人机工程学第2章

第2章人体丈量与数据运用1/2/20241人机工程学(第三版)多媒体教学§2-1人体丈量的根本知识一、概述为了使各种与人体尺度有关的设计对象能符合人的生理特点，让人在运用时处于温馨的形状和适宜的环境之中，就必需在设计中充分思索人体的各种尺度，因此也就要求设计者能了解一些人体丈量学方面的根本知识，并能熟习有关设计所必需的人体丈量根本数据的性质和运用条件。人体丈量学也是一门新兴的学科，它是经过丈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，用以研讨人的形状特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体丈量数据。1/2/20242人机工程学(第三版)多媒体教学人机工程学范围内的人体形状丈量数据主要有两类，即人体构造尺寸和功能尺寸的丈量数据。人体构造上的尺寸是指静态尺寸；人体功能上的尺寸是指动态尺寸，包括人在任务姿态下或在某种操作活动形状下丈量的尺寸。此外，也有些著作中，将人体生理参数的丈量包括在人体丈量学内容中，但为了系统表达的方便，本书将人体生理丈量方面的数据放在人体生理特征一章(第三章)中引见。所以，本章仅引见人体形状丈量的有关内容。1/2/20243人机工程学(第三版)多媒体教学各种机械、设备、设备和工具等设计对象在适宜于人的运用方面，首先涉及的问题是如何适宜于人的形状和功能范围的限制。例如，一切操作安装都应设在人的肢体活动所能及的范围之内，其高低位置必需与人体相应部位的高低位置相顺应；而且其布置应尽能够设在人操作方便、反响最灵敏的范围之内，如图2-1(a)所示。在设计中一切涉及人体尺度参数确实定都需求运用大量人体构造和功能尺寸的丈量数据。在设计时假设不很好思索这些人体参数，就很能够呵斥操作上的困难和不能充分发扬人机系统效率。图2-1(b)所示的车床是一个突出的例子，其操作部位的高度与人的上肢温馨操作的高度相比过低或过高，人在操作时需求弯腰或抬臂，这样不仅影响任务效率，人体将过早地产生疲劳，而且长期操作还会对操作者的身体安康带来不利影响。总之，这—明显的例子足以阐明人体丈量参数对各种与人体尺度有关的设计对象具有重要意义。1/2/20244人机工程学(第三版)多媒体教学二、人体丈量的根本术语国标GB3975—83规定了人机工程学运用的成年人和青少年的人体丈量术语。该规范规定，只需在被测者姿态、丈量基准面、丈量方向、测点等符合以下要求的前提下，丈量数据才是有效的。1．被测者姿态(1)立姿指被测者挺胸直立，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，自然伸直膝部，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。(2)坐姿指被测者挺胸坐在被调理到腓骨头高度的平面上，头部以眼耳于面定位，眼睛平视前方，左右大腿大致平行，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。1/2/20245人机工程学(第三版)多媒体教学2．丈量基准面

人体丈量基准面的定位是由三个互为垂直的轴(铅垂轴、纵轴和横轴)来决议的。人体丈量中设定的轴线和基准面如图2-2所示。

(1)矢状面经过铅垂轴和纵轴的平面及与其平行的一切平面都称为矢状面。

(2)正中矢状面在矢状面中，把经过人体正中线的矢状面称为正中矢状面。正中矢状面将人体分成左、右对称的两部分。

(3)冠状面经过铅垂轴和横轴的平面及与其平行的一切平面都称为冠状面。冠状面将人体分成前、后两部分。

(4)程度面与矢状面及冠状面同时垂直的一切平面都称为程度面。程度面将人体分成上、下两部分。

(5)眼耳平面经过左、右耳屏点及右眼眶下点的程度面称为眼耳平面或法兰克福平面。

1/2/20246人机工程学(第三版)多媒体教学3．丈量方向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，将接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在四肢上，将接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。⑤对于下肢，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。

1/2/20247人机工程学(第三版)多媒体教学4．支承面和穿着立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面应是程度的、稳定的、不可紧缩的。要求被丈量者裸体或穿着尽量少的内衣(例如只穿内裤和汗背心)丈量，在后者情况下，在丈量胸围时，男性应撩起汗背心，妇女应松开胸罩后进展丈量。1/2/20248人机工程学(第三版)多媒体教学5．根本测点及丈量工程在国标GB3975—83中规定了人机工程学运用的有关人体丈量参数的测点及丈量工程，其中包括：头部测点16个和丈量工程12项；躯干和四肢部位的测点共22个，丈量工程共69项，其中分为：立姿40项，坐姿22项，手和足部6项以及体重l项。此外，国标GB5703—85又规定了人机工程学运用的人体参数的丈量方法，这些方法适用于成年人和青少年的人体参数丈量，该规范对上述81个丈量工程的详细丈量方法和各个丈量工程所运用的丈量仪器作了详细的阐明。凡需求进展丈量时，必需按照该规范规定的丈量方法进展丈量，其丈量结果方为有效。1/2/20249人机工程学(第三版)多媒体教学三、人体丈量的主要仪器在人体尺寸参数的丈量中，所采用的人体丈量仪器有：人体测高仪、人体丈量用直脚规、人体丈量用弯脚规、人体丈量用三脚平行规、坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅秤等。我国对人体尺寸丈量公用仪器已制定了规范，而通用的人体丈量仪器可采用普通的人体生理丈量的有关仪器。1/2/202410人机工程学(第三版)多媒体教学1．人体测高仪它主要是用来丈量身高、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体各部位高度尺寸。国标GB5704.1-85是人体测高仪的技术规范，该测高仪适用于读数值为1mm；丈量范围为0～1996mm人体高度尺寸的丈量。规范中所规定的人体测高仪由直尺l、固定尺座2、活动尺座3、弯尺4、主尺杆5和底层6组成，如图2-3所示。假设将两支弯尺分别插入固定尺座和活动尺座，与构成主尺杆的第一、二节金属管配合运用时，即构成圆杆弯脚规，可丈量人体各种宽度和厚度。1/2/202411人机工程学(第三版)多媒体教学2．人体丈量用直脚规它是用来丈量两点间的直线间隔，特别适宜丈量间隔较短的不规那么部位的宽度或直径，如丈量耳、脸、手、足等部位的尺寸。国标GB5704.2-85是人体丈量用直脚规的技术规范，此种直脚规适用于读数值为1mm和0．1mm，丈量范围为0～200mm和0～250mm人体尺寸的丈量。直脚规根据有无游标读分I型和Ⅱ型两种类型，而无游标读数的I型直脚规又根据丈量范围的不同，又分为IA和IB两种型式。其构造如图2-4所示。1/2/202412人机工程学(第三版)多媒体教学3．人体丈量用弯脚规它是用于不能直接以直尺丈量的两点间间隔的丈量，如丈量肩宽、胸厚等部位的尺寸。国标GB5704.3-85是人体丈量用弯脚规的技术规范，此种弯脚规适用寸：读数值为mm，丈量范围为0～300mm的人体尺寸的丈量。按其脚部外形的不同分为椭圆体形(1型)和尖端型(Ⅱ型)，图2-5为Ⅱ型弯脚规。1/2/202413人机工程学(第三版)多媒体教学§2-2人体丈量中的主要统计函数由于群体中个体与个体之间存在着差别，普通来说，某一个体的丈量尺寸不能作为设计的根据。为使产品适宜于一个群体的运用，设计中需求的是一个群体的丈量尺寸。然而，全面丈量群体中每个个体的尺寸又是不现实的。通常是经过丈量群体中较少量个体的尺寸，经数据处置后而获得较为准确的所需群体尺寸。在人体丈量中所得到的丈量值都是离散的随机变量，因此可根据概率论与数理统计实际对丈量数据进展统计分析，从而获得所需群体尺寸的统计规律和特征参数。1/2/202414人机工程学(第三版)多媒体教学1．均值表示样本的丈量数据集中地趋向某一个值，该值称为平均值，简称均值。均值是描画丈量数据位置特征的值，可用来衡量一定条件下的丈量程度和概括地表现丈量数据的集中情况。对于有n个样本的丈量值：x1，x2，…，xn，其均值为：

1/2/202415人机工程学(第三版)多媒体教学2．方差描画丈量数据在中心位置(均值)上下动摇程度差别的值叫均方差，通常称为方差。方差阐明样本的丈量值是变量，既趋向均值而又在一定范围内动摇。对于均值为的n个样本丈量值：x1，x2，…，xn，其方差S2的定义为

用上式计算方差，其效率不高，由于它要用数据作两次计算，即首先用数据算出，再用数据去算出S2。引荐一个在数学上与上式是等价的，计算起来又比较有效的公式，即1/2/202416人机工程学(第三版)多媒体教学3．规范差由方差的计算公式可知，方差的量纲是丈量值量纲的千方，为使其量纲和均值相一致，那么取其均方根差值，即规范差来阐明丈量值对均值的动摇情况。所以，方差的平方根SD称为规范差。对于均值为的n个样本丈量值：x1，x2，…，xn，其规范差的普通计算式为：1/2/202417人机工程学(第三版)多媒体教学4．抽样误差抽样误差又称规范误差，即全部样本均值的规范差。在实践丈量和统汁分析中，总是以样本推测总体，而在普通情况下，样本与总体不能够完全一样，其差别就是由抽样引起的。抽样误差数值大，阐明样本均值与总体均值的差别大；反之，阐明其差别小，即均值的可靠性高。当样本数据列的规范差为SD，样本容量为n时，那么抽样误差的计算式为：由上式可知，均值的规范差要比丈量数据列的规范差小倍。当丈量方法一定，样本容量愈多，那么丈量结果精度愈高。因此，在能够范围内添加样本容量，可以提高丈量结果的精度。1/2/202418人机工程学(第三版)多媒体教学5．百分位数人体丈量的数据常以百分位数作为一种位置目的、一个界值。一个百分位数将群体或样本的全部丈量值分为两部分，有K％的丈量值等于和小于它，有(100—K)％的丈量值大于它。例如在设计中最常用的是P5，P50，P95三种百分位数。其中第5百分位数是代表“小〞身体，是指有5％的人群身体尺寸小于此值，而有95％的人群身体尺寸均大于此值；第50百分位数表示“中〞身体，是指大于和小于此人群身体尺寸的各为50％；第95百分位数代表“大〞身体，是指有95％的人群身体尺寸均小于此值，而有5％的人群身体尺寸大于此值。1/2/202419人机工程学(第三版)多媒体教学在普通的统计方法中，并不一一罗列出一切百分位数的数据，而往往以均值和规范差来表示。虽然人体尺寸并不完全是正态分布，但通常仍可运用正态分布曲线来计算。因此，在人机工程学中可以根据均值和规范差来计算某百分位数人体尺寸，或计算某一人体尺寸所属的百分位数。

1/2/202420人机工程学(第三版)多媒体教学(1)求某百分位数上的人体尺寸当知某项人体丈量尺寸的均值为，规范差为，需求求任一百分位的人体丈量尺寸x时，可用下式计算：

当求1％一50％之间的数据时，式中取“一〞号；当求50％～99％之间的数据时，式中取“+〞号。式中K为变换系数，设计中常用的百分比值与变换系数K的关系见表2-1。1/2/202421人机工程学(第三版)多媒体教学(2)求数据所属百分率当知某项人体丈量尺寸为xi，其均值为，规范差为SD时，需求求该尺寸xi所处的百分率P时，可按以下方法求得，即按计算出z值，根据z值在表2-2给出的正态分布概率数值表上查得对应的概率数值p，那么百分率P按下式计算：1/2/202422人机工程学(第三版)多媒体教学§2-3产品及工程设计中常用人体丈量数据一、我国成年人人体构造尺寸GBl0000-88是1989年7月开场实施的我国成年人人体尺寸国家规范。该规范根据人机工程学要求提供了我国成年人人体尺寸的根底数据，它适用于工业产品设计、建筑设计、军事工业以及工业的技术改造、设备更新及劳动平安维护。该规范共提供了七类共47项人体尺寸根底数据，规范中所列出的数据是代表从事工业消费的法定中国成年人(男18—60岁，女18～55岁)人体尺寸，并按男、女性别分开列表。在各类人体尺寸数据表中，除了给出工业消费中法定成年人年龄范围内的人体尺寸，同时还将该年龄范围分为三个年龄段：18—25岁(男、女)；26～35岁(男、女)；36～60岁(男)和36—55岁(女)，且分别给出这些年龄段的各项人体尺寸数值。为了运用方便，各类数据表中的各项人体尺寸数值均列出其相应的百分位数。但限于篇幅，本章中仅援用了工业消费中法定成年人年龄范围内的人体尺寸，其他三个年龄段的人体尺寸从略。1/2/202423人机工程学(第三版)多媒体教学1．人体主要尺寸国标GBl0000—88给出身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长共六项人体主要尺寸数据，除体重外，其他五项主要尺寸的部位见图2-6(a)，表2-3为我国成年人人体主要尺寸。2．立姿人体尺寸该规范中提供的成年人立姿人体尺寸有：眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高、胫骨点高，这六项立姿人体尺寸的部位见图2-6(b)，我国成年人立姿人体尺寸见表2-4。1/2/202424人机工程学(第三版)多媒体教学3．坐姿人体尺寸规范中的成年人坐姿人体尺寸包括：坐高、坐姿颈椎点高、坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿膝高、小腿加足高、坐深、臀膝距、坐姿下肢长共11项，坐姿尺寸部位见图2-7，表2-5为我国成年人坐姿人体尺寸。图2-7坐姿人体尺寸编号图1/2/202425人机工程学(第三版)多媒体教学4．人体程度尺寸规范中提供的人体程度尺寸是指：胸宽、胸厚、肩宽、最大肩宽、臀宽、坐姿臀宽、坐姿两肘间宽、胸围、腰围、臀围共十项，其部位如图2-8所示，我国成年人人体程度尺寸见表2-6。图2-8人体程度尺寸编号图1/2/202426人机工程学(第三版)多媒体教学5．各大区域人体尺寸的均值和规范差一个国家的人体尺寸由于区域、民族、性别、年龄和生活情况等要素的不同而有所差别，而我国是一个地域辽阔的多民族国家，不同地域间人体尺寸差别较大。因此，在我国成年人体丈量任务中，从人类学的角度，并根据我国征兵体检等部分人体丈量资料划分的区域，将全国成年人人体尺寸分布划分为以下六个区域，即①东北、华北区——包括的省、市有：黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山东、河北、北京、天津；②西北区——包括的省有：新疆、甘肃、青海、陕西、山西、西藏、宁夏、河南；1/2/202427人机工程学(第三版)多媒体教学③东南区——包括省、市有：安徽、江苏、浙江、上海；④华中区——包括湖南、湖北、江西三个省；⑤华南区——包括广东、广西、福建三个省；⑥西南区——包括贵州、四川、云南三个省。为了能选用符合各地域的人体尺寸，GBl0000-88规范中还提供了上述六个区域成年人体重、身高、胸围三项主要人体尺寸的均值和规范差值。六个区域成年入的体重、身高、胸围的均值和规范差见表2-7。在运用国标GBl0000-88中成年人的体重、身高、胸围三项人体尺寸时，如需选用符合某地域的人体尺寸，可根据表2-7中相应的均值和规范差，并按照§2-2节中百分位数值的计算方法，可求得所需的相应人体尺寸。1/2/202428人机工程学(第三版)多媒体教学6．我国香港地域成年人人体尺寸由于在进展全国成年人人体尺寸抽样丈量任务时，香港地域尚未回归祖国，因此在我国GBl0000-88规范中，所划分的全国成年人人体尺寸分布的六个区域内，不包括香港地域，而在此之前，香港地域已为各种设计提供了较完好的成年人人体尺寸。表2-8给出其中常用的P5，P50，P95三种百分位数的成年人人体尺寸。1/2/202429人机工程学(第三版)多媒体教学二、我国成年人人体功能尺寸1．人在任务位置上的活动空间尺度人在各种任务时都需求有足够的活动空间。任务位置上的活动空间设计与人体的功能尺寸亲密相关，为此，作者根据GBl0000—88规范中的人体丈量根底数据，分析了几种主要作业姿态活动空间设计的人体尺度，以供设计参考。由于活动空间应尽能够顺应大多数人的运用，设计时应以高百分位数人体尺寸为根据，所以，在以下的分析中均以我国成年男子第95百分位身高〔1775mm〕为基准。在任务中常取站、坐、跪(如设备安装作业中的单腿跪)、卧(如车辆检修作业中的仰卧)等作业姿态。现从各个角度对其活动空间进展分析阐明，并给出人体尺度图。1/2/202430人机工程学(第三版)多媒体教学〔1〕立姿的活动空间立姿时人的活动空间不仅取决于身体的尺寸，而且也取决于坚持身体平衡的微小平衡动作和肌肉松弛脚的站立平面不变时，为坚持平衡必需限制上身和手臂能到达的活动空间。在此条件下，立姿活动空间的人体尺度如图2-9所示。图2-9(a)为正视图，零点位于正中矢状面上(从前向后经过身体中线的垂直平面)。图2-9(b)为侧视图，零点位于人体背点的切线上，在贴墙站直时，背点与墙相接触。以垂直切线与站立平面的交点作为零点。图2-9人立姿活动范围1/2/202431人机工程学(第三版)多媒体教学〔2〕坐姿的活动空间根据立姿活动空间的条件，坐姿活动空间的人体尺度见图2-10。图2-10(a)为正视图，零点在正中矢状面上。图2-10(b)为侧视图，零点在经过臀点的垂直线上，并以该垂线与脚底平面的交点作为零点。图2-10坐姿的活动空间1/2/202432人机工程学(第三版)多媒体教学〔3〕单腿跪姿的活动空间根据立姿活动空间的条件，单腿跪姿活动空间的人体尺度如图2-11所示。取跪姿时，承重膝常改换。由一膝换到另一膝时，为确保上身子衡，要求活动空间比基本位置大。图2-11(a)为正视图，其零点在正中矢状面上。图2-11(b)为侧视图，其零点位于人体背点的切线上，以垂直切线与跪平面的交点作为零点。图2-11单腿跪姿的活动空间1/2/202433人机工程学(第三版)多媒体教学〔4〕仰卧的活动空间仰卧活动空间的人体尺度见图2-12。图2-12(a)为正视图，零点位于正中中垂平面上。图2-12(b)为侧视图，零点位于经头顶的垂直切线上。垂直切线与仰卧平面的交点作为零点。图2-12仰卧的活动空间1/2/202434人机工程学(第三版)多媒体教学2．常用的功能尺寸前述常用的立、坐、跪、卧等作业姿态活动空间的人体尺度图，可满足人体普通作业空间概略设计的需求。但对于受限作业空间的设计，那么需求运用各种作业姿态下人体功能尺寸丈量数据。GB／T47—92规范提供了我国成年人立、坐、跪、卧、爬等常取姿态功能尺寸数据，经整理归纳后列于表2-9。表列数据均为裸体丈量结果，运用时应添加修正余量。1/2/202435人机工程学(第三版)多媒体教学三、其他国家成年人人体尺寸同一个国家的人体尺寸由于区域、民族、性别、年龄、生活条件等要素的不同而异，例如，从表2-7可以看出，就身高而言，我国成年男子身体较高(均值为1693mm)的东北、华北区与身体较矮(均值为l647mm)的西南区相比，身高尺寸相差46mm。而不同国家的人体尺寸那么由于地理、社会、经济等条件的不同差别更大，例如，从表2-10可以看出，就身高相比，成年男子身体较高(均值为1780mm)的英国与身体较矮(均值为1651mm)的日本比较，身高尺寸相差129mm。所以，在制造各种与人体尺寸有关的出口工业产品时，必需思索到产品进口国家的人体丈量数据。表2-10列出部分国家与地域人体身高均值和规范差，由表中数据可按§2-2方法求得设计所需求的任一百分位数的人体身高尺寸。1/2/202436人机工程学(第三版)多媒体教学§2-4人体各部分构造参数的估算对于设计中所需的人体数据，当无条件丈量时，或直接丈量有困难时，或者是为了简化人体丈量的过程时，可根据人体的身高、体重等根底丈量数据，利用阅历公式计算出所需的其他各部分数据。1/2/202437人机工程学(第三版)多媒体教学一、由身高计算各部分尺寸正常成年人人体各部分尺寸之间存在一定的比例关系，因此按正常人体构造关系，以站立平均身高为基数来推算各部分的构造尺寸是比较符合实践情况的。而且，人体的身高是随着生活程度、安康程度等条件的提高而有所增长，如以平均身高为基数的推算公式来计算各部分的构造尺寸，是可以顺应人体构造尺寸的变化，而且运用也灵敏方便。作者根据GBl0000-88规范的人体根底数据，推导出我国成年人人体尺寸与身高H的比例关系，见图2-13。该图仅供计算我国成年人人体尺寸时参考。由于不同国家人体构造尺寸的比例关系是不同的，因此该图不适用于其他国家人体构造尺寸的计算。又因间接计算结果与直接丈量数据间有一定的误差，运用时应思索计算值能否满足设计的要求。1/2/202438人机工程学(第三版)多媒体教学二、由体重计算体积和外表积1．人体体积计算式中V为人体体积(L)；W为人体体重(kg)。

2．人体外表积计算式中B为人体外表积(m2)；H为人体身高(cm)；W为人体分量(kg)。1/2/202439人机工程学(第三版)多媒体教学三、由身高、体重、体积计算生物力学参数在知道了人的身高(cm)、体重W(kg)和体积(L)以后，还可以作进一步的生物力学参数计算，以获得人体各部分参数的近似值。1/2/202440人机工程学(第三版)多媒体教学§2-5人体丈量数据的设计运用正确运用人体数据是设计合理与否的关键。否那么，一旦数据被误解或运用不当，就能够导致严重的设计错误。另外，各种人体丈量数据只是为设计提供了根底参数，不能替代严谨的设计分析。因此，凡从事涉及人体参数的各种设计业务，设计者必需熟习人体丈量数据的运用准那么、适用条件、百分位选择以及功能修正和心思修正等方面的知识。1/2/202441人机工程学(第三版)多媒体教学一、人体数据的运用准那么在运用人体丈量数据进展设计时，应根据设计效力目的遵照以下准那么进展：〔1〕最大最小准那么。该准那么要求根据详细设计的目的，选用最小或最大人体参数。例如：人体身高常用于通道和门的最小高度设计，为尽能够使一切人〔99%以上〕经过时不发生撞头事件，通道和门的最小高度设计应运用高百分位身高数据；而操作力设计那么应按最小支配力准那么设计。〔2〕可调性准那么。对于与安康平安关系亲密或减轻作业疲劳的设计应按可调性准那么设计，即在运用对象群体的5％～95％可调。例如，汽车座椅应在高度、靠背倾角、前后间隔等尺度方向上可调。1/2/202442人机工程学(第三版)多媒体教学〔3〕平均准那么。虽然平均这个概念在有关人运用的产品、器具设计中不太合理，但诸如门拉手高、锤子和刀的手柄等，常用平均值进展设计更合理。同理，对于肘部平放高度设计数而言，由于主要是能使手臂得到温馨的休憩，应选用第50百分位数据是合理的，对于中国人而言，这个高度在14～27.9cm之间。〔4〕运用最新人体数据准那么。例如，一切国家的人体尺度都会随着年代、社会经济的变化而不同。因此，应运用最新的人体数据进展设计。〔5〕地域性准那么。一个国家的人体参数与地理区域分布、民族等要素有关，设计时必需思索实践效力的区域和民族分布等要素。1/2/202443人机工程学(第三版)多媒体教学〔6〕姿态与身体相关联准那么。劳动姿态与身体大小要综合思索、不能分开。如坐姿或蹲姿的宽度设计要比立姿的大。(7〕功能修正与最小心思空间相结合准那么。有关国家规范公布的人体数据是在限定的姿态、不穿鞋、裸体〔或穿薄弱内衣〕的静态条件下测得的。而设计中所涉及的人体尺度是处于动态操作、穿衣服、穿鞋〔甚至戴帽〕条件下的人体尺寸。因此，思索有关人体尺寸时，必需思索到实践中人的能够姿态、动态操作、着装需求适当的余量，也就是应在人体尺寸上添加适当的功能修正量。另外，为了抑制人们心思上产生的“空间压制感〞、“高度恐惧感〞和“接近不温馨感〞等心思感受，或者是为了满足人们“求美〞、“求奇〞等心思需求，在产品最小功能尺寸上还应附加一项增量，称为心思修正量。1/2/202444人机工程学(第三版)多媒体教学〔8〕合理选择百分位和适用度准那么。设计目的用途不同，选用的百分位和顺应度也不同。常见设计和人体数据百分位选择归纳如下：凡间距类设计，普通取较高百分位数据，常取第95百分位的人体数据。凡净空高度类设计，普通取高百分位数据，常取第99百分位的人体数据以尽能够顺应100%的人。凡属于可及间隔类设计，普通应运用低百分位数据。如涉及到伸手够物、立姿侧向手握间隔、坐姿垂直手握高度等设计皆属此类问题。1/2/202445人机工程学(第三版)多媒体教学座面高度类设计，取低百分位人体数据。实践座面高度，如座椅座面高度、床高〔人坐上后床面高度〕，普通取第5百分位的“小腿加足高〞人体数据〔见表3-4〕为根本设计数据〔记为〕。由于假设座面太高，大腿后侧会受压使人感到不温馨。隔断类设计，假设设计目的是为了保证隔断后面人的性，应运用第95或更高百分位数据；反之，假设是为了监视隔断后的情况，那么应运用低百分位〔第5百分位或更低百分位〕数据。公共场所任务台面高度类设计，假设没有特别的作业要求，普通以肘部高度数据为根据，百分位常取从女子第5百分位〔89.9cm〕到男子第95百分位〔109.6cm〕数据。1/2/202446人机工程学(第三版)多媒体教学二、人体尺寸的运用方法和程序1．确定所设计对象的类型和顺应度在涉及人体尺寸的设计，确定设计对象的功能尺寸的主要根据是人体尺寸百分位数，而人体百分位数的选用又与设计对象的类型亲密相关。因此，凡涉及人体尺寸的设计，首先应确定所设计的对象是属于哪一类型。在GB／T12985-91规范中，根据运用者人体尺寸的设计上限值(最大值)和下限值(最小值)对产品尺寸设计进展了分类，产品类型的称号及其定义见表2-11。1/2/202447人机工程学(第三版)多媒体教学2．选择人体尺寸百分位数对表2-20中尺寸设计类型，又按产品的重要程度分为涉及人的平安、安康的产品和普通用途两个等级。在确认所设计的产品类型及其等级之后，选择人体尺寸百分位数的根据是适用度。人机工程学设计中的适用度，是指所设计产品在尺寸上能满足多少人运用，通常以适宜运用的人数占运用者群体的百分比表示。产品尺寸设计的类型、等级、适用度与人体尺寸百分位数的关系见表2-12和人体数据运用准那么〔8〕。1/2/202448人机工程学(第三版)多媒体教学表中给出的顺应度目的是通常选用的目的，特殊设计其顺应度目的可另行确定。设计者总是希望所设计的产品能满足特定运用者总体中一切的人运用，虽然这在技术上是可行的，但在经济上往往是不合算的。因此，顺应度确实定应根据所设计产品运用者总体的人体尺寸差别性、制造该类产品技术上的可行性和经济上的合理性等要素进展综合优化。需求进一步阐明的是，在设计时虽然确定了某一顺应度目的，但用一种尺寸规格的产品却无法到达这一要求，在这种情况下，可思索采用产品尺寸系列化和产品尺寸可调理性设计处理。1/2/202449人机工程学(第三版)多媒体教学3．确定功能修正量和心思修正量根据人体数据运用准那么〔7〕，凡涉及人体尺寸的设计，必需思索到实践中人的能够姿态、动态操作、着装等需求的设计裕度，一切这些设计裕度总计为功能修正量。功能修正量随产品不同而异，通常为正值，但有时也能够为负值。通常用实验方法去求得功能修正量，但也可以经过统计数据获得。对于着装和穿鞋修正量可参照表2-13中的数据确定。对姿态修正量的常用数据是：立姿时的身高、眼高减10mm；坐姿时的坐高，眼高减44mm。思索操作功能修正量时，应以上肢前展长为根据，而上肢前展长是后背至中指尖点的间隔，因此对操作不同功能的控制器应作不同的修正，如对按按钮开关可减12mm；对推滑板推钮、搬动搬钮开关那么减25mm。1/2/202450人机工程学(第三版)多媒体教学根据人体数据运用准那么，为了消除人们心思上的“空间压制感〞、“高度恐惧感〞和“过于接近时的窘迫感和不温馨感〞等心思感受，或者是为了满足人们“求美〞、“求奇〞等心思需求，涉及人的产品和环境空间设计，必需再附加一项必要的心思空间尺寸，即心思修正量。心思修正量可用实验方法求得，与地域、民族习惯、文化涵养等有关，普通可经过被试者客观评价表的评分结果进展统计分析求得。1/2/202451人机工程学(第三版)多媒体教学4．确定产品的功能尺寸产品功能尺寸是指为确保实现产品某一功能而在设计时规定的产品尺寸。该尺寸通常是以设计界限值确定的人体尺寸为根据，再加上为确保产品某项功能实现所需的修正量。产品功能尺寸有最小功能尺寸和最正确功能尺寸两种。产品的最小功能尺寸可由下式确定：思索了心思修正量的产品功能尺寸称为最正确功能尺寸。最正确功能尺寸由下式计算：1/2/202452人机工程学(第三版)多媒体教学三、人体数据运用举例例1试设计适用于中国人运用的车船卧铺上下铺净空高度。解车船卧铺上下铺净空高度属于普通用途设计。根据人体数据运用准那么〔7〕～〔8〕，应选用中国男子坐姿高第99百分位数为根本参数，查表３-４，＝979mm。衣裤厚度〔功能〕修正量取25mm,人头顶无压迫感最小高度〔心思修正量〕为115mm,那么卧铺上下铺最小净间距和最正确净间距分别为：=979+25=1004(mm)=979+25+115=1119(mm)1/2/202453人机工程学(第三版)多媒体教学例２试合理确定适用于中国男人运用的固定座椅座面高度。解确定座椅座面高度属于普通用途设计。根据人体数据运用准那么〔8〕，座椅座面高度应取第5百分位的“小腿加足高〞人体数据=38.3cm〔见表3-4〕为根本设计数据，以防大腿下面接受压力引起疲劳和不温馨感。功能修正主要应思索两方面：一是鞋根高的修正量，普通为2.5～3.8cm，取2.5cm；另一是着装〔裤厚〕修正量，普通为：0.3cm.即，=2.5+0.3==2.8cm。由公式〔3-24〕，固定座椅座面高度的合理值应为：=38.3+2.8=41.1≈41.0cm1/2/202454人机工程学(第三版)多媒体教学四、人体身高在设计中的运用方法为简化设计，并实现人机系统操作方便、温馨宜人，各种任务面的高度、建筑室内通道空间高度、设备及家具高度，如支配台、仪表盘、支配件的安装高度以及器具的设置高度等，常根据人的身高来概算确定。以身高为基准确定任务面高度、设备和器具高度的方法，通常是把设计对象归成各种典型的类型，并建立设计对象的高度与人体身高的比例关系，以供设计时选择和查用。图2-14是以身高为基准的设备和器具的尺寸推算图。1/2/202455人机工程学(第三版)多媒体教学前往图2-1机床与人体尺度的关系1/2/202456人机工程学(第三版)多媒体教学前往图2-2人体尺度丈量基准1/2/202457人机工程学(第三版)多媒体教学前往图2-3人体尺度丈量基准1/2/202458人机工程学(第三版)多媒体教学前往图2-4人体尺度丈量基准1/2/202459人机工程学(第三版)多媒体教学前往图2-5人体尺度丈量基准1/2/202460人机工程学(第三版)多媒体教学前往图2-6立姿人体尺寸编号图1/2/202461人机工程学(第三版)多媒体教学前往图2-13成年人人体尺寸与身高〔H〕的关系1/2/202462人机工程学(第三版)多媒体教学前往图2-14以身高为基准的设备和器具尺寸概算图图2-6立姿人体尺寸编号图1/2/202463人机工程学(第三版)多媒体教学前往

百分比／(％)K百分比／(％)K0．51．02．551015202530502．5762．3261．960l.6451.2821．0360．8420．6740．5240．00070758085909597．599．099.50．5240．6740．8421．0361．2821．6451．9602．3262．576表2-1百分比与变换系数1/2/202464人机工程学(第三版)多媒体教学Z01234567890．00．10．20，30．40．50．60．70．80．91．01．11.21．31．41．51．61．71．81．92．02．12．22．32．42．52.60．00000．03980．07930．11790．155l0．19150．22580．25800．288l0．31590．34130．36430．38490．40320．41920．43320．44520．45540．464l0．47130．47720．482l0.48610．48930．49180．49380．49530．00400．04380，08320．12170.15910．19500．229l0．26120．29100．31860．34380．36650．38690．40490．42070．43450．44630．45640．46490．47190，47780．48260．48640．48960．49200．49400．49550．00800．04780．087l0．12550．16280．19850．23240．26420．29390．32120，34610．36860．38880．40660．42220．43570．44740．45730．46560.47260．47830．48300．48680，48980．49220．49410．49560．01200．05170．09100．12930．16640．20190．23570．26730．29670．32380．34850．37080．39070．40820．42360．43700．44840．45820．46640．47320．47880．48340．487l0．490l0．49250．49430．49570．01300．05570．09480．133l0．17000．20540．23890．27040．29960．32640．35080。37290，39250．40990．425l0．43820．44950．45910．467l0．47380．47930．48380．48750．49040．49270．49450．49590．01990．05960．09870．13680．17360．20880．24220，27340．30230．32890．35310．37490．39440．41150，42650．43940．45050．45990．46780．47440．47980．48420．48780．49060，49290．49460．49600．02390．06360．10260．14060．17720．21230．24540，27640．305l0．33150．35540．37700．39620．413l0．42790．44060．45150．46080．46860．47500．48030．48460，488l0．49090．49310．49480．496l0．02790．06750．10640．14430．18080．21570．24860．27940．30780．33400．35770．37900．39800．41470．42920．44180．45250．46160．46930，47560．48080．48500．48840．493l0．49320．49190．49620．03190．07140．11030．14800，18440．21900．25180．28230.31060．33650．35990．38100．39970．41620．43060．44290．45350．46250．46990．476l0．48120，48540．48870．49130．49340．49510．49630．03590．07540．114l0．15170．18790．22240．25490。28520，31330．33890．362l0．38300．40150．41770．43190．444l0．45450．46330．47060．47670．48170．48570．48900．49160．49360．49520．4964表2-2正态分布表接续表1/2/202465人机工程学(第三版)多媒体教学前往Z0l234567892．72．82．93．03．13．23．33．43．53．63．73．83．90．49650．49740．498l0．49870．49900．49930．49950．49970．49980．49980．49990．49990．50000．49660．49750．49820．49870．499l0．49930．49950．49970．49980．49980．49990．49990．50000．49670．49760．49820．49870．499l0．49940．49950．49970．49980．49990．49990．49990．50000．49680．49770．49830．49880．499l0．49940．49960．49970．49980．49990，49990，49990．50000．49690．49770．49840．49880．49920.49940．49960．49970．49980．49990，49990，49990．50000．49700．49780．49840．49890．49920.49940．49960．49970．49980．49990．49990．49990．50000．497l0．49790．49850．49890．49920．49940．49960．49970．49980．49990．49990．49990．50000．49720．49790．49850．49890.49920．49950．49960．49970．49980．49990．49990．49990．50000．49730．49800．49860．49900．49930．49950．49960．49970．49980．49990．49990．49990．50000.49740.49810.49860.49900.49930.49950.49970.49980.49990.49990.49990.49990.5000续1/2/202466人机工程学(第三版)多媒体教学前往

年龄分组男(18～60岁)女(18—55岁)151050909599l510509095991.1身高154315831604167817541775181414491484150315701640165916971.2体重kg444850597075833942445263667l1.3上臂长2792892943133333383492522622672843033023191.4前臂长2062162202372532582681851931982132292342421.5大腿长4134284364654965055233874024104384674764941.6小腿长324338344369396403419300313319344370375390丈量工程百分位数表2-3人体主要尺寸1/2/202467人机工程学(第三版)多媒体教学前往

年龄分组男(18—60岁)女(18～55岁)151050909599l510509095992.1眼高143614741495156816431664l7051337137l138814541522154l15792.2肩高1244128l129913671435145514941166119512ll127l1333135013852.3肘高92595496810241079109611288738999139601009102310502.4手功能高65668069374l7878018286306506627047467577782.5会阴高70172874l7908408568876486736867327797928192.6胫骨点高39440941744447248l498363377384410437444459丈量工程百分位数表2-4立姿人体尺寸1/2/202468人机工程学(第三版)多媒体教学前往

年龄分组男(18～60岁)女(18～55岁)15105090959915105090953.1坐高8368588709089479589797898098198558919013.2坐姿颈椎点高5996156246576917017195635795876176486573.3坐姿眼高7297497617988368478686786957047397737833.4坐姿肩高5395575665986316416595045185265565855943.5坐姿肘高2142282352632912983122012152232512772843.6坐姿大腿厚1031121161301461511601071131171301461513.7坐姿膝高4414564614935235325494104244314584854933.8小腿加足高372383894134394484633313423503823994053.9坐深4074214294574864945103884014084334614693.10臀膝距4995155245545855956134814955025295615703.1l坐姿下肢长89292193799210461063109682685l865912960975丈量工程百分位数表2-5坐姿人体尺寸1/2/202469人机工程学(第三版)多媒体教学前往

年龄分组男(18～60岁)女(18—55岁)1510509095991510509095994．1胸宽2422532592803073153312192332392602892993194．2胸厚1761861912122372452611591701761992302392604．3肩宽3303443513753974034153043203283513713773874．4最大肩宽3833984054314604694863473633713974284384584．5臀宽2732822883063273343462752902963173403463604．6坐姿臀宽2842953003213473553692953103183443743824004．7坐姿两肘间宽3533713814224734895183263483604044603785094．8胸围762791806867944970101871774576082591994910054．9腰围62065066573585989596062265968077290495010254．10臀围780805820875948970100979582484090097510001044丈量工程百分位数表2-6人体程度尺寸1/2/202470人机工程学(第三版)多媒体教学前往项目东北、华北西北区东南区华中区华南区西南区均值标准差均值标准差均值标准差均值标准差均值标准差均值标准差男（18-60岁）体重/kg648.28．2607．6597．7576．9566．955身高169356.656.6168453.7168655．2166956.3165057.11647胸围88855.555.588051．586552．085349．285l48．9855女（18-60岁）体重/kg557.77.7527．15l7．2506．8496．550身高158651.851.8157551．9157550．8156050．7154949．71546胸围84866.466.483755．983159．882055．881957．6809表2-7六个区域的身高，胸围，体重的均值及规范差1/2/202471人机工程学(第三版)多媒体教学前往男女男女尺寸5th50th95th％％％5th50th95th％％％尺寸5th50th95th％％％5th50th95th％％％身高眼高肩高肘高胯高指关节高指尖高坐姿高坐姿眼高坐姿肩高坐姿肘高腿厚臀-膝长臀-腿弯长膝高腿弯高肩宽(两三角肌)肩宽15851680177514701555164013001380146095010151080790855920685750815575640705845900955720780840555605655190240290110135160505550595405450495450495540365405445380425475335365395145515551655133014251520118012651350870935100071578585565071578054061068078084090C660720780510560610165230295105130155470520570385435481410455500325375425335385435315350385胯宽胸深腹深肩肘长肘-指长上身长肩-指长头长头宽手长手宽足长足宽双臂平伸宽双肘平伸宽立姿垂直伸及坐姿垂直伸及前伸及30033537015519523515021027031034037041044548068073078058062066017519020515016017016518019570809023525026585951051480163517908058859651835197021051110120513006407057702953303651602152701502152802903153403604004406156607055255605951601751901351501651501651806