人体测量.pptx

人体测量的基本知识人体测量的基本知识常用人体尺寸数据常用人体尺寸数据人体测量数据的应用人体测量数据的应用人体主要参数的计算人体主要参数的计算设计用人体模板设计用人体模板第1页/共152页在中国二千多年前的内经灵柩之骨度篇中，对人体测量就有了较详细而科学的阐述。古埃及在公元前3500-2200年之间，也有类似人体测量的方法存在，并提出人体可分为十九个部位。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。第2页/共152页 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。第3页/共152页1.11.1人体测量人体测量1.1.1概述概述 人体测量数据主要分为两类：一类为静态测量数据，一类为动态测量数据。照实际使用来分类，可以分为如下三种：a.a.形形态态测测量量：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.b.生生理理测测量量：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.c.运动测量：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。第4页/共152页一些测量方法介绍一些测量方法介绍1.尺度测量 4.体积测量2.动态测量 5.肌肉疲劳测量3.力量测量 6.其它生理变化的测量第5页/共152页尺寸测量尺寸测量 最常用的测量工具是马丁测量仪，是由一些直尺、角尺、卡钳组合而成。在没有这种工具时，用一般的类似工具完全可以代替第6页/共152页 附着式量角器附着式量角器 三角平行规三角平行规 弯脚规弯脚规 立方体定颅器立方体定颅器第7页/共152页动态测量动态测量 测量人体在动态过程中某部位的运动轨迹。可用照相连续曝光的方式获得，也可以在所需的部分装上小灯泡，在黑暗的背景下用照相机的B门摄影。在有条件的前提下可将这类图片资料输入计算机用专业的软件处理。第8页/共152页力量测量力量测量 采用一般的拉力计、握力计、压力计、扭力计即可进行大多数的力量测量第9页/共152页体积测量体积测量排水法是简单有效的方法第10页/共152页肌肉疲劳测量肌肉疲劳测量 采用生物电流计测器。这种仪器可将由于肌肉疲劳而引起的肌肉化学变化转化为电信号，绘制成肌电图第11页/共152页例：例：3组不同坐姿的组不同坐姿的23腰椎背棘直肌肌电图腰椎背棘直肌肌电图a.背部有椅背依托b.背部无椅背依托但挺直c.前倾坐姿第12页/共152页其它生理变化的测量其它生理变化的测量 如呼吸、心跳、耗氧量、排汗量、血压等生理变化的测量，可以借助相应的医学仪器完成第13页/共152页1.1.2人体测量的基本知识1.1.2.1测量姿势测量姿势 b.b.坐姿：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.a.直立姿势直立姿势（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。第14页/共152页1.1.2.2人体测量的基本平面与轴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。第15页/共152页a.测量基准面 、矢状面、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。、正中矢状面、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。、冠状面、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。、水平面、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。、眼耳平面、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）。第16页/共152页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。垂直轴垂直轴 通过关节中心并垂直于水平面的一切轴叫垂直轴。第17页/共152页c.测量方向、在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。、在人体左、右方向上，将靠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。、在四肢上，将靠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。、在上肢上，将挠骨侧称为挠侧，将尺骨侧称为尺侧。、在下肢上，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。第18页/共152页d.测量项目 测量项目是用所需测量的两个部位、测点或经过点来定义的项目，国际GB397583中规定的测量项目有：直立姿势：直立姿势：直立姿势有身高，鼻根高，眼高，耳屏高，颏下点高，颈根高，颈窝高，胸骨缘高，乳房高，乳房下缘高，胸骨下缘高，脐高，耻骨联合高，会阴高，肩峰高，腋窝前高，肘高，挠骨头高，挠骨茎突高，尺骨茎突高，中指指点高，指尖点高，腰围高，髂脊高，髂前上棘高，大转子高，膝高，腓骨头高，腿肚高，颈椎高，肩胛骨下角点高，臀沟高，中指（上肢上举时）指尖点高，中指（上肢上举时）指点高。女人体加测乳房下缘高。采取自然坐姿时：采取自然坐姿时：坐高，坐姿眼高，坐姿颏下高，坐姿胸骨上缘高，坐姿肩峰高，坐姿髂脊高，坐姿大腿缘高，坐姿大转子点高，坐姿枕后点高，坐次颈椎高，坐姿肩胛骨下角高，坐姿肘高。第19页/共152页 躯躯干干的的尺尺寸寸：最大体宽，颈根宽，两户峰点宽，肩宽，腋窝前宽，胸宽，乳头间宽，腰宽，两髂脊点宽，臀宽，两肩胛骨下点宽，胸厚，胸矢状厚，腰厚，腹厚，臀厚，颈围，颈根围，上部胸围，乳头部位胸围，下部胸围，腰围，腹围、臀围，躯干垂直围长，颈前长，前胸长，颈后长，后背长，会阴上部前后长，臀部弧长，坐姿背肩峰距离，坐姿臀部大转子点距离，坐姿腋窝间宽。上上肢肢尺尺寸寸：指距，上肢长，腋窝一茎突距离，手长，手背长，第1指掌侧长，第2指掌侧长，第3指掌侧长，第4指掌侧长，第5指掌侧长，腕关节宽，最大手宽，手宽，第3指最大宽，第3指宽，上臂根厚度，前臂最大宽，腕关节厚，掌厚，第3指最大厚，第3指厚，上臂根围，腋窝部位上臂围，上臂围，前臂围，腕关节围，掌围；上肢前展，上肢最大前展，背指点距离，前臂手前展长，肩峰肘距离，第1和第5指尖点间最大距离，第3指基节长，最大抓握径，上臂最大围，肘最大围，前臂最大围，拳围，背部正中线尺骨茎突距离。第20页/共152页 下肢尺寸：下肢尺寸：足背高，内踝高，外踝高，足趾高，足长，足根跖骨距离，足背长，足跟内踝距离，大腿宽，膝宽，腿肚宽，踝上宽，足宽，足跟宽，内外踝宽，大腿厚，膝厚，腿肚厚，踝上厚，下肢根围，小腿围，膝围，腿肚围，踝上围，足围，足根围，坐姿髂骨上缘高，坐姿臀|膑骨前缘距离，坐姿臀腓骨头点距离，坐姿臀腿肚后缘距离，坐姿下肢长，坐姿膝围。头部尺寸：头部尺寸：头全高，容貌面长（），容貌面长（），形态面长，眼颏下距离，鼻长，人中高，唇全高，头盖高（），头盖高（），头长，枕后点鼻尖点距离，枕后点颏下点距离，枕后点眼外角点距离，枕后点耳屏点距离，鼻高，耳长，耳屏点上方的耳长，头宽，两耳间外宽，两耳屏点宽，两眼外宽，瞳孔间宽，两眼内宽，两下颌角间宽，鼻宽，口裂宽，耳宽，头周，头矢状弧长，耳屏点间头盖弧长，耳屏点间眉间弧长，耳屏点间颏下弧长，耳屏点间下颌弧长，耳屏点间枕部弧长。第21页/共152页 身体各部位间前后距离：身体各部位间前后距离：耳屏肩峰前后距离，肩峰胸骨上缘前后距离，肩峰乳头前后距离，肩峰胸骨下缘前后距离，肩峰腰围前缘前后距离，肩峰耻骨前后距离，肩峰大转子前后距离，大转子臀部后缘前后距离，大转子臀沟前后距离，大转子膑骨中点前后距离，大转子腓骨头前后距离，大转子外踝点前后距离，坐姿肩峰大转子前后距离，坐姿大转子腹部前缘前后距离。体重：体重（空腹裸重）。1.1.2.31.1.2.3其他其他 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.被测者的衣着 要求被测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。第22页/共152页1.1.3人体尺寸测量的分类人体尺寸测量的分类1.1.3.11.1.3.1静态人体尺寸测量静态人体尺寸测量 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GB397583人体测量术语和GB570385人体测量方法。第23页/共152页第24页/共152页1.1.3.21.1.3.2动态人体尺寸测量动态人体尺寸测量 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。第25页/共152页1.1.3.21.1.3.2动态人体尺寸测量动态人体尺寸测量 动态人体尺寸测量的特点是，在任何一种身体活动中，身体各部位的动作并不是独立完成的，而是协调一致的，具有连贯性和活动性。例如手臂可及的极限并非唯一由手臂长度决定，它还受到肩部运动、躯干的扭转、背部的屈曲以及操作本身特性的影响。由于动态人体测量受多种因素的影响，故难以用静态人体测量资料来解决设计中的有关问题。动态人体测量通常是对手、上肢、下肢、脚所及的范围以及各关节能达到的距离和可能转动的角度进行测量。第26页/共152页1.2.1我国成年的人体结构尺寸我国成年的人体结构尺寸 我国1989年7月1日实施的GB 1000088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1860岁，女1855岁）。1.2常用人体尺寸数据常用人体尺寸数据 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：1825（男、女），2635（男、女），3660（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GB 1000088中的人体主要测量项目及尺寸摘录于图14及表11中，可在实际设计时查阅。第27页/共152页a.a.人体主要尺寸人体主要尺寸 量百分分组项位数目男（1860岁）女（1855岁）151050909599151050909599身高15431583160416781754177518141449148415031570164016591697体重kg4448505970758339424452636674上臂长279289294313333338349252262267284303308319前臂长206216220237253258268185193198213229234242大腿长413428436465496505523387402410438467476494小腿长324338344369396403419300313319344370376390单位：单位：mm第28页/共152页b.立姿人体尺寸量百分分组项位数目男（1860岁）女（1855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：单位：mm第29页/共152页第30页/共152页c.坐姿人体尺寸坐姿人体尺寸 量百分分组项位数目男（1860岁）女（1855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：单位：mm第31页/共152页第32页/共152页d.人体水平尺寸人体水平尺寸量百分分组项位数目男（1860岁）女（1855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：单位：mm第33页/共152页第34页/共152页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表表15 几项常用的人体着装功能尺寸（男：几项常用的人体着装功能尺寸（男：1860岁）岁）单位：单位：mm第35页/共152页项目东北、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6482607659775769566.9556.8女5577527151725068496.5506.9身高男1693566168453716865521669563165057.1164756.7女1586518157551915755081560507154949.7154653.9胸围男88855588051586552085349285148.985548.3女84866483755983159882055881957.680958.8表表16 身高、胸围、体重的均值及标准差身高、胸围、体重的均值及标准差SD第36页/共152页选用GB 1000088中所列人体尺寸数据时，应注意以下要点：、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。、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。、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：、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。、西北区 包括甘肃、青海、陕西、山西、西藏、宁夏、河南、新疆。第37页/共152页 、东南区 包括安徽、江苏、上海、浙江。、华中区 包括湖南、湖北、江西。、华南区 包括广东、广西、福建、台湾。、西南区 包括贵州、四川、云南。第38页/共152页1.3.1人体测量数据的主要统计函数1.3人体测量数据的应用人体测量数据的应用A:总体与样本总体与样本静态人体测量数据，可根据数统理计原理进行分析。如果把测量数据按自小到大依次在横坐标轴上。同时把某一间隔距离横坐标内的测量值频数作为纵坐标，即可以得到测量数据的频率分布图直方图。当横坐标的尺寸间隔划分得无限小时，直方图便转化为一条正态分布曲线，它在横坐标轴上覆盖的总面积为100%，若从零到某一横坐标值上的曲线面积为5%时，那么该横坐标轴值称为5%值。同理，从零到某一横坐标值上的曲线面积分别为50%和95%时，则把该横坐标轴值分别称为50%值和95%值。在人机工程学设计中，有效地运用这三种数值来解决人为误差，如图19所示。第39页/共152页适应域第40页/共152页a.均值 均值是人体测量数据统计中的一个重要指标。它表示样本的测量数据集中地趋向某一个值，该值称为平均值，简称均值。可用以衡量一定条件下的测量水平或概括地表现测量数据的集中情况。对于有n个样本的测量值：x1，x2，xn，其均值为：（式11）第41页/共152页b.方差（式12）（式13）描述测量数据在中心位置（均值）上下波动程度差异的值叫均方差，通常称为方差。方差表明样本的测量值是变量，既趋向均值而又在一定范围内波动。对于均值为 的n个样本测量值：x1，x2，xn，其方差S2的定义为：用上式计算方差，其效率不高，因为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。推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 第42页/共152页c.标准差（式14）由方差的计算公式可知，方差的量纲是测量值量纲的平方，为使其量纲和均值相一致，则取其均方根差值，即用标准差来说明测量值对均值的波动情况。所以，方差的平方根S称为标准差。对于均值为的n个样本测量值：x1，x2，xn，其标准差S的一般计算式为：第43页/共152页d.抽样误差 由上式可知，均值的标准差要比测量数量的标准差S小n倍。如果测量方法不变，样本容量越多，则测量结果精度越高。因此，在许可范围内增加样本容量，可以提高测量结果的精度。（式15）抽样误差又称标准误差,即全部样本均值的标准差，在实际测量和统计分析中，总是以样本推测总体，而在一般情况下，样本与总体不可能完全相同，其差别就是由抽样引起的。抽样误差数值大，表明样本均值与总体均值的差别大，反之，说明其差别小，即均值的可靠性高。当样本数据的标准差为S，样本容量为n时，则抽样误差计算公式为：第44页/共152页 e.百分位数 在人体测量资料中，常常给出的是第5、第50和第95百分位数值。在设计中，当需要得到任一百分位数值时，则可按下式进行计算：（式16）1%50%之间的数值 Pv=-(SK)50%99%之间的数值 Pv=+(SK)（式17）式中式中 平均值；平均值；S标准差；标准差；K百分比变换系数，由表百分比变换系数，由表18查得。查得。百分位表示设计的适应域。在人机工程学设计中常用的是第5、第50、第95百分位。第5百分位数代表“小身材”，即只有5%的人群的数值低于此下限值值；第50百分位数代表“适中”身材，即分别有50%的人群的数值高于或低于此值；第95百分位数代表“大”身材，即只有5%的人群的数值高于此上限值。第45页/共152页表18百分比与变换系数K 百分比（%)K百分比（%)K百分比（%)K0.525762506749012821.023263005249516452.5196050000097.519605164570052499232610128275067499.52576151036800842200842851036第46页/共152页 例例 1 1 设计适用于设计适用于90%90%东南男性使用的产品，东南男性使用的产品，试问应按怎样的身高范围设计该产品尺寸？试问应按怎样的身高范围设计该产品尺寸？解解 由表由表16查得东南男性身高平均值查得东南男性身高平均值 =1686mm，标准差，标准差S=55.2mm。要求产。要求产品适用于品适用于90%的人，故以第的人，故以第5百分位为下限和第百分位为下限和第95百分位为上限，据此由表百分位为上限，据此由表18查得变换系数查得变换系数K=1.645。由此可求得第由此可求得第5百分位数值为：百分位数值为：Pv=-(SK)=1686（55.21.645）=1595.2 mm；也可求得第也可求得第95百分位数值为：百分位数值为：PV=+(SK)=1686+（55.21.645）=1776.8 mm。结论结论 按身高按身高1595.21776.8 mm设计产品尺寸，将适用于设计产品尺寸，将适用于90%的东南男性的东南男性第47页/共152页 讨论讨论 由上述计算过程可知，平均值是作为设计的基本尺寸，而标准差是作为设计的调整量的。例中被排除的10%的人，是10%的矮小者还是10%的高大者或者大小各排除5%即取中间值，取决于排除后对使用者舒适性的影响、视觉效果及经济成本等因素的考虑。第48页/共152页（式18）（2）根据）根据Z查正态分布表求出概率数值查正态分布表求出概率数值p (3)再由下式求得百分率再由下式求得百分率P：P=0.5+p （式（式19）式中：p概率数值，根据上面公式求得的Z值，在表19中查取。当已知某项人体测量尺寸Xi，其均值为 ，标准差为S时，需要求该尺寸Xi所处的百分率P时，可按下列步骤及公式求得:（1）计算出正态分布表中的Z值注：书上没有注：书上没有第49页/共152页例：若一名男性职工的身高为例：若一名男性职工的身高为1700mm，求百分之多，求百分之多少的中国人超过他的身高？少的中国人超过他的身高？已知：已知：求：求：xi=1700mm所处的百分率所处的百分率P第50页/共152页1.3.2影响人体测量数据差异的因素影响人体测量数据差异的因素 人体尺寸增长过程，一般男性20岁结束，女性18岁结束。通常男性15岁、女性13双手的尺寸就达到了一定值。男性17岁、女性15岁脚的大小也基本定型。成年人身高随年龄的增长而收缩一些，但体重、肩宽、腹围、臀围、胸围却随年龄的增长而增加了。在选用人体尺寸时，必须考虑工作和生活的环境适合哪些年龄组的人。在使用人体尺寸数据表时，要注意不同年龄组尺寸数据的差别。1.3.2.11.3.2.1年龄年龄 第51页/共152页1.3.2.2性别 在男性与女性之间，人体尺寸、重量和比例关系都有明显差异。对于大多数人体尺寸，男性都比女性大些，但有四个尺寸胸厚、臀宽、臂部及大腿周长，女性比男性的大。男女即使在身高相同的情况下，身体各部分的比例也是不同的。同整个身体相比，女性的手臂和腿较短，躯干和头占的比例较大，肩较窄，骨盆较宽。皮下脂及厚度及脂肪层在身体上的分布，男女也有明显差别。因此，以矮小男性的人体尺寸代替女性人体尺寸使用是错误的，特别是在腿的长度尺寸起重要作用的工作场所，如坐姿操作的工作，考虑女性的人体尺寸至关重要。第52页/共152页1.3.2.3年代 随着人类社会的不断发展，卫生、医疗、生活水平的提高以及体育运动的大力开展，人类的成长和发育也发生了变化。据调查，欧洲居民每隔10年身高增加11.4cm；美国城市男性青所19731986年13年间身高增长2.3cm；日本男性青年19341965年31年间身高增长5.2cm、体重增加4k胸围增加3.1cm；我国广州中山医学院男生19561979年23年间身高增长4.38cm、女生身高增长2.67cm。身高的变化势必带来其他形体尺寸的变化。因此，在使用人体测量数据时，要考虑其测量年代，然后加以适当修正。第53页/共152页1.3.2.4地区与种族 不同的国家、不同的地区、不同的种族人体尺寸差异较大，见表17。即是在同一国家，不同区域也有差异，由表16列出的我国六个区域的人体身高、胸围、体重的平均值和标准差中即可明显看出这一差异。进行产品设计时，必须考虑不同国家、不同区域人体尺寸的差异。另一方面，随着国际间、区域间各种经贸活动的不断增大，不同民族、不同地区的人使用同一产品、同一设施的情况将越来越多，因此在设计中考虑产品的多民族的通用性也将成为一个值得注意的问题。第54页/共152页1.3.2.5职业 不同职业的人，在身体大小及比例上也存在着差异，例如，一般体力劳动者平均身体尺寸都比脑力劳动者稍大些。在美国，工业部门的工作人员要比军队人员矮小；在我国，一般部门的工作人员要比体育运动系统的人矮小。也有一些人由于长期的职业活动改变了形体，使其某些身体特征与人们的平均值不同。对于不同职业所造成的人体尺寸差异在产品设计中必须予以注意。另外，数据来源不同、测量方法不同、被测者具有代表性特征等因素，也常常造成测量数据的差异。第55页/共152页1.3.3人体尺寸数据的应用 1.3.3.1应用人体尺寸数据的基本原理应用人体尺寸数据的基本原理 人体大小各不相同的，但设计的产品一般不可能满足所有使用者。为使设计适合于较多的使用者，则需要根据产品的用途及使用情况应用人体尺寸数据，按下列基本原理进行设计：设计要达到适合体型矮小的使用者的尺寸；设计要达到适合体型高大的使用者的尺寸。为使设计满足上述原理，必须合理选用百分位。通常选用百分位的原则是，在不涉及使用者健康和安全时，选用适当偏离极端百分位的第5百分位和第95百分位作为界限值较为适宜，以便简化加工制造过程、降低生产成本。具体应用时要考虑以下几点原则：a a、由人体身高决定的产品，如门、船舱口、通道、床、担架等，其尺寸应以第99百分位数值为依据。b b、由人体某些部分的尺寸决定的物体，如取决于腿长的坐平面高度，其尺寸应以第5百分位数值为依据。第56页/共152页 c c、可调尺寸，应可调节到使第5百分位和第95百分位之间的所有人使用方便。d d、以第5百分位和第95百分位为界限值的物体，当身体尺寸在界限值以外的人使用会危害其健康或增加事故危险时，其尺寸界限应扩大到第1百分位和第99百分位。紧急出口以及至运转着的机器部件的有效半径，应以第99百分位数值为依据，而使用者与紧急制动杆的距离则应以第1百分位数值为依据。e e、门铃、插座、电灯开关等的安装高度以及营业柜台高度等这类具有普遍性的场合，应以第50百分位数值为依据。第57页/共152页 人体尺寸数据在设计中的应用，是一个极其重要而又很复杂的问题，它关系到所设计的设备、机器等产品定向目标的适用性，操作简便、准确，舒适性，显示装置的可辨性和易读性以及结构的宜人性。关于这些问题，将在后续有关章节中阐述。人体尺度主要决定人机系统的操纵是否方便和舒适宜人。因此，各种工作面的高度和设备高度如操纵台、仪表盘、操纵件的安装高度以及用具的设置高度等，都要根据人的身高确定。以身高为基准确定工作面高度、设备和用具高度的方法，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，以供设计时选择查用。第58页/共152页 a a、必须弄清设计的使用者或操作者的状况，分析使用者的特征，包括性别、年龄、种族、身体健康状况、体形等。b b、人体尺寸的统计分布一般是呈正态分布的，故按人体尺寸的平均值设计产品和工作空间，往往只能适合50%的人群，而对另外50%的人群则不适合。例如以最大肩宽的平均值设计舱口直径，将只有小于平均最大肩宽的一半人可由该舱口出入，而大于平均最大肩宽的另一半人则无法由此出入。又如一个不常使用的控制阀门需要安装在通过过道的架空管道上，手轮安装高度若以人体的平均高度设计，将只有大于双臂功能上举高平均值的50%的人，才能达到阀门手轮的安装高度，而另外50%的人的手臂则够不着阀门的手轮，在紧急状态时将无法进行控制。因此，一般不能以平均值作为设计的唯一根据。1.3.3.21.3.3.2应用人体尺寸数据时应注意的要点应用人体尺寸数据时应注意的要点第59页/共152页 c c、大部分人体尺寸数据是裸体或是穿汗背心、胸罩、内裤时测量的结果。设计人员选用数据时，不仅要考虑操作者的着衣穿鞋情况，而且还应考虑其他可能配备的东西，如手套、头盔、鞋子及其他用具。我国目前尚无统一的着衣人体尺寸增大的调整值，表26给出了一个建议调整数据，供设计时参考。第60页/共152页 对于特殊的紧急情况也应予以考虑，例如在正常情况下99%的人可以顺利通过的通道，一旦失火，由于救护人员戴着头盔、穿着防火衣并携带救护工具就可能无法顺利通过，因而要考虑非常情况下的宽度要求。d d、静态测得的人体尺寸数据，虽可解决很多产品设计中的问题，但由于人在操作过程中姿势和身体位置经常变化，静态测得的尺寸数据会出现较大误差，设计时需用实际测得的动态尺寸数据加以适当调整。e e、确定作业空间的尺寸范围，不仅与人体静态测量数据有关，同时也与人的肢体活动范围及作业方式方法有关。如手动控制器最大高度应使第5百分位数身体尺寸的人直立时能触摸到，而最低高度应是第95百分位数的人的触摸高度。设计作业空间还必须考虑操作者进行正常运动时的活动范围的增加量，如人行走时，头顶的上下运动幅度可达50mm。第61页/共152页表110 由于着衣人体尺寸增大的调整值（建议值）人体尺寸轻薄的夏装冬季外套轻薄的工作服、鞋和头盔身高坐姿眼高大腿与台面下距离足长足宽足跟高头最大长头最大宽最大肩宽臀宽2540313132413202540131325401025401325254050755075703134025351001051313第62页/共152页1.3.3.3人体尺寸数据在设计中的应用 表表1 111 11 主要人体尺寸的应用原则主要人体尺寸的应用原则 1.身高身高第63页/共152页2.眼高眼高第64页/共152页2.眼高眼高第65页/共152页3.肘高肘高第66页/共152页4.坐高坐高第67页/共152页5.坐姿眼高坐姿眼高第68页/共152页6.坐姿肩峰高坐姿肩峰高第69页/共152页7.最大肩宽最大肩宽第70页/共152页8.坐姿两肘间宽坐姿两肘间宽第71页/共152页9.臀宽臀宽第72页/共152页10.肘部平放高度肘部平放高度第73页/共152页11.坐姿大腿厚坐姿大腿厚第74页/共152页12.膝盖高度膝盖高度第75页/共152页13.腿弯高度腿弯高度14.臀部至腿弯长度臀部至腿弯长度第76页/共152页15.臀部至膝盖长度臀部至膝盖长度第77页/共152页16.臀部至足尖长度臀部至足尖长度第78页/共152页17.臀部至脚后跟长度臀部至脚后跟长度第79页/共152页18.坐姿垂直伸手高度坐姿垂直伸手高度19.立姿垂直手握高度立姿垂直手握高度第80页/共152页20.立姿侧向手握距离立姿侧向手握距离第81页/共152页21.手臂平伸手握距离手臂平伸手握距离第82页/共152页22.人体最大体厚人体最大体厚23.最大体宽最大体宽第83页/共152页第84页/共152页 人体尺度主要决定人机系统的操纵是否方便和舒适宜人。因此，各种工作面的高度和设备高度如操纵台、仪表盘、操纵件的安装高度以及用具的设置高度等，都要根据人的身高确定。以身高为基准确定工作面高度、设备和用具高度的方法，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，以供设计时选择查用。图1-18是以身高为基准的设备和用具的尺寸推算图，图中各代号的定义见表1-12。第85页/共152页第86页/共152页代号定义设备高与身高之比123456789101112121314151617171819202122232425举手达到的高度可随意取放东西的搁板高度（上限值）倾斜地面的顶棚高度（最小值，地面倾斜度为515）楼梯的顶棚高度（最小值，地面倾斜度为2535）遮挡住直立姿势视线的隔板高度（下限值）直立姿势眼高抽屉高度（上限值）使用方便的搁板高度（上限值）斜坡大的楼梯的天棚高度（最小值，倾斜度为50左右）能发挥最大拉力的高度人体重心高度采取直立姿势时工作面的高度坐高（坐姿）灶台高度洗脸盆高度办公桌高度（不包括鞋）垂直踏棍爬梯的空间尺寸（最小值，倾斜8090）手提物的长度（最大值）使用方便的搁板高度（下限值）桌下空间（高度的最小值）工作椅的高度轻度工作的工作椅高度轻度工作的工作椅高度*小憩用椅子高度*桌椅高差休息用的椅子高度*椅子扶手高度工作用椅子的椅面至靠背点的距离4/37/68/71/133/3411/1210/116/73/43/55/96/116/1110/194/97/172/53/83/81/33/133/141/63/171/62/133/20表表1-12 1-12 设备及用具的高度与身高的关系设备及用具的高度与身高的关系第87页/共152页 GB10000-88标准中只提供了成年人人体结构尺寸的基础数据，并没胡给出成年人的有功能作用的人体尺寸数据，但是在设计中却需应用一些人体功能尺寸数据，作者在有关研究课题中，曾对人体功能尺寸作了分析，现将研究结果中几项常用的人体着装功能尺寸数据列于表1-13，供参考。由于设计中主要用到第5、第50和第95百分位的数据，所以表1-13只列出这三种百分位的数据。1.3.41.3.4我国成年人的人体功能尺寸我国成年人的人体功能尺寸1.3.4.1常用的功能尺寸第88页/共152页表表1-13 1-13 几项常用的人体着装功能尺寸（男：几项常用的人体着装功能尺寸（男：1818-6060岁）岁）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第89页/共152页1.3.4.2人在工作位置上的活动空间尺度 人在各种情况工作时都需要有足够的活动空间。工作位置上的活动空间设计与人体的功能尺寸密切相关，但在现有人体测量数据中，又缺少这类设计依据。为此，作者根据GB10000-88标准中的人体