第2章人体测量与数据应用

人体测量日常工作和生活中，我们天天用到许多东西，如椅子、桌子、各种机器、仪器、工具、电子计算机等。在使用这些东西的时候我们发现，这些东西的物理尺寸，如大小、形状等，对其适用性有非常大的影响。它们不仅影响人们工作时的舒适性，也常常影响到人的工作效率、工作态度，甚至危害人的安全和健康。如，某手表厂有一台冲压机床(冲压中夹板)，坐着操作太高了，站着操作太低了，而且左右开弓，象跳午一样。试设想一下每天以不自然的姿式工作八小时，进行3000次同一操作……英国学者格尔福德(Guildford)经过计算发现开这个车床的工人的理想身高应为137厘米，肩宽应为64厘米，手长应为235厘米。显然，现实生活中这样尺寸的人是不存在的。所以，当正常尺寸的人操作这台车床时，就不得不委屈自己了。在日常工作和生活中可以看到大量这样的例子。设计机器、工具、工作环境使之符合人的尺寸，是人因工程学的一个基本的内容。因此，我们应当首先了解人的基本尺寸。测量人体尺寸的一门学科叫人体测量学。一、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。二、人体测量的基本术语1、姿势：（1）立姿：挺胸直立，头部以眼耳平面定位，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，手指轻贴大腿侧面，自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈45角，体重均匀分布于两足。（2）坐姿：挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左右大腿大致平行，膝弯曲大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。二、人体测量的基本术语2、测量基准面人体基准面的定位是由三个互为垂直的轴（铅垂轴、纵轴和横轴）来决定的。人体测量中设定的轴线和基准面。矢状面；正中矢状面；冠状面；水平面；眼耳平面。FrankfurthorizontalplaneFHorpo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。这个平面是德国人类学家提出的，并通过1877年颅骨测量会议及1884年法兰克福国际人种学会议而被采用的。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。在四肢上．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。在上肢上，将桡骨侧称为桡侧，将尺骨侧称为尺侧在下肢上，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。支撑面和衣着立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面应是水平的，稳固的不可压缩的。要求被测量者裸体或穿着尽量少的内衣(例如只穿内裤和汗背心)测量，在后者情况下，在测量胸围时，男性应撩起汗背心，女性应松开胸罩后进行测量。无论何种姿势，身体都必须保持左右对称，由于呼吸而使测量值有变化的测量项目应在呼吸平静时进行测量。线性测量项目读数精确度为1mm，体重读数精确度为0.5kg测量值的读数精度Anthropometrydemonstratedinanexhibitfroma1921eugenicsconference三、人体测量的分类人体构造上的尺寸人体功能上的尺寸（包括人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸）SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY静态测量静态测量人体尺寸示意图SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY静态测量－人体测量的姿势立姿测量项目眼高肩高肘高手功能高会阴高SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY静态测量－人体测量的姿势立姿测量项目（续）胫骨点高身高前臂长小腿长大腿长上臂长SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY静态测量－人体测量的姿势坐姿测量项目坐姿下肢长坐姿肩高坐姿眼高肩膝距坐深SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY静态测量－人体测量的姿势坐姿测量项目（续）坐高坐姿膝高坐姿肘高坐姿大腿厚小腿加足高SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY静态测量1)身高（Stature）从地面到头顶的垂直距离（高度）2)眼高（Eyeheight）从地面到眼脚的高度3)肩高（Shoulderheight）从地面到肩峰的高度4)肘高（Elbowheight）从地面到周关节的高度，用来决定工作台的高度5)臀高（Hipheight）指人体站立时，从地面到臀部关节的高度6)指节的高度（Knuckleheight）作为栏杆和手柄的参考7)指尖的高度（Fingertipheight）与手指操作控件的最低可接受水平有关8)坐高（Sittingheight）从坐的平面到头顶的高度9)坐眼高（Sittingeyeheight）指人体处于坐姿时，从坐立面到眼角的高度10)坐肩高（Sittingshoulderheight)指人体处于坐姿时，从坐立面到肩关节的高度11)坐肘高（Sittingelbowheight）从座位的平面到肘下侧的高度，涉及扶手、桌面、键盘的高度设计12)大腿的厚度（Thighthickness）与座位和桌面之间的空间有关13)臀部-膝盖的长度与座位之间的行距有关（Buttock-kneelength）14)臀部-腿弯部的长度与座位的深度（Buttock-popliteallength）结构化的人体测量数据是指人体不同部位的尺寸，在设计不同的设备或产品时，会涉及到人体不同部位的尺寸。SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY静态测量结构化的人体测量数据（续）15)膝盖的高度（Kneeheight）与桌子下面的空间有关16)腿弯部的高度（Poplitealheight）从地面到膝盖底下弯角的垂直距离，与椅子的最大的可接受的高度有关17)肩宽（Shoulderbreadth：bideltoid）肩部的最大水平宽度，与肩部的水平空间有关18)肩宽（Shoulderbreadth:biacromial）指人体肩关节之间的距离，与服装设计有关19)臀宽（Hipbreadth）设计座位的宽度20)胸部厚度（Chestdepth）从垂直的背部到前胸的最大水平距离，与座位的靠背和障碍物之间的空间设计有关21)腹部厚度（Abdominaldepth）在标准的坐姿中，从垂直的背部到腹部的最大水平距离，与座位的靠背和障碍物之间的空间设计有关22)肩-肘的长度（Shoulder-elbowlength）在标准的坐姿中，从肩峰到肘下部的距离23)肘-指尖的长度在标准的坐姿中，从肘后到中指尖的距离（Elbow-fingertiplength）涉及前臂延伸的区域，用来定义正常的工作24)上肢的长度（Upperlimblength）在肘和腕都伸直的状态下从肩峰到指尖的距离25)手心的长度（Shoulder-griplength）手臂伸直，从肩峰到手中所握物体中心的距离，表示上肢的功能长度，用来确定使人感到方便的伸展区域SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY3.2.1静态测量结构化的人体测量数据（续）26)头部厚度（Headlength）脸部的眉间到后脑部的距离，可作为眼部位的参考数据27)头部的宽度（Headbreadth）头部两耳上面的最大宽度28)手的长度（Handlength）在手保持僵直的状态下，从腕部的皱痕到中指尖的距离29)手的宽度（Handbreadth）通过手掌的最大宽度，在掌骨的末梢，与把手、控制杆的设计有关30)脚的长度（Footlength）从脚后跟到最长的脚趾尖的距离，平行与脚的轴心（脚的空间以及踏板的设计）31)脚的宽度（Footbreadth）脚的最大水平宽度，与脚的轴线垂直（脚的空间以及踏板占据的空间）32)跨度（Span）当两只手都向两边伸直时，两手指尖的最大水平距离（横向伸展）33)肘部跨度（Elbowspan）当上臂向两边伸展，肘部弯曲使指尖触胸时，两肘尖的距离（可以指导设计工作台的肘部空间）34)站立时手掌的握点（Gripreaches）人体站立时，胳膊向上举起时手掌可以握住的最高的圆棒中心35)标准坐姿手掌的握点人体在保持坐姿时，手掌的最高握点SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY静态测量人体着装尺寸在实际中用到的一般都是人体着装时的尺寸，所以在实际应用中要根据研究对象的不同进行修正人体尺寸轻薄夏装（男/女）冬季外套（男/女）轻薄的工服、靴和盔身高25/4025/4070坐高3103大腿与台面距离132513足长13/404040足跟高13/4013/2525头长25/4025/4035头宽——100肩最大宽——105臀宽1350/75131350/7513人体着装后的尺寸增加（单位：mm）M（X+Y）=Mx+MyMx—特定的人体结构尺寸均值My—平均的衣物修正值M（X+Y)—人体着装尺寸SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY动态测量（DynamicAnthropometry）3.2.2动态测量动态测量建立在静态测量的基础之上，用来度量人体运动时的一些参数。活动空间---人在完成任务时需要某些身体部位运动，这就要求有足够的空间，即活动空间。伸展域---人在站立并保持脚的站立面不变时，手臂的活动空间用舒适伸展域来表示。SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY动态测量活动空间动态测量就是测定人体动态变化时空间位置与人体尺寸的数值。活动空间的分配没有固定的规则或模式，依赖于许多因素：使用的人群、任务、衣物、设备等。成人动态最小占用空间示意图（a）－－蹲姿，跪姿，卧姿的最小占用空间SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY动态测量活动空间（续）尺寸代号（见图）工作姿势及空间尺寸性质最小值选取值穿御寒衣时A蹲坐工作高度12001300B宽度7009201000C屈膝工作宽度90010201100D跪姿工作宽度110012001300E高度14501500F手距地面高度700G爬着工作高度800900950H长度15001600I俯卧工作高度450500600J（腹朝下）长度2450K仰卧工作高度500600650L（背向下）长度190019502000成人蹲姿，跪姿，卧姿的最小占用空间（单位：mm）SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY动态测量伸展域在工作中人常取站、坐、跪等作业姿势。立姿时人的活动空间不仅取决于身体的尺寸，而且也取决于保持身体平衡的微小平衡动作和肌肉。伸展域可从立视图和平面图两个方面来看，主要有：通过肩部关节的正中矢状面的垂直部分；通过关节的横断面的水平部分；通过肩关节的沿着冠状缝平面的垂直部分。常用的三种人体伸展域SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY动态测量伸展域（续）正常区域：将上肢轻松地垂直于体侧，曲肘，以肘关节为中心，前臂和手能自由到达的区域。最大区域：完全伸展整个胳膊所能涉及的区域。手臂向外伸直，以肩关节为中心，臂的长度（半径不包括手长）所划过的弧形轨迹在水平面上的投影。在正常区域范围内，人操作时能舒适轻快地工作。在最大作业范围内操作时，静力负荷较大，长时间处于这种状态下操作，最容易引起疲劳。SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVERSITY动态测量手在水平面的正常作业阈和最大作业域（cm）SchoolofmanagementXi’anJiaotongUNIVER