第十一章 人體測量

第十一章人體測量

11.2常用的人體測量數(shù)據(jù)

應(yīng)用案例

11.1人體測量概述

11.3人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用

(1)人體測量——指對人類身體各方面特征數(shù)據(jù)的度量，特別

是人體的尺寸、形狀和耐力及這些數(shù)據(jù)在設(shè)計中的應(yīng)用。

(2)研究對象——個體和群體

(3)重要性——人機工程設(shè)計的原則，即設(shè)計的機器、設(shè)備和

用具必須適應(yīng)人，使人—機系統(tǒng)的操作方便、省力。

(4)人體測量數(shù)據(jù)

——人體構(gòu)造尺寸——靜態(tài)尺寸靜態(tài)測量

——人體功能尺寸——動態(tài)尺寸動態(tài)測量

11.1人體測量概述11.1.1

人體測量(Authropometry)11.1.2

人體測量的條件與方法（1）測量姿勢

——立姿

——坐姿（2）測量基準面

①坐標系——空間直角坐標系

②基準面

——水平面

——冠狀面

——失狀面

——正中失狀面

——眼耳平面11.1人體測量概述（3）測量方向

——在人體上下方向上

上方——頭側(cè)端

下方——足側(cè)端

——在人體的左右方向上

靠近正中失狀面——內(nèi)側(cè)

遠離正中失狀面——外側(cè)

——在四肢上

靠近四肢附著的部位——近位

遠離四肢附著的部位——遠位

——對于上肢

橈骨側(cè)——橈側(cè)尺骨側(cè)——尺側(cè)

——失狀面脛骨側(cè)——脛側(cè)腓骨側(cè)——腓側(cè)11.1人體測量概述（4）支承面

——水平的、穩(wěn)固的，不可壓縮（5）衣著

——裸體或盡量少（6）測量精度

——尺寸：±1mm

——重量：±0.5kg

11.1人體測量概述11.1.3

常用測量儀器與方法（1）人體測高儀——測高度尺（2）直腳規(guī)——測量點距離（3）彎腳規(guī)

靜態(tài)人體測量——是指被測者靜止地站著或坐著進行的一種測量方法。用以設(shè)計工作區(qū)間的大小。

——GB中，成人靜態(tài)測量項目：立姿12項，坐姿17項

11.2常用的人體測量數(shù)據(jù)（1）我國成年人的結(jié)構(gòu)尺寸

——GB1000-88（表11.1-5）

——性別與年齡段：三個年齡段

——共七大類47項

——分不同地區(qū)11.2.1

我國成年人人體的結(jié)構(gòu)（靜態(tài)）尺寸11.2常用的人體測量數(shù)據(jù)人體主要尺寸11.2常用的人體測量數(shù)據(jù)11.2常用的人體測量數(shù)據(jù)11.2常用的人體測量數(shù)據(jù)11.2.2

我國成年人的人體功能（動態(tài)）尺寸總的來說，就是對手、上肢、下肢、腳所及的范圍以及各關(guān)節(jié)能達到的距離和能轉(zhuǎn)動的角度進行測量。詳見表11-6.人體動態(tài)測量——建立在靜態(tài)測量的基礎(chǔ)之上，用來度量人體運動時的一些參數(shù)。

1）活動空間

——人在完成任務(wù)時需要某些身體部

位運動這就要求有足夠的空間。

2）伸展域

——人在站立并保持腳的站立面不變時，手臂的活動空間用舒適伸展域來表示。11.2常用的人體測量數(shù)據(jù)11.2常用的人體測量數(shù)據(jù)我國成人男女上肢功能尺寸1）動態(tài)測量就是測定人體動態(tài)變化時空間位置與人體尺寸的數(shù)值。2）活動空間的分配沒有固定的規(guī)則或模式，依賴于許多因素：使用的人群、任務(wù)、衣物、設(shè)備等（1）活動空間11.2常用的人體測量數(shù)據(jù)1）在工作中人常取站、坐、跪等作業(yè)姿勢。立姿時人的活動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作和肌肉。

2）伸展域可從立視圖和平面圖兩個方面來看，主要有：通過肩部關(guān)節(jié)的正中矢狀面的垂直部分；通過關(guān)節(jié)的橫斷面的水平部分；通過肩關(guān)節(jié)的沿著冠狀縫平面的垂直部分。（2）伸展域11.2常用的人體測量數(shù)據(jù)（1）由身高計算各部分尺寸（2）由體重計算體積和表面積

——人體體積（V）：V=1.015×W－4.937——人體表面積（A）：A=0.0235×H0.42246W0.51456

（3）人體生物力學參數(shù)的計算

——重心位置

——旋轉(zhuǎn)半徑

——轉(zhuǎn)動慣量11.2.3

由經(jīng)驗公式計算人體參數(shù)11.2常用的人體測量數(shù)據(jù)11.3

人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用（1）靜態(tài)和動態(tài)測量作為設(shè)計的前提或依據(jù)，在設(shè)計時首先要確定使用主體，得到主體的人體測量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，才能達到使用者的滿意。（2）在使用人體測量數(shù)據(jù)進行設(shè)計時，這些數(shù)據(jù)應(yīng)該能代表使用者總體。（3）在應(yīng)用人體測量數(shù)據(jù)進行設(shè)計時有一些標準，這些標準根據(jù)設(shè)計任務(wù)的不同而不同。如工作地的設(shè)計考慮因素：

——空間性（Clearance）

——可達性（Reach）

——身體姿勢（Posture）11.3.1人體測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理的主要指標（1）平均值——(表示樣本的測量數(shù)據(jù)集中趨向某個值)（2）標準差——SD(表明測量值對平均值的波動情況)

11.3

人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用（3）百分位數(shù)——Xa

1）百分位數(shù)的含義

在工效學設(shè)計中，為了保證產(chǎn)品的設(shè)計尺寸符合95%的大多數(shù)人使用，常用的百分位數(shù)：

——5%，10%

——50%——95%，90%

11.3

人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用第5%百分位數(shù)——有5%的人群小于5%百分比值尺寸，代表小身材。第50%百分位數(shù)——有50%的人群小于50%百分比值尺寸，代表中等身材。第95百分位數(shù)——有95%的人群小于小于95%百分比值尺寸，代表大身材.11.3

人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用（3）百分位數(shù)

2）百分位數(shù)的計算

在工效學設(shè)計中，主要根據(jù)均值和標準差來計算百分位值或計算某一人體尺寸所屬的百分位數(shù)。已知某項人體測量數(shù)據(jù)的均值，標準差為SD，當需要得到任一百分位Pα的數(shù)值Xα時，則按如下公式進行計算：

其中，K——變換系數(shù)（4）例題我國東南地區(qū)女性體重平均值為60kg，標準差SD為7.6，試求體重為10%、50%、90％百分位數(shù)的數(shù)值。（當百分比為10%時，變位系數(shù)K=1.282）解：

已知西北地區(qū)男性體重平均值=60kg，標準差=7.6，第10百分位和第90百分位的變位系數(shù)K=1.282。

=－

K=（60-7.6×1.282）=50.26kg==60kg=＋K=（60+7.6×1.282）=69.74kg11.3

人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用11.3.2

人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用（1）合理選用百分位設(shè)計原則——達到適合體型矮小或高大的操作者的尺寸

選用原則——在不涉及使用者健康和安全時，選用適當偏離極限百分位的第五百分位和第九十五百分位作為界限值較為適宜，以供大多數(shù)人使用，簡化加工制造、降低成本。

①由人體身高決定的物體（選95%）

——如：門、床、通道、船艙口、擔架等；

②由人體某些部分的尺寸決定的物體（5%）

——如：座椅平面高度（腿長）、樓梯高度

11.3

人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用

③可調(diào)尺寸：在5%-95%之間

——如：可調(diào)座椅；

④常用高度（50%）

——如：門鈴、拉手、電燈開關(guān)、一般工作臺；

⑤特殊情況：當身體尺寸在界限之外的使用會危害其健康是或增加事故危險時應(yīng)選：1%-99%——如：緊急出口（99%）緊急制動桿的距離（1%）

11.3

人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用11.3

人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用（2）注意事項

①必須分析使用者（操作者）的狀況與特征

——如：性別、年齡、職業(yè)、群體等；

②盡管為正態(tài)分布，一般不能以平均值作為設(shè)計的唯一依據(jù)

——大于50%：適合人群

——小于50%：不適合人群

③考慮衣著、心理情況

——最佳的人體功能尺寸：

Xmin=Xa＋△f＋△p

④人在操作過程中姿勢和體位變化，還需動態(tài)測量⑤人體尺寸隨著年代變化而變化——修正11.3

人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用（3）人體尺寸在設(shè)計中的應(yīng)用

①身高的應(yīng)用（立姿和坐姿）

——機器設(shè)備和用具是由人來操作和使用的，必須要適應(yīng)人，這是人機工程設(shè)計的原則；

——人體尺寸主要決定人—機系統(tǒng)的操作是否方便、