第十一章人體測(cè)量

11.2常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù)

應(yīng)用案例

11.1人體測(cè)量概述

11.3人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用

(1)人體測(cè)量——指對(duì)人類身體各方面特征數(shù)據(jù)的度量，特別

是人體的尺寸、形狀和耐力及這些數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

(2)研究對(duì)象——個(gè)體和群體

(3)重要性——人機(jī)工程設(shè)計(jì)的原則，即設(shè)計(jì)的機(jī)器、設(shè)備和

用具必須適應(yīng)人，使人—機(jī)系統(tǒng)的操作方便、省力。

(4)人體測(cè)量數(shù)據(jù)

——人體構(gòu)造尺寸——靜態(tài)尺寸靜態(tài)測(cè)量

——人體功能尺寸——?jiǎng)討B(tài)尺寸動(dòng)態(tài)測(cè)量

11.1人體測(cè)量概述11.1.1

人體測(cè)量(Authropometry)11.1.2

人體測(cè)量的條件與方法（1）測(cè)量姿勢(shì)

——立姿

——坐姿（2）測(cè)量基準(zhǔn)面

①坐標(biāo)系——空間直角坐標(biāo)系

②基準(zhǔn)面

——水平面

——冠狀面

——失狀面

——正中失狀面

——眼耳平面11.1人體測(cè)量概述（3）測(cè)量方向

——在人體上下方向上

上方——頭側(cè)端

下方——足側(cè)端

——在人體的左右方向上

靠近正中失狀面——內(nèi)側(cè)

遠(yuǎn)離正中失狀面——外側(cè)

——在四肢上

靠近四肢附著的部位——近位

遠(yuǎn)離四肢附著的部位——遠(yuǎn)位

——對(duì)于上肢

橈骨側(cè)——橈側(cè)尺骨側(cè)——尺側(cè)

——失狀面脛骨側(cè)——脛側(cè)腓骨側(cè)——腓側(cè)11.1人體測(cè)量概述（4）支承面

——水平的、穩(wěn)固的，不可壓縮（5）衣著

——裸體或盡量少（6）測(cè)量精度

——尺寸：±1mm

——重量：±0.5kg

11.1人體測(cè)量概述11.1.3

常用測(cè)量?jī)x器與方法（1）人體測(cè)高儀——測(cè)高度尺（2）直腳規(guī)——測(cè)量點(diǎn)距離（3）彎腳規(guī)

靜態(tài)人體測(cè)量——是指被測(cè)者靜止地站著或坐著進(jìn)行的一種測(cè)量方法。用以設(shè)計(jì)工作區(qū)間的大小。

——GB中，成人靜態(tài)測(cè)量項(xiàng)目：立姿12項(xiàng)，坐姿17項(xiàng)

11.2常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù)（1）我國(guó)成年人的結(jié)構(gòu)尺寸

——GB1000-88（表11.1-5）

——性別與年齡段：三個(gè)年齡段

——共七大類47項(xiàng)

——分不同地區(qū)11.2.1

我國(guó)成年人人體的結(jié)構(gòu)（靜態(tài)）尺寸11.2常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù)人體主要尺寸11.2常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù)11.2常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù)11.2常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù)11.2.2

我國(guó)成年人的人體功能（動(dòng)態(tài)）尺寸總的來(lái)說(shuō)，就是對(duì)手、上肢、下肢、腳所及的范圍以及各關(guān)節(jié)能達(dá)到的距離和能轉(zhuǎn)動(dòng)的角度進(jìn)行測(cè)量。詳見(jiàn)表11-6.人體動(dòng)態(tài)測(cè)量——建立在靜態(tài)測(cè)量的基礎(chǔ)之上，用來(lái)度量人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的一些參數(shù)。

1）活動(dòng)空間

——人在完成任務(wù)時(shí)需要某些身體部

位運(yùn)動(dòng)這就要求有足夠的空間。

2）伸展域

——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。11.2常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù)11.2常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù)我國(guó)成人男女上肢功能尺寸1）動(dòng)態(tài)測(cè)量就是測(cè)定人體動(dòng)態(tài)變化時(shí)空間位置與人體尺寸的數(shù)值。2）活動(dòng)空間的分配沒(méi)有固定的規(guī)則或模式，依賴于許多因素：使用的人群、任務(wù)、衣物、設(shè)備等（1）活動(dòng)空間11.2常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù)1）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。

2）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。（2）伸展域11.2常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù)（1）由身高計(jì)算各部分尺寸（2）由體重計(jì)算體積和表面積

——人體體積（V）：V=1.015×W－4.937——人體表面積（A）：A=0.0235×H0.42246W0.51456

（3）人體生物力學(xué)參數(shù)的計(jì)算

——重心位置

——旋轉(zhuǎn)半徑

——轉(zhuǎn)動(dòng)慣量11.2.3

由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算人體參數(shù)11.2常用的人體測(cè)量數(shù)據(jù)11.3

人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用（1）靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量作為設(shè)計(jì)的前提或依據(jù)，在設(shè)計(jì)時(shí)首先要確定使用主體，得到主體的人體測(cè)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，才能達(dá)到使用者的滿意。（2）在使用人體測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，這些數(shù)據(jù)應(yīng)該能代表使用者總體。（3）在應(yīng)用人體測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)有一些標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的不同而不同。如工作地的設(shè)計(jì)考慮因素：

——空間性（Clearance）

——可達(dá)性（Reach）

——身體姿勢(shì)（Posture）11.3.1人體測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理的主要指標(biāo)（1）平均值——(表示樣本的測(cè)量數(shù)據(jù)集中趨向某個(gè)值)（2）標(biāo)準(zhǔn)差——SD(表明測(cè)量值對(duì)平均值的波動(dòng)情況)

11.3

人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用（3）百分位數(shù)——Xa

1）百分位數(shù)的含義

在工效學(xué)設(shè)計(jì)中，為了保證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)尺寸符合95%的大多數(shù)人使用，常用的百分位數(shù)：

——5%，10%

——50%——95%，90%

11.3

人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用第5%百分位數(shù)——有5%的人群小于5%百分比值尺寸，代表小身材。第50%百分位數(shù)——有50%的人群小于50%百分比值尺寸，代表中等身材。第95百分位數(shù)——有95%的人群小于小于95%百分比值尺寸，代表大身材.11.3

人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用（3）百分位數(shù)

2）百分位數(shù)的計(jì)算

在工效學(xué)設(shè)計(jì)中，主要根據(jù)均值和標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)計(jì)算百分位值或計(jì)算某一人體尺寸所屬的百分位數(shù)。已知某項(xiàng)人體測(cè)量數(shù)據(jù)的均值，標(biāo)準(zhǔn)差為SD，當(dāng)需要得到任一百分位Pα的數(shù)值Xα?xí)r，則按如下公式進(jìn)行計(jì)算：

其中，K——變換系數(shù)（4）例題我國(guó)東南地區(qū)女性體重平均值為60kg，標(biāo)準(zhǔn)差SD為7.6，試求體重為10%、50%、90％百分位數(shù)的數(shù)值。（當(dāng)百分比為10%時(shí)，變位系數(shù)K=1.282）解：

已知西北地區(qū)男性體重平均值=60kg，標(biāo)準(zhǔn)差=7.6，第10百分位和第90百分位的變位系數(shù)K=1.282。

=－

K=（60-7.6×1.282）=50.26kg==60kg=＋K=（60+7.6×1.282）=69.74kg11.3

人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用11.3.2

人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用（1）合理選用百分位設(shè)計(jì)原則——達(dá)到適合體型矮小或高大的操作者的尺寸

選用原則——在不涉及使用者健康和安全時(shí)，選用適當(dāng)偏離極限百分位的第五百分位和第九十五百分位作為界限值較為適宜，以供大多數(shù)人使用，簡(jiǎn)化加工制造、降低成本。

①由人體身高決定的物體（選95%）

——如：門、床、通道、船艙口、擔(dān)架等；

②由人體某些部分的尺寸決定的物體（5%）

——如：座椅平面高度（腿長(zhǎng)）、樓梯高度

11.3

人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用

③可調(diào)尺寸：在5%-95%之間

——如：可調(diào)座椅；

④常用高度（50%）

——如：門鈴、拉手、電燈開(kāi)關(guān)、一般工作臺(tái)；

⑤特殊情況：當(dāng)身體尺寸在界限之外的使用會(huì)危害其健康是或增加事故危險(xiǎn)時(shí)應(yīng)選：1%-99%——如：緊急出口（99%）緊急制動(dòng)桿的距離（1%）

11.3

人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用11.3

人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用（2）注意事項(xiàng)

①必須分析使用者（操作者）的狀況與特征

——如：性別、年齡、職業(yè)、群體等；

②盡管為正態(tài)分布，一般不能以平均值作為設(shè)計(jì)的唯一依據(jù)

——大于50%：適合人群

——小于50%：不適合人群

③考慮衣著、心理情況

——最佳的人體功能尺寸：

Xmin=Xa＋△f＋△p

④人在操作過(guò)程中姿勢(shì)和體位變化，還需動(dòng)態(tài)測(cè)量⑤人體尺寸隨著年代變化而變化——修正11.3

人體測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用（3）人體尺寸在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

①身高的應(yīng)用（立姿和坐姿）

——機(jī)器設(shè)備和用具是由人來(lái)操作和使用的，必須要適應(yīng)人，這是人機(jī)工程設(shè)計(jì)的原則；

——人體尺寸主要決定人—機(jī)系統(tǒng)的操作是否方便、