第二章 人体测量

常用的三种人体伸展域
School of management
伸展域（续）
➢正常区域：将上肢轻松地垂直于体侧，曲肘，以肘关节 为中心，前臂和手能自由到达的区域。 ➢最大区域：完全伸展整个胳膊所能涉及的区域。手臂向 外伸直，以肩关节为中心，臂的长度（半径不包括手长） 所划过的弧形轨迹在水平面上的投影。
X80 X SDK 1650 57.1 0.842 1698.1mm
二、人体尺寸数据的应用方法
（一）确定尺寸数据修正量
1、功能修正量 在设计中考虑有关人体尺寸时， ①首先应在
人体尺寸上增加适当的穿着修正量；②其次应 考虑由于姿势不同引起的变化量；另外，③还
要考虑实现产品各种操作功能所需的修正量。 所有这些修正量的总和为功能修正量。功能修 正量一般由实验方法求得，但也可从统计数据 中获得。
1、Ⅰ型产品尺寸设计（又称“双限值设计”） 2、Ⅱ型产品尺寸设计（又称“单限值设计”） （1） ⅡA型产品尺寸设计（又称“大尺寸设计”） （2）ⅡB型产品尺寸设计（又称“小尺寸设计”） 3、 Ⅲ型产品尺寸设计（又称“平均尺寸设计”）
百分位数的合理选择
对 供 大 多 数 人 使 用 的 设 计 ， 一 般 应 考 虑 让 90 ％ ， 95 ％ 或 99%的人适合，只排除10％，5％或1％的人。应该排除多少人， 决定了设计的后果及经济效果。
（2）坐姿：
挺胸坐在被调节到腓骨 头高度的平面上，头部以 眼耳平面定位，眼睛平视 前方，左右大腿大致平行， 膝弯曲大致成直角，足平 放在地面上，手轻放在大 腿上。
（二）测量基准面
人体基准面的定位 是由三个互为垂直的 轴（铅垂轴、纵轴和 横轴）来决定的。人 体测量中设定的轴线 和基准面
矢状面；正中矢状面；
动态测量建立在静态测量的基础之上，用来度量人体运动时 的一些参数。
➢活动空间---人在完成任务时需要某些身体部位运动， 这就要求有足够的空间，即活动空间。
➢伸展域---人在站立并保持脚的站立面不变时，手臂的 活动空间用舒适伸展域来表示。
活动空间
➢ 动态测量就是测定人体动态变化时空间位置与人体尺寸的 数值。
动态人体尺寸
人体功能上的尺寸 （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）
第二节 常用的人体测量数据
一、 我国成年人人体结构(静态)尺寸 参阅GB1000－1988《中国成年人人体
尺寸》国家标准，主要包括： (一) 人体主要尺寸, (二) 立姿人体尺寸， (三) 坐姿人体尺寸， (四) 人体水平尺寸.
身高分布曲线
例：某地区人体测量的均值 X =1650mm， 标准差 SD =57.1mm，求该地区第95，第90 及第80的百分位数。
解：95%的变换系数K=1.645 90%的变换系数K=1.282 80%的变换系数K=0.842
X95 X SDK 1650 57.11.645 1743.9mm X90 X SDK 1650 57.11.282 1723.2mm
冠状面；水平面；
眼耳平面。
人
人
体
体
测
测
量
量
基
基
准
准
面
面
和
和
基
基
准
准
轴
轴
（三）测量方向
(1)在人体上、下方 向上，将上方称为 头侧端，将下方称 为足侧端。
(2)在人体左、右方 向上，将靠近正中 矢状面的方向称为 内侧，将远离正中 矢状面的方向称为 外侧。
3、测量方向
(3)在四肢上，将靠近四肢附 着部位的称为近位，将远离四 肢附着部位的称为远位。 （4）对于上肢，将挠骨侧称 为挠侧，将尺骨侧称为尺侧。
人体尺寸的区域划分
东北、华北区 西北区 东南区
黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、 山东、北京、天津、河北。 甘肃、青海、陕西、山西、西 藏、宁夏、河南、新疆。
安徽、江苏、上海、浙江。
华中区 华南区
湖南、湖北、江西。 广东、广西、福建。
西南区
贵州、四川、云南。
表 身高、胸围、体重的平均值
项目
东北、华北 区
X为平均值；S为标准差；K为百分比变换系数，设 计中常用的百分比值与变换系数K的关系见表。
当求1%-50%之间的百分位数时，式中取“-” 当求50%-99%之间的百分位数时，式中取“+”
例. 某一群体人的身高的平均值为1670mm，标准差为64mm， 求5％和95％的百分比值的尺寸。
解：查表, 5％时K＝1.645，95％时K=1.645 5％百分比值的尺寸Pv=1670-64×1.645≈1564.7mm 95％百分比值的尺寸Pv=1670＋64×1.645≈1775.3mm。
使操作者能安全、舒适、准确地工作， 减少疲劳和提高工作效率。
人体测量基础
人体测量（Anthropometry）
➢ 人体测量是指对人类身体各方面特征数据的度量， 特别是人体的尺寸和特征，包括人的重心位置，身 体的各部分尺寸，关节的运动范围和力量特性等， 以及这些数据在设计中的应用。
➢ 研究对象：个体和群体 ➢ 人体测量的重要性：设计的前提
第二章 人体测量
第一节人体测量概述 第二节 常用的人体测量数据 第三节 人体测量数据的应用
第一节 人体测量概述
人体测量是指对人类身体各方面特征数 据的度量，特别是人体的尺寸、形状和耐力及 这些数据在设计中的应用，其中主要包括人体 高度、人体重量、人体各部分长度、厚度、比 例及活动范围。它通过测量人体各部位尺寸, 来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差 别，用以研究人的形态特征，从而为各种工业 设计和工程设计提供人体测量数据。如图所示
立
人 体 上
姿 上 身 及
部
手
及
的
上 肢 固 定
可 及 范 围 、
姿
坐wenku.baidu.com
势 活 动 角
姿 上 身 及 手
度
的
范
可
围
及 范
围
常用人体功能尺寸测量区域 单腿跪姿上身及手的可及范围
仰卧姿势手及腿的活动空间
身高和摸高的关系
坐姿抓握作业域（cm）
立姿双臂垂直作业域图 立姿双臂垂直作业域
第三节 人体测量数据的应用
二、人体测量的主要测量仪器
1. 人体测高仪，见图； 2. 人体测量用直脚规，见图； 3. 人体测量用弯脚规，见图； 此外，还有人体测量用三脚平行规，坐高椅，量 足仪，软卷尺以及医用磅秤等。
角度计
软尺
二、人体尺寸测量分类
2、人体测量数据的种类：
类型
静态人体尺寸
人体构造上的尺寸 （包括人在静止的站着或 坐着状态下测量的尺寸）
反映测量值本质与特征，是衡 量一定条件下的测量水平。用 表示M。
平均值不能作为设计的依据， 否则只能满足50％的人使用。
3 M
X M 3
M : 68.27%
M 2 : 95.55% M 3 : 99.73%
2、标准差 它表明一系列变数距平均值的分布状态或离散程度。
用 表 示。标准差常用于确定某一范围的界限。
身高 男 1693 56.6 1684 53.7 1686 55.2 1669 56.3 1650 57.1 1647 56.7 /mm 女 1586 51.8 1575 51.9 1575 50.8 1560 50.7 1549 49.7 1546 53.9
胸 围 男 888 55.5 880 51.5 865 52.0 853 49.2 851 48.9 855 48.3 /mm 女 848 66.4 837 55.9 831 59.8 820 55.8 819 57.6 809 58.8
静态和动态测量作为设计的前提或依据，在 设计时首先要确定使用主体，得到主体的人 体测量统计数据，才能达到使用者的满意。
在使用人体测量数据进行设计时，这些数据 应该能代表使用者总体。
一、人体测量的常用统计指标
人体尺寸近似于正态分布，人 Y 体测量数据处理过程中的特征参 数：
1、平均值 它是指测量值分布最集中区，
3、百分位数 在工效学的设计中，为了保证设计尺寸符合95％的大多数
人，经常使用5％、10％、50％、9频0数％，95％五个百分比值，称 为第5％、10％、50％、90％、95％百分位数。
测量尺寸
5% 50% 95%
第5%百分位数是指：有5％的人群小于5％百分比值的尺寸。 代表小身材尺寸。
第50％百分位数是指：有50％的人群小于50％百分比值的尺寸。 代表中等身材尺寸。
在正常区域范围内，人操作时能舒适轻快地工 作 。在最大作业范围内操作时，静力负荷较大，长时 间处于这种状态下操作，最容易引起疲劳。
School of management
手在水平面的正常作业阈和最大作业域（cm）
动态测量
脚的作业区域
人 体 肢 体 活 动 角 度 范 围
School of management
（5）对于下肢，将胫骨侧称 为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。
（四）支承面、衣着和测量精确度
支撑面。立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面 应是水平的、稳固的、不可压缩的。 衣着。要求被测量者裸体或穿着尽量少的内衣(例如只穿 内裤和汗背心)测量，在后者情况下，测量胸围时，男性 应撩起汗背心，女性应松开胸罩后进行测量。 测量值读数精度。线性测量项目测量值读数精确度为 1mm，体重读数精确度为0.5kg。
第95%百分位数是指：有95％的人群小于95％百分比值的尺寸。 代表大身材尺寸。
3.百分位数 在人因工程学中，可根据均值和标准差来计算百分
位值或计算某一人体尺寸所属的百分位数。 已知某项人体测量尺寸的均值为 ，标X准差为 ，当需
要得S到D 任一百分位 的数值 时P， 则可按X下 式进行计
算
X X SDK
➢ 活动空间的分配没有固定的规则或模式， 依赖于许多因素：使用的人群、任务、衣物、设备等。
成人动态最小 占用空间示意 图（a） －－蹲姿，跪 姿，卧姿的最 小占用空间
School of management
活动空间（续）
成人蹲姿，跪姿，卧姿的最小占用空间（单位：mm）
尺寸代号 工作姿势及空间尺寸性质 （见图）
2、心理修正量
为了消除空间压抑感、恐惧感，或
为了美观等心理因素而增加的尺寸修正
量称为心理修正量。
心理修正量应该根据实际需要和条件许 可两个因素来分析确定。
方法：设置场景，记录被试者的主观评 价，综合统计分析后得出数据。
（二）选择人体尺寸百分位数
人体尺寸百分位数选择的一般方法是根据产品的功能， 先分类选择所依据的人体尺寸数据，再确定采用的百 分位数。依据产品功能特性，将产品尺寸设计分为以 下3类4种。
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第二节 常用的人体测量数据
二、我国成年人人体功能(动态)尺寸
动态人体测量通常是对手、上肢、下肢、脚所 及的范围以及各关节能达到的距离和能转动的 角度进行测量。由于人主要依靠上肢从事各项 操作活动，因此本节只给出上肢功能(动态)尺 寸，见表
动态测量（Dynamic Anthropometry）
--- to fit people, not people to fit
一、人体测量的基本方法
Terminology of Anthropometry
（一）被测者姿势：
（1）立姿：
挺胸直立，头部以眼耳平面 定位，眼睛平视前方，肩部放 松，上肢自然下垂，手伸直， 手掌朝向体侧，手指轻贴大腿 侧面，自然伸直，左、右足后 跟并拢，前端分开，使两足大 致呈45角，体重均匀分布于两 足。
最小值 选取值 穿御寒衣时
A
蹲坐工作
高度
1200
1300
B
宽度
700
920
1000
C
屈膝工作宽度
900
1020
1100
D
跪姿工作
宽度
1100
1200
1300
E
高度
1450
1500
F
手距地面高度
700
G
爬着工作
高度
800
900
950
H
长度
1500
1600
I
俯卧工作
高度
450
500
600
J
（腹朝下）
长度
2450
K
仰卧工作
高度
500
600
650
L
（背向下）
长度
1900
1950
2000
School of management
伸展域
➢ 在工作中人常取站、坐、跪等作业姿势。立姿时 人的活动空间不仅取 决于身体的尺寸，而且也取 决于保持身体平衡的微小平衡动作和肌肉。
➢ 伸展域可从立视图和平面图两个方面来看，主要 有：通过肩部关节的正中矢状面的垂直部分；通 过关节的横断面的水平部分；通过肩关节的沿着 冠状缝平面的垂直部分。
西北区
东南区
华中区
华南区
西南区
平均 值
标准 差
平均 值
标准 差
平均 值
标准差
平均值
标准差
平均值
标准差
平均 值
标准 差
体 重 男 64 8.2 60 7.6 59 7.7 57 6.9 56 6.9 55 6.8 kg 女 55 7.7 52 7.1 51 7.1 50 6.8 49 6.5 50 6.9