于人体形态、生理以及心理特
点的设计，让人在使用过程中，处于舒适的状态以及方便地使用产品。因此设计 师应了解人体测量学，生物力学方面的基本知识，并熟悉有关设计所必需的人体 测量基本数据的性质、应用方法和使用条件。（图2-1）
人机工程学 Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
4.支承面和衣着 3.测量方向
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 头部测点
测 点
（16个）
躯干和四肢部位测点 （22个）
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
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）在上肢上，将挠骨侧称为挠侧， 将尺骨侧称为尺侧。 （5）在下肢上，将胫骨侧称为胫侧， 将腓骨侧称为腓侧。
测 量 项 目
头部测量项目 （12项）
躯干和四肢部位 测量项目（69项）
国际GB3975—83 测点、测量项目 国际GB5703—85 测量方法 人机工程学 Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
测量项目-立姿（一）
人机工程学 Ergonomics
图2-5 坐姿
人机工程学
Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
2.测量基准面
（1）矢状面 人体测量基准面的定位是由三个互
相垂直的轴（铅垂轴、纵轴和横轴）来决定的。通过铅 垂轴和纵轴的平面及与其平行的所有平面都称为矢状面。 （2）正中矢状面 在矢状面中，把通过人体正中 线的矢状面称为正中矢状平面。正中矢状平面将人体分 成左、右对称的两个部分。 （3）冠状面 通过铅垂轴和横轴的平面及与其平 行的所有平面都称为冠状面。冠状面将人体分成前、后 两个部分。 （4）水平面 与矢状面及冠状面同时垂直的所有 平面都称为水平面。水平面将人体分成上、下两个部分。 （5）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（OAE）。 图2-6 基准面 人机工程学 Ergonomics
（1）直立姿势（简称立姿）：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，膝 部自然伸直，左、右足后跟并拢， 前端分开，使两足大致成45°夹 角，体重均匀分布于两足。为确 保直立姿势正确，被测者应使足 后跟、臀部和后背部与同一铅垂 面 相 接 触 。
Anthropometry and Application
图2-1机床与人体尺度的关系
返回 人机工程学 Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application 人体测量 数据的种类
运动测量
形态测量
人体体形尺寸 体积 重量 表面积
生理测量
人体出力范围 人体感觉反应 人体疲劳
第 2 章 人体测量与数据应用
Anthropometry and Application
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
1 2 3
人体测量的基本知识 人体测量的基本术语
常用的人体测量数据
人体尺寸的应 用
人机工程学 Ergonomics
4
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
测量项目-立姿（四）
人机工程学 Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
测量项目-立姿（五）
人机工程学 Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
测量项目-立姿（二）
人机工程学 Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用
Anthropometry and Application
测量项目-立姿（三）
人机工程学 Ergonomics
第二章 人体测量及数据应用