2 人體測量課件

湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系吳海第二章人體測量學(xué)12人體測量本章內(nèi)容人體測量學(xué)的定義1人體測量學(xué)基本術(shù)語2人體尺寸的影響因素3產(chǎn)品尺寸的設(shè)計(jì)分類4人體尺寸的應(yīng)用5人體其余尺寸的計(jì)算6湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系22人體測量機(jī)床與人體尺度的關(guān)系湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系32人體測量一、人體測量學(xué)的定義

人體測量學(xué)是一門用測量方法研究人體的體格特征的科學(xué)。它是通過測量人體各部位尺寸來確定個(gè)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(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)提供人體測量數(shù)據(jù)。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系42人體測量一、人體測量學(xué)的定義比利時(shí)人奎特萊特（quitlet）1870年出版的《人體測量學(xué)》---最早人體測量專著德國人類學(xué)家馬丁1914年《人類學(xué)教科書》--人體尺寸測量方法的基礎(chǔ)1919年美國10萬退伍軍人的人體測量工作---軍服設(shè)計(jì)制作。二戰(zhàn)后英美兩國的?？哲娙梭w測量，1946年《航空部隊(duì)人體尺寸和人員裝備》。我國1988年《中國成年人人體尺寸》。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系52人體測量1、被測者姿勢：（1）立姿：

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，自然伸直，左、右足后跟并攏，前端分開，使兩足大致呈45角，體重均勻分布于兩足。二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系62人體測量（2）坐姿挺胸坐在被調(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，膝彎曲大致成直角，足平放在地面上，手輕放在大腿上。二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系72人體測量二、人體測量學(xué)基本術(shù)語2、人體測量的基準(zhǔn)面

人體基準(zhǔn)面的定位是由三個(gè)互為垂直（鉛垂軸、縱軸（矢狀軸）和橫軸（冠狀軸）來決定的。人體測量中設(shè)定的軸線和基準(zhǔn)面如圖：分為：矢狀面、冠狀面、水平面兩個(gè)特殊面：正中矢狀面、眼耳平面（法蘭克福平面）湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系82人體測量水平面矢狀面正中矢狀面二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系92人體測量冠狀面二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系102人體測量3、測量方向

(1)在人體上、下方向上，將上方稱為頭側(cè)端，將下方稱為足側(cè)端。

(2)在人體左、右方向上，將靠近正中矢狀面的方向稱為內(nèi)側(cè)，將遠(yuǎn)離正中矢狀面的方向稱為外側(cè)。二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系112人體測量3、測量方向

(3)在四肢上，將靠近四肢附著部位的稱為近位，將遠(yuǎn)離四肢附著部位的稱為遠(yuǎn)位。（4）對(duì)于上肢，將撓骨側(cè)稱為撓側(cè)，將尺骨側(cè)稱為尺側(cè)。（5）對(duì)于下肢，將脛骨側(cè)稱為脛側(cè)，將腓骨側(cè)稱為腓側(cè)。

二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系122人體測量4、支承面、衣著和測量精確度

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)是水平的、穩(wěn)固的、不可壓縮的。衣著：要求被測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)測量，在后者情況下，測量胸圍時(shí)，男性應(yīng)撩起汗背心，女性應(yīng)松開胸罩后進(jìn)行測量。測量值讀數(shù)精度：線性測量項(xiàng)目測量值讀數(shù)精確度為1mm，體重讀數(shù)精確度為0.5kg。二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系132人體測量5、基本測點(diǎn)及測量項(xiàng)目（GB/T5703-1999測量方法）測點(diǎn)頭部測點(diǎn)（16個(gè)）軀干和四肢部位測點(diǎn)（22個(gè)）測量項(xiàng)目頭部測量項(xiàng)目（12項(xiàng)）軀干和四肢部位測量項(xiàng)目（69項(xiàng)）包括；立姿40項(xiàng)，坐姿22項(xiàng)，手和足部6項(xiàng)，體重1項(xiàng)二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系142人體測量靜態(tài)尺寸人體構(gòu)造上的尺寸6、人體測量數(shù)據(jù)的類型動(dòng)態(tài)尺寸人體功能上的尺寸（包括人在工作姿勢下或在某種操作活動(dòng)狀態(tài)下的測量尺寸）二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系152人體測量圖2-a測量項(xiàng)目-立姿二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系162人體測量圖2-b測量項(xiàng)目-立姿二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系172人體測量圖2-c測量項(xiàng)目-立姿二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系182人體測量圖2-d測量項(xiàng)目-立姿二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系192人體測量圖2-e測量項(xiàng)目-立姿二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系202人體測量圖2-f測量項(xiàng)目-立姿二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系212人體測量圖3-a測量項(xiàng)目-坐姿二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系222人體測量圖3-b測量項(xiàng)目-坐姿二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系232人體測量圖3-c測量項(xiàng)目-坐姿二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系242人體測量圖3-d測量項(xiàng)目-坐姿二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系252人體測量圖3-e測量項(xiàng)目-坐姿二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系262人體測量根據(jù)大島的研究，提出用日本男性人體尺寸計(jì)算女性人體尺寸的系數(shù)編號(hào)部位系數(shù)編號(hào)部位系數(shù)1身長0.9510頸圍0.902上肢長0.9311胸圍0.903下肢長0.9412腹圍0.894兩手側(cè)平伸長0.9313臂圍1.025腳長0.9414腕圍0.966體干長0.9615大腿圍1.027頭長0.9216下腿最大0.988臉長0.9217手寬0.949頭圍0.9818腳寬0.93二、人體測量學(xué)基本術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系272人體測量動(dòng)態(tài)測量動(dòng)態(tài)測量是在人體從事某種活動(dòng)的情況下，對(duì)運(yùn)動(dòng)著的人體進(jìn)行測量。通常包括人體動(dòng)作范圍的測量，如手、腳和四肢活動(dòng)范圍的大小和活動(dòng)方向。人體某部位移動(dòng)過程的測量。

如運(yùn)動(dòng)的軌跡以及運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)角度大小等。

1．手臂活動(dòng)范圍

在設(shè)計(jì)工作場所時(shí)，應(yīng)考慮操作者手臂所及范圍。圖4給出了人體在三個(gè)基準(zhǔn)面上手臂活動(dòng)的最大范圍。活動(dòng)范圍以肩關(guān)節(jié)為圓心，以肩關(guān)節(jié)到手指指尖（或手抓握中心）距離為半徑（具體尺寸參請看有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)）。

湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系282人體測量2．手的活動(dòng)范圍

測量手的活動(dòng)范圍可作為設(shè)計(jì)控制器以及手持工具時(shí)的參考依據(jù)。3．腳的活動(dòng)范圍

測量腳的活動(dòng)范圍，對(duì)腳控制器的設(shè)計(jì)非常重要。4．各關(guān)節(jié)活動(dòng)角度

測量人體各關(guān)節(jié)的活動(dòng)角度，并參考人體各部分有關(guān)尺寸，就可以得出工作中人體各部位所及的范圍和作業(yè)域，表2給出了各關(guān)節(jié)活動(dòng)角度。

湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系292人體測量表2關(guān)節(jié)活動(dòng)角度（度）運(yùn)動(dòng)部分平均值標(biāo)準(zhǔn)差運(yùn)動(dòng)部分平均值標(biāo)準(zhǔn)差運(yùn)動(dòng)部分平均值標(biāo)準(zhǔn)差肩屈18812肩向內(nèi)旋轉(zhuǎn)3413臀部內(nèi)收3112肩伸6114肘屈14210膝屈12510肩外展13417臀部屈11313踝屈3812肩內(nèi)收489臀部外展5312踝展357肩向內(nèi)旋轉(zhuǎn)9722湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系302人體測量7、人體測量的主要儀器和方法

(1)人體測高儀:

主要用來測量身高、坐高、立姿和坐姿的眼高以及伸手向上所及的高度等立姿和坐姿的人體各部位高度尺寸。

湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系312人體測量（2）人體測量用直角規(guī)：主要用來測量兩點(diǎn)間的直線距離，特別適宜測量距離較短的不規(guī)則部位的寬度或直徑。如耳、臉、手、足。7、人體測量的主要儀器和方法湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系322人體測量（3）用于不能直接以直尺測量的兩點(diǎn)間距離的測量，如測量肩寬、胸厚等部位的尺寸。7、人體測量的主要儀器和方法湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系332人體測量

測量時(shí)應(yīng)在呼氣與吸氣的中間進(jìn)行。其次序?yàn)閺念^向下到腳；從身體的前面，經(jīng)過側(cè)面，再到后面。測量時(shí)只許輕觸測點(diǎn)，不可緊壓皮膚，以免影響測量的準(zhǔn)確性。身體某些長度的測量，既可用直接測量法，也可用間接測量法——兩種尺寸相加減。另外，測量項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定，具體測量方法詳見GB/T5703—1999《用于技術(shù)設(shè)計(jì)的人體測量基礎(chǔ)項(xiàng)目》的有關(guān)規(guī)定。7、人體測量的主要儀器和方法湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系342人體測量8、人體測量中的主要統(tǒng)計(jì)指標(biāo)（術(shù)語）適應(yīng)域總體樣本均值標(biāo)準(zhǔn)差百分位百分位數(shù)人體測量統(tǒng)計(jì)術(shù)語湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系352人體測量總體統(tǒng)計(jì)學(xué)中，把所要研究的全體對(duì)象的集合稱為“總體”。人體尺寸測量中，總體是按一定特征被劃分的人群。因此，設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)必須了解總體的特性，并且對(duì)該總體命名，例如，中國成年人、中國飛行員、中國大學(xué)生等。樣本統(tǒng)計(jì)學(xué)中，把從總體取出的許多個(gè)體的全部稱為“樣本”。各種人體尺寸手冊中的數(shù)據(jù)就是來自這些樣本，因此，設(shè)計(jì)人員必須了解樣本的特點(diǎn)及其表達(dá)的總體。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系362人體測量為相加，N為測量次數(shù)，為各單獨(dú)測量值，M為均值。均值描述一個(gè)分布，必須用兩個(gè)重要的統(tǒng)計(jì)量：均值和標(biāo)準(zhǔn)差。前者表示分布的集中趨勢；后者表示分布的離中趨勢。均值的計(jì)算公式為：

標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算公式為：S為標(biāo)準(zhǔn)差，其他符號(hào)與（1）相同。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系372人體測量適應(yīng)域一個(gè)設(shè)計(jì)只能取一定的人體尺寸范圍，只考慮整個(gè)分布的一部分“面積”，稱為“適應(yīng)域”，適應(yīng)域是相對(duì)設(shè)計(jì)而言的，對(duì)應(yīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)的置信區(qū)間的概念。適應(yīng)域可分為：對(duì)稱適應(yīng)域、偏適應(yīng)域。對(duì)稱適應(yīng)域?qū)ΨQ于均值；偏適應(yīng)域通常是整個(gè)分布的某一邊。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系382人體測量百分位百分位由百分比表示，稱為“第幾百分位”。例如，50%稱為第50百分位。百分位數(shù)百分位數(shù)

是百分位對(duì)應(yīng)的數(shù)值。例如，身高分布的第5百分位數(shù)為1543MM，則表示有5%的人的身高將低于這個(gè)高度。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系392人體測量在人體測量資料中，常常給出的是第5、第50和第95百分位數(shù)值。在設(shè)計(jì)中，當(dāng)需要得到任一百分位數(shù)值時(shí)，可按下式求出：1%-50%之間的數(shù)值P：P=M-（SK）50%-99%之間的數(shù)值P：P=M+（SK）M為標(biāo)準(zhǔn)值；S為標(biāo)準(zhǔn)差；K為百分比變換系數(shù)。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系402人體測量百分位數(shù)對(duì)應(yīng)的變換系數(shù)K詳細(xì)見表2-3(P27）百分位數(shù)變換系數(shù)K百分位數(shù)變換系數(shù)K百分位數(shù)變換系數(shù)K0.52.576250.674851.0361.02.326300.524901.2822.02.05400.25951.6452.51.960500.0097.51.96051.645600.25982.05101.282700.524992.326151.036750.67499.52.576200.842800.842湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系412人體測量例：身高平均值1670mm，標(biāo)準(zhǔn)差S為64mm，求5%和95%百分位數(shù)的尺寸？解：查表得：5%時(shí)K=1.645，95%時(shí)K=1.6455%百分位數(shù)為95%百分位數(shù)為湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系422人體測量我國人體尺寸的區(qū)域劃分東北、華北區(qū)西北區(qū)東南區(qū)華中區(qū)華南區(qū)西南區(qū)黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、山東、北京、天津、河北。甘肅、青海、陜西、山西、西藏、寧夏、河南、新疆。安徽、江蘇、上海、浙江。湖南、湖北、江西。廣東、廣西、福建。貴州、四川、云南。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系432人體測量東北、華北區(qū)西北區(qū)東南區(qū)華中區(qū)華南區(qū)西南區(qū)我國各地區(qū)身高、體重的M、S值身高:M=1693（1586）；S=56.6(51.8)體重:M=64（55）；S=8.2(7.7)身高:M=1684(1575);S=53.7(51.9)體重:M=60(52);S=7.6(7.1)身高:M=1686(1575);S=55.2(50.8)體重:M=59(51);S=7.7(7.2)身高:M=1669(1560);S=56.3(50.7)體重:M=57(50);S=6.9(6.8)身高:M=1650(1549);S=57.1(49.1)體重:M=56(49);S=6.9(6.5)身高:M=1647(1546);S=56.7(53.9)體重:M=55(50);S=6.8(6.9)P26湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系442人體測量例1：設(shè)計(jì)適用于90%華北男性使用的衣服，試問應(yīng)按怎樣的身高范圍設(shè)計(jì)該產(chǎn)品尺寸？解：由表查知華北男性身高平均值M=1693mm，標(biāo)準(zhǔn)差S=56.6mm.要求產(chǎn)品適用于90%的人，故以第5百分位和第95百分位確定尺寸的界限值，由表查得變換系數(shù)K=1.645；即第5百分位數(shù)為：P=1693-（56.6*1.645）=1600mm第95百分位數(shù)為：P=1693+（56.6*1.645）=1786mm結(jié)論：按身高1600-1786mm設(shè)計(jì)衣服尺寸，將適應(yīng)用于90%的華北男性。討論：平均值是作為設(shè)計(jì)的基本尺寸，而標(biāo)準(zhǔn)差是作為設(shè)計(jì)的調(diào)整量的。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系452人體測量注意：例中被排除的10%的人，是10%的矮小者還是高大者或者大小各排除5%即取中間值，取決于排除后對(duì)使用者的影響和經(jīng)濟(jì)效果。

當(dāng)需要得到某項(xiàng)人體測量尺寸M1所處的百分位P時(shí)，可按下列步驟及公式求得：變換系數(shù)：k=（M1-M）/S若k為負(fù)值則根據(jù)k值查表得小p的值，若k為正值再按下列公式求百分位P；即P=0.5+p以下列例題說明：湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系462人體測量例2：已知男性A身高1720mm,試求有百分之多少的西北男性超過其高度？解：由表查得西北男性身高平均值M=1684mm，標(biāo)準(zhǔn)差S=53.7mm那么k=（1720-1684）/53.7=0.670再根據(jù)k=0.670查表得p=0.2486(0.25)即P=0.5+0.25=0.75

結(jié)論：身高在1720mm以下的西北男性為75%，超過男性A身高的西北男性則為25%。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系472人體測量我國成年人的人體結(jié)構(gòu)（靜態(tài))尺寸

GB/Tl0000—88是1989年7月開始實(shí)施的我國成年人人體尺寸國家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)人因工程學(xué)要求提供了我國成年人人體尺寸的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它適用于工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、軍事工業(yè)以及上業(yè)的技術(shù)改造、設(shè)備更新及勞動(dòng)安全保護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)中共列出47項(xiàng)我國成年人人體尺寸基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按男女性別分開，且分三個(gè)年齡段：18—25(男、女)，26—35(男、女)，36—60(男)、55(女)，用七幅圖分別表示項(xiàng)目的部位并用表列出其相應(yīng)的百分位數(shù)。選用GB/T10000一88中所列人體尺寸數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①表列數(shù)值均為裸體測量的數(shù)值，在用于設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)各地區(qū)不同的著衣量增加余量。②立姿時(shí)要求自然挺胸直立，坐姿要端坐。如果用于其他立、坐姿設(shè)計(jì)(例如放松的坐姿)，要增加適當(dāng)?shù)男拚俊：峡萍即髮W(xué)工業(yè)工程系482人體測量影響人體測量數(shù)據(jù)差異的因素：三、人體尺寸的影響因素年齡性別年代地區(qū)與種族職業(yè)其他因素湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系492人體測量年齡注意：在采用人體尺寸時(shí)，必須判斷對(duì)象適合那些年齡組，要注意不同年齡組尺寸數(shù)據(jù)的差異。例如：人體尺寸增長過程：男20歲、女18歲。（結(jié)束）手的尺寸：男15歲、女13歲。（達(dá)到一定值）腳的大?。耗?7歲、女15歲。（基本定型）成年人：身高隨年齡增長而收縮；體重、肩寬、腹圍、臀圍、胸圍卻隨年齡增長而增長。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系502人體測量性別

男女之間的差異：1、對(duì)于大多數(shù)人體尺寸，男性比女性大些；（但有四個(gè)尺寸—胸厚、臀寬、臂部及大腿周長正相反）2、同整個(gè)身體相比，女性的手臂和腿較短，軀干和頭占的比例較大，肩較窄，骨盆較寬；3、皮下脂肪厚度及脂肪層在身體上的分布，男女也有明顯差別；4、在腿的長度尺寸起重要作用的場所（如座姿操作的崗位），考慮女性的人體尺寸至關(guān)重要。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系512人體測量年代在使用人體測量數(shù)據(jù)時(shí)，要考慮其測量年代，然后加以適當(dāng)修正。一組數(shù)據(jù)：歐洲居民每隔10年身高增加1—1.4cm;美國城市男性青年在1973—1986年的13年間身高增加2.3cm;日本男性青年在1934—1965年的31年間身高增加5.2cm、體重增加4kg、胸圍增加3.1cm;我國原廣州中山醫(yī)學(xué)院男性在1956—1979年的23年間身高增加4.38cm、女性身高增加2.67cm。

湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系522人體測量地區(qū)與種族注意點(diǎn)：

由于不同國家、不同地區(qū)、不同種族的人體尺寸的差異，即使是同一國家，不同地區(qū)的人體尺寸也有差異。因此，在設(shè)計(jì)中考慮產(chǎn)品的多民族的通用性。

美國空軍飛機(jī)座艙的設(shè)計(jì)是按符合90%的美國人來設(shè)計(jì)的，這對(duì)德國人基本適合，但法國只有80%適合，意大利只有69%，日本只有43%，泰國只有24%，越南只有14%。

湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系532人體測量職業(yè)

不同職業(yè)的人，在身體大小及比例上也存在著差異。例如，一般體力勞動(dòng)者平均身體尺寸都比腦力勞動(dòng)者稍大些。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系542人體測量其他因素

數(shù)據(jù)來源不同、測量方法不同、被測者代表性等因素，也常常造成測量數(shù)據(jù)的差異。

湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系552人體測量四．產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)的分類從人機(jī)工程學(xué)的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)人員為了使自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品或工程系統(tǒng)能適合于使用者，必須以特定使用者群體的有關(guān)人體尺寸測量數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。因此按照所使用的人體尺寸的設(shè)計(jì)界限值的不同情況，可將產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)任務(wù)分為三種基本類型。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系562人體測量（1）I型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)需要同時(shí)利用兩個(gè)人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值和下限值的依據(jù)的設(shè)計(jì)任務(wù)，稱為I型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)，又稱雙限值設(shè)計(jì)。例如，汽車駕駛座椅設(shè)計(jì)就是一種典型的I型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)。為了使駕駛員的眼睛處于最佳位置以獲得良好的視野，駕駛員的手和腳能夠很方便地操作方向盤、變速桿、加速踏板、離合器踏板、制動(dòng)踏板等操縱裝置；以及使駕駛員頭部與駕駛室頂部之間保持適當(dāng)?shù)木嚯x以防止汽車在路況較差的道路上行駛時(shí)，由于過分顛簸而發(fā)生頭部與頂篷碰撞的事故，通常將座椅上下、前后方向的位置設(shè)計(jì)成可調(diào)式，讓高身材駕駛員乘坐時(shí)，把座椅調(diào)低、調(diào)后，低身材駕駛員乘坐時(shí)，把座椅調(diào)高、調(diào)前。這樣，在確定調(diào)節(jié)范圍時(shí)，就需要兩個(gè)設(shè)計(jì)界限值—一上限值和下限值。確定座椅的高低調(diào)節(jié)范圍宜取坐姿眼高的第90、10或第95、5百分位尺寸數(shù)據(jù)作為上、下限值的依據(jù)，確定座椅的前后調(diào)節(jié)范圍宜取坐姿臀膝距的第90、10或第95、5百分位尺寸數(shù)據(jù)作為上、下限值的依據(jù)。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系572人體測量（2）II型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)只需要利用一個(gè)人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值或下限值的依據(jù)之設(shè)計(jì)任務(wù)，稱為II型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)，又稱單限值設(shè)計(jì)。II型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)任務(wù)，又分為兩類；①IIA型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)只需要利用一個(gè)人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值的依據(jù)之設(shè)計(jì)任務(wù)，稱為IIA型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)，也稱大尺寸設(shè)計(jì)。例如，設(shè)計(jì)公共汽車的車廂高度時(shí)，為了確保站立的乘客在汽車行駛中不會(huì)由于汽車顛簸而導(dǎo)致頭與車廂頂篷相碰撞，只需考慮到高身材的人的需要，可取身高的第95或第90百分位尺寸數(shù)據(jù)作為上限值的依據(jù)。又如設(shè)計(jì)防護(hù)裝置的可伸達(dá)危險(xiǎn)點(diǎn)的安全距離，宜取人的相應(yīng)肢體部位的可達(dá)距離的第95或第90百分位尺寸數(shù)據(jù)作為上限值的依據(jù)。②IIB型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)只需要利用一個(gè)人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸下限值的依據(jù)之設(shè)計(jì)任務(wù)，稱為IIB型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)，也稱小尺寸設(shè)計(jì)。例如，設(shè)計(jì)工作場所的柵欄結(jié)構(gòu)、網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)或孔板結(jié)構(gòu)等安全防護(hù)裝置時(shí)，為了防止人的手指、手或手臂進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)，柵欄間距、網(wǎng)孔直徑宜取人的相應(yīng)肢體部位厚度的第10百分位尺寸數(shù)據(jù)作為下限位的依據(jù)。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系582人體測量（3）III型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)只需要人體尺寸的第50百分位尺寸數(shù)據(jù)作為產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)的依據(jù)之設(shè)計(jì)任務(wù)，稱為III型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)，也稱折中設(shè)計(jì)。例如．門的把手或鎖孔離地面的高度、電燈開關(guān)在房間墻壁上的安裝位置離地面的高度設(shè)計(jì)，都只需確定一個(gè)高度以供各種不同身高的人使用，所以宜平均地取立姿肘高的第50百分位尺寸數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)依據(jù)。又如，當(dāng)工廠由于生產(chǎn)能力有限，本來應(yīng)采用尺寸系列的產(chǎn)品，目前只能生產(chǎn)其中一個(gè)尺寸規(guī)格時(shí)，一般也宜取相應(yīng)人體尺寸的第50百分位尺寸數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)依據(jù)。設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品或工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先必須正確判斷設(shè)計(jì)任務(wù)應(yīng)屬于哪一種類型，然后恰當(dāng)選取作為尺寸設(shè)汁依據(jù)的人體相應(yīng)部位的百分位數(shù)。例如，要是按III型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)的要求來設(shè)計(jì)公共汽車的車廂高度，則只有身高小于第50百分位尺寸數(shù)據(jù)納人才適合乘坐這種公共汽車，而占人群相當(dāng)大比例的身高大于第50百分位尺寸數(shù)據(jù)的人們，乘坐這種公共汽車時(shí)，就會(huì)感到非常不舒適、不滿意，這顯然屬于嚴(yán)重的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系592人體測量五、人體尺寸的應(yīng)用

(一）主要人體尺寸的應(yīng)用原則1、極限設(shè)計(jì)原則：該準(zhǔn)則要求根據(jù)具體設(shè)計(jì)的目的，選用最小或最大人體參數(shù)。例如：人體身高常用于通道和門的最小高度設(shè)計(jì)，為盡可能使所有人（99%以上）通過時(shí)不發(fā)生撞頭事件，通道和門的最小高度設(shè)計(jì)應(yīng)使用高百分位身高數(shù)據(jù)；而操作力設(shè)計(jì)則應(yīng)按最小操縱力準(zhǔn)則設(shè)計(jì)。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系602人體測量2、可調(diào)原則：設(shè)計(jì)優(yōu)先采用可調(diào)式結(jié)構(gòu)。一般調(diào)節(jié)范圍應(yīng)從第5百分位到第95百分位。對(duì)與健康安全關(guān)系密切或減輕作業(yè)疲勞的設(shè)計(jì)應(yīng)按可調(diào)性準(zhǔn)則設(shè)計(jì)，即在使用對(duì)象群體的5%-95%可調(diào)。例如，汽車座椅應(yīng)在高度、靠背傾角、前后距離等尺度方向上可調(diào)。3、平均尺寸原則：設(shè)計(jì)中采用平均尺寸計(jì)算湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系612人體測量4使用最新人體數(shù)據(jù)準(zhǔn)則5地域性準(zhǔn)則一個(gè)國家的人體參數(shù)與地理區(qū)域分布、民族等因素有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮實(shí)際服務(wù)的區(qū)域和民族分布等因素。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系622人體測量6功能修正與最小心理空間相結(jié)合準(zhǔn)則最小功能尺寸Xmin=Xα＋Δf

Xα為第α百分位人體尺寸數(shù)據(jù)；

Δf為功能修正量功能修正量隨產(chǎn)品不同而異，通常為正值，但有時(shí)也可能為負(fù)值。通常用實(shí)驗(yàn)方法去求得功能修正量，但也可以通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲得。對(duì)于著裝和穿鞋修正量可參照表中的數(shù)據(jù)確定。另外，為了克服人們心理上產(chǎn)生的“空間壓抑感”、“高度恐懼感”等心理感受，或者為了滿足人們“求美”、“求奇”等心理需求，在產(chǎn)品最小功能尺寸上附加一項(xiàng)增量，稱為心理修正量。考慮了心理修正量的產(chǎn)品功能尺寸稱為最佳功能尺寸：最佳功能尺寸Xopm=Xmin＋最小心里空間湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系632人體測量項(xiàng)目尺寸修正量修正原因項(xiàng)目尺寸修正量修正原因站姿高25-38鞋子高足后跟26-38坐姿高3褲厚臂-肘5站姿眼高36鞋高叉腰8坐姿眼高3褲厚大腿厚13肩寬13衣膝高33胸寬8衣膝寬8胸厚18衣臀-膝5腹厚23衣足寬13-20臀寬13衣足長30-38肩高10衣（包括坐高3及肩高7）肩-肘8手臂彎曲時(shí)，肩肘部衣物壓緊兩肘間寬20湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系642人體測量7姿勢與身材相關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則8合理選擇百分位和適用度準(zhǔn)則設(shè)計(jì)目標(biāo)用途不同，選用的百分位和適應(yīng)度也不同。常見設(shè)計(jì)和人體數(shù)據(jù)百分位選擇歸納如下：

（1）凡間距類設(shè)計(jì)，一般取較高百分位數(shù)據(jù)，常取第95百分位的人體數(shù)據(jù)。

（2）凡凈空高度類設(shè)計(jì)，一般取高百分位數(shù)據(jù)，常取第99百分位的人體數(shù)據(jù)以盡可能適應(yīng)100%的人。

（3）凡屬于可及距離類設(shè)計(jì)，一般應(yīng)使用低百分位數(shù)據(jù)。如涉及到伸手夠物、立姿側(cè)向手握距離、坐姿垂直手握高度等設(shè)計(jì)皆屬此類問題。

（4）座面高度類設(shè)計(jì)，一般取低百分位數(shù)據(jù)，常取第5百分位的人體數(shù)據(jù)。因?yàn)槿绻嫣?，大腿?huì)受壓使人感到不舒服。

（5）隔斷類設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)目的是為了保證隔斷后面人的秘密性，應(yīng)使用第95或更高百分位數(shù)據(jù)；反之，如果是為了監(jiān)視隔斷后的情況，則應(yīng)使用低百分位（第5百分位或更低百分位）數(shù)據(jù)。

（6）公共場所工作臺(tái)面高度類設(shè)計(jì)，如果沒有特別的作業(yè)要求，一般以肘部高度數(shù)據(jù)為依據(jù)，百分位常取從女子第5百分位（88.9）到男子第95百分位（111.8cm）數(shù)據(jù)。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系652人體測量例3試設(shè)計(jì)適用于中國人使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一般用途設(shè)計(jì)。根據(jù)人體數(shù)據(jù)運(yùn)用準(zhǔn)則應(yīng)選用中國男子坐姿高第95百分位數(shù)為基本參數(shù)Xα，查表，Xα＝958mm。衣褲厚度(功能)修正量取25mm，人頭頂無壓迫感最小高度(心理修正量)為115mm，則臥鋪上下鋪?zhàn)钚糸g距和最佳凈間距分別為

Xmin=Xα+Δf＝958十25＝983mm

Xopm=Xα+Δf+Δp＝958+25+115=1098mm湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系662人體測量例4試確定適合中國男人使用的固定座椅座面高度解：座椅座面高度屬于一般用途設(shè)計(jì)。根據(jù)人體數(shù)據(jù)運(yùn)用準(zhǔn)則，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)為基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，以防大腿下面承受壓力引起疲勞和不舒適。查表，Xα＝38.3cm，功能修正主要應(yīng)考慮兩方面：一是鞋跟高的修正量，一般為2.5～3.8cm，取2.5cm；另一方面是著裝(褲厚)修正量，一般為0.3cm。即Δf＝2.5+0.3＝2.8cm。座椅座面高度的設(shè)計(jì)不需考慮心理修正量，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+2.8+0=41.1≈41.0cm湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系672人體測量（二）、人體尺寸數(shù)據(jù)(P25)(三)人體身高在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用以身高為基準(zhǔn)的設(shè)備和用具尺寸推算方法見下表，湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系682人體測量

1、設(shè)備及用具的高度與身高的關(guān)系(P32)代號(hào)定義設(shè)備高與身高之比1234567891011121213舉手達(dá)到的高度可隨意取放東西的擱板高度（上限值）傾斜地面的頂棚高度（最小值，地面傾斜度為5~15O）樓梯的頂棚高度（最小值，地面傾斜度為25~35O）遮擋住直立姿勢視線的隔板高度（下限值）直立姿勢眼高抽屜高度（上限值）使用方便的擱板高度（上限值）斜坡大的樓梯的天棚高度（最小值，傾斜度為50O左右）能發(fā)揮最大拉力的高度人體重心高度采取直立姿勢時(shí)工作面的高度坐高（坐姿）灶臺(tái)高度4/37/68/71/133/3411/1210/116/73/43/55/96/116/1110/19湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系692人體測量人體身高在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法2、湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系702人體測量（3）人體作業(yè)空間設(shè)計(jì)立姿活動(dòng)空間：立姿時(shí)人的活動(dòng)空間不僅取決于身體的尺寸，而且也取決于保持身體平衡的微小平衡動(dòng)作和肌肉松弛、腳的站立平面不變時(shí)，為保持平衡必須限制上身和手臂能達(dá)到的活動(dòng)空間。湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系712人體測量（3）人體作業(yè)空間設(shè)計(jì)坐姿活動(dòng)空間湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系722人體測量（三）人體作業(yè)空間設(shè)計(jì)之三單腿跪姿的活動(dòng)空間仰臥活動(dòng)空間湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系732人體測量六、人體各部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算人體體積計(jì)算V=1.01W-4.937(V為人體體積L，W為人體體重Kg)人體表面積計(jì)算S=0.0061×H(身高)+0.0128×W(體重)-0.0099

由身高計(jì)算各部分尺寸（見下圖）湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系742人體測量由身高計(jì)算各部分尺寸湖南科技大學(xué)工業(yè)工程系752人體測量七、坐椅設(shè)計(jì)的人機(jī)要求一、座姿舒適性的概念

1、概述人坐著時(shí)，大腿和上