人因工程教材第11章 人體測(cè)量

第十一章人體丈量第一節(jié)人體丈量概述第二節(jié)常用的人體丈量數(shù)據(jù)第三節(jié)人體丈量數(shù)據(jù)的運(yùn)用第一節(jié)人體丈量概述人體丈量學(xué)是一門新興的學(xué)科，它是經(jīng)過(guò)丈量人體各部位尺寸來(lái)確定個(gè)體之間和群體之間在人體尺寸上的差別，用以研討人的形狀特征，從而為各種工業(yè)設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)提供人體丈量數(shù)據(jù)。這些丈量數(shù)據(jù)對(duì)任務(wù)空間的設(shè)計(jì)，機(jī)器、設(shè)備設(shè)計(jì)以及支配安裝等設(shè)計(jì)具有重要意義，并直接關(guān)系到合理地布置任務(wù)地，保證合理的任務(wù)姿態(tài)，使操作者能平安、溫馨、準(zhǔn)確地任務(wù)，減少疲勞和提高任務(wù)效率。一、人體丈量的根本術(shù)語(yǔ)〔一〕根本姿態(tài)立姿指被測(cè)者挺胸直立，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向體側(cè)，手指輕貼大腿側(cè)面，膝部自然伸直，左、右足后跟并攏，前端分開，使兩足大致呈45°夾角，體重均勻分布于兩足。坐姿指被測(cè)者挺胸坐在被調(diào)理到腓骨頭高度的平面上，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，左、右大腿大致平行，膝彎屈大致成直角，足平放在地面上，手輕放在大腿上。一、人體丈量的根本術(shù)語(yǔ)〔二〕丈量基準(zhǔn)面，如圖11-1所示1.矢狀面經(jīng)過(guò)鉛垂軸和縱軸的平面及與其平行的一切平面都稱為矢狀面。正中矢狀面在矢狀面中，把經(jīng)過(guò)人體正中線的矢狀面稱為正中矢狀面。正中矢狀面將人體分成左、右對(duì)稱的兩部分。2.冠狀面經(jīng)過(guò)鉛垂軸和橫軸的平面及與其平行的一切平面都稱為冠狀面。冠狀面將人體分成前、后兩部分。

3.程度面與矢狀面及冠狀面同時(shí)垂直的一切平面都稱為程度面。程度面將人體分成上、下兩部分。4.眼耳平面經(jīng)過(guò)左、右耳屏點(diǎn)及右眼眶下點(diǎn)的程度面稱為眼耳平面或法蘭克福平面?！捕痴闪炕鶞?zhǔn)面一、人體丈量的根本術(shù)語(yǔ)〔三〕丈量方向〔1〕在人體上、下方向上，將上方稱為頭側(cè)端，下方稱為足側(cè)端?！?〕在人體左、右方向上，將接近正中矢狀面的方向稱為內(nèi)側(cè)，遠(yuǎn)離正中矢狀面的方向稱為外側(cè)。〔3〕在四肢上，將接近四肢附著部位的稱為近位，遠(yuǎn)離四肢附著部位的稱為遠(yuǎn)位?！?〕對(duì)于上肢，將橈骨側(cè)稱為橈側(cè)，尺骨側(cè)稱為尺側(cè)?！?〕對(duì)于下肢，將脛骨側(cè)稱為脛側(cè)，腓骨側(cè)稱為腓側(cè)。一、人體丈量的根本術(shù)語(yǔ)〔四〕支承面、穿著和丈量準(zhǔn)確度支撐面。立姿時(shí)站立的地面或平臺(tái)以及坐姿時(shí)的椅平面應(yīng)是程度的、穩(wěn)定的、不可緊縮的。穿著。要求被丈量者裸體或穿著盡量少的內(nèi)衣(例如只穿內(nèi)褲和汗背心)丈量，在后者情況下，丈量胸圍時(shí)，男性應(yīng)撩起汗背心，女性應(yīng)松開胸罩后進(jìn)展丈量。丈量值讀數(shù)精度。線性丈量工程丈量值讀數(shù)準(zhǔn)確度為1mm，體重讀數(shù)準(zhǔn)確度為0.5kg。二、人體尺寸丈量分類人體丈量學(xué)：經(jīng)過(guò)丈量人體各部位尺寸來(lái)確定個(gè)體之間和群體之間在人體尺寸上的差別，用以研討人的形狀特征，使設(shè)計(jì)更適于人。丈量數(shù)據(jù)：1、靜態(tài)人體尺寸丈量，見圖11-22、動(dòng)態(tài)人體尺寸丈量，見圖11-3三、人體丈量方法(一)丈量?jī)x器1.人體測(cè)高儀，見圖；2.人體丈量用直腳規(guī)，見圖；3.人體丈量用彎腳規(guī)，見圖；此外，還有人體丈量用三腳平行規(guī)，坐高椅，量足儀，軟卷尺以及醫(yī)用磅秤等。三、人體丈量方法〔二〕丈量方法丈量時(shí)應(yīng)在呼氣與吸氣的中間進(jìn)展。其次序?yàn)閺念^向下到腳；從身體的前面，經(jīng)過(guò)側(cè)面，再到后面。丈量時(shí)只許輕觸測(cè)點(diǎn)，不可緊壓皮膚，以免影響丈量的準(zhǔn)確性。身體某些長(zhǎng)度的丈量，既可用直接丈量法，也可用間接丈量法——兩種尺寸相加減。另外，丈量工程應(yīng)根據(jù)實(shí)踐需求確定，詳細(xì)丈量方法詳見GB/T5703—1999<用于技術(shù)設(shè)計(jì)的人體丈量根底工程>的有關(guān)規(guī)定。第二節(jié)常用的人體丈量數(shù)據(jù)一、我國(guó)成年人人體構(gòu)造(靜態(tài))尺寸參閱GB10000－88我國(guó)成年人人體尺寸國(guó)家規(guī)范，主要包括：(一)人體主要尺寸,見圖11-4和表11-1(二)立姿人體尺寸，見圖11-5和表11-2(三)坐姿人體尺寸，見圖11-6和表11-3(四)人體程度尺寸，見圖11-7和表11-4

第二節(jié)常用的人體丈量數(shù)據(jù)二、我國(guó)成年人人體功能(動(dòng)態(tài))尺寸動(dòng)態(tài)人體丈量通常是對(duì)手、上肢、下肢、腳所及的范圍以及各關(guān)節(jié)能到達(dá)的間隔和能轉(zhuǎn)動(dòng)的角度進(jìn)展丈量。由于人主要依托上肢從事各項(xiàng)操作活動(dòng)，因此本節(jié)只給出上肢功能(動(dòng)態(tài))尺寸，見表11-6表11-6我國(guó)成人男女上肢功能尺寸/mm測(cè)量項(xiàng)目男（18~60歲）女（18~55歲）P5P50P96P5P50P96立姿雙手上舉高立姿雙手功能上舉高立姿雙手左右平展寬立姿雙臂功能平展寬立姿雙肘平展寬坐姿前臂手前伸長(zhǎng)坐姿前臂手功能前伸長(zhǎng)坐姿上肢前伸長(zhǎng)坐姿上肢功能前伸長(zhǎng)坐姿雙手上舉高跑姿體長(zhǎng)跪姿體高俯臥體長(zhǎng)俯臥體高爬姿體長(zhǎng)爬姿體高197121082245186920032138157916911802137414831593816875934416447478310343376777834892673730789124913391426592626661119012601330200021272257364372383124713151384761798836184519682089174118601976145715591659124813441438756811869383413442277306333712764818607657707117312511328553587624113711961258186719822102359369384118312391296694738783第三節(jié)人體丈量數(shù)據(jù)的運(yùn)用一、人體丈量中的主要統(tǒng)計(jì)目的在人體丈量中所得到的丈量值都是離散的隨機(jī)變量，因此可根據(jù)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)實(shí)際對(duì)丈量數(shù)據(jù)進(jìn)展統(tǒng)計(jì)分析，從而獲得所需群體尺寸的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和特征參數(shù)。一、人體丈量中的主要統(tǒng)計(jì)目的1.平均值一、人體丈量中的主要統(tǒng)計(jì)目的2.規(guī)范差一、人體丈量中的主要統(tǒng)計(jì)目的3.百分位數(shù)在設(shè)計(jì)中，當(dāng)需求得到任一百分位α的數(shù)值時(shí)，那么可按下式進(jìn)展計(jì)算

K為百分比變換系數(shù)，見表11-7例11-1設(shè)計(jì)適用于90％東南區(qū)男性運(yùn)用的產(chǎn)品，試問(wèn)應(yīng)按怎樣的身高范圍設(shè)計(jì)該產(chǎn)品尺寸?解：由表11-5查得東南區(qū)男性身高平均值1686mm，規(guī)范差55.2mm。要求產(chǎn)品適用于90％的人群，故應(yīng)以第5百分位數(shù)為下限，第95百分位數(shù)為上限進(jìn)展設(shè)計(jì)，由表11-7查得，5%與95%的變換系數(shù)K＝1.645。由此可求得第5百分位數(shù)為1686—55.2×1.645=1595.2〔mm〕第95百分位數(shù)值為1686＋55.2×1.645=1776.8〔mm〕結(jié)論：按身高1595.2～1776.8mm設(shè)計(jì)產(chǎn)品尺寸，將適用于90％的東南區(qū)男性。人體丈量尺寸對(duì)應(yīng)的百分率P=0.5＋s式中S為概率數(shù)值，可根據(jù)值，在表11-8中查取例11-2知女性A身高1610mm，試求有百分之幾的東北女性超越其高度？解由表11-5查得東北女性身高平均值=1586mm,規(guī)范差SD=51.8mm。那么

根據(jù)Z值查表11-8得s=0.1772(取近似值0.177)，由式〔11-5〕求得P值為P=0.5＋0.177=0.677結(jié)論：身高在1610mm以下的東北女性為67.7%，超越女性A身高的東北女性那么為32.3%。二、人體尺寸數(shù)據(jù)的運(yùn)用(一)人體丈量數(shù)據(jù)的運(yùn)用準(zhǔn)那么〔1〕最大最小準(zhǔn)那么〔2〕可調(diào)性準(zhǔn)那么〔3〕平均性準(zhǔn)那么〔4〕運(yùn)用最新人體數(shù)據(jù)準(zhǔn)那么〔5〕地域性準(zhǔn)那么二、人體尺寸數(shù)據(jù)的運(yùn)用(一)人體丈量數(shù)據(jù)的運(yùn)用準(zhǔn)那么〔6〕功能修正與最小心思空間相結(jié)合準(zhǔn)那么最小功能尺寸Xmin=Xα＋Δf最正確功能尺寸Xopm〔7〕姿態(tài)與身體相關(guān)聯(lián)準(zhǔn)那么〔8〕合理選擇百分位和適用度準(zhǔn)那么例11-3試設(shè)計(jì)適用于中國(guó)人運(yùn)用的車船臥鋪上下鋪凈空高度解：車船臥鋪上下鋪凈空高度屬于普通用途設(shè)計(jì)。根據(jù)人體數(shù)據(jù)運(yùn)用準(zhǔn)那么應(yīng)選用中國(guó)男子坐姿高第99百分位數(shù)為根本參數(shù)Xα，查表11-3，Xα＝979mm。衣褲厚度(功能)修正量取25mm，人頭頂無(wú)壓迫感最小高度(心思修正量)為115mm，那么臥鋪上下鋪?zhàn)钚糸g距和最正確凈間距分別為Xmin=Xα＋Δf＝979十25＝1004mmXopm=Xα＋Δf＋Δp＝979十25十115=1119mm例11-4試確定適宜中國(guó)男人運(yùn)用的固定座椅座面高度解：座椅座面高度屬于普通用途設(shè)計(jì)。根據(jù)人體數(shù)據(jù)運(yùn)用準(zhǔn)那么，座椅座面高度應(yīng)取第5百分位的“小腿加足高〞人體數(shù)據(jù)為根本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，以防大腿下面接受壓力引起疲勞和不溫馨。查表11-3，Xα＝38.3cm，功能修正主要應(yīng)思索兩方面：一是鞋跟高的修正量，普通為2.5～3.8cm，取2.5cm；另一方面是著裝(褲厚)修正量，普通為0.3cm。即Δf＝2.5十0.3＝2.8cm。座椅座面高度的設(shè)計(jì)不需思索心思修正量，即Δp=0。因此，固定座椅座面高度的合理值應(yīng)為Xopm=Xα＋Δf＋Δp＝38.3十2.8十0=41.1≈41.0cm二、人體尺寸數(shù)據(jù)的運(yùn)用(二)人體各部分構(gòu)造參數(shù)的計(jì)算由身高計(jì)算各部分尺寸，見圖11-8由體重計(jì)算體積和外表積V=1.015W－4.937式中：V為人體體積(L)；W為人體體重(kg)人體外表積可參照第八章人體外表積計(jì)算公式二、人體尺寸數(shù)據(jù)的運(yùn)用(三)人體身高在設(shè)計(jì)中的運(yùn)用以身高為基準(zhǔn)的設(shè)備和器具尺寸推算方法見圖11-9，圖中有關(guān)尺寸定義參閱表11-10。復(fù)習(xí)思索題1.我國(guó)成年人身體尺寸分成西北、東南、華中、華南、西南、東北等六個(gè)區(qū)域，這對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)有何影響?2.某地域人體丈量的均值＝1650mm，規(guī)范差＝57.1m