人機工程學人體測量學

第二章人體測量及測量數(shù)據(jù)的應用5/8/20241人機工程學人體測量學

人體測量學(anthropometry)是人類學的一門分支學科，主要研究人體測量和觀察方法，并通過人體整體測量與局部測量來探討人體的特征、類型、變異和發(fā)展規(guī)律。

人體測量學的目的是：通過測量人體各部位尺寸來確定個體之間和群體之間在人體尺寸上的差別，用以研究人的形態(tài)特征，從而為各種工業(yè)設計和工程設計提供人體測量數(shù)據(jù)。使設計更適于人。1.1人體測量學的概述5/8/20242人機工程學人體測量學

人體測量學是人機工程學的重要組成部分。進行產(chǎn)品設計時，為使人與產(chǎn)品相互協(xié)調(diào)，必須對產(chǎn)品同人相關的各種裝置作適合于人體形態(tài)、生理以及心理特點的設計，讓人在使用過程中，處于舒適的狀態(tài)以及方便地使用產(chǎn)品。因此設計師應了解人體測量學，生物力學方面的基本知識，并熟悉有關設計所必需的人體測量基本數(shù)據(jù)的性質(zhì)、應用方法和使用條件。5/8/20243人機工程學人體測量學

人體測量數(shù)據(jù)主要分為兩類：即人體構造尺寸和功能尺寸的測量數(shù)據(jù)。人體構造上的尺寸是指靜態(tài)尺寸；人體功能上的尺寸是指動態(tài)尺寸，包括人在工作姿勢下或在某種操作活動狀態(tài)下測量的尺寸。

照實際使用來分類，可以分為如下三種：

a.形態(tài)測量：以檢查人體形態(tài)的方式進行測量，主要內(nèi)容有：人體長度，人體體型，人體體積和重量，人體表面積。

b.生理測量：測量人體的主要生理指標，主要內(nèi)容包括：人體出力范圍，人體感覺反應，人體疲勞。c.運動測量：在對人體靜態(tài)形態(tài)測量的基礎上，測量人體的活動過程和活動范圍的大小，主要內(nèi)容有：動作范圍，動作過程，形體變化，皮膚變化。5/8/20244人機工程學人體測量學測量姿勢b.坐姿：被測者挺胸坐在被調(diào)節(jié)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。為確保坐姿正確，被測者的臀部、后背部應同時靠在同一鉛垂面上。a.直立姿勢（簡稱立姿）：被測者挺胸直立，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，手指輕貼大腿側面，膝部自然伸直，左、右足后跟并攏，前端分開，使兩足大致成45°夾角，體重均勻分布于兩足。為確保直立姿勢正確，被測者應使足后跟、臀部和后背部與同一鉛垂面相接觸。

5/8/20245人機工程學人體測量學1.2人體測量的基本平面與軸

人的肢體運動是繞一定的軸在某基本平面內(nèi)進行的。這些軸都有是以關節(jié)為原點。這些平面一般都有是通過軸而組成的平面。人體關節(jié)沒有可見的軸，因而必須依據(jù)關節(jié)的形態(tài)和運動規(guī)律，假設出這些基本軸以說明人體各部分運動，便于人體測量。

5/8/20246人機工程學人體測量學a.測量基準面

①、矢狀面人體測量基準面的定位是由三個互相垂直的軸（鉛垂軸、縱軸和橫軸）來決定的。通過鉛垂軸和縱軸的平面及與其平行的所有平面都稱為矢狀面。

②、正中矢狀面在矢狀面中，把通過人體正中線的矢狀面稱為正中矢狀平面。正中矢狀平面將人體分成左、右對稱的兩個部分。

③、冠狀面通過鉛垂軸和橫軸的平面及與其平行的所有平面都稱為冠狀面。冠狀面將人體分成前、后兩個部分。

④、水平面與矢狀面及冠狀面同時垂直的所有平面都稱為水平面。水平面將人體分成上、下兩個部分。

⑤、眼耳平面通過左、右耳屏點及右眼眶下點的水平面稱為眼耳平面或法蘭克福平面（OAE）。

5/8/20247人機工程學人體測量學5/8/20248人機工程學人體測量學b.運動軸

分別對應于矢狀面，水平面和額狀面設置三個基本軸，這些軸可在人體軀干，四肢和各臟器等部位設置。

矢狀軸通過關節(jié)中心并垂直于額狀面的一切軸叫矢狀軸。

額狀軸（又名冠狀軸），通過關節(jié)中心并垂直于矢狀面的一切軸叫額狀軸。

垂直軸通過關節(jié)中心并垂直于水平面的一切軸叫垂直軸。5/8/20249人機工程學人體測量學c.測量項目

一．人體的主要測點圖頭頂點：當頭部位于眼耳平面時，頭頂在正中矢狀面上最高的點。肩峰點：肩胛骨上緣最向外突出之點。用手指沿著肩胛骨有肩胛崗或沒鎖骨骨干向外摸，便可找到此點。橈骨點：橈骨小頭上緣最高點。當上肢下垂，手掌貼附大腿，此點在肘關節(jié)側面一小凹內(nèi)?？稍谇氨圩龌剞D時更易確定。

莖突點：橈骨莖突最尖端之點。拇指外展時，拇指長展肌、拇長伸肌、拇短伸肌腱之間形成一三角形深窩。在此深窩底尋此點。指尖點：當手臂下垂，掌面朝內(nèi)靠攏大腿外側面時，指尖最向下之點。耳屏點：外耳道前方耳屏軟骨上緣的起點。是決定眼耳平面的重要測點。5/8/202410人機工程學人體測量學5/8/202411人機工程學人體測量學身高：頭頂點到地面的垂直距離。肩寬：兩側肩峰點之間的距離。上肢全長：肩峰點到指尖點的距離。上肢測量圖全臂長：肩峰點到莖突點的距離全臂長測量圖上臂長：肩峰點到肱骨外上髁點的距離。前臂長：尺骨鷹嘴突端點到肱骨小頭橈骨點到莖突點的距離。前臂長測量圖

1.3人體主要尺寸5/8/202412人機工程學人體測量學5/8/202413人機工程學人體測量學5/8/202414人機工程學人體測量學5/8/202415人機工程學人體測量學5/8/202416人機工程學人體測量學5/8/202417人機工程學人體測量學1.4人體測量常用工具主要工具有：體重器、身高測量儀、卷尺、直腳規(guī)、彎腳規(guī)等。5/8/202418人機工程學人體測量學5/8/202419人機工程學人體測量學a.支撐面立姿時站立的地面或平臺以及坐姿時的椅平面應是水平的、穩(wěn)固的和不可壓縮的。b.被側者的衣著要求被側者裸體或穿著盡量少的內(nèi)衣，例如只穿內(nèi)衣褲和背心，后者的情況下，在測量胸圍時，男性應撩起背心，女性應松去胸罩后進行進行測量。c.測量值讀數(shù)精度線性測量項目的測量值讀數(shù)精度為1mm，體重的讀數(shù)精度為0.5kg。人體測量時的注意事項：5/8/202420人機工程學人體測量學1.5人體尺寸測量的分類

靜態(tài)人體尺寸測量

靜態(tài)人體尺寸測量是指被測者靜止地站著或坐著進行的一種測量方式。靜態(tài)測量的人體尺寸用作為設計工作空間的大小、家具、產(chǎn)品界面元件以及一些工作設施等的設計依據(jù)。目前我國成年人靜態(tài)測量項目，國家標準正文中規(guī)定立姿有40項，坐姿有22項。詳見GB3975—83《人體測量術語》和GB5703—85《人體測量方法》。

5/8/202421人機工程學人體測量學5/8/202422人機工程學人體測量學動態(tài)人體尺寸測量動態(tài)人體尺寸測量是指被測者處于動作狀態(tài)下所進行的人體尺寸測量。動態(tài)人體尺寸測量的重點是測量人在執(zhí)行某種動作時的身體動態(tài)特征。

5/8/202423人機工程學人體測量學2.1我國成年的人體結構尺寸

我國1989年7月1日實施的GB10000—88《中國成年人人體尺寸》，適用于工業(yè)產(chǎn)品、建筑設計、軍事工業(yè)以及工業(yè)的技術改造設備更新及勞動安全保護。標準中所列數(shù)值，代表從事工業(yè)生產(chǎn)的法定中國成年人（男18～60歲，女18～55歲）。

第二節(jié)常用人體尺寸數(shù)據(jù)

標準中共列出47項我國成年人體尺寸基礎數(shù)據(jù)，按男女性別分開，且分三個年齡段：18～25（男、女），26～35（男、女），36～60（男）、55（女），且分別給出這些年齡段的各項人體尺寸數(shù)值，為了方便使用，各類數(shù)據(jù)表中的各項人體尺寸數(shù)值均列出其相應的百分位數(shù)。現(xiàn)將GB10000—88中的人體主要測量項目及尺寸摘錄于圖1—4及表1—1中，可在實際設計時查閱。5/8/202424人機工程學人體測量學a.人體主要尺寸

量百分分組項位數(shù)目男（18～60歲）女（18～55歲）151050909599

151050909599身高15431583160416781754177518141449148415031570164016591697體重kg4448505970758339424452636674上臂長279289294313333338349252262267284303308319前臂長206216220237253258268185193198213229234242大腿長413428436465496505523387402410438467476494小腿長324338344369396403419300313319344370376390單位：mm5/8/202425人機工程學人體測量學b.立姿人體尺寸量百分分組項位數(shù)目男（18～60歲）女（18～55歲）151050909599151050909599眼高14361474149515681643166417051337137113881454152215411579肩高12441281129913671435145514941166119512111271133313501385肘高9259549681024107910961128873899913960100910231050手功能高656680693741787801828630650662704746757778會陰高701728741790840856887648673686732779792819脛骨點高394409417444472481498363377384410437444459單位：mm5/8/202426人機工程學人體測量學5/8/202427人機工程學人體測量學c.坐姿人體尺寸

量百分分組項位數(shù)目男（18～60歲）女（18～55歲）151050909599151050909599坐高836858870908947958979789809819855891901920坐姿頸椎點高599615624657691701719563579587617648657675坐姿眼高729749761798836847868678695704739773783803坐姿肩高539557566598631641659504518526556585594609坐姿肘高214228235263291298312201215223251277284299坐姿大腿厚103112116130146151160107113117130146151160坐姿膝高441456464493523532549410424431458485493507小腿加足高372383389413439448463331342350382399405417坐深407421429457486494510388401408433461469485臀膝距499515524554585595613481495502529561570587坐姿下肢長8929219379921046106310968268518659129609751005單位：mm5/8/202428人機工程學人體測量學5/8/202429人機工程學人體測量學d.人體水平尺寸

量百分分組項位數(shù)目男（18～60歲）女（18～55歲）151050909599151050909599胸寬242253259280307315331219233239260289299319胸厚176186191212237245261159170176199230239260肩寬330344351375397403415304320328351371377387最大肩寬383398405431460469486347363371397428438458臀寬273282288306327334346275290296317340346360坐姿臀寬284295300321347355369295310318344374382400坐姿兩肘間寬353371381422473489518326348360404460478509胸圍76279180686794497010187177457608259199491005腰圍6206506657358598959606226596807729049501025臀圍780805820875948970100979582484090097510001044單位：mm5/8/202430人機工程學人體測量學5/8/202431人機工程學人體測量學百分位立姿雙臂展開寬度立姿手伸過頭頂高度坐姿手臂前伸距離坐姿腿前伸距離5%50%95%15791690180219992136227478183889695710281099表2—5幾項常用的人體著裝功能尺寸（男：18～60歲）單位：mm

5/8/202432人機工程學人體測量學項目東北、華北區(qū)西北區(qū)東南區(qū)華中區(qū)華南區(qū)西南區(qū)均值標準差SD均值標準差SD均值標準差SD均值標準差SD均值標準差SD均值標準差SD體重kg男648．2607．6597．7576．9566.9556.8女557．7527．1517．2506．8496.5506.9身高男169356．6168453．7168655．2166956．3165057.1164756.7女158651．8157551．9157550．8156050．7154949.7154653.9胸圍男88855．588051．586552．085349．285148.985548.3女84866．483755．983159．882055．881957.680958.8表1—6身高、胸圍、體重的均值及標準差SD

5/8/202433人機工程學人體測量學選用GB10000—88中所列人體尺寸數(shù)據(jù)時，應注意以下要點：

⑴、表列數(shù)值均為裸體測量的結果，在用于設計時，應根據(jù)各地區(qū)不同的著衣量而進行修正。⑵、立姿時要求自然挺胸直立，坐姿時要求端坐。如果用于其他立、坐姿的設計（例如放松的坐姿），要增加適當?shù)男拚俊＂?、由于我國地域遼闊，不同地區(qū)間人體尺寸差異較大，故根據(jù)征兵體檢等局部人體測量資料，將全國劃分為以下六個區(qū)域，即：①、東北、華北區(qū)包括黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、山東、北京、天津、河北。②、西北區(qū)包括甘肅、青海、陜西、山西、西藏、寧夏、河南、新疆。5/8/202434人機工程學人體測量學③、東南區(qū)包括安徽、江蘇、上海、浙江。④、華中區(qū)包括湖南、湖北、江西。

⑤、華南區(qū)包括廣東、廣西、福建、臺灣。⑥、西南區(qū)包括貴州、四川、云南。5/8/202435人機工程學人體測量學實驗一：二維人體尺寸模板制作（側）一、實驗目的：

1、掌握人體模板、百分位的概念。

2、掌握國家標準中關于人體模板的規(guī)定，通過自己動手，制作1套男性或女性P95百分位側面坐姿人體模板。教材為上海美術出版社出版的《人機工程學應用》

3、培養(yǎng)理論與實踐相結合的能力。

二、實驗要求：

1、符合國家標準的規(guī)定。

2、制作精美、線條圓滑流暢，無毛刺。

3、簡單記述制作流程及體會。

二、實驗條件

試驗設備及材料：有色卡紙、連接裝置（大頭釘、圖釘）、剪刀、美工刀、雙面膠、廢舊報紙、KT板等。

5/8/202436人機工程學人體測量學三、制作過程（實驗步驟，并附上自己所制作人體模板尺寸圖）

1、查找《GB/T15759-1995》、《GB/T14779-93》、《GB10000-88》，將自己做的男或女性P95百分位的側面（正面）坐姿人體模板的相關數(shù)據(jù)查出并記錄下來，填入下表。

2、按照GB的尺寸，在卡紙上進行人體模板的繪制,比例為10：1，力求準確。

3、用剪刀或美工刀將繪制的身體個部分的模板剪下。

4、裁25*25cm的KT板，將人體模板各部按要求用圖釘或大頭釘組裝在板材上。

5、檢查人體模板的質(zhì)量，例如：活動范圍等。

6、在實驗結果下方填寫標號和班級、姓名、學號。

7、寫實驗報告。表：

性P95百分位側面坐姿尺寸表（單位：mm）5/8/202437人機工程學人體測量學尺寸代碼尺寸名稱對應數(shù)據(jù)4.1.1身高

4.1.3上臂長

4.1.4前臂長

4.1.5大腿長

4.1.6小腿長

4.2.1眼高

4.2.2肩高

4.2.3肘高

4.2.4手功能高

4.2.5會陰高

4.2.6脛骨點高

4.3.1坐高

4.3.2坐姿頸椎點高

5/8/202438人機工程學人體測量學4.3.3坐姿腿高

4.3.4坐姿肩高

4.3.5坐姿肘高

4.3.6坐姿大腿