2-人體測量-YKX課件

人機工程學(xué)基礎(chǔ)及應(yīng)用Fundamentals＆Applications

ofHuman

Engineering2-人體測量-YKX第二章人體測量及形體參數(shù)

§1基本知識§2常用人體測量數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)參數(shù)計算§3人體測量參數(shù)的應(yīng)用2024/12/1112-人體測量-YKX§1基本知識一、產(chǎn)品設(shè)計與人體尺度的關(guān)系二、基本術(shù)語三、人體測量尺寸的分類四、人體測量的主要方法和測量儀器五、人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)2024/12/1122-人體測量-YKX

一、產(chǎn)品設(shè)計與人體尺度的關(guān)系

各種機械、設(shè)備、設(shè)施、工具等被設(shè)計對象，首先涉及的問題是如何適合于人的形態(tài)和功能范圍的限度。以提高設(shè)計對象的宜人性，使人能夠安全、健康、舒適的工作，減少疲勞、提高系統(tǒng)效率。所有涉及人體尺度的參數(shù)的確定，都需要應(yīng)用大量人體尺寸的測量統(tǒng)計和分析。2024/12/1132-人體測量-YKX

二、基本術(shù)語

GB3975-83《人體測量術(shù)語》，GB5703-85《人體測量方法》

人體測量學(xué)——通過測量人體各部位尺寸來確定個體之間和群體之間在人體尺寸上的差別，用以研究人的形態(tài)特征，為各工業(yè)設(shè)計、工程設(shè)計提供人體數(shù)據(jù)。人體測量形態(tài)測量生理測量運動測量人體尺寸、體重體形、體積、表面積等（本章內(nèi)容）知覺反應(yīng)、肢體體力、體能耐力、疲勞、生物節(jié)律等動作范圍、運動特性等2024/12/1142-人體測量-YKX1基本姿勢：立姿坐姿2測量基準(zhǔn)面：矢狀面

冠狀面水平面3測量方向：⑴上下方向：頭側(cè)端足側(cè)端⑵左右方向：內(nèi)側(cè)外側(cè)2024/12/1152-人體測量-YKX

⑶四肢上：近位，遠(yuǎn)位。上肢：橈骨側(cè)——橈側(cè)（大拇指側(cè)），尺骨側(cè)——尺側(cè)（小拇指側(cè)）。下肢：脛骨側(cè)——脛側(cè)（內(nèi)側(cè)）腓骨側(cè)——腓側(cè)（外側(cè)）。4其它支撐面：立姿時站立的地面或平臺以及坐姿時的椅平面應(yīng)是水平的、穩(wěn)固的、不可壓縮的。衣著：裸體或貼身內(nèi)衣。讀數(shù)精度：線形測量1mm，體重0.5kg2024/12/1162-人體測量-YKX手柄偏高手臂疲勞手柄過低腰背疲勞機宜人62024/12/1172-人體測量-YKX

三、人體測量尺寸的分類類型靜態(tài)尺寸動態(tài)尺寸(構(gòu)造尺寸)(功能尺寸)強調(diào)人與物間的物理距離，用以設(shè)計工作區(qū)間大小強調(diào)身體各部位間的動作關(guān)系，用以確定工作位置的活動空間2024/12/1182-人體測量-YKX

四、人體測量的主要方法和測量儀器1.普通測量法2.攝影法3.三維數(shù)學(xué)測量法2024/12/1192-人體測量-YKX⑴測高儀⑵直腳規(guī)直尺固定尺座活動尺座彎尺主尺桿底座⑶彎腳規(guī)⑷角度計2024/12/11102-人體測量-YKX攝影法帶光源和坐標(biāo)的投影板L/H＞10時可視為平行L/H＞10三維數(shù)學(xué)測量法3D掃描儀2024/12/11112-人體測量-YKX

五、人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)2024/12/11122-人體測量-YKX

統(tǒng)計學(xué)中，把所要研究的全體對象的集合稱為“總體”。人體尺寸測量中，總體是按一定特征被劃分的人群。統(tǒng)計學(xué)中，把從總體取出的許多個體的全部稱為“樣本”。各種人體尺寸手冊中的數(shù)據(jù)就是來自這些樣本，總體樣本2024/12/11132-人體測量-YKX

表示樣本的測量數(shù)據(jù)集中地趨向某一值。（均方差）表示測量數(shù)據(jù)在均值上下波動的程度?；蚍讲畹钠椒礁?。均值方差標(biāo)準(zhǔn)差2024/12/11142-人體測量-YKX

統(tǒng)計學(xué)的置信區(qū)間。一個設(shè)計只能取一定的人體尺寸范圍（適應(yīng)范圍），即只考慮整個分布的一部分“面積”，稱為適應(yīng)域。適應(yīng)域偏適應(yīng)域2024/12/11152-人體測量-YKX

又稱標(biāo)準(zhǔn)誤差，全部樣本均值的標(biāo)準(zhǔn)差。表明樣本均值與總體均值的差別。百分位數(shù)是某百分比K的測量參數(shù)所對應(yīng)的數(shù)值PK，表示設(shè)計的適應(yīng)域。百分位數(shù)的規(guī)律:

百分位數(shù)將群體或樣本的全部測量值分成兩部分：有K%的測量值等于和小于它,有(100-K)%的測量值大于它。抽樣誤差百分位數(shù)2024/12/11162-人體測量-YKX

在人體測量資料中，常常給出的是第1、5、10、50、90、95和第99百分位數(shù)值，分別用P1、P5、P10、P50、P90、P95、P99表示。

P1、P5、P10為小百分位數(shù)；P90、P95、P99為大百分位數(shù)；P50為中百分位數(shù)。常用：P5、P50、P90。

2024/12/11172-人體測量-YKX人體尺寸百分位數(shù)的選擇1、Ⅰ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計（雙限值設(shè)計）需要兩個人體百分位數(shù)作為尺寸設(shè)計的上下限。2、Ⅱ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計（單限值設(shè)計）⑴ⅡA型產(chǎn)品尺寸設(shè)計（大尺寸設(shè)計）只需要一個人體百分位數(shù)作為尺寸上限的設(shè)計。⑵ⅡB型產(chǎn)品尺寸設(shè)計（小尺寸設(shè)計）只需要一個人體百分位數(shù)作為尺寸下限的設(shè)計。3、Ⅲ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計（平均尺寸設(shè)計）只需要第50百分位數(shù)作為設(shè)計尺寸。2024/12/11182-人體測量-YKX在人機工程設(shè)計中，百分位數(shù)有著重要的實用價值

⑴求某百分位數(shù)的人體尺寸(已知K或適應(yīng)域，求PK)

在設(shè)計中，當(dāng)已知某尺寸均值x，標(biāo)準(zhǔn)差S，需求任一百分位K的尺寸：

PK=x±S×BB——變換系數(shù)，按百分位K查表；

±——百分位1~50%時，取“－”；51~99%時，取“+”。⑵求尺寸所屬百分位（已知PK，求K）

K=0.5+pp——正態(tài)分布概率值，由z查表。

z=(xi－x)/S2024/12/11192-人體測量-YKX

身高:x=1693（1586）；S=56.6(51.8)

體重:x=64（55）；S=8.2(7.7)

身高:x=1684(1575);S=53.7(51.9)

體重:x=60(52);S=7.6(7.1)

身高:x=1686(1575);S=55.2(50.8)

體重:x=59(51);S=7.7(7.2)

身高:x=1669(1560);S=56.3(50.7)

體重:x=57(50);S=6.9(6.8)

身高:x=1650(1549);S=57.1(49.1)

體重:x=56(49);S=6.9(6.5)

身高:x=1647(1546);S=56.7(53.9)

體重:x=55(50);S=6.8(6.9)東北、華北區(qū)：西北區(qū)：東南區(qū)：華中區(qū)：華南區(qū)：各地區(qū)身高、體重的x、S值西南區(qū)：注：括號內(nèi)為女性數(shù)值2024/12/11202-人體測量-YKX例1】設(shè)計適用于90%的華北男性使用的產(chǎn)品，試問

應(yīng)按怎樣的身高范圍設(shè)計該產(chǎn)品尺寸？解：屬已知K或適應(yīng)域，求PK的問題，PK=x±S×B。由表查知華北男性身高平均值、標(biāo)準(zhǔn)差分別為：

x=1693mm，S=56.6mm∵要求產(chǎn)品適用于90%的人，即適應(yīng)域為90%，取對稱適應(yīng)域，故以第5百分位P5和第95百分位P95確定尺寸的界限值，由表查得K=5和95的變換系數(shù)B=1.645；∴P5=1693-(56.6×1.645)=1600mm

P95=1693+(56.6×1.645)=1786mm

結(jié)論：應(yīng)按身高1600~1786mm設(shè)計產(chǎn)品尺寸。2024/12/11212-人體測量-YKX例2】已知男甲身高1720mm,試求有百分之多少的西北男性身高超過其高度？解：屬已知PK，求K的問題，K=0.5+p

由表查得西北男性身高平均值和標(biāo)準(zhǔn)差

x=1684mm，S=53.7mm

則z=(xi－x)/S=(1720-1684)/53.7=0.670

根據(jù)z查表得p=0.2486

K=0.5+0.2486=0.7486

結(jié)論：身高在1720mm以下的西北男性為74.9%，超過男甲身高的西北男性則為25.1%。2024/12/11222-人體測量-YKX例3設(shè)計計算公共汽車頂棚扶手橫桿的高度，并對比“抓得住”與“不碰頭”兩個要求是否相容。如不相容，如何解決？解⑴大多數(shù)乘客“抓得住”，屬ⅡB型男女通用產(chǎn)品設(shè)計，按小尺寸設(shè)計。有

h1≤J10女+X鞋女=1766+20=1786mm⑵大個子乘客“不碰頭”，屬ⅡA型男女通用產(chǎn)品設(shè)計，按大尺寸設(shè)計。有

h2≥H99男+X鞋男+r=1814+25+15=1854mm

兩尺寸矛盾，解決辦法：橫桿比1854略高，間隔50cm裝手環(huán)，其高度比1786略低。即可滿足兩方面要求。2024/12/11232-人體測量-YKX§2常用人體測量數(shù)據(jù)及其

結(jié)構(gòu)參數(shù)計算一、我國成年人人體結(jié)構(gòu)尺寸二、我國成年人人體功能尺寸三、人體各部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算2024/12/11242-人體測量-YKX一、我國成年人人體結(jié)構(gòu)尺寸

（GB10000-88）我國成年人人體結(jié)構(gòu)尺寸(共7組47項)：⑴人體主要尺寸：6項，身高、體重、上臂長、前臂長、大腿長、小腿長⑵人體立姿尺寸：6項⑶人體坐姿尺寸：11項⑷人體水平尺寸：10項⑸人體頭部尺寸：7項⑹人體手部尺寸：5項⑺人體足部尺寸：2項各大區(qū)域人體尺寸均值和標(biāo)準(zhǔn)差香港地區(qū)成年人人體尺寸

2024/12/11252-人體測量-YKX立姿人體尺寸1.1身高1.2體重1.3上臂長1.4前臂長1.5大腿長1.6小腿長2.1眼高2.2肩高2.3肘高2.4手功能高2.5會陰高2.6脛骨點高人體尺寸測量項目代號及名稱（數(shù)據(jù)略）2024/12/11262-人體測量-YKX坐姿人體尺寸3.1坐高3.2坐姿頸椎點高3.3坐姿眼高3.4坐姿肩高3.5坐姿肘高3.6坐姿大腿厚3.7坐姿膝高3.8小腿加足高3.9坐深3.10臀膝距3.11坐姿下肢長2024/12/11272-人體測量-YKX人體水平尺寸4.1胸寬4.2胸厚4.3肩寬4.4最大肩寬4.5臀寬4.6坐姿臀寬4.7坐姿兩肘間寬4.8胸圍4.9腰圍4.10臀圍2024/12/11282-人體測量-YKX人體手部尺寸人體足部尺寸6.1手長6.2手寬6.3食指長6.4食指近位指關(guān)節(jié)寬6.5食指遠(yuǎn)位指關(guān)節(jié)寬7.1足長7.2足寬6.17.17.26.26.32024/12/11292-人體測量-YKX

二、我國成年人人體功能尺寸

（GB10000-88）以第95百分位為基準(zhǔn)2024/12/11302-人體測量-YKX2024/12/11312-人體測量-YKX312024/12/11322-人體測量-YKX三、人體各部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算由身高計算各部分尺寸32002024/12/11332-人體測量-YKX人體體積計算

V=1.015W－4.937（L）

W——人體體重，kg人體表面積計算

B=0.0235H0.42246W0.51456（m2）

H——人體身高，cm由體重計算體積和表面積2024/12/11342-人體測量-YKX§3人體測量參數(shù)的應(yīng)用一、人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用原則二、人體尺寸的應(yīng)用方法三、應(yīng)用人體尺寸數(shù)據(jù)時的注意2024/12/11352-人體測量-YKX

一、人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用原則

由人體身高決定的尺寸——門、通道、艙口、床、擔(dān)架等——以第95百分位為依據(jù)；由人體某部分尺寸決定的物體，如腿長決定的坐平面高度——以第5百分位為依據(jù)；可調(diào)尺寸——調(diào)節(jié)范圍使第5百分位到第95百分位間的所有人都可用；以第5百分位或第95百分位為限值的物體——當(dāng)此界限外的人使用會危及安全健康、增加事故危險——擴大到第1百分位或第99百分位——人與緊急制動桿距離、緊急出口；門鈴、插座、開關(guān)、收銀臺等的高度——以第50百分位為依據(jù)。2024/12/11362-人體測量-YKX

二、人體尺寸的應(yīng)用方法1.確定所設(shè)計產(chǎn)品的類型、等級

Ⅰ、ⅡA、ⅡB、Ⅲ型涉及人的安全健康的產(chǎn)品和一般工業(yè)產(chǎn)品兩個等級2.選擇人體尺寸的百分位數(shù)：依據(jù)滿足度選擇3.確定功能修正量著裝修正量、姿勢變化修正量、操作修正量4.確