第三章人體測(cè)量第一節(jié)人體測(cè)量簡(jiǎn)介人體測(cè)量（Anthropometry）為使各種與人體尺寸有關(guān)的設(shè)計(jì)能符合人的生理特點(diǎn)，讓人在使用時(shí)處于舒適的狀態(tài)和適宜的環(huán)境之中，就必須在設(shè)計(jì)中充分考慮人體的各種尺度。因此，設(shè)計(jì)者必須了解有關(guān)人體測(cè)量學(xué)方面的知識(shí)，并能熟悉有關(guān)設(shè)計(jì)所必須考慮的人體測(cè)量基本數(shù)據(jù)、性質(zhì)和使用條件。人體測(cè)量是指對(duì)人類(lèi)身體各方面特征數(shù)據(jù)的度量，特別是人體的尺寸、形狀和耐力；以及這些數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。它通過(guò)測(cè)量人體各部位的尺寸，來(lái)確定個(gè)體和群體在人體尺寸上的共性及特性，以及個(gè)體之間和群體之間在人體尺寸上的差別，從而研究人的形態(tài)特征，為工業(yè)設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。例如，在各種機(jī)動(dòng)車(chē)輛的設(shè)計(jì)中，方向盤(pán)、控制手柄及腳踏裝置位置都必須安排在人的肢體活動(dòng)所能達(dá)到的范圍內(nèi)，操作的用力也應(yīng)該處在人的肢體用力的適宜范圍之內(nèi)。人因工程學(xué)范疇內(nèi)的人體測(cè)量數(shù)據(jù)可分為人體構(gòu)造尺寸和人體功能尺寸，構(gòu)造尺寸指靜態(tài)尺寸；功能尺寸指動(dòng)態(tài)尺寸，它包括人在工作姿勢(shì)下或在某種操作活動(dòng)狀態(tài)下測(cè)量的尺寸。在設(shè)備和工作臺(tái)的設(shè)計(jì)中，必須利用人體測(cè)量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使設(shè)備和工作臺(tái)適合使用者。其最基本的要求是設(shè)備和工作臺(tái)的物理尺寸要和人體相匹配。對(duì)生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，首要的問(wèn)題就是要提高生產(chǎn)率和降低成本。生產(chǎn)設(shè)備是生產(chǎn)企業(yè)中最重要的部分，生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)的合適與否直接影響效率和工人的身體健康，直接影響工人的出勤率及工傷。所以企業(yè)設(shè)計(jì)或使用合理的生產(chǎn)工具是非常重要的。人體尺寸與工作臺(tái)設(shè)計(jì)人體測(cè)量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果稱(chēng)作為人體尺寸，這些度量結(jié)果對(duì)于設(shè)計(jì)特定設(shè)備或環(huán)境有很重要的作用。例如，在椅子的設(shè)計(jì)中，必須考慮到使用者小腿的長(zhǎng)度，如果椅子太高，則會(huì)因足部不能得到地面的支撐，而導(dǎo)致大腿下側(cè)受壓而感到不適。在實(shí)際工作中，經(jīng)常采用數(shù)種指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)使用者和工作設(shè)備之間相匹配的程度，常用的指標(biāo)有舒適性、安全性、效率等，它們可依重要性稱(chēng)為較高、一般和基本的要求。如在椅子設(shè)計(jì)中舒適性是最基本的指標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)者必須考慮使用者的小腿長(zhǎng)度。如果椅子太高，使用者會(huì)感覺(jué)不舒服。由此便產(chǎn)生了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則：座位的高度應(yīng)當(dāng)小于或等于小腿的長(zhǎng)度。在應(yīng)用人體結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品或設(shè)備時(shí)，應(yīng)先確定使用對(duì)象并收集相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)人體尺寸來(lái)確定設(shè)備或產(chǎn)品的尺寸。例如，應(yīng)用人體測(cè)量設(shè)計(jì)工作臺(tái)時(shí)可以遵循以下步驟：分析任務(wù)，確定與工作有關(guān)的功能要求；設(shè)立調(diào)查表找出與工作臺(tái)有關(guān)的其它人因工程問(wèn)題；確定使用者和相應(yīng)的數(shù)據(jù)：如性別、種族、使用者年齡等。確定適應(yīng)人群所占的比例，即工作臺(tái)要使多大比例的使用者滿(mǎn)意；確定基本的人體測(cè)量指標(biāo)，如小腿高、坐高等；確定與指標(biāo)相關(guān)的工作臺(tái)尺寸有哪些；確定人體尺寸；利用人體測(cè)量的數(shù)據(jù)計(jì)算工作臺(tái)的尺寸；建立實(shí)體模型進(jìn)行合適度實(shí)驗(yàn)人體測(cè)量的方法被測(cè)者姿勢(shì)1、直立姿勢(shì)(簡(jiǎn)稱(chēng)立姿)被測(cè)者挺胸直立，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向體側(cè)，手指輕貼大腿側(cè)面，膝部自然伸直，左、右足后跟并攏，前端分開(kāi)，是兩足大致成45o夾角，體重均勻分布于兩足。圖3-12、坐姿被測(cè)者挺胸坐在被調(diào)節(jié)至腓骨頭高度的平面上，頭部以眼耳平面定位，眼睛平視前方，左右大腿大致平行，膝彎曲大致成直角，足平放在地面上，手放在大腿上。圖3-1測(cè)量基準(zhǔn)面人體測(cè)量基準(zhǔn)面的定位是由三個(gè)互為垂直的軸（鉛垂軸，縱軸和橫軸）來(lái)決定的。人體測(cè)量中設(shè)定的軸線(xiàn)和基準(zhǔn)面如圖3-1所示。矢狀面通過(guò)鉛垂軸和縱軸的平面及與其平行的所有平面都稱(chēng)為矢狀面。正中矢狀面在矢狀面中，把通過(guò)人體正中線(xiàn)的矢狀面稱(chēng)為正中矢狀面。正中矢狀面將人體分成左右對(duì)稱(chēng)的兩部分。冠狀面通過(guò)鉛垂軸和橫軸的平面及與其平行的所有平面都稱(chēng)為冠狀面。冠狀面將人體分成前、后兩部分。水平面與矢狀面及冠狀面同時(shí)垂直的所有平面都稱(chēng)為水平面。水平面將人體分成上、下兩部分。眼耳平面通過(guò)左、右耳屏點(diǎn)及眼眶下點(diǎn)的水平面稱(chēng)為眼耳平面或法蘭克福平面。測(cè)量方向在人體上、下方向上，將上方稱(chēng)為頭側(cè)端，將下方稱(chēng)為足側(cè)端。在人體左、右方向上，將靠近正中矢狀面的方向稱(chēng)為內(nèi)側(cè)，將遠(yuǎn)離正中矢狀面的方向稱(chēng)為外側(cè)。在四肢上，將靠近四肢附著部位的稱(chēng)為近位，將遠(yuǎn)離四肢附著部位的稱(chēng)為遠(yuǎn)位。對(duì)于上肢，將撓骨側(cè)稱(chēng)為撓側(cè)，將尺骨側(cè)稱(chēng)為尺側(cè)。對(duì)于下肢，將脛骨側(cè)稱(chēng)為脛側(cè)，將腓骨側(cè)稱(chēng)為腓側(cè)。支承面和衣著立姿時(shí)站立的地面或平臺(tái)以及坐姿時(shí)的椅平面應(yīng)是水平的、穩(wěn)固的、不可壓縮的。要求被測(cè)量者裸體或穿著盡量少的內(nèi)衣(例如只穿內(nèi)褲和汗背心)測(cè)量，在后者情況下，在測(cè)量胸圍時(shí)，男性應(yīng)撩起汗背心，女性應(yīng)松開(kāi)胸罩后進(jìn)行測(cè)量。人體測(cè)量的主要儀器在人體尺寸參數(shù)的測(cè)量中，所采用的人體測(cè)量?jī)x器有：人體測(cè)高儀、人體測(cè)量用直腳規(guī)、人體測(cè)量用彎腳規(guī)、人體測(cè)量用三腳平行規(guī)、坐高椅、量足儀、角度計(jì)、軟卷尺以及醫(yī)用磅秤等。我國(guó)對(duì)人體尺寸測(cè)量專(zhuān)用儀器已制訂了標(biāo)準(zhǔn)，而通用的人體測(cè)量?jī)x器可采用一般的人體生理測(cè)量的有關(guān)儀器。人體測(cè)高儀它主要是用來(lái)測(cè)量身高、坐高、立姿和坐姿的眼高以及伸手向上所及的高度等立姿和坐姿的人體各部位高度尺寸。2、人體測(cè)量用直腳規(guī)它是用來(lái)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的直線(xiàn)距離，特別適宜測(cè)量距離較短的不規(guī)則部位的寬度或直徑，如測(cè)量耳、臉、手、足等部位的尺寸。人體測(cè)量用彎腳規(guī)它用于不能直接以直尺測(cè)量的兩點(diǎn)間距離的測(cè)量，如測(cè)量肩寬、胸厚等部位的尺寸。第二節(jié)靜態(tài)測(cè)量人體尺寸的靜態(tài)測(cè)量屬于傳統(tǒng)的測(cè)量方法，用途很廣。靜態(tài)人體測(cè)量可采取不同的姿勢(shì)，主要有立姿、坐姿、跪姿和臥姿等幾種。制作衣服時(shí)人體尺寸的測(cè)量是常見(jiàn)的人體靜態(tài)測(cè)量的方法，這種測(cè)量是在被測(cè)量者靜態(tài)地站著或坐著的姿勢(shì)下進(jìn)行的。靜態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)是動(dòng)態(tài)測(cè)量的基礎(chǔ)，是設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)不可缺少的參數(shù)。結(jié)構(gòu)化的人體測(cè)量數(shù)據(jù)人體測(cè)量的數(shù)據(jù)是指人體不同部位的尺寸，在設(shè)計(jì)不同的設(shè)備或產(chǎn)品時(shí)，會(huì)涉及到人體不同部位的尺寸。不同的人給出的人體測(cè)量的定義可能略有出入。1986年P(guān)heasant給出了較權(quán)威的各種人體測(cè)量數(shù)據(jù)的圖示。下面給出關(guān)于此圖的有關(guān)解釋?zhuān)▓D3-2）：身高（Stature）：從地面到頭頂?shù)拇怪本嚯x（高度）眼高（Eyeheight）：從地面到眼腳的高度肩高（Shoulderheight）：從地面到肩峰的高度肘高（Elbowheight）：從地面到周關(guān)節(jié)的高度，用來(lái)決定工作臺(tái)的高度臀高（Hipheight）：指人體站立時(shí)，從地面到臀部關(guān)節(jié)的高度指節(jié)的高度（Knuckleheight）：作為欄桿和手柄的參考指尖的高度（Fingertipheight）：與手指操作控件的最低可接受水平有關(guān)坐高（Sittingheight）：從坐的平面到頭頂?shù)母叨茸鄹撸⊿ittingeyeheight）：指人體處于坐姿時(shí)，從坐立面到眼角的高度坐肩高（Sittingshoulderheight）：指人體處于坐姿時(shí)，從坐立面到肩關(guān)節(jié)的高度坐肘高（Sittingelbowheight）：從座位的平面到肘下側(cè)的高度，涉及扶手、桌面、鍵盤(pán)的高度設(shè)計(jì)大腿的厚度（Thighthickness）：與座位和桌面之間的空間有關(guān)臀部-膝蓋的長(zhǎng)度（Buttock-kneelength）：與座位之間的行距有關(guān)臀部-腿彎部的長(zhǎng)度（Buttock-popliteallength）：與座位的深度膝蓋的高度（Kneeheight）：與桌子下面的空間有關(guān)腿彎部的高度（Poplitealheight）：從地面到膝蓋底下彎角的垂直距離，與椅子的最大的可接受的高度有關(guān)肩寬（Shoulderbreadth：bideltoid）：肩部的最大水平寬度，與肩部的水平空間有關(guān)肩寬（Shoulderbreadth:biacromial）：指人體肩關(guān)節(jié)之間的距離，與服裝設(shè)計(jì)有關(guān)臀寬（Hipbreadth）：設(shè)計(jì)座位的寬度胸部厚度（Chestdepth）：從垂直的背部到前胸的最大水平距離，與座位的靠背和障礙物之間的空間設(shè)計(jì)有關(guān)腹部厚度（Abdominaldepth）：在標(biāo)準(zhǔn)的坐姿中，從垂直的背部到腹部的最大水平距離，與座位的靠背和障礙物之間的空間設(shè)計(jì)有關(guān)肩-肘的長(zhǎng)度（Shoulder-elbowlength）：在標(biāo)準(zhǔn)的坐姿中，從肩峰到肘下部的距離肘-指尖的長(zhǎng)度（Elbow-fingertiplength）：在標(biāo)準(zhǔn)的坐姿中，從肘后到中指尖的距離，涉及前臂延伸的區(qū)域，用來(lái)定義正常的工作區(qū)域，胳膊的伸展區(qū)域上肢的長(zhǎng)度（Upperlimblength）：在肘和腕都伸直的狀態(tài)下，從肩峰到指尖的距離肩手心的長(zhǎng)度（Shoulder-griplength）：手臂伸直，從肩峰到手中所握物體中心的距離，表示上肢的功能長(zhǎng)度，用來(lái)確定使人感到方便的伸展區(qū)域頭部厚度（Headlength）：臉部的眉間到后腦部的距離，可作為眼部位置的參考數(shù)據(jù)頭部的寬度（Headbreadth）：頭部?jī)啥厦娴淖畲髮挾仁值拈L(zhǎng)度（Handlength）：在手保持僵直的狀態(tài)下，從腕部的皺痕到中指尖的距離手的寬度（Handbreadth）：通過(guò)手掌的最大寬度，在掌骨的末梢，與把手、控制桿的設(shè)計(jì)有關(guān)腳的長(zhǎng)度（Footlength）：從腳后跟到最長(zhǎng)的腳趾尖的距離，平行與腳的軸心（腳的空間以及踏板的設(shè)計(jì)）腳的寬度（Footbreadth）：腳的最大水平寬度，與腳的軸線(xiàn)垂直（腳的空間以及踏板占據(jù)的空間）圖3-2靜態(tài)的人體尺寸跨度（Span）：當(dāng)兩只手都向兩邊伸直時(shí)，兩手指尖的最大水平距離（橫向伸展）圖3-2靜態(tài)的人體尺寸肘部跨度（Elbowspan）：當(dāng)上臂向兩邊伸展，肘部彎曲使指尖觸胸時(shí)，兩肘尖的距離（可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作臺(tái)的肘部空間）站立時(shí)手掌的握點(diǎn)（Gripreaches）：人體站立時(shí)，胳膊向上舉起時(shí)手掌可以握住的最高的圓棒中心標(biāo)準(zhǔn)坐姿手掌的握點(diǎn)：人體在保持坐姿時(shí)，手掌的最高握點(diǎn)衡量胳膊在肩部的高度水平向前舉起時(shí)，從背部到手掌的距離。這是人體無(wú)須刻意伸展便可達(dá)到的距離，在設(shè)計(jì)控制室或駕駛艙中的最大可操作的開(kāi)關(guān)時(shí)，要考慮此距離。值得注意的是，不同的書(shū)對(duì)人體測(cè)量術(shù)語(yǔ)及定義不同，所以，在實(shí)際應(yīng)用中一定要搞清其人體測(cè)量數(shù)據(jù)的確切含義。二、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)含義人體測(cè)量所涉及的是一個(gè)特定的群體而非個(gè)人，但群體中的個(gè)體之間存在著差異，某一個(gè)體的測(cè)量尺寸顯然不能作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。因此，通常選擇測(cè)量群體中具有代表性的樣本，并對(duì)其測(cè)量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理獲得所需的數(shù)據(jù)。人體測(cè)量的數(shù)據(jù)常以百分位數(shù)來(lái)表示人體尺寸等級(jí)，最常用的是以第5%、第50%、第95%三種百分位數(shù)來(lái)表示。其中第5百分位數(shù)是指有5%的人群身體尺寸小于此值，而有95%的人群身體尺寸均大于此值；第50百分位數(shù)是指大于和小于此人群身體尺寸的各為50%；第95%百分位數(shù)指有95%的人群身體尺寸均小于此值，而有5%的人群身體尺寸大于此值。在人體測(cè)量的實(shí)際應(yīng)用中，除了上述三種常用的百分位數(shù)外，還常給出其它百分位數(shù)，其含義可依此類(lèi)推。人群中的每個(gè)人都具有不同的形態(tài)和尺寸。如假定人體尺寸服從均值為μ的正態(tài)分布，則如果已知其均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差S，就可以根據(jù)均值和標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)計(jì)算百分位值。X(p)=μ+zS其中，z是正態(tài)分布中對(duì)應(yīng)于所選百分位數(shù)的常量，X是對(duì)應(yīng)的尺寸。通常，讓設(shè)備適合于90%的使用者時(shí)，一般是排除最高的5%和最低的5%。人體著裝結(jié)構(gòu)尺寸：由于在實(shí)際中用到的一般都是人體著裝時(shí)的尺寸，所以對(duì)前面所說(shuō)的人體結(jié)構(gòu)尺寸在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)研究對(duì)象的不同進(jìn)行修正，獲得人體著裝以后的結(jié)構(gòu)尺寸。實(shí)際應(yīng)用中，一般用特定的人體結(jié)構(gòu)尺寸均值Mx加上平均的衣物修正值My來(lái)獲得人體著裝結(jié)構(gòu)尺寸M(x+y)：M(x+y)=Mx+My人體尺寸輕薄的夏裝冬季外套輕薄的工作服、靴和盔身高坐高大腿與臺(tái)面距離足長(zhǎng)足跟高頭長(zhǎng)頭寬肩最大寬臀寬25/4031313/4013/4025/40--131325/4010254013/2525/40--50/7550/75703134025351001051313注：表中斜杠前為男性數(shù)據(jù)，斜杠后為女性數(shù)據(jù)（女性鞋跟高）影響人體測(cè)量數(shù)據(jù)的因素人體的結(jié)構(gòu)尺寸隨著區(qū)域、民族、性別、年齡和生活狀況等因素的不同而有所差異。1、民族因素：每個(gè)民族都有自己的人體數(shù)據(jù)，不能套用其他民族的測(cè)量結(jié)果來(lái)設(shè)計(jì)本民族的設(shè)備。例如，美國(guó)空軍的駕駛艙在美國(guó)本土的適應(yīng)范圍在第5百分位和第95百分位之間，也就是說(shuō)，適應(yīng)90％的美國(guó)人；其對(duì)于法國(guó)人降為80%，對(duì)意大利人為69%，日本人為43%，泰國(guó)人為24%，越南人為14%。因此，不同民族具有不同的人體尺寸，在設(shè)計(jì)汽車(chē)、飛機(jī)等時(shí)應(yīng)參考使用者民族的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。2、性別、年齡因素：統(tǒng)計(jì)資料顯示，男性的平均身高比女性高100mm。同時(shí)，人的體形也隨著年齡的增長(zhǎng)而變化，最為顯著的是兒童期和青年期。一般而言，身高在22歲以前呈上升趨勢(shì)，30歲以后，呈下降趨勢(shì)。男性在其20歲左右身體尺寸發(fā)展到最高點(diǎn)，女性這一點(diǎn)大約在17歲。隨著年齡的增長(zhǎng)，人的身高在40歲時(shí)開(kāi)始縮減，并且隨年齡的增加這一過(guò)程也在加速（發(fā)生在脊椎骨）。而人的體重和某些寬度和周長(zhǎng)尺寸卻隨著年齡的增長(zhǎng)而增加。因此，在設(shè)計(jì)工作裝置時(shí)，必須了解所設(shè)計(jì)的工作裝置是否適合于特定的年齡組使用。在使用人體尺寸數(shù)據(jù)時(shí)，也應(yīng)明確作為這些數(shù)據(jù)來(lái)源的年齡組。由于食物結(jié)構(gòu)的改變，體育活動(dòng)的開(kāi)展，衛(wèi)生知識(shí)的普及，人類(lèi)的成長(zhǎng)和發(fā)育也在加快，孩子們一般比父輩長(zhǎng)得高，全世界人口身高的平均值呈上升趨勢(shì)。統(tǒng)計(jì)資料表明，近20年來(lái)，世界各國(guó)人口身高平均每10年增加1cm，歐洲人的身高每10年增加1~。當(dāng)然，這種身高的增長(zhǎng)趨勢(shì)已減緩。人體數(shù)據(jù)的變化已引起了廣泛的關(guān)注，據(jù)報(bào)道，聯(lián)邦德國(guó)航空公司因乘客體重的增加多消耗了10%的燃料，藥片的重量也因人的體重增加而要修改，以防藥力不足。3、職業(yè)因素從大量的勞動(dòng)科學(xué)和醫(yī)學(xué)的調(diào)查中可知，不同職業(yè)的人在體型和人體尺寸上存在著較大的差異。由于長(zhǎng)期的職業(yè)活動(dòng)，使身體某些部分得到了特別鍛煉而改變了體型。體力勞動(dòng)者和腦力勞動(dòng)者在體型和身體的某些尺寸方面就有較大的差別。除了在身高和軀干與腿的比例上有差別外，在頭部、腹部、身體各部分的周長(zhǎng)以及全身脂肪的分布上也有差別。如運(yùn)動(dòng)員在身體尺寸和形態(tài)上都較一般人不同。另外，一些職業(yè)對(duì)于雇員的體型會(huì)有一些特定的要求：例如消防隊(duì)員、模特、警察等。第三節(jié)動(dòng)態(tài)測(cè)量活動(dòng)空間要完成一項(xiàng)非常簡(jiǎn)單的任務(wù)人體也需要某些部位運(yùn)動(dòng)，這就要求有足夠的空間，即活動(dòng)空間。人在勞動(dòng)或運(yùn)動(dòng)時(shí)，人體空間位置與尺寸時(shí)刻在變化，這種變化就是動(dòng)態(tài)變化。動(dòng)態(tài)測(cè)量就是測(cè)定人體動(dòng)態(tài)變化時(shí)的數(shù)值。靜態(tài)測(cè)量的數(shù)據(jù)，雖可解決許多產(chǎn)品設(shè)計(jì)問(wèn)題，但人在勞動(dòng)時(shí)，姿勢(shì)和體位頻繁變化，需用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行衡量。圖3-3舒適伸展區(qū)域活動(dòng)空間的分配依賴(lài)于許多因素：使用的人群，任務(wù)，衣物，設(shè)備等。所以，沒(méi)有固定的規(guī)則或模式。例如，一名消防隊(duì)員在特定寬度的通道攀梯時(shí)，就要考慮他的衣服的不同、攜帶設(shè)備的不同，以及此項(xiàng)任務(wù)是否還要求除攀梯之外的其他動(dòng)作通道內(nèi)是否還有另外的物體，如燈、其它儀器。這種種不同的情境要求不同的活動(dòng)空間。圖3-3舒適伸展區(qū)域伸展域人在各種狀況下工作時(shí)都需要有足夠的活動(dòng)空間，在工作中人常取站、坐、跪等作業(yè)姿勢(shì)。立姿時(shí)人的活動(dòng)空間不僅取決于身體的尺寸，而且也取決于保持身體平衡的微小平衡動(dòng)作和肌肉。人在站立并保持腳的站立面不變時(shí)，手臂的活動(dòng)空間用舒適伸展域來(lái)表示。伸展域可從立視圖和平面圖兩個(gè)方面來(lái)看，主要有：通過(guò)肩部關(guān)節(jié)的正中矢狀面的垂直部分；通過(guò)關(guān)節(jié)的橫斷面的水平部分；通過(guò)肩關(guān)節(jié)的沿著冠狀縫平面的垂直部分（圖3-3）。設(shè)計(jì)人員更為關(guān)心的是人在工作時(shí)所涉及的區(qū)域。以工作面區(qū)域?yàn)槔藚^(qū)域使坐立的工作人員在其胳膊便利的伸展范圍內(nèi)進(jìn)行手的活動(dòng)（圖3-4）。1963年Barnes提出了此種情況的正常區(qū)域和最大區(qū)域：正常區(qū)域：將上肢輕松地垂直于體側(cè)，曲肘，以肘關(guān)節(jié)為中心，前臂和手能自由到達(dá)的區(qū)域。在這個(gè)范圍內(nèi)，人操作時(shí)能舒適輕快地工作，即圖中一般活動(dòng)范圍。正常作業(yè)范圍的大小、舒適度，與工作臺(tái)的高度，操作者的性別、民族因素，手的活動(dòng)特征和運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。最大區(qū)域：完全伸展整個(gè)胳膊所能涉及的區(qū)域。手臂向外伸直，以肩關(guān)節(jié)為中心，臂的長(zhǎng)度（半徑不包括手長(zhǎng)）所劃過(guò)的弧形軌跡在水平面上的投影。在最大作業(yè)范圍內(nèi)操作時(shí)，靜力負(fù)荷較大，長(zhǎng)時(shí)間處于這種狀態(tài)下操作，最容易引起疲勞。圖3-4水平作業(yè)范圍除了手的水平作業(yè)范圍之外，還有腳的作業(yè)范圍。由于腳的生理特征，腳的作業(yè)范圍不可能很大。腳的作業(yè)范圍是以腳在水平方向可能移動(dòng)的尺寸來(lái)確定的。腳的舒適作業(yè)范圍，要由腳的出力、動(dòng)作頻率、操作姿勢(shì)、機(jī)械形式、作業(yè)內(nèi)容等的綜合分析的結(jié)果來(lái)確定。圖3-4水平作業(yè)范圍第四節(jié)典型標(biāo)準(zhǔn)盡管人體的作業(yè)姿勢(shì)各不相同，但是在設(shè)計(jì)時(shí)可以依據(jù)一些基本的原則，確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。下面給出一般標(biāo)準(zhǔn)的一些典型例子，但請(qǐng)注意標(biāo)準(zhǔn)的性質(zhì)通常是依賴(lài)于任務(wù)的，所以不能簡(jiǎn)單地加以推廣。圖3-5有關(guān)人體尺寸設(shè)計(jì)中的不同基準(zhǔn)點(diǎn)人體尺寸設(shè)計(jì)中的基準(zhǔn)點(diǎn)：圖3-5有關(guān)人體尺寸設(shè)計(jì)中的不同基準(zhǔn)點(diǎn)駕駛艙的設(shè)計(jì)：在駕駛艙的設(shè)計(jì)中，通常設(shè)計(jì)是以臀部關(guān)節(jié)或臀部為基準(zhǔn)點(diǎn)。戰(zhàn)斗機(jī)駕艙的設(shè)計(jì)：在設(shè)計(jì)戰(zhàn)斗機(jī)的駕艙時(shí)，能見(jiàn)度是非常重要的，故而設(shè)計(jì)者通常以眼睛作為設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)點(diǎn)。制造工作臺(tái)設(shè)計(jì)：在裝配線(xiàn)上，手的使用是非常重要的，所以設(shè)計(jì)者的工作通常以手為基準(zhǔn)點(diǎn)。同樣的原因，打字工作臺(tái)的設(shè)計(jì)也從HARP(HandReferencePoint，手的基準(zhǔn)點(diǎn))開(kāi)始，但是VDT(VisualDisplayTerminal，視覺(jué)顯示終端)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)要同時(shí)考慮到ERP（Eyereferencepoint，眼的基準(zhǔn)點(diǎn)）和HARP（圖3-5）。工作面：工作面的高度：圖3-6不同特點(diǎn)工作的建議工作臺(tái)高度對(duì)于重手工操作，手的位置建議在肘高之下200mm；對(duì)于需要胳膊支持的精確任務(wù)，手應(yīng)該在肘高之上50mm；計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)應(yīng)該設(shè)在肘高的位置；廚房的工作面應(yīng)設(shè)在肘高以下圖3-6不同特點(diǎn)工作的建議工作臺(tái)高度（二）座位的設(shè)計(jì)：1、高度：座位的高度應(yīng)該小于腿彎部的高度，以避免腿彎的額外壓力。但無(wú)論如何，膝蓋和大腿的角度都不應(yīng)超過(guò)75度。座位總的前后距離不應(yīng)該大于臀部-腿彎部的長(zhǎng)度，這樣才能使使用者的背靠椅背休息。2、空間通道空間可能要考慮衣服和設(shè)備；在考慮側(cè)面的肘部伸展空間時(shí)，在達(dá)到使用者適應(yīng)度的百分比要求的基礎(chǔ)上，兩邊應(yīng)各再增加50mm。在實(shí)際應(yīng)用中，為了適應(yīng)更多的群體，往往不可避免要對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)做一定調(diào)整。圖3-7人體尺寸部位標(biāo)號(hào)三、我國(guó)人體尺寸圖3-7人體尺寸部位標(biāo)號(hào)我國(guó)1989年7月1日實(shí)施的GB10000-88《中國(guó)成年人人體尺寸》，適用于工業(yè)產(chǎn)品、建筑設(shè)計(jì)、軍事工業(yè)以及工業(yè)的技術(shù)改造設(shè)備更新及勞動(dòng)安全保護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)中所列數(shù)值，代表從事工業(yè)生產(chǎn)的法定中國(guó)成年人（男18～60歲，女18～55歲）。標(biāo)準(zhǔn)中共列出47項(xiàng)我國(guó)成年人人體尺寸基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按男女性別分開(kāi)，且分三個(gè)年齡段：18～25（男、女），26～35（男、女），36～60（男）、55（女），用七幅圖分別表示項(xiàng)目的部位并用表列出其相應(yīng)的百分位數(shù)。現(xiàn)將GB10000-88中的人體主要測(cè)量項(xiàng)目及尺寸摘錄于圖3－7及表3－l中；供使用時(shí)查閱。選用GB10000－88中所列人體尺寸數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)注意以下要點(diǎn)：1）表列數(shù)值均為裸體測(cè)量的結(jié)果，在用于設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)各地區(qū)不同的著衣量而增加余量。2)表列數(shù)值均為標(biāo)準(zhǔn)立、坐姿、。如果用于其它立、坐姿的設(shè)計(jì)（例如放松的坐姿），要增加適當(dāng)?shù)男拚俊?）由于我國(guó)地域遼闊，不同地區(qū)間人體尺寸差異較大，故根據(jù)局部人體測(cè)量資料，將全國(guó)劃分為以下六個(gè)區(qū)域，即:①東北、華北區(qū)包括黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、山東、北京、天津、河北。②西北區(qū)包括甘肅、青海、陜西、山西、西藏、寧夏、河南、新疆。③東南區(qū)包括安徽、江蘇、上海、浙江。④華中區(qū)包括湖南、湖北、江西。⑤華南區(qū)包括廣東、廣西、福建。⑥西南區(qū)包括貴州、四川、云南。表3-2所列數(shù)據(jù)為六區(qū)域18～60歲成人的身高、胸圍、體重的平均值M及標(biāo)準(zhǔn)差SD。表3－l我國(guó)成人人體主要尺寸（mm）及體重(kg)圖序標(biāo)號(hào)測(cè)量項(xiàng)目男性（18～60）女性（18～55）5%50%95%5%50%95%3-5a1身高1583167817751484157016592眼高1474156816641371145415413上臂長(zhǎng)2893133382622843084前臂長(zhǎng)2162372581932132345大腿長(zhǎng)4284655054024384766小腿長(zhǎng)3383694033133443767足寬88961038188958頭最大寬1451541641411491589頭全高20622324120021623210最大肩寬3984314693633974383-5b11頭最大長(zhǎng)17318419516517618712頭圍52656058652054657313胸厚18621224517019923914肩高12811367145511951271135015胸圍79186797074582594916肘高95410241096899960102317臀圍805875970824900100018會(huì)陰高72879085667373279219手功能高68074180165070475720脛骨點(diǎn)高40944448137741044421足長(zhǎng)2302472642132292443-5c22坐高85890895880985590123坐姿肩高55759864154855659424坐姿肘高22826329821525128425小腿加足高38341344834238240526坐姿大腿厚11213015111313015127手長(zhǎng)17018319615917118328手寬76828970768229坐姿眼高74979884769573978330坐深42145749440143346931臀膝距51555459549552957032坐姿膝高45649353242445849333坐姿下肢長(zhǎng)92199210638519129753-5d34坐姿兩肘肩寬37142248934840447835坐姿臀寬8058759708259001000其他36體重485975425266表3-2身高、胸圍、體重的均值M及標(biāo)準(zhǔn)差SD.項(xiàng)目東北、華北區(qū)西北區(qū)東南區(qū)華中區(qū)華南區(qū)西南區(qū)均值M標(biāo)準(zhǔn)差SD均值M標(biāo)準(zhǔn)差SD均值M標(biāo)準(zhǔn)差SD均值M標(biāo)準(zhǔn)差SD均值M標(biāo)準(zhǔn)差SD均值M標(biāo)準(zhǔn)差SD體重,kg男646059575655女555251504950身高男169316841686166916501647女158615751575156015491546胸圍男888880865853851855女848837831820819809四、人體各部分尺寸與身高的相關(guān)計(jì)算：正常成年人的身體各部分之間都有一定的比例關(guān)系，因此，可根據(jù)這種比例關(guān)系計(jì)算人體相關(guān)參數(shù)。我國(guó)成年人人體各部分尺寸與身高的比例關(guān)系如下。根據(jù)GB10000-88《中國(guó)成年人人體尺寸》給定的人體尺寸數(shù)據(jù)的均值，推算出我國(guó)成年人（男18～60歲，女18～55歲）人體各部分尺寸與身高H的比例關(guān)系如圖3-8所示。圖3-8我國(guó)成年人各部分尺寸與身高H圖3-8我國(guó)成年人各部分尺寸與身高H的比例關(guān)系第五節(jié)人體測(cè)量的應(yīng)用人體測(cè)量在工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，在具體的案例中，可以按照以下步驟對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，以滿(mǎn)足使用者的要求。任務(wù)分析任務(wù)分析的主要目的是徹底了解設(shè)備或工具對(duì)使用者所需執(zhí)行任務(wù)的影響，以便能抓住重點(diǎn)。此外，任務(wù)分析也應(yīng)了解相關(guān)安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工作場(chǎng)所的設(shè)計(jì)等。在決定有關(guān)的身體尺寸和相關(guān)的約束及標(biāo)準(zhǔn)方面，任務(wù)分析非常重要。不同的任務(wù)具有不同的特點(diǎn)和要求，所以其所涉及的人體尺寸的要求也各異（圖3-9）。圖3-9不同的操作任務(wù)使用對(duì)象選擇圖3-9不同的操作任務(wù)在應(yīng)用人體尺寸時(shí)，應(yīng)對(duì)所使用人群的特點(diǎn)及差異性進(jìn)行分析：如種族、年齡、性別、數(shù)據(jù)是否適用、是否包括殘疾人等。決定適應(yīng)程度對(duì)于每一項(xiàng)任務(wù)都有不同的要求，不同性質(zhì)決定不同的適應(yīng)度。應(yīng)注意：分別考慮每一相關(guān)尺寸（注意，人的身體各部分往往是成比例的，既是相關(guān)的）；決定所采用的人體尺寸和標(biāo)準(zhǔn)；某尺寸是否一定要符合99%的群體的要求；成本考慮（如果達(dá)到最優(yōu)要花費(fèi)很大代價(jià)，可否采用次優(yōu)），成本在決策時(shí)是非常重要的一個(gè)決定因素；另外，注意不要忽略了衣物的調(diào)整量。確定標(biāo)準(zhǔn)和約束參考前面的典型標(biāo)準(zhǔn)，確定適用人體尺寸，進(jìn)行設(shè)計(jì)。CAD技術(shù)在人