人体工程学的基础数据和计测手段
人机工程学
一.人机工程学定义、特点、研究对象（1) .人体工程学中，人—机—环境的具体含义分别是指：人——指操作者或使用者机——泛指人操作或使用的物，可以是机器。
也可以是用具、工具或设施、设备等环境——是指人、机所处的周围环境，如作业场所和空间、物理化学环境和社会环境等人—机—环境系统——是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统，简称人—机系统。
（2）人—机—环境之间的关系：相互依存；相互作用；相互制约。
（3）人机工程学的特点：学科边界模糊，学科内容综合性强；涉及面广。
（4）人机工程学的研究对象：人—机—环境系统的整体状态和过程。
（5）人机工程学的任务：使机器的设计和环境条件的设计适应于人，以保证人的操作简便省力、迅速准确、安全舒适，心情愉快，充分发挥人、机效能，使整个系统获得最佳经济效益和社会效益。
(6)、学科命名的由来起源于欧洲，形成于美国英国是世界上开展人机工程学研究最早的国家，但本学科的奠基性工作实际上是在美国完成的。
二.目前人机工程学的前沿领域研究包括：人机关系；人与环境关系；人与生态；人的特性模型；人机系统的定量描述；人际关系、直至团体行为、组织行为、心理状态等方面的研究。
三、人体工程学的基础数据和计测手段1..人体测量的主要仪器有人体测高仪、人体测量用直角规、人体测量用弯角规2..人体测量数据的类型分为静态尺寸和动态尺寸两种静态尺寸：人体构造上的尺寸动态尺寸（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）3..在人体测量数据的因素中，男女之间的性别差异是影响人体测量数据差异的重要因素.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。
4.对于大多数人体尺寸，男性比女性大些，但有四个尺寸：胸厚、臀宽、臂部及大腿周长正相反。
5. 影响人体测量数据差异的因素有年龄；年代；地区与种族；职业；性别四．人体舒适性1.相对的舒适环境是指——凡是能使在该环境中80%的人感到满意，那么这个环境就是这个时期的舒适环境。
第2章 人体工程学基础 人体测量基本知识1
人体高度分布曲线及适应域
人体工程学与设计应用—人体测量
百分位数 男（18-60岁） 1 5
1583
立姿人体尺寸
女（18-55岁） 90
1754
10
1604
50
1678
95
1775
99
1814
1
1449
5
1484
10
1503
50
1570
90
1640
95
1659
99
1697
1.1身高
1.2体重 1.3上臂长 1.4前臂长 1.5大腿长 1.6小腿长 2.1眼高 2.2肩高 2.3肘高 2.4手功能 高
人体工程学与设计应用—人体测量
立姿人体尺寸
人体数据的统计---人体尺寸的差异 （1）种族差异 （2）世代差异 （3）年龄的差异 （4）性别差异 （5）残疾人
不同年龄的身高曲线
人体工程学与设计应用—人体测量
百分位的概念及适应域 （1）百分位的概念 百分位表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分 比，人体测量的数据通常以百分位数来表示人体尺寸等级。 （2）常用百分位：5 50 95
人体工程学与设计应用—人体测量
人体测量尺寸分类 静态尺寸 （构造尺寸） 人体的构造尺寸 动态尺寸 (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 人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸
人体工程学与设计应用—人体测量
测量方法
二、测量方法
1. 普通测量法 2.摄影法 3.三维数学测量法
778
2.5 会阴高
2.6胫点骨 高
701
394
728
409
第二章 人体工程学基础知识
第三节
感觉特性
人体感知系统对设计的影响
感觉适应——由于感觉器官不断接受同一种刺激而产生的。 暗适应、明适应、温觉适应等 感觉疲劳——当同一种刺激物的刺激时间过长时，由于生 理原因，感觉适应变成感觉疲劳。 “久闻不知其香”、“熟视无睹”等 感觉对比——当同一感觉器官接受不同刺激特的刺激时会 产生比较。 感觉补偿——当某种感觉丧失后，其他感觉可在一定程度 上进行补偿。 盲人的听觉和触觉会很发达。为残疾人的室 内外环境的无障碍设计提供理论依据。
第二章
人体工程学基础知识
第一节 第二节 第三节 第四节
人体测量基本知识 人体测量的方法 人体感知系统对设计的影响 人体运动系统对设计的影响
本章要点: 1、构造尺寸、功能尺寸 2、百分位 3、感觉 4、静态肌肉施力
思考题: 1、在使用功能尺寸时应注意哪些特点？ 2、百分位的使用原则 3、人体测量数据的运用原则 4、理解室内常用人体尺寸的特征 5、产品功能尺寸的确定有什么特点？ 6、理解感觉的四大特征。 7、知觉的四大特征。 8、在我们周围的环境，如何避免静态肌肉施力？
第一节
人体测量基本知识
一、人体测量数据的来源
人体数据是建筑结构和家具设计的重要基本资料之一。 各种机械、设备、环境设施、家具尺度、室内活动空间等都 必须根据人体数据进行设计。 如:桌椅、门、过道的尺寸
二、人体测量数据的分类
人体尺寸的测量可分为两类，即构造尺寸和功能尺寸。
〈1〉构造尺寸：是指静态的人体尺寸，它是人体处于固定的 标准状态下测量的。可以测量许多不同的标准状态和不同部 位。如手臂长度、腿长度、座高等。它对与人体直接关系密 切的物体有较大关系，如家具、服装和手动工具等。主要为 人体各种装具设备提供数据。 〈2〉功能尺寸：是指动态的人体尺寸，是人在进行某种功能 活动时肢体所能所能达到的空间范围。它是动态的人体状态 下测得。是由关节的活动、转动所产生的角度与肢体的长度 协调产生的范围尺寸。它对于解决许多带有空间范围、位置 的问题很有用。
人体工程学
人体工程学百分位的概念由于人的人体尺寸有很大的变化，它不是某一确定的数值，而是分布于一定的范围内。
如亚洲人的身高是151～188厘米这个范围，而我们设计时只能用一个确定的数值，而且并不能象我们一般理解的那样用平均值，如何确定使用那一数值呢？这就是百分位的方法要解决的问题。
百分位的定义是这样的：百分位表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分比。
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。
例如我们若以身高为例：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。
统计学表明，任意一组特定对象的人体尺寸，其分布规律符合正态分布规律，即大部分属于中间值，只有一小部分属于过大和过小的值，它们分布在范围的两端，图中设了第5百分位和第95百分位，第5百分位表示身材较小的，有5％的人低此尺寸；第95百分位表示高，即有5％的人高于此值。
在设计上满足所有人的要求是不可能的，但必须满足大多数人。
所以必须从中间部分取用能够满足大多数人的尺寸数据作为依据，因此一般都是舍去两头，只涉及中间90％、95％或99％的大多数人，只排除少数人。
应该排除多少取决于排除的后果情况和经济效果。
人体尺寸运用中的问题有了完善的人体尺寸数据，还只是达到了第一步，而学会正确的使用这些数据才能说真正达到了人体工程学的目的。
〈一〉数据的选择：选择适应设计对象的数据是很重要的，要清楚使用者的年龄、性别、职业和民族，包括我们在前述差异一节中所讲到的各种问题，使得所设计的室内环境和设施适合使用对象的尺寸特征。
《人体工程学》第二章 人体尺寸测量与设计应用
人体测量
2.1.5人体测量数据的统计处理术语 ① 适应域 按某一尺寸设计的产品不可能适应所有的使用者，但应能适合大多数人。这个大多数到底是多少，要根据具体情况决定。 一般说来，产品的尺寸最好能适合95%以上的人使用，最少不能低于90%。这个95%或90%即适应域。 ② 百分位 百分位是人体测量手册中常见的概念，它表示了某一测量数值和被测群体之间的百分比关系。分位由百分比表示，称为 “第几百分位”，例如．50%称为第50百分位。百分位数是百分位对应的数值，例如，身高分布的第5百分位数为1543mm， 则表示有5%的人的身高将低于这个高度。
如表为我国成年人人体主要尺寸。
百分位数
1.身高 2.体重/kg 3.上臂长 4.前臂长 5.大腿长 6.小腿长
5 1583
48 289 216 428 338
男（18～60岁）
50
95
1678
1775
59
75
313
338
237
258
465
505
369
403
5 1484
42 262 193 402 313
02
常用人体尺寸参数
Body Size Parameters Are Commonly Used
Bed furniture
2.2常用人体尺寸参数 人体尺度一般是指人体所占有的 三维空间，包括人体高度、宽度 和胸廓前后径以及部分肢体的大 小等。通常由直接测量的数据通 过统计分析得到。 2.2.1人体尺度的影响因素 ① 年龄差异。人的体型随着年龄 的增长而变化，最为显著的是儿 童期和青年期，见图，体尺寸增 长过程，一般男性2 0岁结束，女 性1 8岁结束。
人体工程学-第二章-人体工程学基础
1166 1195 1211 1271 1333 1350 1385
2.3 肘高
925 954 968 1024 1079 1096 1128
873 899 913 960 1009 1023 1050
2.4手功能高
656 680 693 741 787 801 828
630 650 662 704 746 757 778
201 215 223 251 277 284 299
第一节 人体测量
3.6 坐 姿 大 腿 厚
3.7坐姿膝高
103 112 116 130 146 151 160 441 456 464 493 525 532 549
107 113 117 130 146 151 160 410 424 431 458 485 493 507
此外还有许多其他差异：如职业差异、城市与农村等。
第一节 人体测量
◆ 五、百分位的概念：
百分位表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统计对 象总人数的百分比。
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。例如我们若以身高为例：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。
563 579 587 617 648 657 675 678 695 704 739 773 783 803
人体工程学和环境心理学
3、室内环境设计应考节 人体工程学的含义和发 展
人体工程学强调从人自身出发， 在以人为主体的前提下研究人们的衣、食、 住、行以及一切生活、生产活动中综合分析 的新思路。
第一节 人体工程学的含义和发展 第二节 人体工程学的基础数据和计测手 段 第三节 人体工程学在室内设计中的应用 第四节 环境心理学与室内设计
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第四节 环境心理学与室内设计
环境——周围的境况，相对于人而言，环 境可以说是围绕着人们，并对人们的行为 产生一定影响的外界事物。环境本身具有 一定的秩序、模式和结构。
心理学——是研究认识、情感、意志等心 理过程和能力、性格等心理特征的学科。
一、含义
环境心理学——是研究环境与人 的行为之间相互关系的学科，它着重从 心理学和行为的角度，探讨人与环境的 最优化，即怎样的环境是最符合人们心 愿的。
现代室内环境设计除了 依然十分重视视觉环境的设计外， 对物理环境、生理环境以及心理 环境的研究和设计也已予以高度 重视，并开始运用到实践中。
日本千叶大学小原教授认为： “人体工程学是探知人体的工作能力及 其极限，从而使人们所从事的工作趋向 适应人体解剖学、生理学、心理学的各 种特性。
人体工程学联系到室内设计， 其含义为：以人为主体，运用人体计测、 生理、心理计测等手段和方法，研究人 体结构功能、心理、力学等方面与室内 环境之间的合理协调关系，以适合人的 身心活动要求，取得最佳的使用效能。
二、室内环境中人们的心理与行为 下面我们列举几项室内环境中人们的心
理与行为方面的情况 1、领域性与人际距离 2、私密性与尽端趋向 3、依托的安全感 4、从众与趋光心理 5、空间形状的心理感受
三、环境心理学在室内设计中的应用
人体工程学常用人体尺寸范围
04
人体尺寸在设计中的应用
家具设计
01
02
03
座椅高度
根据不同人群的平均小腿 长度和脚长，确定座椅的 高度，以适应不同人群的 坐姿需求。
工作台高度
根据平均肘高或平均肩高 ，确定工作台的高度，以 确保长时间工作时的舒适 性。
储物柜和书架深度
根据平均肩宽和手臂长度 ，确定柜子和书架的深度 ，以便于存取物品。
详细描述
成年人的平均臀宽范围在男性约为 270-360mm，女性约为280380mm。在选择座椅和设计坐姿工 作时，应考虑臀宽因素，以确保坐下 时能够稳定且舒适。
手臂长度
总结词
手臂长度是人体工程学中重要的尺寸之一，它决定了人们在使用各种工具和设备时的舒适度和效率。
详细描述
成年人的平均臂长范围在男性约为600-700mm，女性约为550-680mm。在设计手持工具、控制面 板等物品时，应考虑到手臂长度因素，以确保人们在使用时能够保持舒适和高效的姿势。
腿长
总结词
腿长是指从臀部到脚底的长度，它是确 定座椅和床铺等家具尺寸的重要依据。
VS
详细描述
成年人的平均腿长范围在男性约为350450mm，女性约为320-420mm。在设 计座椅、床铺等家具时，应考虑腿长因素 ，以确保坐下或躺下时能够保持舒适和自 然的姿势。
03
人体尺寸差异
年龄导致的尺寸差异
儿童尺寸
儿童身体尺寸较小，特别是头部和手部，因 此在设计儿童用品时应特别考虑这些尺寸。
成人尺寸
成人身体尺寸相对稳定，但随着年龄的增长 ，身高、体重和肢体长度等会有所变化。
性别导致的尺寸差异
男性平均尺寸
男性通常比女性更高、更重，肢体也 更长，因此在设计适合男性的产品时 应考虑这些平均尺寸。
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一、人体基础数据
人体基础数据主要有下列三个方面，即有关人体构造、人体尺度以及人体的动作域等的有关数据。
1、人体构造
与人体工程学关系最紧密的是运动系统中的骨骼、关节和肌肉，这三部分在神经系统支配下，使人体各部分完成一系列的运动。骨骼由颅骨、躯干骨、四肢骨三部分组成，脊柱可完成多种运动，是人体的支柱，关节起骨间连接且能活动的作用，肌肉中的骨骼肌受神经系统指挥收缩或舒张，使人体各部分协调动作。
二、人体生理计测
根据人体在进行各种活动时，有关生理状态变化的情况，通过计测手段，予以客观的、科学的测定，以分析人在活动时的能量和负荷大小。
人体生理计测方法主要有：
1、肌电图方法
把人体活动时肌肉张缩的状态以电流图记录，从而可以定量地确定人体该项活动强度和负荷。
2、能量代谢率方法
由于人体活动消耗能量而相应引起的耗氧量值，与其平时耗氧量相比，以此测定活动状态的强度，能量代谢率的计算式，以及不同活动的能量代谢率（RMR）。其计算式如下：
2、尺度法
以顺序在心理学中划分量度，例如在一直线上划分线段，依顺序标定评语可由专家或一般人，相应地对美丑、新旧、优劣进行评测。
（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注！）
室内设计时人体尺度具体数据尺寸的选用，应考虑在不同空间与围护的状态下，人们动作和活动的安全，以及对大多数人的适宜尺寸，并强调其中以安全为前提。
例如：对门洞高度、楼梯通行净高、栏杆扶手高度等，应取男性人体高度的上限，并适当加以人体动态时的余量进行设计；对踏步高度、上搁板或挂构高度等，应按女性人体的平均高度进行设计。
2、人体尺度
人体尺度是人体工程学研究的最基本的数据之一。
3、人体动作域
人们在室内各种工作和生活活动范围的大小，即动作域，它是确定室内空间尺度的重要依据因素之一。以各种计测方法测定的人体动作域，也是人体工程学研究的基础数据。如果说人体尺度是静态的、相对固定的数据，人体动作域的尺度则为动态的，其动态尺度与活动情景状态有关。
运动时氧耗量-安静时氧耗量
能量代谢率（RMR）
基础代谢率耗量
3、精神反射电流方法
对人体因活动而排出的汗液量作电流测定，从而定量地了解外界精神因素的强度，据此确定人体活动时的负荷大小。
三、人体心理计测
心理计测采用的有精神物理学测量法及尺度法等。
1、精神物理学测量法
用物理学的方法，测定人体神经的最小刺激量，以及感觉刺激量的最小差异。