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1.人体测量基本知识人体测量基本知识2.人体测量中主要统计函数人体测量中主要统计函数3.惯用人体测量数据惯用人体测量数据4.人体各部分结构参数计算人体各部分结构参数计算5.人体测量数据应用人体测量数据应用第1页人体测量基本知识人体测量基本知识1.概概 述述2.人体测量基本术语人体测量基本术语3.人体测量主要仪器人体测量主要仪器第2页 人体测量学是一门新兴学科，它是人体测量学是一门新兴学科，它是经过经过测测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之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差异，间在人体尺寸上差异，用以用以研究人形态特征，研究人形态特征，从而从而为各种工业设计和工程设计提供人体测为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。量数据。概概 述述第3页人人体体形形态态测测量量数数据据人体人体结构尺寸结构尺寸测量数据测量数据人体人体功效尺寸功效尺寸测量数据测量数据人体生理参数测量人体生理参数测量（人体静态时各部尺寸数据）（人体静态时各部尺寸数据）（人体在某种运动状态下各部尺寸数据）（人体在某种运动状态下各部尺寸数据）第4页人体测量基本术语人体测量基本术语1.被测者姿势被测者姿势2.测量基准面测量基准面3.测量方向测量方向4.支撑面和衣着支撑面和衣着5.基本测点及测量项目基本测点及测量项目第5页被测者姿势被测者姿势立立 姿：姿：坐坐 姿：姿：被测者挺胸宜立，头部以眼耳平面定位，眼睛平被测者挺胸宜立，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，自然伸直腿部，掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，自然伸直腿部，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈左、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。夹角，体重均匀分布于两足。被测者挺胸坐在被调整到腓骨头高度平面上。头被测者挺胸坐在被调整到腓骨头高度平面上。头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方。左、右大腿部以眼耳平面定位，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，大致平行，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上手轻放在大腿上第6页测量基准面测量基准面A.三三 轴轴B.矢状面矢状面C.正中矢状面正中矢状面D.冠状面冠状面E.水平面水平面F.眼耳平面眼耳平面第7页第8页？第9页经过左、右耳屏点及右眼眶下点水平面称为眼耳平面或法兰克福平面。眼耳平面眼耳平面第10页测量方向测量方向A.上方上方&下方下方B.内侧内侧&外侧外侧C.近位近位&远位远位D.桡侧桡侧&尺侧尺侧E.胫侧胫侧&腓侧腓侧第11页 在人体上、下方向上，将上方称为头侧在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。端，将下方称为足侧端。头头 侧侧 端端足足 侧侧 端端第12页在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面方在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面方向称为内侧，将远离正中矢状面方向称为外向称为内侧，将远离正中矢状面方向称为外侧。侧。第13页 在四肢上将靠近四在四肢上将靠近四肢附着部位称为肢附着部位称为近位近位，将远离四肢附着部位称将远离四肢附着部位称为为远位远位。第14页在上肢上，在上肢上，将桡骨侧称将桡骨侧称为为桡侧桡侧，将，将尺骨侧称为尺骨侧称为尺侧尺侧在下肢上，在下肢上，将胫骨侧称将胫骨侧称为为胫侧胫侧，将，将腓骨侧称为腓骨侧称为腓侧腓侧第15页支撑面和衣着支撑面和衣着 立姿时站立地面或平台以及坐姿时椅平立姿时站立地面或平台以及坐姿时椅平面应是面应是水平水平，稳固稳固不可压缩不可压缩。要求被测量者裸体或穿着尽可能少内衣要求被测量者裸体或穿着尽可能少内衣(比如只穿内裤和汗背心比如只穿内裤和汗背心)测量，在后者情况测量，在后者情况下，在测量胸围时，男性应撩起汗背心，女下，在测量胸围时，男性应撩起汗背心，女性应松开胸罩后进行测量。性应松开胸罩后进行测量。不论何种姿势，身体都必须保持左右对不论何种姿势，身体都必须保持左右对称，因为呼吸而使测量值有改变测量项目应称，因为呼吸而使测量值有改变测量项目应在在呼吸平静时呼吸平静时进行测量。进行测量。第16页线性测量项目为线性测量项目为1mm，体重为体重为o5kg测量值读数精度测量值读数精度第17页基本测点及测量项目基本测点及测量项目在国家标准GB 397583中要求了人机工程学使用相关人体测量参数测点及测量项目，其中包含：头部头部测点16个和测量项目12项；躯干躯干和四肢四肢部位测点共22个，其测量项目共69项，其中分为：立姿立姿40项；坐姿坐姿22项，手手和足足部6项以及体重体重1项。第18页人体测量主要仪器人体测量主要仪器1.人体测高仪人体测高仪2.人体测量用直角规人体测量用直角规3.人体测量用弯角规人体测量用弯角规第19页国家标准国家标准GB 5704185是人体测高仪技术标准，该测高仪适合用于读数值为1mm；测量范因为0一一1996mm人体高度尺寸测量。标准中所要求人体测高仪由直尺1、固定尺座2、活动尺座3、弯尺4、主尺扦5和底层6组成，如图23所表示。若将两支弯尺分别插入固定尺座和活动尺座，与组成主尺杆第一、二节金属管配合使用时，即组成圆杆弯脚规，可测量人体各种宽度和厚度。人体测高仪人体测高仪第20页人体测量用直角规人体测量用直角规 国家标准国家标准GB 5704285是人体测量用直脚规技术标准，此种直脚规适合用于读数值为1mm和0.1mm，测量范围为0200mm和0250 mm人体尺寸测量。直脚规依据有没有游标读数分1型和2型两种类型第21页它是用于不能直接以直尺测量两点问距离测量，如测量肩宽、胸厚等部位尺寸。国家标准国家标准GB 5704385是人体测量用弯脚规技术标准此种弯脚规适合用于读数值为1mm，测量范围为0300mm人体尺寸测量。人体测量用弯角规人体测量用弯角规第22页人体测量中主要统计函数人体测量中主要统计函数1.1.均均 值值2.2.方方 差差3.3.标准差标准差4.4.百分位数百分位数第23页均均 值值表示样本测量数据集中地趋向某一个值，该值称为平均值，简称均值。均值是描述测量数据位置特征值，可用来衡量一定条件下测量水平和概括池表现测量数据集中情况。对于有n个样本测量值：x1，x2,.xn其均值为：第24页一组学生身高分别为：一组学生身高分别为：160cm，158cm，165cm，166cm，175cm，167cm，170cm；求这组学生身求这组学生身高平均值：高平均值：平均值平均值=1600+1580+1650+1660+1750+1670+1700 7 1658.6 mm例：例：第25页描述测量数据在中心位置(均值)上波动程度差异值叫均方差，通常称为方差。方差表明样本测量值是变量，既趋向均值而又在一定范围内波动。对于均值为xn个样本测量值：x1,x2,.xn,其方差s2定义为：方方 差差S2=1n-1(x1-x)2+(x2-x)2+(xn-x)2=1n-1 ni=1（xi x）2第26页例：例：一组学生身高分别为：一组学生身高分别为：160cm，158cm，165cm，166cm，175cm，167cm，170cm；求这组数据方差求这组数据方差S2S2=171（160166)2+（158166)2（170166)2=33.1第27页标准差标准差1n-1 ni=1（xix）2S=1/2方差平方根方差平方根S就是标准差就是标准差第28页一组学生身高分别为：一组学生身高分别为：160cm，158cm，165cm，166cm，175cm，167cm，170cm；求这组数据标准求这组数据标准差差SS=33.1 例：例：第29页百分位数百分位数人体测量数据常以百分位数表示人体尺寸等级，最惯用是第5、第50、第95三种百分位数。其中：第第5 5百分位数百分位数表示“小小”身材。是指有5%5%人群身材尺寸小于此值，而有9595人群身材尺寸大于此值；第第5050百分位数百分位数表示“中中”身材，是指大于和小于此值人群身材尺寸各为5050；第第9595百分位数百分位数表示“大大”身材，是指有9595人群身材尺寸小于此值，而有5 5人群身材尺寸大于此值。第30页怎样求百分位数怎样求百分位数当已知某项人体测量尺寸均值为x，标准差为s，需要求任一百分位人体测量尺寸Pv(百分位数)时，可用下式计算：Pv=X+（s k）当求150之间数据时，式中取“”号：当求5099之间数据时，式中取“十”号。第31页式中式中K为变换系数，设计中惯用百分位与变换系数为变换系数，设计中惯用百分位与变换系数K关系见表关系见表百分位百分位数数K K百分位百分位数数K K百分位百分位数数K K0.50.51.01.02.52.55 51010151520202.5722.5722.3622.3621.9601.9601.6451.6451.2821.2821.0361.0360.8420.84225253030505070707575808085850.6740.6740.5240.5240.0000.0000.5240.5240.6740.6740.8420.8421.0361.0369090959597.697.699.099.099.599.51.2821.2821.6451.6451.9601.9602.3262.3262.5762.576第32页例：例：匈牙利成年男性平均身高为166.0cm，标准差是5.4，请求出该国成年男性群体中5%、50%、和90%身高值。5%身高值=166.0 （5.4 1.645）=157.1cm50%身高值=166.0 （5.4 0.000）=166.0cm90%身高值=166.0+（5.4 1.282）=172.9cm第33页惯用人体测量数据惯用人体测量数据GB10000一88是1989年7月开始实施我国成年人人体尺寸国家标准。该标准依据人机工程学要求提供了我国成年人人体尺寸基础数据，它适合用于工业产品设计、建筑设计、军事工业以及工业技术改造、设备更新及劳动安全保护。该标准共提供了七个类共47项人体尺寸基础数据，标准中所列出数据，是代表从事工业生产法定中国成年人(男1860岁，女1855岁)人体尺寸，并按男、女性别分开列表。见书本见书本P85第34页人体各部分结构参数计算人体各部分结构参数计算1.以身高计算各部分尺寸以身高计算各部分尺寸2.由体重计算体积和表面积由体重计算体积和表面积3.由体重、身高、体积计算生物力学由体重、身高、体积计算生物力学参数参数对于设计中所需人体数据，当无条件测量时，或宜接测量有困难时，或者是为了简化人体测量过程时，可依据人体身高、体重等基础测量数据，利用经验公式计算出所需其它各部分数据。第35页以身高计算各部分尺寸以身高计算各部分尺寸第36页我国成年男女足底到膝盖距离：我国成年男女足底到膝盖距离：男男=0.265 H H，女女=0.261=0.261H H 我国家标准准人尺度：我国家标准准人尺度：男男=170cm，女女=160cm我国家标准准人体重我国家标准准人体重男男=62kg，女女=52kg第37页计算体积和表面积计算体积和表面积1.人体体积计算人体体积计算：2.L=1.015W 4.937 （W为人体体重为人体体重kg）2.人体表面积计算人体表面积计算：3.B=0.0061H+0.0128W0.15294.（H为身高为身高cm，W为体为体重重kg）男性男性 B=100H 女性女性 B=77H 第38页已知道身高求体重：已知道身高求体重：正常体重：正常体重：W=H110（kg）理想体重：理想体重：W=H100（kg）H单位是单位是cm假如人体体重经常低于或高于正常体重假如人体体重经常低于或高于正常体重10以上，则属于不正常状态。以上，则属于不正常状态。第39页由体重、身高、体积计算生物力学参数由体重、身高、体积计算生物力学参数手掌重心位置：手掌重心位置：O1=0.506L前臂重心位置：前臂重心位置：O2=0.430L上臂重心位置：上臂重心位置：O3=0.436L大腿重心位置：大腿重心位置：O4=0.433L小腿重心位置：小腿重心位置：O5=0.433L躯干重心位置：躯干重心位置：O6=0.660L1.人体各部分重心位置：人体各部分重心位置：（离靠近身体中心关节距离，（离靠近身体中心关节距离，单位单位cm）第40页人体各部分旋转半径人体各部分旋转半径：（离靠近身体中心（离靠近身体中心关节距离，单位关节距离，单位cm）手掌旋转半径：手掌旋转半径：R1=0.587L前臂旋转半径：前臂旋转半径：R2=0.526L上臂旋转半径：上臂旋转半径：R3=0.542L大腿旋转半径：大腿旋转半径：R4=0.540L小腿旋转半径：小腿旋转半径：R5=0.528L躯干旋转半径：躯干旋转半径：R6=0.830L第41页人体各部分体积人体各部分体积手掌体积：手掌体积：V1=0.00566L前臂体积：前臂体积：V2=0.01702L上臂体积：上臂体积：V3=0.03495L大腿体积：大腿体积：V4=0.0924L小腿体积：小腿体积：V5=0.4083L躯干体积：躯干体积：V6=0.6132L第42页人体各部分重量：人体各部分重量：手掌重量：手掌重量：W1=0.006W前臂重量：前臂重量：W2=0.018W上臂重量：上臂重量：W3=0.0357W大腿重量：大腿重量：W4=0.0946W小腿重量：小腿重量：W5=0.042W躯干重量：躯干重量：W6=0.05804W第43页人体测量数据应用人体测量数据应用1.人体测量尺寸修正人体测量尺寸修正2.主要人体测量尺寸应用标准主要人体测量尺寸应用标准第44页人体测量尺寸应用标准人体测量尺寸应用标准人体大小各不相同，设计普通不可能满足全部使用者。人体大小各不相同，设计普通不可能满足全部使用者。为了使设计能适合于较多使用者，在应用人体测量数为了使设计能适合于较多使用者，在应用人体测量数据时应考虑以下标准：据时应考虑以下标准：1.由人体身高决定物体，如门、船舱口、通道、床、拉架等，其尺寸应以第95百分位数为依据。2.由人体一些部分尺寸决定物体，如取决于腿长坐平面高度，其尺寸应以第5百分位数为依据。3.可调尺寸，应可调整到使第5百分位数和第95百分位数之间全部些人使用方便。第45页4.以第以第5百分位数和第百分位数和第95百分位数为界限值物百分位数为界限值物体，体，当身体尺寸在界限以外人使用会危害其健当身体尺寸在界限以外人使用会危害其健康或增加事故危险时康或增加事故危险时，其尺寸界限应扩大到第，其尺寸界限应扩大到第1百分位数和第百分位数和第99百分位数。如紧急出口以及至百分位数。如紧急出口以及至运转着机器部件有效半径，应以第运转着机器部件有效半径，应以第99百分位数百分位数为依据，而使用者与紧急制动杆距离则应以第为依据，而使用者与紧急制动杆距离则应以第1百分位数为依据百分位数为依据。5.门铃、插座、电灯开关安装高度以及付账门铃、插座、电灯开关安装高度以及付账柜台高度，应以第柜台高度，应以第50百分位数为依据。百分位数为依据。第46页应用人体尺寸参数数据时应注意问题应用人体尺寸参数数据时应注意问题1.必须搞清设计使用者或操作者情况，列出使用者必须搞清设计使用者或操作者情况，列出使用者待待征征，包含性别、年纪、种族、体格等。，包含性别、年纪、种族、体格等。2.人体尺寸统计分布普通是呈正态分布，故按人体尺人体尺寸统计分布普通是呈正态分布，故按人体尺寸均值设计产品和工作空间，往往只能适合寸均值设计产品和工作空间，往往只能适合50人群，人群，而对另外而对另外50人群则不适合。人群则不适合。3.选取人体尺寸数据时，要选取人体尺寸数据时，要考虑操作者着衣穿鞋情况考虑操作者着衣穿鞋情况和其它可能配置东西和其它可能配置东西，如手套、头盔、靴子及其它用，如手套、头盔、靴子及其它用具。具。第47页着装人体尺寸增大调整值着装人体尺寸增大调整值 单位：mm第48页作业：作业：1.已知某办公室六位男性职员身高分别为：已知某办公室六位男性职员身高分别为：2.160cm、169cm、172cm，165cm、178cm、155cm 求他们身高平均值求他们身高平均值2.求上述每人正常体重、体积、表面积和躯干重求上述每人正常体重、体积、表面积和躯干重 心心位置，并求出每个人办公桌理想高度（不包含鞋）。位置，并求出每个人办公桌理想高度（不包含鞋）。3.艾克斯企业欲制造一批可调整电脑扶手椅分别出口到艾克斯企业欲制造一批可调整电脑扶手椅分别出口到美美国国、加拿大加拿大和和意大利意大利，现委托各小组同学进行设计，假设现委托各小组同学进行设计，假设使用者全都是使用者全都是成年男性成年男性，试求出，试求出椅面椅面和和扶手扶手可调整范围尺可调整范围尺寸（单位寸（单位cm）。）。第49页 各小组自主选择访问各小组自主选择访问幼稚园幼稚园，小学小学、中学中学或我校或我校其它其它院系院系某一班级，随机抽取该班某一班级，随机抽取该班20%人员，采集以下各人员，采集以下各测量项目标数值，测量项目标数值，建立数据库建立数据库，并求得各项目标，并求得各项目标平均平均数数和和标准差标准差。采集项目：采集项目：书本书本87页，编号页，编号1.2，1.3，1.4，1.5，1.7，1.9，1.12，1.13，1.14，1.15书本书本8889页，编号页，编号2.1，2.2，2.3，2.4，2.5，2.8，2.9，2.10书本书本90页，编号页，编号4.1，4.2，4.3，实践课题实践课题第50页 项 目 测量值对 象身身 高高眼眼 高高被测1被测2被测3被测4平均值某校某年级某班人体测量数据库某校某年级某班人体测量数据库 时间：时间：测量小组参数：小组组员、分工情况第51页1.已知某办公室六位男性职员身高分别为：已知某办公室六位男性职员身高分别为：2.160cm、169cm、172cm，165cm、178cm、155cm 求他们身高平均值求他们身高平均值答：答：平均身高平均身高=166.5 cm160+169+172+165+178+1556第52页2.求上述每人正常体重、体积、表面积和躯干重求上述每人正常体重、体积、表面积和躯干重 心心位置，并求出每个人办公桌理想高度（不包含鞋）。位置，并求出每个人办公桌理想高度（不包含鞋）。答：答：正常体重正常体重=H 110=160 110=50 Kg（千克）千克）体体 积积=1.015W 4.937 =1.015*50 4.937 =45.813 L（升）升）表面积表面积=0.0061H+0.0128W 0.1529 =0.0061*160+0.0128*50 0.1529 =1.4631 M2（平方米）平方米）第53页3.艾克斯企业欲制造一批可调整电脑扶手椅分别出口到艾克斯企业欲制造一批可调整电脑扶手椅分别出口到美美国国、加拿大加拿大和和意大利意大利，现委托各小组同学进行设计，假设现委托各小组同学进行设计，假设使用者全都是使用者全都是成年男性成年男性，试求出，试求出椅面椅面和和扶手扶手可调整范围尺可调整范围尺寸（单位寸（单位cm）。）。答：以美国为例答：以美国为例美国男性平均身高为美国男性平均身高为175.5m，标准差为标准差为7.2，所以第，所以第5%身高身高=175.5（7.2*1.645）=163.656m，第第95%身高身高=175.5+（7.2*1.645）=187.344m依据依据“小腿加足高小腿加足高”计算公式计算公式S=0.249H，美国男性第美国男性第5%身高坐平面高身高坐平面高=0.249*163.7=40.8cm，第第95%身高坐身高坐平面高平面高=0.249*187.3=46.6cm，可调整范围是可调整范围是40.846.6cm，约约5cm或者：第或者：第5%身高坐平面高身高坐平面高=163.7*3/13=37.8cm，第第95%身高坐平面高身高坐平面高=187.3*3/13=43.2cm，可调整范围是可调整范围是37.843.2cm，约约5cm第54页
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