人体测量方法简介-课件

第二章

人体尺寸及其应用方法第一节人体尺寸概述一、人体测量简史

祖国医学典籍《内经·灵枢》中的《骨度篇》，已有人体测量的记载阐述。

包括《黄帝内经素问》，《灵枢经》二书（公元前722～前221年），共十八卷。是现存最早的中医理论著作，是春秋战国前医疗经验和理论知识的总结。意大利文艺复兴的先驱达·芬奇（1452—1519）著名的人体比例图。

文艺复兴巨匠米开朗琪罗（1475—1564）创作的著名雕塑《大卫》。古代对人体尺寸、形态的关注，主要着眼于建筑、雕塑、文化。图2-1

达·芬奇图2-3《大卫》图2-2人体比例图1ppt课件

比利时人奎特莱特1870年出版《人体测量学》。

20世纪初建立了人体测量统一的国际标准。

德国人类学家马丁的《人类学教科书》1914年出版，为沿用至今的各国人体尺寸测量方法奠定了基础。我国于1988年发布了相应的国家标准现在世界各先进国家都有本国的人体尺寸国家标准。

二战后，美、英两国又进行了大规模的海空军人体测量，1946年提出研究报告《航空部队人体尺寸和人员装备》,这是人体尺寸用于人机工程设计的重要文献。GB/T10000—1988《中国成年人人体尺寸》2ppt课件二、人体测量方法简介人体测量的3个方面：①形态测量:人体尺寸、体重体型、体积表面积等；

②生理测量:知觉反映、肢力、体能、疲劳及生理节律等；

③运动测量：动作范围、各种运动特性等。

人体尺寸数据的科学性主要是可比性、适用性两方面。

可比性

指国际、国内测量方法严格统一。

适用性

指测量的项目、数据是设计等实用中所需要的。

为此,

ISO/TC159/SC3制定了标准ISO7250：1996。

与此国际标准等效的我国的相应国家标准是：

GB/T5703—1999《用于技术设计的人体测量基础项目》

GB/T5706.1-5704.4—1985《人体测量仪器》。3ppt课件（一）人体测量仪器图2-5人体测量用直脚规图2-4人体测高仪图2-6人体测量用弯脚规图2-7人体测量用角度计图2-8人体测量

用软尺4ppt课件（二）人体测量的条件简介图2-9人体测量基准面和基准轴

国家标准GB/T5702—1999的规定如下。1．衣着和支撑面被测者不穿鞋袜，只穿单薄内衣（背心裤衩）。立姿测量站立在地面或平台；

坐姿测量座椅面为水平面、稳固、不可压缩。2．测量基准和基准面①测量基准面矢状面、冠状面、水平面、眼耳平面②测量基准轴铅垂轴、矢状轴、冠状轴。

人体尺寸测量均在测量基准面内、沿基准轴的方向进行。5ppt课件眼耳平面：这个平面是德国人类学家提出的，并通过1877年颅骨测量会议及1884年法兰克福国际人种学会议而被采用的。这一平面是由颅骨两侧的外耳门上缘点（po）和左侧眶下缘点（or）所组成的一个平面（见图）。当人采取直立姿势，两眼向前平视时，头部即大体上位于眼耳平面上。6ppt课件

3．测量姿势

基本测量姿势为直立姿势（立姿）和正直坐姿（坐姿）。

立姿：挺胸直立，头部以眼耳平面定位，平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直。手掌朝向体侧，手指轻贴大腿外侧，腰部自然伸直，两足后跟并拢、前端分开约成45°角。被测者足后跟、臀部和后背部与同一铅垂面相接触。

坐姿：挺胸端坐在腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，平视前方，膝弯曲大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。被测者臀部和后背部靠在同一铅垂面上。

7ppt课件（三）测量项目及其定义国标GB/T5703—1999共列出56个人体测量项目，分别为立姿12项（含体重）、坐姿17项、特定体部14项（含手、足、头等）、功能项目13项（含颈、胸、腰、腕、腿等围度）。

GB/T5703—1999对56个项目都做了定义、测量方法、测量仪器的说明。

示例肩高：从地面到肩峰点的铅垂距离。测量方法：被测者足跟并拢，身体挺直站立，肩部放松，上臂自然下垂。测量仪器：人体测高仪。手宽：在第Ⅰ到第Ⅴ掌骨头水平处，掌面桡尺两侧间的投影距离。

测量方法：前臂水平，手伸直，四指并拢，掌心朝上。测量仪器：人体测量直角规。8ppt课件（四）人体测量图例

a）上臂长b）前臂长

c）头长的测量d）容貌耳长

e）两眼内宽f）两眼外宽

g）头围h）髋关节外展活动

I）掌侧屈j）尺侧偏k）足背屈图2-10人体尺寸

测量方法的示例东方新锐DM-3全自动服装三维人体测量仪-数据采集小儿体格测量方法（人体测量）9ppt课件三、人体尺寸数据的部分特性1．技术标准中的人体尺寸数据例如过街天桥的防护栏杆，间距和高度设计，必须考虑所有公众的情况。所以，人机工程学技术标准所提供的，是群体的人体尺寸数据。

为掌握某群体的人体尺寸，采用随机抽样的方法，从该群体中抽取出若干（例如n个）个体，得到一个容量为n的样本，测量样本中每个个体的人体尺寸，得到一组样本观察值。

然后依照数理统计理论，从样本观察值推断出该群体的人体尺寸数据。GB/T10000—1988《中国成年人人体尺寸》10ppt课件2．人体尺寸数据的部分特性（1）群体的人体尺寸数据近似服从正态分布规律

①中等尺寸的人数最多；

对中等尺寸偏离值越大，人数越来越少；

②人体尺寸的中值。

以中国成年男子（18～60周岁）的身高为例（图2-11）图2-11中国成年人身高数据服从正态分布规律中值1678mm是中国男子身高的中值，接近此身高的人数密集；身高与1678mm差得越多人数越少，且身高高于和低于这一数值的人数大体相等。11ppt课件（3）人体尺寸间的比例关系，随种族、民族而不同。即人体尺寸的线性关系Y=aX+b，所有种族都适用；但式中的系数a和b，随不同种族而不同。苏式火炮、苏式战斗机

（2）人体尺寸间一般具有线性相关性

身高、体重、手长等是基本人体尺寸数据。

取基本人体尺寸之一作自变量，其他人体尺寸一般是该自变量的线性函数：

Y=aX+b式中Y——某一人体尺寸数据

X——某一基本人体尺寸

a，b——（对特定人体尺寸函数）常数

对人体各基本结构尺寸与身高的关系，上式中b=0，

上式简化为Y=aX。（参看表2-10和图2-17）12ppt课件第二节中国成年人的人体尺寸一、GB/T10000—1988《中国成年人人体尺寸》简介1．GB/T10000—1988的适用范围此标准提供了我国法定成年人（男18～60岁，女18～55岁）人体尺寸的基础数据，适用于工业产品、建筑设计、军事工业以及工业的技术改造设备更新及劳动安全保护。对于每项人体尺寸，按男、女各4个年龄段给出数据：男

18～60岁，18～25岁，26～35岁，36～60岁女

18～55岁，18～25岁，26～35岁，36～55岁2．人体尺寸的项目国标列出7组、47项静态人体尺寸数据，分别是：人体主要尺寸6项、立姿人体尺寸6项、坐姿人体尺寸11项

人体水平尺寸10项、人体头部尺寸7项、人体手部尺寸5项、人体足部尺寸2项13ppt课件3．人体尺寸分布状况的描述人体尺寸的“分布状况”。

GB/T10000—1988用两种方法描述人体尺寸的分布状况。（1）第一种方法：每项人体尺寸都给出7个百分位数的数据1、5、10、50、90、95和99百分位数。

用符号P1、P5、P10、P50、P90、P95、P99来分别表示它们。

前3个叫小百分位数，后3个叫大百分位数，50百分位数称为中百分位数。

百分位数是一种位置指标，K百分位数PK将群体或样本的全部观测值分为两部分，有K﹪的观测值等于和小于它，有（100-K）﹪的观测值大于它。例1

从表2-1可查得，中国成年男子（18～60岁）身高的95百分位数是P95=1775mm，这就表示：中国成年男子（18～60岁）中有95﹪的人身高等于和小于1775mm，有（100-95）﹪=5﹪的人身高大于1775mm。14ppt课件表2-1人体主要尺寸（单位mm）例2

中国成年女子（18～55岁）P5体重所代表的意义15ppt课件（2）第二种方法：给出人体尺寸均值和标准差只对6个地区（华北和东北，西北，东南，华中，华南，西南）中国人的身高、体重、胸围3个人体尺寸，男18～60岁、女18～55岁各一个年龄段的人体尺寸给出了均值和标准差。二、常用人体尺寸数据摘录及简要分析

在7组人体尺寸中选摘5组，男、女各一个年龄段

（男18～60岁、女18～55岁）的数据作简介如下。2015年6月30日公布最新全国成年人平均身高16ppt课件1．人体主要尺寸图2-12

人体主要尺寸表2-1人体主要尺寸（单位mm）17ppt课件

思考两个问题：

①为什么表中的6项尺寸被列为“主要人体尺寸”？

②中国成年男、女的平均身高是1678mm和1570mm，是否觉得矮了一点？2．立姿人体尺寸和坐姿人体尺寸表2-2立姿人体尺寸（单位mm）图2-13立姿

人体尺寸18ppt课件图2-14坐姿人体尺寸表2-3坐姿人体尺寸（单位mm）19ppt课件国标表列的这些人体尺寸项目，对工作、劳动、器物设计都比较重要。

人体尺寸项目

应用场合举例

2.1立姿眼高

立姿下需要视线通过、或需要隔断视线的场合，例如病房、监护室、值班岗亭门上玻璃窗的高度、一般屏风及开敞式大办公室隔板的高度等，商品陈列橱窗、展台展板及广告布置等

2.3立姿肘高

立姿下，上臂下垂、前臂大体举平时，手的高度略低于肘高，这是立姿下手操作工作的最适宜高度，因此设计中非常重要。轮船驾驶，机床操作，厨房里洗菜、切菜、炒菜，教室讲台高度等都要考虑它2.4

立姿手功能高

这是立姿下不需要弯腰的最低操作件高度；手提包、手提箱不拖到地面上等要求，均与这一人体尺寸有关

2.5立姿会阴高

草坪的防护栏杆是否容易跨越、男性公厕中小便接斗的高度、自行车车座与脚踏的距离等都与它有关表2-4国标中部分人体尺寸项目的应用场合举例20ppt课件

3.1坐高

双层床、客轮双层铺、火车卧铺的设计，复试跃层住宅的空间利用等与它有关

3.3坐姿眼高

坐姿下需要视线通过、或需要隔断视线的场合，影剧院、阶梯教室的坡度设计，汽车驾驶的视野分析，需要避免视觉干扰的窗户高度，计算机、电视机屏幕的放置高度，其他坐着观察的对象的合理排布等

3.5坐姿肘高

座椅扶手高度设计，与坐姿工作、坐姿操作有关的各种机器与器物，例如坐姿操作生产线工作台的高度，书桌、餐桌的高度设计等

3.6坐姿大腿厚

椅面之上、桌面抽屉下面的空间，是否容得下大腿、或允许大腿有一些活动余地

3.8小腿加足高

很重要，座椅椅面高度设计的依据3.9坐深

座椅、沙发座深设计的依据21ppt课件3．人体水平尺寸图2-15人体水平尺寸表2-5

人体水平尺寸（单位mm）22ppt课件4．人体头部尺寸图2-16人体头部尺寸表2-6人体头部尺寸

（单位mm）23ppt课件三、人体尺寸的地区差异和时代差异人体尺寸因种族、气候、饮食结构等方面的长期影响而存在差异。GB/T10000—1988给出了全国6个地区人群体重、身高和胸围3种人体尺寸的数据。表2-7中国6地区成年人的体重、身高、胸围

我国华北、东北地区人群的身材较为高大，下面依次是西北、东南、中南、华南4个地区，而西南地区人群的身材较为矮小。以身高均值的差距为例，华北、东北地区与西南地区男子相差（1693－1647）mm＝46mm。女子相差（1586－1549）mm＝37mm。24ppt课件人体尺寸的百分位数与均值和标准差的换算公式为

PK=

x±Kσ

式中PK

——人体尺寸的K百分位数

x——相应人体尺寸的均值

σ——相应人体尺寸的标准差

K——转换系数，见表2-8。求1～50百分位之间的百分位数时，式中取“－”号；求50～99百分位之间的百分位数时，式中取“＋”号。表2-8由均值和标准差计算百分位数的转换系数25ppt课件例求华北地区女子（18～55岁）身高的95百分位数P95

。解由表2-7查得华北地区女子（18～55岁）身高的均值x和标准差σ

分别为x=1586mm，σ=51.8由表2-8查得转换系数K=1.645。代入算式P95

＝x＋Kσ＝[1586＋（1.645×51.8）]mm=1671mm。

2．时代差异在社会经济发展快的时期体现较为明显。（1）成年人人体尺寸的时代差异欧美国家，20世纪初开始明显；日本发生在20世纪后半叶。中国70年代末以来经济发展快。如今子女们身材大多超过了父母。

国标GB/T10000－1988根据80年代中期的数据制定，部分数据如男、女

平均身高1678mm、1570mm，对比当代大学生明显偏低了。据报道：1997年中国男子平均身高达1692mm，比国标数据高14mm。

平均身高约10年内增加14mm，属超常的快速增长。日本在近十几年，身高增加已很缓慢。欧美国家在世纪之交的年代，身高已趋稳定，体重还有小幅度的增加。26ppt课件（2）青少年人体尺寸的时代差异由营养改善导致的人体尺寸增加，青少年还因为发育年龄的提前而比成年人更显著。20世纪末上海高校的上海籍新生，与50年代学生相比，平均身高增加100～120mm之多。远高于同期成年人身高的差异，原因是现今学生的身高在中学时期多已长成，而在50年前，上大学后继续长身高的学生为数不少。2002年一份文献指出，1995～2002年的7年间，我国12～17岁的男生增高69mm，加重5.5kg；女生增高55mm，加重4.5kg。

可见，设计中用青少年人体尺寸数据时，更要注意数据由来的年代。人体尺寸数据库：中国人长高了长胖了中国人体尺寸数据将再次采集27ppt课件第三节其他国家的人体尺寸人体各部分尺寸的比例一、其他几个国家的成年人人体尺寸表2-9部分其他国家成年人的身高数据（单位mm）28ppt课件二、人体各部分尺寸的比例体态正常者，人体各部分静态尺寸之间，有近似的比例关系。表2-10部分人体尺寸与身高的近似比例关系图2-17部分人体尺寸的标号（对应表2-10）人种不同，比例关系也不同，表2-10给出了亚洲人和欧美人人体各部分尺寸的两种比例数据。29ppt课件【服装效果图】-邹游正面人体比例30ppt课件第四节产品设计中人体尺寸数据的应用方法人体尺寸数据应用的两个问题：第一，生活中要穿鞋袜衣裤、又要全身自然放松，与人体测量条件不一致，人体尺寸数据能用吗？怎么用？第二，人有高矮胖瘦，公用产品、公共设施设计时，该以什么样的人体尺寸为依据呢？

打虎武松

矮脚虎王英

相扑运动员苗条女郎图2-18高矮胖瘦不同，依据谁来设计？国家标准

GB/T12985—1991

《在产品设计中应用人体百

分位的通则》对上述两个问

题给出了处理的原则。31ppt课件一、尺寸修正量解决第一个问题的方法:

引进人体尺寸修正量。图2-19尺寸修正量的构成（一）功能修正量功能修正量包含以下3部分。1．穿着修正量

例如

穿鞋修正量立姿身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高等，

男子＋25mm，女子＋20mm。着衣着裤修正量坐姿坐高、眼高、肩高、肘高＋6mm；

肩宽、臀宽等＋13mm；胸厚＋18mm；臀膝距＋20mm。注意①戴帽子、手套，穿马靴等情况下怎么办？②GB/T12985—1991提供的数据适合于工作时穿平跟鞋、穿夹衣夹裤

的“一般情况”。非“一般情况”，如女性穿高跟，冬季穿厚衣裤等情况

下怎么办？32ppt课件2.姿势修正量

全身取自然放松姿势引起的人体尺寸变化。立姿身高、眼高、肩高、肘高等，

－10mm；坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等，－44mm。3.操作修正量（即实现产品功能所需的修正量）上肢前展操作，对于“前展长：

按按钮，－12mm；操作扳钮开关，－25mm；取卡片，－20mm等。注意手脚操作动作多得很、复杂得很，怎么办？——自己研究解决!（二）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。例如高平台上的护栏高度；工程机械驾驶室、岗站岗亭、坦克舱室的内空间；为造型美观把鞋加长等，增加的都是心理修正量。心理修正量应根据实际需要和条件许可两个因素来研究确定。

——其他例子?33ppt课件尺寸修正量有正负值，总修正量是各修正量的代数和。尺寸修正量＝功能修正量＋心理修正量

＝（穿着修正量＋姿势修正量＋操作修正量）＋心理修正量二、人体尺寸百分位数的选择解决第二个问题的方法:先确定产品尺寸设计的类型，再选择采用的百分位数。（一）产品尺寸设计的类型分为以下3类4种1．Ⅰ型产品尺寸设计需要大个子和小个子两个人体尺寸作为产品尺寸设计的依据。为了大个子和小个子均能适用，产品的尺寸应能调节，分别需要一个大百分位数和小百分位数的人体尺寸作设计的依据者。例如汽车驾驶室的座椅，行车座的位置，腰带和手表表带的长短，落地式或台式麦克风口筒的高度等。34ppt课件2．Ⅱ型产品尺寸设计又分为以下两种（1）ⅡA型产品尺寸设计（又称“大尺寸设计”）只需要按大个子的人体尺寸作为产品尺寸设计的依据。

例如床的长度和宽度，过街天桥上防护栏杆的高度，热水瓶把手孔圈的大小，礼堂座位的宽度，屏风（能阻挡视线）的高度等。（2）ⅡB型产品尺寸设计（又称“小尺寸设计”）只需要按小个子的人体尺寸作为产品尺寸设计的依据。例如过街天桥防护栏杆的间距，电扇罩子（防手指进入受伤）的间距，浴室里上层衣柜的高度，阅览室上层书架的高度，读报栏高度的上限,公共汽车上车踏步的高度等。35ppt课件3．Ⅲ型产品尺寸设计（又称“平均尺寸设计”）可参照中等身材，采用50百分位数的人体尺寸（P50）作为设计的依据。例如一般门上的手把、门上锁孔离地面的高度，大多数文具的尺寸，公共场所休闲椅凳的高度等。公用产品应按大个子还是小个子的需要来设计？

初听觉得很难回答，如今看来基本理出头绪了。

那么，是否所有实际问题都能如此单纯地进行归类呢？*

课堂讨论

公共汽车顶棚扶手横杆的高度属于哪一型产品尺寸设计？

……

……

……

……人体数据的其他应用：BodyLabs的人体3D模型数据应用平台36ppt课件（二）人体尺寸百分位数的选择问题

设计产品的时候，大百分位数人体尺寸该用P90、P95、P99中的哪一个？

小百分位数人体尺寸又该用P10、P5、P1中的哪一个呢？

满足度产品尺寸适合的使用人群占总使用人群的百分比。一般而言，产品设计希望达到较大的满足度；但并非满足度越大越好，过大的满足度，必然带来其他方面的不合理。例如

让火车卧铺长度满足1.9m甚至2m大个子的需要；

礼堂座位能让大胖子宽松就座，……，显然不合理。产品设计中选择人体尺寸百分位数的一般原则如下：①一般产品，大、小百分位数常分别选P95

和P5

，

或酌情选P90和P10。②涉及健康、安全的产品，选P99

和P1

，

或酌情选P95和P5。37ppt课件③成年男女通用的产品，大百分位数选用男性的P90、P95、P99

；

小百分位数选用女性的P10、P5、P1

；

Ⅲ型产品选男、女50百分位数人体尺寸的平均值（P50男

＋P50女）/2。表2-11人体尺寸百分位数的选择和产品的满足度

产品类型

产品性质

人体尺寸百分位数

满足度

Ⅰ型

涉及安全健康的产品

一般工业产品

上限值P99，下限值P1

上限值P95

，下限值P5

98﹪

90﹪

ⅡA型

涉及安全健康的产品

一般工业产品

P99

或P95

（上限值）

P90（上限值）

99﹪或95﹪

90﹪

ⅡB型

涉及安全健康的产品

一般工业产品

P1

或P5

（下限值）

P10（下限值）

99﹪或95﹪

90﹪

Ⅲ型

一般工业产品

P50

男女通用Ⅰ型

男女通用Ⅱ型

各种产品

上限值P99男P95男P90男

下限值P1女

P女5

P10女

男女通用Ⅲ型

各种产品

（P50男＋P50女）/2

38ppt课件例

1）设计计算公共汽车顶棚扶手横杆的高度

②对比“抓的住”与“不碰头”两个要求是否相容

③如互不相容，设法解决解1）按乘客“抓得住”的要求设计计算属于ⅡB型男女通用产品小尺寸设计问题。应该有

G1

≤J10女＋XX1

（1）

式中

G1——由“抓得住”要求确定的横杆中心的高度；

J10女——女子举手功能高的10百分位数，

由表9-1（GB/T13547-1992），J10女=1766mm（18～55岁）；

XX1——女子的穿鞋修正量，设取XX1＝20mm。2）按乘客“不碰头”的要求设计计算属于ⅡA型男女通用的大尺寸设计问题。应该有代入式（1）得到

G1

≤1766mm＋20mm＝1786mm

（2）

39ppt课件

G2

≥H99男＋XX2

＋r

（3）式中

G2——由“不碰头”要求确定的横杆中心的高度

H99男——男子身高的99百分位数（见表2-1），

由表2-1查得，H99男＝1814mm（18～60岁）；

XX2——男子的穿鞋修正量，设取XX2＝25mm

r

——横杆的半径，设取r＝15mm代入式（3）得

G2

≥1814mm＋25mm＋15mm＝1854mm

（4）

3）两个要求是否相容？如何解决？式（2）要求横杆中心低于1786mm，

式（4）又要求它高于1854mm，互不相容。因此要通过设计来解决问题。

横杆可比1854mm再略高一些，确保更多高个子的安全；

在横杆上每隔半米左右挂一条坠有手环的带子，手环可比1786mm再略低一些，让更多小个子也抓得着。40ppt课件三、产品功能尺寸的设定功能尺寸保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。功能尺寸指人机工程中与人体尺寸有关的尺寸，有别于加工图纸上的尺寸。

例如沙发座面、枕头高度的功能尺寸，均指使用中受压变形后的尺寸。

产品功能尺寸又分为两种：产品最小功能尺寸和产品最佳功能尺寸。最小功能尺寸＝相应百分位数的人体尺寸＋功能修正量最佳功能尺寸＝产品最小功能尺寸＋心理修正量例5

确定客轮层高功能尺寸的最小值G最小

和最佳值G最佳

。解

1）

G最小＝H95男＋X功能式中

H95男——男子身高的95百分位数，H95男＝1775mm；

X功能——功能修正量。由穿鞋修正量（25mm）和行走等因素所需的最小余裕

量（设取90mm）两部分构成，即X功能＝25mm＋90mm＝115mm于是得到G最小＝1775mm＋115mm＝1890mm

2）