第11章 人体测量.ppt

1、第十一章 人体测量,人体测量学是一门新兴的学科，它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。 这些测量数据对工作空间的设计，机器、设备设计以及操纵装置等设计具有重要意义，并直接关系到合理地布置工作地，保证合理的工作姿势，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。,基本术语 人体测量尺寸分类 测量方法 选用相关数据时应注意问题 主要统计指标 人体测量数据的应用 人体各部分结构参数计算 身高尺寸在设计中的应用,学习内容：,（一）测量基准面 1、矢状面 正中矢状面 2、冠状面 3、水平面 4

2、、眼耳平面：通过左、右耳屏点及左（？）眼眶下点的水平面称为眼耳平面或法兰克福平面。,一、人体测量的基本术语GB/T5703-1999用于技术设计的人体测量基础项目,（二）基本姿势 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，膝部自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈45夹角，体重均匀分布于两足。 坐姿 指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。,一、人体测量的基本术语,（三）测量方向 （1）在人体上、

3、下方向上，将上方称为头侧端，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，远离正中矢状面的方向称为外侧。 （3）在四肢上，将靠近四肢附着部位的称为近位，远离四肢附着部位的称为远位。 （4）对于上肢，将桡骨侧称为桡侧，尺骨侧称为尺侧。 （5）对于下肢，将胫骨侧称为胫侧，腓骨侧称为腓侧。,一、人体测量的基本术语,（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

4、量项目测量值读数精确度：1mm 体重读数精确度：0.5kg。,二、人体测量尺寸分类,人体形态测量数据主要分两类： 1、静态人体尺寸/构造尺寸 人体主要尺寸：图11-4，表11-1 立姿人体尺寸：图11-5，表11-2 坐姿人体尺寸：图11-6，表11-3 人体水平尺寸：图11-7，表11-4 人体限制尺寸：图11-2 2、动态人体尺寸/功能尺寸，见图11-3 手、上肢、下肢、脚所及范围及关节能达到的距离和能转动的角度。 上肢功能(动态)尺寸，见表11-6,三、人体测量方法,(一) 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 4.人体测量用三脚平

5、行规 5.坐高椅 6.量足仪 7.软卷尺 8.医用磅秤等,三、人体测量方法,（二）测量方法 GB/T 57031999用于技术设计的人体测量基础项目的有关规定 1、测量时应在呼气与吸气的中间进行。 2、其次序为从头向下到脚；从身体的前面，经过侧面，再到后面。 3、测量时只许轻触测点，不可紧压皮肤，以免影响测量的准确性。 4、身体某些长度的测量，既可用直接测量法，也可用间接测量法两种尺寸相加减。 5、测量项目应根据实际需要确定。,四、选用相关数据时应注意,1、以上数据均为裸体测量结果，设计时应根据着衣情况进行修正 2、立姿要求自然挺胸直立，坐姿要求端坐，非标准状态时要增加适当的修正量。 3、地区

6、不同，人体尺寸差异较大，所列数据为六大区域的平均值及标准差值 (东北华北、西北、东南、华中、华南、西南） 4、表中所列数据为1860岁年龄段,五、人体测量中的主要统计指标,在人体测量中所得到的测量值都是离散的随机变量，因而可根据概率论与数理统计理论对测量数据进行统计分析，从而获得所需群体尺寸的统计规律和特征参数。,1. 平均值：表示样本数据集中的趋向某一个值，描述数据位置特征。,2.标准差：测量值对平均值的波动情况。,用PK表示，表示设计的适应域，表示一个位置、一个界值。 一个百分位数将群体或样本的全部测量数据分为两部分，有K% 的测量值等于和小于它，有（100-K）%的测量值大于它。 在设计

7、中，当需要得到任一百分位所对应的数值时 ，则可按下式进行计算,K 百分比变换系数，见表11-7 “-” 1%-50%之间的百分位数 “+” 50%-99%之间的百分位数,3.百分位数,例11-1 设计适用于90东南区男性使用的产品，试问应按怎样的身高范围设计该产品尺寸?,解： 1、首先确定适用百分位数。要求产品适用于90的人群，故应以第5百分位数为下限，第95百分位数为上限进行设计。 2、由表11-7查得，5%与95%的变换系数K1.645 3、由表11-5查得东南区男性身高平均值 1686mm，标准差55.2mm。 4、由此可求得第5百分位数为 168655.21.645=1595.2（mm

8、） 第95百分位数值为 168655.21.645=1776.8（mm） 5、 结论：按身高1595.21776.8mm设计产品尺寸，将适用于90的东南区男性。,人体测量尺寸对应的百分率计算,P=0.5s S概率数值，可根据 ，求解z 值，在表11-8中查取。,例11-2 已知女性A身高1610mm，试求有百分之几的东北女性超过其高度？,解 由表11-5查得东北女性身高平均值 =1586mm,标准差SD=51.8mm。则： 根据Z 值查表11-8得s=0.1772(取近似值0.177)，由式（11-5）求得P值为： P=0.50.177=0.677 结论：身高在1610mm以下的东北女性为67

9、.7%，超过女性A身高的东北女性则为32.3%。,六、人体测量数据的应用,人体测量数据是产品功能尺寸及作业空间设计的基础。人体测量数据使用是否得当，关系到设计结果的舒适性、可靠性和安全性。 我们在生活及工作中经常会看到或感受到一些由于产品设计问题而导致的不便利情况，例如： 公交车座椅前后间距过小 电梯楼层按钮布局不合理,以上例子说明了这样一个问题不论在产品 设计还是在空间设计中，必须要恰当使用人体测 量数据作为基础，这样的设计结果才会具有舒适 性、可靠性、安全性。,以我国车船卧铺上下铺净空高度（x）设计为例，来学习人体测量数据在产品、空间设计中的应用方法：,静态测量数据：功能结构尺寸设计 例如

10、：桌面、座椅的高度设计 动态测量数据：可达距离、角度设计 例如：汽车驾驶室的操作面板距座椅距离,1、考虑人体测量数据的静态和动态性，确定使用哪一类数据。,a) 汽车驾驶静态图 b)汽车驾驶动态图,2、确定对于设计至关重要的人体尺寸,3、确定使用对象，进而确定使用哪个区域人体测量数据,人体测量数据具有明显的地域性与民族性。 国际标准化组织人体测量标准 美国标准学会人体测量标准 英国标准化学会人体测量标准 德国标准化学会人体测量标准 日本工业标准调查会人体测量标准 中华人民共和国人体测量标准 东北、华北区人体数据 西北区 东南区 华中区 华南区 西南区,4、确定数据运用的原则、确定百分位数,最大最

11、小原则 最大（最大人体参数）原则：例如门高 p99 或 p95 最小（最小人体参数）原则：例如椅子高度 p5 可调性原则（与健康安全有关或减轻作业疲劳有关的设计：汽车座椅） p5 p95 平均原则（门拉手高度） p50,常见设计和人体数据百分位选择 间距类设计：p95 净空高度设计： p99 可及距离：低百分位数 座面高度： p5 隔断：保密p95、监视p5 公共场所工作台面高度：无特殊要求，以肘部高度设计，常选用平均值。,5、查找相关数据表，选择设计基础数据(xa)。,人体测量数据与年龄及性别相关，最大原则设计时需要使用我国成年男性数据进行设计 这里需要注意的是：人体测量数据具有时代特性，所

12、以一定要使用最新人体数据进行设计。,我国成年人坐姿人体尺寸 单位：mm,6、根据具体情况，确定合理的功能修正量 （ f）,由于从数表中查得的数据是裸体测量数据，而设计中涉及的人体尺度是在穿衣、鞋、甚至帽的情况下的尺寸，所以需要进行功能修正。 功能修正量随产品不同而异，通常为正值，有时也可能是负值，通常采用实验方法获取，也可以通过统计数据获取。 在本设计案例中，不仅要进行着装修正，还要进行褥垫的修正，即： 上下铺最小设计尺寸为：,7、根据具体情况，确定心理修正量(p),为了克服人们心理上产生的空间压抑感、高度恐惧感等心理感受，或者为了满足人们求美、求奇等心理需求，在人体基本功能尺寸的基础上加入合

13、适的心理修正量。 通常通过被试着主观评价表的评分结果进行统计分析获取心理修正量。 最佳上下铺净空高度值为：,七、人体各部分结构参数的计算,1、由身高计算各部分尺寸，见图11-8 2、由体重计算体积 V=1.015W4.937 V人体体积(L) W人体体重(kg) 3、有体重计算表面积 体表面积=0.0061身高(cm)+ 0.0128体重(kg)-0.1529,以身高为基准的设备和用具尺寸推算方法见 图11-9，图中有关尺寸定义参阅表11-10。,八、人体身高在设计中的应用,复习思考题,1.我国成年人身体尺寸分成西北、东南、华中、华南、西南、东北等六个区域，这对产品设计有何影响? 2.某地区人体测量的均值 1650mm，标准差 57.1mm，求该地区第95、90及第80的百分位数。 3.巳知某地区人的足长均值264.0mm，标准差SD45.6m