【人体工程学】第二章-人体测量及其应用

人体工程学长春理工大学艺术设计系艺术设计系人体工程学长春理工大学艺术设计系人体工程学长春理工大学艺术设计系本章大纲1.人体测量的基本知识2.中国成年人的人体尺寸3.其他国家的人体尺寸和人体各部分尺寸的比例4.人体尺寸数据的应用人体工程学长春理工大学艺术设计系1.人体测量的基本知识人体测量学是一门用测量方法研究人体的体格特征的科学。它是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。人体测量是指对人类身体各方面特性数据的度量，特别是人体的尺寸、形状和耐力以及这些数据在设计中的应用。人体工程学长春理工大学艺术设计系机器与人体尺度的关系人体工程学长春理工大学艺术设计系人体测量的种类（包括人的动作范围、各种运动特性）类型静态尺寸动态尺寸人体构造上的尺寸人体功能上的尺寸（包括形态测量—人体尺寸、体重体型、体积、表面积等；生理测量—知觉反应、肢力体力、体能耐力、疲劳及理节律等）人体工程学长春理工大学艺术设计系人体尺寸相关标准国际标准：IS07250：1996IS0／TCl59／SC3（人体测量与生物力学分技术委员会制定）国家标准：GB／T5703-1999《用于技术设计的人体测量基础项目》GB／T5704.1～5704.4-l985《人体测量仪器》人体工程学长春理工大学艺术设计系1.1人体测量的基本术语1.1.1衣着和支撑面1.1.2测量基准和基准面1.1.3测量方向1.1.4测量姿势1.1.5人体测量仪器1.1.6测量项目人体工程学长春理工大学艺术设计系1.1.1衣着和支撑面人体测量时，被测者不穿鞋袜，只穿单薄内衣。立姿测量时站立在地面或平台；坐姿测量时，座椅平面为水平面，座椅应稳固、不可压缩。人体工程学长春理工大学艺术设计系1.1.2测量基准和基准面1.矢状面通过铅垂轴和纵轴的平面及与其平行的所有平面都称为矢状面。正中矢状面在矢状面中，把通过人体正中线的矢状面称为正中矢状面。正中矢状面将人体分成左、右对称的两部分。2.冠状面通过铅垂轴和横轴的平面及与其平行的所有平面都称为冠状面。冠状面将人体分成前、后两部分。人体工程学长春理工大学艺术设计系3.水平面与矢状面及冠状面同时垂直的所有平面都称为水平面。水平面将人体分成上、下两部分。4.眼耳平面通过左、右耳屏点及右眼眶下点的水平面称为眼耳平面或法兰克福平面。人体工程学长春理工大学艺术设计系1.1.3测量方向1.在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。头侧端足侧端人体工程学长春理工大学艺术设计系2.在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向称为内侧，将远离正中矢状面的方向称为外侧。人体工程学长春理工大学艺术设计系3.在人体的四肢上．将靠近四肢附着部位的称为近位，将远离四肢附着部位的称为远位。人体工程学长春理工大学艺术设计系1.1.4测量姿势立姿被测者挺胸直立，眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直。手掌朝向体侧，手指轻贴大腿外侧，腰部自然伸直，左右足后跟并拢，前端分开，约呈45°角，体重均匀分布于两足。人体工程学长春理工大学艺术设计系坐姿被测者挺胸端坐在被调节到腓骨头高度的平面上，眼睛平视前方，左右大腿接近平行，膝弯曲大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。人体工程学长春理工大学艺术设计系1.1.5人体测量仪器人体测高仪主要用来测量身高、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体各部位高度尺寸。人体工程学长春理工大学艺术设计系人体测量用直角规主要用来测量两点间的直线距离，特别适宜测量距离较短的不规则部位的宽度或直径。如耳、脸、手、足。人体工程学长春理工大学艺术设计系人体测量用弯角规用于不能直接以直尺测量的两点间距离的测量，如测量肩宽、胸厚等部位的尺寸。人体工程学长春理工大学艺术设计系人体测量用角度针人体工程学长春理工大学艺术设计系人体测量用软尺人体工程学长春理工大学艺术设计系1.1.6测量项目国家标准GB/T5703—1999《用于技术设计的人体测量基础项目》立姿：12项坐姿：17项特定体部：14项（含手、足、头）功能体部：13项（含颈、胸、腰、腕、腿等围度）共计56个人体测量项目人体工程学长春理工大学艺术设计系测量肩高：从地面到肩峰点的铅垂距离测量方法：被测者足跟并拢，身体完全挺直站立，肩部放松，上臂自然下垂测量仪器：人体测高仪人体工程学长春理工大学艺术设计系测量手宽:在第l到第V掌骨头水平处，掌面桡尺两侧间的投影距离。测量方法：被测者前臂水平，手伸直，四指并拢，掌心朝上。测量仪器：人体测量直角规。人体工程学长春理工大学艺术设计系人体工程学长春理工大学艺术设计系1.2人体尺寸特性技术标准中的人体尺寸数据人体尺寸有个体的人体尺寸和群体的人体尺寸。现代工业产品或公共设施，多数不是为个人需要，而是为适合所有公众或某特定人群的需要而设计的。所以，人体工程学技术标准提供的人体尺寸数据，是群体的人体尺寸数据。人体工程学长春理工大学艺术设计系1.2.1群体的人体尺寸数据近似服从正态分布规律正态分布曲线给出人体尺寸数据的一些近似特性是:1.具有中等尺寸的人数比较集中；对中等尺寸的偏离值较大，人数越少；2.人体尺寸的中值就是它的平均值。人体工程学长春理工大学艺术设计系1.2.2各人体尺寸之间一般具有线性相关性身高、体重、手长等是基本的人体尺寸数据。若取基本人体尺寸之一作为自变量，通常可以把其他人体尺寸表示为该自变量的线性函数：式中，Y——某一人体尺寸数据；X——身高、体重、手长等是基本的人体尺寸(其中之一)；a,b——(对于特定的人体尺寸，他们是)常数。YXb人体工程学长春理工大学艺术设计系1.2.3人体尺寸比例关系，随种族、民族而不同不同种族、国家人体尺寸比例的差异：人体尺寸之间具有线性相关关系，对不同种族、国家的人群都是适用的；但关系式中的系数a和b，却随不同种族、国家的人群而有所不同。YXb人体工程学长春理工大学艺术设计系2.中国成年人的人体尺寸2.1《GB/T10000——1998中国成年人人体尺寸》简介2.2常用人体尺寸数据摘录及简要介绍2.3人体尺寸的地区差异和时代差异人体工程学长春理工大学艺术设计系2.1《GB/T10000—1998中国成年人人体尺寸》简介2.1.1GB/T10000—1998的使用范围此标准提供了我国法定成年人（男18—60岁，女18—55岁）人体尺寸的基础数据，使用于工业产品、建筑设计、军事工业以及工业的技术改造、设备更新及劳动安全保护。对于每一项人体尺寸，该标准均按男、女各4个年龄段给出数据:男：18—60岁，18—25岁，26—35岁，36—60岁女：18—55岁，18—25岁，26—35岁，36—55岁人体工程学长春理工大学艺术设计系人体主要尺寸6项立姿人体尺寸6项坐姿人体尺寸11项人体水平尺寸l0项人体头部尺寸7项人体手部尺寸5项人体足部尺寸2项2.1.2人体尺寸的项目GB／Tl0000—1988中共列出7组、47项静态人体尺寸数据，分别是：人体工程学长春理工大学艺术设计系2.1.3人体尺寸分布状况的描述人们高矮胖瘦很不同，任何一项人体尺寸，人们都有大、中、小的差异。要全面完整地显示中国成年人人体尺寸情况，就要描述清楚对于每一项人体尺寸，具有多大数值的人占多大的比例，这就叫人体尺寸的“分布状况”。人体工程学长春理工大学艺术设计系GB／Tl0000—1988用两种方法描述人体尺寸的分布状况：第一种方法：百分位数是一种位置指标、一个界值，K百分位数PK将群体或样本的全部观测值分为两部分，有K%的观测值等于和小于它，有（100-K）%的观测值大于它，人体尺寸用百分位数表示时，称为人体尺寸百分位数。人体工程学长春理工大学艺术设计系每项人体尺寸都给出7个百分位数的数据，这7个百分位数分别是：1、5、10、50、90、95和99百分位数。用符号P1、P5、P10、P50、P90、P95、P99来分别表示它们。第5百分位数表示“小”身材。是指有5%的人群身材尺寸小于此值，而有95％的人群身材尺寸大于此值；第50百分位数表示“中”身材，是指大于和小于此值的人群身材尺寸各为50％；第95百分位数表示“大”身材，是指有95％的人群身材尺寸小于此值，而有5％的人群身材尺寸大于此值。人体工程学长春理工大学艺术设计系如何求百分位数当已知某项人体测量尺寸的均值为x，标准差为s，需要求任一百分位的人体测量尺寸Pv(百分位数)时，可用下式计算：Pv=X+（s╳k）当求1—50％之间的数据时，式中取“—”号：当求50—99％之间的数据时，式中取“十”号。人体工程学长春理工大学艺术设计系人体主要尺寸表单位：mm人体工程学长春理工大学艺术设计系例1从人体主要尺寸表中可查得，中国成年男子（18—60岁）身高的95百分位数是P95=1775mm，这就表示：中国成年男子（18—60岁）中有95%的人身高等于和小于1775mm，有（100-95）%=5%的人身高大于1775mm。人体工程学长春理工大学艺术设计系例2从人体主要尺寸表可查得，中国成年女中（18—55岁）体重的5百分位数是P5=42kg，这就表示：中国成年女中（18—55岁）中有5%的人体重等于和小于42kg，有（100-5）%=95%的人体重大于42kg。GB／Tl0000—1988中的每一个数据表格都是用这7个百分位数表示的，所以这是该国标描述人体尺寸分布状况的主要方法，也是设计中通常采用的、比较方便的方法。人体工程学长春理工大学艺术设计系第二种方法：给出人体尺寸均值和标准差。这是GB／Tl0000—1988描述人体尺寸分布状况的补充方法。人体工程学长春理工大学艺术设计系2.2常用人体尺寸数据摘录及简要介绍2.2.1人体主要尺寸人体主要尺寸视图人体工程学长春理工大学艺术设计系2.2.2立姿人体尺寸和坐姿人体尺寸立姿人体尺寸表GB／Tl0000--1988人体工程学长春理工大学艺术设计系立姿人体尺寸视图人体工程学长春理工大学艺术设计系坐姿人体尺寸表GB／Tl0000--1988人体工程学长春理工大学艺术设计系坐姿人体尺寸视图人体工程学长春理工大学艺术设计系2.2.3人体水平尺寸mm人体工程学长春理工大学艺术设计系人体水平尺寸视图人体工程学长春理工大学艺术设计系2.2.4人体水平尺寸人体工程学长春理工大学艺术设计系人体头部尺寸视图人体工程学长春理工大学艺术设计系2.3人体尺寸的差异2.3.1地区差异不同地区的人群，由于民族、气候条件、饮食节后等方面不同的长期影响，人体尺寸存在着差异。人体工程学长春理工大学艺术设计系2.3.2时代差异由于生活水平提高，营养改善，同一民族、同一地区人群的人体尺寸常可能存在着时代差异。这种差异只在该国、该民族社会经济发展比较快的时期才会较明显地体现出来。（1）成年人人体尺寸的时代差异（2）青少年人体尺寸的时代差异人体工程学长春理工大学艺术设计系2.3.3年龄差异注意：在采用人体尺寸时，必须判断对象适合那些年龄组，要注意不同年龄组尺寸数据的差异。例如：人体尺寸增长过程：男20岁、女18岁。（结束）手的尺寸：男15岁、女13岁。（达到一定值）脚的大小：男17岁、女15岁。（基本定型）成年人：身高随年龄增长而收缩；体重、肩宽、腹围、臀围、胸围却随年龄增长而增长。人体工程学长春理工大学艺术设计系2.3.4性别差异对于大多数人体尺寸，男性比女性大些；（但有四个尺寸—胸厚、臀宽、臂部及大腿周长正相反）同整个身体相比，女性的手臂和腿较短，躯干和头占的比例较大，肩较窄，骨盆较宽；皮下脂肪厚度及脂肪层在身体上的分布，男女也有明显差别；在腿的长度尺寸起重要作用的场所（如座姿操作的岗位），考虑女性的人体尺寸至关重要。人体工程学长春理工大学艺术设计系2.3.4职业差异不同职业的人，在身体大小及比例上也存在着差异。例如，一般体力劳动者平均身体尺寸都比脑力劳动者稍大些。人体工程学长春理工大学艺术设计系3.其他国家的人体尺寸和人体各部分尺寸的比例3.1其他国家成年人人体尺寸身高数据人体