人體測量修改第1頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)人體測量概述

人體測量學是一門新興的學科，它是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，從而為各種工業(yè)設計和工程設計提供人體測量數(shù)據。這些測量數(shù)據對工作空間的設計，機器、設備設計以及操縱裝置等設計具有重要意義，并直接關系到合理地布置工作地，保證合理的工作姿勢，使操作者能安全、舒適、準確地工作，減少疲勞和提高工作效率。第2頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三一、人體測量的基本術語（一）基本姿勢

立姿指被測者挺胸直立，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，手指輕貼大腿側面，膝部自然伸直，左、右足后跟并攏，前端分開，使兩足大致呈45°夾角，體重均勻分布于兩足。

坐姿指被測者挺胸坐在被調節(jié)到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，膝彎屈大致成直角，足平放在地面上，手輕放在大腿上。第3頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三一、人體測量的基本術語（二）測量基準面，如圖11-1所示

1.矢狀面

通過鉛垂軸和縱軸的平面及與其平行的所有平面都稱為矢狀面。

正中矢狀面在矢狀面中，把通過人體正中線的矢狀面稱為正中矢狀面。正中矢狀面將人體分成左、右對稱的兩部分。

2.冠狀面

通過鉛垂軸和橫軸的平面及與其平行的所有平面都稱為冠狀面。冠狀面將人體分成前、后兩部分。

第4頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三3.水平面

與矢狀面及冠狀面同時垂直的所有平面都稱為水平面。水平面將人體分成上、下兩部分。

4.眼耳平面

通過左、右耳屏點及右眼眶下點的水平面稱為眼耳平面或法蘭克福平面。(耳屏點:耳屏軟骨上緣，耳輪腳基部向顱側部皮膚過渡的點)一、人體測量的基本術語第5頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三一、人體測量的基本術語

（三）測量方向

（1）在人體上、下方向上，將上方稱為頭側端，下方稱為足側端。（2）在人體左、右方向上，將靠近正中矢狀面的方向稱為內側，遠離正中矢狀面的方向稱為外側。（3）在四肢上，將靠近四肢附著部位的稱為近位，遠離四肢附著部位的稱為遠位。（4）對于上肢，將橈骨側稱為橈側，尺骨側稱為尺側。（5）對于下肢，將脛骨側稱為脛側，腓骨側稱為腓側。第6頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第7頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三一、人體測量的基本術語（四）支承面、衣著和測量精確度

支撐面。立姿時站立的地面或平臺以及坐姿時的椅平面應是水平的、穩(wěn)固的、不可壓縮的。衣著。要求被測量者裸體或穿著盡量少的內衣(例如只穿內褲和汗背心)測量，在后者情況下，測量胸圍時，男性應撩起汗背心，女性應松開胸罩后進行測量。測量值讀數(shù)精度。線性測量項目測量值讀數(shù)精確度為1mm，體重讀數(shù)精確度為0.5kg。第8頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三二、人體尺寸測量分類人體測量學：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，使設計更適于人。測量數(shù)據：

1、靜態(tài)人體尺寸測量，見圖11-22、動態(tài)人體尺寸測量，見圖11-3第9頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三三、人體測量方法(一)測量儀器

1.人體測高儀，見圖；

2.人體測量用直腳規(guī)，見圖；

3.人體測量用彎腳規(guī)，見圖；此外，還有人體測量用三腳平行規(guī)，坐高椅，量足儀，軟卷尺以及醫(yī)用磅秤等。第10頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三三、人體測量方法（二）測量方法

測量時應在呼氣與吸氣的中間進行。其次序為從頭向下到腳；從身體的前面，經過側面，再到后面。測量時只許輕觸測點，不可緊壓皮膚，以免影響測量的準確性。身體某些長度的測量，既可用直接測量法，也可用間接測量法——兩種尺寸相加減。另外，測量項目應根據實際需要確定，具體測量方法詳見GB/T5703—1999《用于技術設計的人體測量基礎項目》的有關規(guī)定。第11頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)常用的人體測量數(shù)據

一、我國成年人人體結構(靜態(tài))尺寸

參閱GB10000－88我國成年人人體尺寸國家標準，主要包括：

(一)人體主要尺寸，見圖11-4和表11-1(二)立姿人體尺寸，見圖11-5和表11-2(三)坐姿人體尺寸，見圖11-6和表11-3(四)人體水平尺寸，見圖11-7和表11-4

第12頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)常用的人體測量數(shù)據二、我國成年人人體功能(動態(tài))尺寸

動態(tài)人體測量通常是對手、上肢、下肢、腳所及的范圍以及各關節(jié)能達到的距離和能轉動的角度進行測量。由于人主要依靠上肢從事各項操作活動，因此本節(jié)只給出上肢功能(動態(tài))尺寸，見表11-6第13頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)人體測量數(shù)據的應用一、人體測量中的主要統(tǒng)計指標

在人體測量中所得到的測量值都是離散的隨機變量，因而可根據概率論與數(shù)理統(tǒng)計理論對測量數(shù)據進行統(tǒng)計分析，從而獲得所需群體尺寸的統(tǒng)計規(guī)律和特征參數(shù)。第14頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三一、人體測量中的主要統(tǒng)計指標1.平均值第15頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三一、人體測量中的主要統(tǒng)計指標2.標準差第16頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三一、人體測量中的主要統(tǒng)計指標

3.百分位數(shù)

在設計中，當需要得到任一百分位α的數(shù)值Xa時，則可按下式進行計算

K為百分比變換系數(shù)，見表11-7第17頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三例11-1設計適用于90％東南區(qū)男性使用的產品，試問應按怎樣的身高范圍設計該產品尺寸?解：由表11-5查得東南區(qū)男性身高平均值1686mm，標準差55.2mm。要求產品適用于90％的人群，故應以第5百分位數(shù)為下限，第95百分位數(shù)為上限進行設計，由表11-7查得，5%與95%的變換系數(shù)K＝1.645。由此可求得第5百分位數(shù)為

1686—55.2×1.645=1595.2（mm）第95百分位數(shù)值為

1686＋55.2×1.645=1776.8（mm）結論：按身高1595.2～1776.8mm設計產品尺寸，將適用于90％的東南區(qū)男性。第18頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三求人體測量尺寸Xi對應的百分率P

P=0.5＋s

式中S為概率數(shù)值，可根據Z

值，在正態(tài)分布表中查取第19頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三例11-2已知女性A身高1610mm，試求有百分之幾的東北女性超過其高度？解由表11-5查得東北女性身高平均值

=1586mm,標準差SD=51.8mm。則

根據Z值查表11-8得s=0.1772(取近似值0.177)，由式（11-5）求得P值為

P=0.5＋0.177=0.677

結論：身高在1610mm以下的東北女性為67.7%，超過女性A身高的東北女性則為32.3%。第20頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三二、人體尺寸數(shù)據的應用(一)人體測量數(shù)據的運用準則（1）最大最小準則（2）可調性準則（3）平均性準則（4）使用最新人體數(shù)據準則（5）地域性準則第21頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三二、人體尺寸數(shù)據的應用(一)人體測量數(shù)據的運用準則（6）功能修正與最小心理空間相結合準則最小功能尺寸Xmin=Xα＋Δf

最佳功能尺寸Xopm=Xα＋Δf＋ΔP

（7）姿勢與身材相關聯(lián)準則（8）合理選擇百分位和適用度準則

第22頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三例11-3

試設計適用于中國人使用的車船臥鋪上下鋪凈空高度

解：車船臥鋪上下鋪凈空高度屬于一般用途設計。根據人體數(shù)據運用準則應選用中國男子坐姿高第99百分位數(shù)為基本參數(shù)Xα，查表11-3，Xα＝979mm。衣褲厚度(功能)修正量取25mm，人頭頂無壓迫感最小高度(心理修正量)為115mm，則臥鋪上下鋪最小凈間距和最佳凈間距分別為

Xmin=Xα＋Δf＝979十25＝1004mm

Xopm=Xα＋Δf＋Δp＝979十25十115=1119mm第23頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三例11-4

試確定適合中國男人使用的固定座椅座面高度

解：座椅座面高度屬于一般用途設計。根據人體數(shù)據運用準則，座椅座面高度應取第5百分位的“小腿加足高”人體數(shù)據為基本設計數(shù)據，以防大腿下面承受壓力引起疲勞和不舒適。查表11-3，Xα＝38.3cm，功能修正主要應考慮兩方面：一是鞋跟高的修正量，一般為2.5～3.8cm，取2.5cm；另一方面是著裝(褲厚)修正量，一般為0.3cm。即Δf＝2.5十0.3＝2.8cm。座椅座面高度的設計不需考慮心理修正量，即Δp=0。因此，固定座椅座面高度的合理值應為

Xopm=Xα＋Δf＋Δp＝38.3十2.8十0=41.1≈41.0cm第24頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三二、人體尺寸數(shù)據的應用(二)人體各部分結構參數(shù)的計算

由身高計算各部分尺寸，見圖11-8

由體重計算體積和表面積

V=1.015W－4.937

式中：V為人體體積(L)；W為人體體重(kg)

人體表面積可參照第八章人體表面積計算公式第25頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三二、人體尺寸數(shù)據的應用(三)人體身高在設計中的應用

以身高為基準的設備和用具尺寸推算方法見圖11-9，圖中有關尺寸定義參閱表11-10。第26頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三案例基于人體測量的羊毛衫領型結構設計1.三維人體測量實驗2.測量數(shù)據的處理與分析3.羊毛衫領型結構設計4.結論第27頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三1.三維人體測量實驗1.1TecMath非接觸三維人體測量系統(tǒng)本實驗使用德國TecMath公司非接觸三維人體激光掃描儀進行人體數(shù)據采集,能夠在8－10s內掃描2.1m高的區(qū)域,分辨率可達0.15mm,測量精度±2mm。1.2測量范圍隨機抽取200名年齡在19~26歲之間的在校男大學生作為測量對象。案例第28頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三2.測量數(shù)據的處理與分析2.1數(shù)據預處理首先應用箱圖對數(shù)據奇異值進行尋找，把奇異值刪除形成缺失值，并利用對缺失值進行處理的常用方法處理。其次，進行配對樣本t檢驗。檢驗結果表明，對人體對稱部位分析時只采取一側指標即可。2.2因子分析第一因子主要描述頸部圍度和寬度、頸中圍、頸根圍、頸中橫寬、頸中縱寬、后頸根圍、肩頸從寬；第二因子主要描述肩部寬度、總肩寬、小肩寬；第三因子主要描述高度、頸長；第四因子主要描述肩部斜度、肩斜角。表1為因子累積貢獻率表。案例第29頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三案例表1因子累積貢獻率表第30頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三2.3聚類分析使用R型聚類，對變量進行聚類。在不同類中提取反映人體頸部特征的特征項目，將特征指標與樣板制作緊密聯(lián)系起來。經過分類，把10個測量項目分成5類：并參考領型結構設計所需要的人體測量尺寸，提取了頸根圍、后頸根圍、肩頸從寬、頸長、總肩寬共5個特征尺寸。2.4回歸分析（表2）通過領型樣板尺寸中橫開領大小、直開領大小與人體部位的關系，結合幾何方法通過回歸分析可以求得表3的計算公式(數(shù)據經過調整)。案例第31頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三案例表2頸部控制部位與胸圍、身高的一元、二元回歸方程式第32頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三案例表3計算公式表cm第33頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三3.羊毛衫領型結構設計3.1Primavision設計軟件和輔助羊毛衫設計3.2羊毛衫領型成品規(guī)格設計利用Primavision設計軟件進行羊毛衫領型結構設計。羊毛衫領型規(guī)格如表4(橫、縱密為每10cm的橫、縱向線圈數(shù))所示案例第34頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三案例表4羊毛衫領型規(guī)格表第35頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三3.3領型結構設計圖1、圖2是Primavision系統(tǒng)的嚇數(shù)紙(即羊毛衫編織生產工藝單)的設計界面案例圖1前片編制樣版圖2后片編制樣版第36頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三4.結論領型設計是羊毛衫設計最重要部分之一。它影響羊毛衫穿著的合體性、舒適性和美觀性。本例實現(xiàn)了準確獲取和利用較多的人體頸部部位尺寸，應用于羊毛衫領型樣板的制作，提高了毛衫領型的合體性。案例第37頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三復習思考題

1.我國成年人身體尺寸分成西北、東南、華中、華南、西南、東北等六個區(qū)域，這對產品設計有何影響?2.某地區(qū)人體測量的均值＝1650mm，標準差SD＝57.1mm，求該地區(qū)第95、90及第80的百分位數(shù)。

3.巳知某地區(qū)人的足長均值＝264.0mm，標準差SD＝45.6mm，求適用該地區(qū)90%的人們穿的鞋子長度值。

4.為什么說人體測量參數(shù)是一切設計的基礎?5.如何選擇百分位和適用度?6.為什么要進行功能修正量和心理修正量的確定?怎樣確定?第38頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三圖11-1返回第39頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三圖11-2返回第40頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三圖11-3返回第41頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三返回第42頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三返回第43頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三返回第44頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三圖11-4返回第45頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三圖11-5返回第46頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三圖11-6返回第47頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三圖11-7返回第48頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三圖11-8返回第49頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三圖11-9返回第50頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三返回年齡分組百分測量位數(shù)項目男（18~60歲）女（18~55歲）1510509095991510509095991.1身高/mm154315831604167817541775181414491484150315701640165916971.2體重/kg44485059707583394244526366711.3上臂長/mm2792892943133333383492522622672843033023191.4前臂長/mm2062162202372532582681851931982132292342421.5大腿長/mm4134284364654965055233874024104384674764941.6小腿長/mm324338344369396403419300313319344370375390表11-1

人體主要尺寸

第51頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三返回年齡分組百分測量位數(shù)項目男（18~60歲）女（18~55歲）1510509095991510509095992.1眼高143614741495156816431664170513371371138814541522154115792.2肩高124412811299136714351455149411661195121112711333135013852.3肘高92595496810241079109611288738999139601009102310502.4手功能高2062162202372532582681851931982132292342422.5會陰高4134284364654965055233874024104384674764942.6脛骨點高324338344369396403419300313319344370375390表11-2

立姿人體尺寸單位：mm

第52頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三返回年齡分組百分測量位數(shù)項目男（18~60歲）女（18~55歲）1510509095991510509095993.1坐高8368588709089479589797898098198558919019203.2坐姿頸椎點高5996156246576917017195635795876176486576753.3坐姿眼高7297497617988368478686786957047397737838033.4坐姿肩高5395575665986316416595045185265565855946093.5坐姿肘高2142282352632912983122012152232512772842993.6坐姿大腿厚1031121161301461511601071131171301461511603.7坐姿膝高4414564614935235325494104244314584854935073.8小腿加足高3723833894134394484633313423503823994054173.9坐深4074214294574864945103884014084334614694853.10臀膝距4995155245545855956134814955025295615705873.11坐姿下肢長8929219379921046106310968268518659129609751005表11-3

坐姿人體尺寸單位：mm

第53頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三返回年齡分組百分測量位數(shù)項目男（18~60歲）女（18~55歲）1510509095991510509095994.1胸寬2422532592803073153312192332392602892993194.2胸厚1761861912122372452611591701761992302392604.3肩寬3303443513753974034153043203283513713773874.4最大肩寬3833984054314604694863473633713974284384584.5臀寬2732822883063273343462752902963173403463604.6坐姿臀寬2842953003213473553692953103183443743824004.7坐姿兩肘間寬3533713814224734895183263483604044604785094.8胸圍762791806867944970101871774576082591994910054.9腰圍62065066573585989596062265968077290495010254.10臀圍780805820875948970100979582484090097510001044表11-4

人體水平尺寸單位：mm

第54頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三返回項目東北、華北區(qū)西北區(qū)東南區(qū)華中區(qū)華南區(qū)西南區(qū)平均值標準差平均值標準差平均值標準差平均值標準差平均值標準差平均值標準差體重kg男648.2607.6597.7576.9566.9556.8女557.7527.1517.1506.8496.5506.9身高/mm男169356.6168453.7168655.2166956.3165057.1164756.7女158651.8157551.9157550.8156050.7154949.7154653.9胸圍/mm男88855.588051.586552.085349.285148.985548.3女84866.483755.983159.882055.881957.680958.8表11-5

身高、胸圍、體重的平均值第55頁，共57頁，2023年，2月20日，星期三表11-6

我國成人男女上肢功能尺寸/mm

測量項目男（18~60歲）女（18~55歲）P5P50P96P5P50P96立姿雙手上舉高立姿雙手功能上舉高立姿雙手左右平展寬