人机工程学人体测量学

第二章人体测量及测量数据的应用5/8/20241人机工程学人体测量学

人体测量学(anthropometry)是人类学的一门分支学科，主要研究人体测量和观察方法，并通过人体整体测量与局部测量来探讨人体的特征、类型、变异和发展规律。

人体测量学的目的是：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。使设计更适于人。1.1人体测量学的概述5/8/20242人机工程学人体测量学

人体测量学是人机工程学的重要组成部分。进行产品设计时，为使人与产品相互协调，必须对产品同人相关的各种装置作适合于人体形态、生理以及心理特点的设计，让人在使用过程中，处于舒适的状态以及方便地使用产品。因此设计师应了解人体测量学，生物力学方面的基本知识，并熟悉有关设计所必需的人体测量基本数据的性质、应用方法和使用条件。5/8/20243人机工程学人体测量学

人体测量数据主要分为两类：即人体构造尺寸和功能尺寸的测量数据。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，包括人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸。

照实际使用来分类，可以分为如下三种：

a.形态测量：以检查人体形态的方式进行测量，主要内容有：人体长度，人体体型，人体体积和重量，人体表面积。

b.生理测量：测量人体的主要生理指标，主要内容包括：人体出力范围，人体感觉反应，人体疲劳。c.运动测量：在对人体静态形态测量的基础上，测量人体的活动过程和活动范围的大小，主要内容有：动作范围，动作过程，形体变化，皮肤变化。5/8/20244人机工程学人体测量学测量姿势b.坐姿：被测者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，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。为确保坐姿正确，被测者的臀部、后背部应同时靠在同一铅垂面上。a.直立姿势（简称立姿）：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，膝部自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致成45°夹角，体重均匀分布于两足。为确保直立姿势正确，被测者应使足后跟、臀部和后背部与同一铅垂面相接触。

5/8/20245人机工程学人体测量学1.2人体测量的基本平面与轴

人的肢体运动是绕一定的轴在某基本平面内进行的。这些轴都有是以关节为原点。这些平面一般都有是通过轴而组成的平面。人体关节没有可见的轴，因而必须依据关节的形态和运动规律，假设出这些基本轴以说明人体各部分运动，便于人体测量。

5/8/20246人机工程学人体测量学a.测量基准面

①、矢状面人体测量基准面的定位是由三个互相垂直的轴（铅垂轴、纵轴和横轴）来决定的。通过铅垂轴和纵轴的平面及与其平行的所有平面都称为矢状面。

②、正中矢状面在矢状面中，把通过人体正中线的矢状面称为正中矢状平面。正中矢状平面将人体分成左、右对称的两个部分。

③、冠状面通过铅垂轴和横轴的平面及与其平行的所有平面都称为冠状面。冠状面将人体分成前、后两个部分。

④、水平面与矢状面及冠状面同时垂直的所有平面都称为水平面。水平面将人体分成上、下两个部分。

⑤、眼耳平面通过左、右耳屏点及右眼眶下点的水平面称为眼耳平面或法兰克福平面（OAE）。

5/8/20247人机工程学人体测量学5/8/20248人机工程学人体测量学b.运动轴

分别对应于矢状面，水平面和额状面设置三个基本轴，这些轴可在人体躯干，四肢和各脏器等部位设置。

矢状轴通过关节中心并垂直于额状面的一切轴叫矢状轴。

额状轴（又名冠状轴），通过关节中心并垂直于矢状面的一切轴叫额状轴。

垂直轴通过关节中心并垂直于水平面的一切轴叫垂直轴。5/8/20249人机工程学人体测量学c.测量项目

一．人体的主要测点图头顶点：当头部位于眼耳平面时，头顶在正中矢状面上最高的点。肩峰点：肩胛骨上缘最向外突出之点。用手指沿着肩胛骨有肩胛岗或没锁骨骨干向外摸，便可找到此点。桡骨点：桡骨小头上缘最高点。当上肢下垂，手掌贴附大腿，此点在肘关节侧面一小凹内。可在前臂做回转时更易确定。

茎突点：桡骨茎突最尖端之点。拇指外展时，拇指长展肌、拇长伸肌、拇短伸肌腱之间形成一三角形深窝。在此深窝底寻此点。指尖点：当手臂下垂，掌面朝内靠拢大腿外侧面时，指尖最向下之点。耳屏点：外耳道前方耳屏软骨上缘的起点。是决定眼耳平面的重要测点。5/8/202410人机工程学人体测量学5/8/202411人机工程学人体测量学身高：头顶点到地面的垂直距离。肩宽：两侧肩峰点之间的距离。上肢全长：肩峰点到指尖点的距离。上肢测量图全臂长：肩峰点到茎突点的距离全臂长测量图上臂长：肩峰点到肱骨外上髁点的距离。前臂长：尺骨鹰嘴突端点到肱骨小头桡骨点到茎突点的距离。前臂长测量图

1.3人体主要尺寸5/8/202412人机工程学人体测量学5/8/202413人机工程学人体测量学5/8/202414人机工程学人体测量学5/8/202415人机工程学人体测量学5/8/202416人机工程学人体测量学5/8/202417人机工程学人体测量学1.4人体测量常用工具主要工具有：体重器、身高测量仪、卷尺、直脚规、弯脚规等。5/8/202418人机工程学人体测量学5/8/202419人机工程学人体测量学a.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、稳固的和不可压缩的。b.被侧者的衣着要求被侧者裸体或穿着尽量少的内衣，例如只穿内衣裤和背心，后者的情况下，在测量胸围时，男性应撩起背心，女性应松去胸罩后进行进行测量。c.测量值读数精度线性测量项目的测量值读数精度为1mm，体重的读数精度为0.5kg。人体测量时的注意事项：5/8/202420人机工程学人体测量学1.5人体尺寸测量的分类

静态人体尺寸测量

静态人体尺寸测量是指被测者静止地站着或坐着进行的一种测量方式。静态测量的人体尺寸用作为设计工作空间的大小、家具、产品界面元件以及一些工作设施等的设计依据。目前我国成年人静态测量项目，国家标准正文中规定立姿有40项，坐姿有22项。详见GB3975—83《人体测量术语》和GB5703—85《人体测量方法》。

5/8/202421人机工程学人体测量学5/8/202422人机工程学人体测量学动态人体尺寸测量动态人体尺寸测量是指被测者处于动作状态下所进行的人体尺寸测量。动态人体尺寸测量的重点是测量人在执行某种动作时的身体动态特征。

5/8/202423人机工程学人体测量学2.1我国成年的人体结构尺寸

我国1989年7月1日实施的GB10000—88《中国成年人人体尺寸》，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。标准中所列数值，代表从事工业生产的法定中国成年人（男18～60岁，女18～55岁）。

第二节常用人体尺寸数据

标准中共列出47项我国成年人体尺寸基础数据，按男女性别分开，且分三个年龄段：18～25（男、女），26～35（男、女），36～60（男）、55（女），且分别给出这些年龄段的各项人体尺寸数值，为了方便使用，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。现将GB10000—88中的人体主要测量项目及尺寸摘录于图1—4及表1—1中，可在实际设计时查阅。5/8/202424人机工程学人体测量学a.人体主要尺寸

量百分分组项位数目男（18～60岁）女（18～55岁）151050909599

151050909599身高15431583160416781754177518141449148415031570164016591697体重kg4448505970758339424452636674上臂长279289294313333338349252262267284303308319前臂长206216220237253258268185193198213229234242大腿长413428436465496505523387402410438467476494小腿长324338344369396403419300313319344370376390单位：mm5/8/202425人机工程学人体测量学b.立姿人体尺寸量百分分组项位数目男（18～60岁）女（18～55岁）151050909599151050909599眼高14361474149515681643166417051337137113881454152215411579肩高12441281129913671435145514941166119512111271133313501385肘高9259549681024107910961128873899913960100910231050手功能高656680693741787801828630650662704746757778会阴高701728741790840856887648673686732779792819胫骨点高394409417444472481498363377384410437444459单位：mm5/8/202426人机工程学人体测量学5/8/202427人机工程学人体测量学c.坐姿人体尺寸

量百分分组项位数目男（18～60岁）女（18～55岁）151050909599151050909599坐高836858870908947958979789809819855891901920坐姿颈椎点高599615624657691701719563579587617648657675坐姿眼高729749761798836847868678695704739773783803坐姿肩高539557566598631641659504518526556585594609坐姿肘高214228235263291298312201215223251277284299坐姿大腿厚103112116130146151160107113117130146151160坐姿膝高441456464493523532549410424431458485493507小腿加足高372383389413439448463331342350382399405417坐深407421429457486494510388401408433461469485臀膝距499515524554585595613481495502529561570587坐姿下肢长8929219379921046106310968268518659129609751005单位：mm5/8/202428人机工程学人体测量学5/8/202429人机工程学人体测量学d.人体水平尺寸

量百分分组项位数目男（18～60岁）女（18～55岁）151050909599151050909599胸宽242253259280307315331219233239260289299319胸厚176186191212237245261159170176199230239260肩宽330344351375397403415304320328351371377387最大肩宽383398405431460469486347363371397428438458臀宽273282288306327334346275290296317340346360坐姿臀宽284295300321347355369295310318344374382400坐姿两肘间宽353371381422473489518326348360404460478509胸围76279180686794497010187177457608259199491005腰围6206506657358598959606226596807729049501025臀围780805820875948970100979582484090097510001044单位：mm5/8/202430人机工程学人体测量学5/8/202431人机工程学人体测量学百分位立姿双臂展开宽度立姿手伸过头顶高度坐姿手臂前伸距离坐姿腿前伸距离5%50%95%15791690180219992136227478183889695710281099表2—5几项常用的人体着装功能尺寸（男：18～60岁）单位：mm

5/8/202432人机工程学人体测量学项目东北、华北区西北区东南区华中区华南区西南区均值标准差SD均值标准差SD均值标准差SD均值标准差SD均值标准差SD均值标准差SD体重kg男648．2607．6597．7576．9566.9556.8女557．7527．1517．2506．8496.5506.9身高男169356．6168453．7168655．2166956．3165057.1164756.7女158651．8157551．9157550．8156050．7154949.7154653.9胸围男88855．588051．586552．085349．285148.985548.3女84866．483755．983159．882055．881957.680958.8表1—6身高、胸围、体重的均值及标准差SD

5/8/202433人机工程学人体测量学选用GB10000—88中所列人体尺寸数据时，应注意以下要点：

⑴、表列数值均为裸体测量的结果，在用于设计时，应根据各地区不同的着衣量而进行修正。⑵、立姿时要求自然挺胸直立，坐姿时要求端坐。如果用于其他立、坐姿的设计（例如放松的坐姿），要增加适当的修正量。⑶、由于我国地域辽阔，不同地区间人体尺寸差异较大，故根据征兵体检等局部人体测量资料，将全国划分为以下六个区域，即：①、东北、华北区包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山东、北京、天津、河北。②、西北区包括甘肃、青海、陕西、山西、西藏、宁夏、河南、新疆。5/8/202434人机工程学人体测量学③、东南区包括安徽、江苏、上海、浙江。④、华中区包括湖南、湖北、江西。

⑤、华南区包括广东、广西、福建、台湾。⑥、西南区包括贵州、四川、云南。5/8/202435人机工程学人体测量学实验一：二维人体尺寸模板制作（侧）一、实验目的：

1、掌握人体模板、百分位的概念。

2、掌握国家标准中关于人体模板的规定，通过自己动手，制作1套男性或女性P95百分位侧面坐姿人体模板。教材为上海美术出版社出版的《人机工程学应用》

3、培养理论与实践相结合的能力。

二、实验要求：

1、符合国家标准的规定。

2、制作精美、线条圆滑流畅，无毛刺。

3、简单记述制作流程及体会。

二、实验条件

试验设备及材料：有色卡纸、连接装置（大头钉、图钉）、剪刀、美工刀、双面胶、废旧报纸、KT板等。

5/8/202436人机工程学人体测量学三、制作过程（实验步骤，并附上自己所制作人体模板尺寸图）

1、查找《GB/T15759-1995》、《GB/T14779-93》、《GB10000-88》，将自己做的男或女性P95百分位的侧面（正面）坐姿人体模板的相关数据查出并记录下来，填入下表。

2、按照GB的尺寸，在卡纸上进行人体模板的绘制,比例为10：1，力求准确。

3、用剪刀或美工刀将绘制的身体个部分的模板剪下。

4、裁25*25cm的KT板，将人体模板各部按要求用图钉或大头钉组装在板材上。

5、检查人体模板的质量，例如：活动范围等。

6、在实验结果下方填写标号和班级、姓名、学号。

7、写实验报告。表：

性P95百分位侧面坐姿尺寸表（单位：mm）5/8/202437人机工程学人体测量学尺寸代码尺寸名称对应数据4.1.1身高

4.1.3上臂长

4.1.4前臂长

4.1.5大腿长

4.1.6小腿长

4.2.1眼高

4.2.2肩高

4.2.3肘高

4.2.4手功能高

4.2.5会阴高

4.2.6胫骨点高

4.3.1坐高

4.3.2坐姿颈椎点高

5/8/202438人机工程学人体测量学4.3.3坐姿腿高

4.3.4坐姿肩高

4.3.5坐姿肘高

4.3.6坐姿大腿