2025/11/7第二章

人體的人機(jī)學(xué)參數(shù)

（4學(xué)時(shí)）

主講：李輝段振偉蔣方安全人機(jī)工程教學(xué)組內(nèi)容

第一節(jié)人體尺寸的測量

第二節(jié)

人體測量的基本術(shù)語

第三節(jié)

人體測量的主要儀器

第四節(jié)

人體測量中常用的統(tǒng)計(jì)函數(shù)

第五節(jié)

常用的人體測量數(shù)據(jù)

第六節(jié)

人體的人機(jī)學(xué)參數(shù)計(jì)算

第七節(jié)

人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用

2025/11/7第一節(jié)人體尺寸的測量人體測量的內(nèi)容形態(tài)測量對(duì)人體的基本尺度、體型、表面面積、體積和重量等進(jìn)行的測量。生理測量對(duì)人體的知覺反應(yīng)、疲勞程度和出力大小進(jìn)行的測量。運(yùn)功測量人體在運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，對(duì)人體的動(dòng)作范圍動(dòng)作過程及其形態(tài)變化、皮膚變化等方面所進(jìn)行的測量。2025/11/72025/11/7第二節(jié)人體測量的基本術(shù)語被測者姿勢（立姿、坐姿）測量基準(zhǔn)面（見圖1）測量方向

測量條件（衣著、支撐面、身體）

基本測點(diǎn)及測量項(xiàng)目（見圖2、圖3）2025/11/7圖1人體測量基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)軸

2025/11/7圖1-b人體測量基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)軸

圖1-a人體測量基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)軸

測量方向在人體上、下方向上，稱上方為頭側(cè)端，下方為足側(cè)端。在人體左、右方向上，將靠近正中矢狀面的方向稱為內(nèi)側(cè)，將遠(yuǎn)離正中矢狀面的方向稱為外側(cè)。在四肢上，將靠近四肢附著部位的稱為近位，將遠(yuǎn)離四肢附著部位的稱為遠(yuǎn)位。對(duì)于上肢，將撓骨側(cè)稱為撓側(cè)，將尺骨側(cè)稱為尺側(cè)。對(duì)于下肢，將脛骨側(cè)稱為脛側(cè)，將腓骨側(cè)稱為腓側(cè)。2025/11/7測量條件被測試者的衣著：測量時(shí)，被測試者應(yīng)裸體或盡量少著裝。支撐面：站立面、平臺(tái)或坐面應(yīng)平坦、水平且不變形。身體對(duì)稱：對(duì)于可以在身體任何一側(cè)進(jìn)行的測量項(xiàng)目，建議在兩側(cè)都進(jìn)行測量，如果做不到這一點(diǎn)，應(yīng)注明此測量項(xiàng)目是在哪一側(cè)測量的。2025/11/72025/11/7圖2-a測量項(xiàng)目-立姿2025/11/7圖2-b測量項(xiàng)目-立姿2025/11/7圖2-c測量項(xiàng)目-立姿2025/11/7圖2-d測量項(xiàng)目-立姿2025/11/7圖2-e測量項(xiàng)目-立姿2025/11/7圖2-f測量項(xiàng)目-立姿2025/11/7圖3-a測量項(xiàng)目-坐姿2025/11/7圖3-b測量項(xiàng)目-坐姿2025/11/7圖3-c測量項(xiàng)目-坐姿2025/11/7圖3-d測量項(xiàng)目-坐姿2025/11/7圖3-e測量項(xiàng)目-坐姿2025/11/7

在人體尺寸測量中所采用的人體測量儀器有：人體測高儀、人體測量用直腳規(guī)、人體測量用彎腳規(guī)、人體測量用三腳平行規(guī)、坐高椅、量足儀、角度計(jì)、軟卷尺以及醫(yī)用磅秤等。

人體測高儀直腳規(guī)彎腳規(guī)（參見圖4-a

見圖4-b

見圖4-c）第三節(jié)人體尺寸測量用的主要儀器2025/11/7圖4-a人體測高儀

2025/11/7圖4-b人體測量用直腳規(guī)

2025/11/7圖2-4人體測量用彎腳規(guī)(4-c)

2025/11/7第四節(jié)人體測量中的主要統(tǒng)計(jì)函數(shù)均值

方差2025/11/7標(biāo)準(zhǔn)差抽樣誤差

百分位數(shù)和適應(yīng)度

2025/11/7百分比（%）K百分比（%）K0.52.576700.5241.02.326750.6742.51.960800.84251.645851.036101.282901.282151.036951.645200.84297.51.960250.67499.02.326300.52499.52.576表2-1

百分比與變換系數(shù)2025/11/7第五節(jié)常用人體測量數(shù)據(jù)1、我國成年人的人體靜態(tài)尺寸

圖2-5立姿人體尺寸

2025/11/7圖2-6坐姿人體尺寸

2025/11/7圖2-7人體水平尺寸

2025/11/7表2—2人體主要尺寸

(單位：mm)2025/11/7

表2-3立姿人體尺寸

(單位：mm)2025/11/7

表2-4坐姿人體尺寸

(單位：mm)2025/11/7表2-5人體水平尺寸

（單位：mm）

2025/11/7表2-6各區(qū)域的體重、身高和胸圍三項(xiàng)參數(shù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差（單位：mm）

2025/11/72．

我國成年人人體動(dòng)態(tài)尺寸

（1）肢體活動(dòng)角度范圍

圖2-8人體肢體活動(dòng)角度范圍

2025/11/7圖2-9人體上部及上肢固定姿勢活動(dòng)角度范圍

2025/11/7圖2-10立姿上身及手的可及范圍、坐姿上身及手的可及范圍

（2）

不同姿勢時(shí)手能觸及的空間范圍2025/11/7圖2-11單腿跪姿上身及手的可及范圍2025/11/7圖2-12仰臥姿勢手及腿的活動(dòng)空間

2025/11/73、常用人體功能尺寸測量區(qū)域

2025/11/74、手、腳作業(yè)域測量1）手的作業(yè)域測量

圖2—14手的測量2025/11/7(1)水平作業(yè)域

圖2-15手在水平面的正常作業(yè)閾和最大作業(yè)域（cm）

2025/11/7圖2-16坐姿抓握作業(yè)域（cm）

2025/11/7(2)垂直作業(yè)域

圖2-17立姿雙臂垂直作業(yè)域圖

2-18立姿雙臂垂直作業(yè)域

2025/11/7圖2-19身高與摸高的關(guān)系

2025/11/72）腳的測量

圖2—20腳的測量

2025/11/73）腳作業(yè)空間

圖2-21腳的作業(yè)區(qū)域

第一節(jié)結(jié)束2025/11/7一、人體體部指數(shù)及有關(guān)人機(jī)學(xué)參數(shù)計(jì)算

可根據(jù)人體的身高、體重等基礎(chǔ)測量數(shù)據(jù)，利用一些經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出所需的其它各部分?jǐn)?shù)據(jù)。第六節(jié)

人體的人機(jī)學(xué)參數(shù)2025/11/71、人體的體部指數(shù)（1）第1標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)（2）第2標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)（3）體型系數(shù)（4）李氏體重系數(shù)2025/11/7（5）羅氏體重系數(shù)（6）體質(zhì)系數(shù)2025/11/7圖2-22坐姿靜態(tài)尺寸編號(hào)圖

2、用人體身高尺寸計(jì)算人體各部分尺寸2025/11/7圖2—23立姿靜態(tài)尺寸圖

2025/11/7名稱計(jì)算式名稱計(jì)算式坐高0.523H肘與肘間寬0.256H膝高0.311H臀部寬0.203H坐姿臀高0.249H肩寬0.229H座到肘高0.135H手前伸長度0.462H大腿厚0.086H坐位眼高0.454H臀部到膝高0.342H兩手惻平伸長度1.032H臀部到小腿長0.280H坐面至舉手指尖高0.795H表2-9靜坐時(shí)人體尺寸與身高的關(guān)系2025/11/73、用人體體重計(jì)算人體體積和表面積（1）人體體積（2）人體表面積

①Bubois算法 ②Stevenson算法

③

賴式算法

4、用身高、體重、表面積求有關(guān)人機(jī)學(xué)參數(shù)（見表2-10

）

④胡詠梅算法 ⑤趙松山算法 a.成年男性 b.成年女性4、用身高、體重、表面積求有關(guān)人機(jī)學(xué)參數(shù)（見表2-10

）2025/11/72025/11/7第七節(jié)

人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用

一、人體數(shù)據(jù)的運(yùn)用準(zhǔn)則1、最大最小準(zhǔn)則。

2、可調(diào)性準(zhǔn)則

3、平均準(zhǔn)則

4、使用最新人體數(shù)據(jù)準(zhǔn)則

5、地域性準(zhǔn)則

6、功能修正與最小心理空間相結(jié)合準(zhǔn)則

7、標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)則。8、姿勢與身材相關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則

9、合理選擇百分位和適用度準(zhǔn)則

2025/11/7人體測量數(shù)據(jù)選用的注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)和確定作業(yè)空間尺寸的根據(jù)，必須保證至少90%的用戶的適應(yīng)性、兼容性、操作性和維護(hù)性，即人體主要尺寸的設(shè)計(jì)極限應(yīng)根據(jù)第5至95百分位數(shù)的值確定。必須適應(yīng)或允許身體某些部分通過的空間尺寸（如通道、出入口、防觸及危險(xiǎn)部位的安全距離等），應(yīng)以第95百分位的值作為適用的人體尺寸。有限度的或受身體延伸所限制的空間尺寸（如抓握物體的可及距離、控制器的位移、顯示器與測試點(diǎn)位置、安全防護(hù)罩上的空隙等），應(yīng)以第5百分位的值作為適用的人體尺寸。2025/11/7可調(diào)整的尺寸（如高度可調(diào)的坐椅、工作臺(tái)、控制器、安全帶等），應(yīng)以第5百分位至第95百分位的人體尺寸范圍作為高速范圍適用的人體尺寸；只能用一種中等尺寸供群體使用時(shí)（如墻壁上的開關(guān)高度、門上把手尺寸等），應(yīng)以第50百分位數(shù)作為適用的人體尺寸搞清該尺寸的適用范圍，如適用的國家、地區(qū)、民族、年齡、性別、職業(yè)及社會(huì)階層等，否則，盲目選用，設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品適用性較差人體測量數(shù)據(jù)應(yīng)用應(yīng)注意人體尺寸的變化。一方面從事某種工作的勞動(dòng)人群的身材有變化時(shí)，其最佳適應(yīng)尺寸也應(yīng)隨之改變；另一方面，世界各國人體身高有增加的趨勢，近20年來世界各國人體的身高平均每10年增加1cm，我國的人體身高增加更快，所以在收集或選用人體尺寸資料時(shí)應(yīng)注意這種現(xiàn)象。2025/11/7二、人體尺度在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1．人體尺度應(yīng)用的原則（從工程設(shè)計(jì)應(yīng)用角度講）（1）滿足度：滿足度是產(chǎn)品設(shè)計(jì)尺寸滿足特定使用者群體的百分率。也就是說從人體工程學(xué)角度看，你的設(shè)計(jì)適合多少人.（2）

產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)任務(wù)的分類

①I型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)(就是上面所說的可調(diào)準(zhǔn)則)：尺寸在上限值和下限值之間可調(diào)，上下限百分位分別為5％和95％時(shí)，滿足度為90％。

②

Ⅱ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)(最大最小準(zhǔn)則)2025/11/72、人體尺寸的應(yīng)用方法和程序（1）

確定所設(shè)計(jì)對(duì)象的類型和適應(yīng)度確定設(shè)計(jì)對(duì)象的功能尺寸的主要依據(jù)是人體尺寸百分位數(shù)，而它的選用又與設(shè)計(jì)對(duì)象的類型密切相關(guān)。首先應(yīng)確定所設(shè)計(jì)的對(duì)象是屬于哪一類型。見表2—16。

（2）

選擇人體尺寸百分位數(shù)在確認(rèn)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品類型及其等級(jí)之后，選擇人體尺寸百分位數(shù)的依據(jù)是適用度。人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)中的適用度，是指所設(shè)計(jì)產(chǎn)品在尺寸上能滿足多少人使用，通常以適合使用的人數(shù)占使用者群體的百分比表示。見表2—172025/11/7設(shè)計(jì)類型產(chǎn)品重要程度百分位數(shù)的選擇適應(yīng)度I型涉及人的安全、的健康一般用途選用戶x99和x1為尺寸上、下限值的依據(jù)選用x99和x5作為尺寸上、下限值的依據(jù)98%90%ⅡA型涉及人的安全、健康的一般用途選用x99和x95作為尺寸上限值的依據(jù)選用x90作為尺寸上限值的依據(jù)99%或95%90%ⅡB型涉及人的安全、健康的一般用途選用x1和x5幾作為尺寸下限值的依據(jù)選用x10作為尺寸下限值的依據(jù)99%或95%90%Ⅲ型產(chǎn)品一般用途選用戶x50作為產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)的依據(jù)通用成年男、女通用產(chǎn)品一般用途選用男性的x99，x95或x90為尺寸上限值選用女性的x1、x5，或x10為尺寸下限值通用表2-16產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)分類2025/11/7產(chǎn)品類型產(chǎn)品類型定義說明I型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)需要兩個(gè)百分位數(shù)作為尺寸上限值和下限值的依據(jù)屬雙限值設(shè)計(jì)Ⅱ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)只需要一個(gè)百分位數(shù)作為尺寸上限值或下限值的依據(jù)屬單限值設(shè)計(jì)ⅡA型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)只需要一個(gè)人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值的依據(jù)屬大尺寸設(shè)計(jì)ⅡB型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)只需要一個(gè)人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸下限值的依據(jù)屬小尺寸設(shè)計(jì)Ⅲ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)只需要第50百分位數(shù)作為產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)的依據(jù)平均尺寸設(shè)計(jì)表2-17人體尺寸百分位數(shù)選擇

2025/11/73．確定功能修正量和心理修正量（1）必須考慮到實(shí)際中人的可能姿勢、動(dòng)態(tài)操作、著裝等需要的設(shè)計(jì)裕度，所有這些設(shè)計(jì)裕度總計(jì)為功能修正量

（2）為了消除人們心理上的“空間壓抑感”、“高度恐懼感”和“過于接近時(shí)的窘迫感和不舒適感”等心理感受，或者是為了滿足人們“求美”、“求奇”等心理需求，涉及人的產(chǎn)品和環(huán)境空間設(shè)計(jì)，必須再附加一項(xiàng)必要的心理空間尺寸，即心理修正量

2025/11/7三、人體身高在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法

以身高為基準(zhǔn)確定工作面高度、設(shè)備和用具高度的方法，通常是把設(shè)計(jì)對(duì)象歸成各種典型的類型，并建立設(shè)計(jì)對(duì)象的高度與人體身高的比例關(guān)系，以供設(shè)計(jì)時(shí)選擇和查用。圖2—26是以身高為基準(zhǔn)的設(shè)備和用具的尺寸推算圖，圖中各代號(hào)的含義如表2—18所示。

2025/11/7圖2-26以身高為基準(zhǔn)的設(shè)備和用具尺寸概算圖

2025/11/7代號(hào)定義設(shè)備高與身高之比123456789101112121314151617舉手達(dá)到的高度可隨意取放東西的