第二章-人体尺寸及其应用方法

第二章人体尺寸及其应用方法第二章人体尺寸及其应用方法人体尺寸概述中国成年人的人体尺寸产品设计中人体尺寸数据的应用方法设施器物的人体尺寸适应性与二维人体模板第一节人体尺寸概述一、人体测量方法简介产品设计与人体尺度：意义：使各种与人体尺度有关的设计对象能符合人的生理特点，让人在使用时处于舒适的状态和适宜的环境中。人体测量数据有3方面的内容：①形态测量（静态尺寸）：人体尺寸、体重体型、体积表面积等②运动测量（动态尺寸）：动作范围、各种运动特性等③生理测量：知觉反映、肢力、体能、疲劳及生理节律等本章中仅介绍人体形态测量的有关内容。II人体测量仪器在普通测量法中常用的人体测量仪器有：人体测高仪、人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规,还有人体测量用三脚平行规，坐高椅，量足仪，软卷尺、医用磅秤等。图人体测量用直脚规第一节人体尺寸概述II图人体测高仪图人体测量用弯脚规II图人体测量用角度计图人体测量用软尺第一节人体尺寸概述II人体测量的条件简介衣着和支撑面被测者不穿鞋袜，只穿单薄内衣(背心、裤衩)。立姿测量站立在地面或平台，坐姿测量座椅平面为水平面、稳固、不可压缩。测量基准和测量基准面矢状面：正中矢状面：冠状面：水平面：眼耳平面(又称法兰克福平面)：人体尺寸测量均在测量基准面内、沿基准轴的方向进行。被测者姿势基本测量姿势为直立姿势(立姿)和正直坐姿(坐姿)。第一节人体尺寸概述II第一节人体尺寸概述II测量项目及其定义国标GB／T5703——1999列出立姿12项(含体重)、坐姿17项、特定体部14项(含手、足、头)、功能项目13项(含颈、胸、腰、腕、腿等围度)，共计56个人体测量项目。GB／T5703——1999对所有56个测量项目都逐一做了定义的说明、测量方法、测量仪器的规定。示例肩高说明：从地面到肩峰点的铅垂距离测量方法：被测者足跟并拢，身体挺直站立肩部放松，上臂自然下垂。测量仪器：人体测高仪。第一节人体尺寸概述II二、人体尺寸数据的部分特性技术标准中的人体尺寸数据个体尺寸和群体尺寸。工业产品或公共设施，是为所有公众或特定人群设计的。过街天桥上的防护栏杆人机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。随机抽样：从该群体中抽取出若干(例如n个)个体，得到一个容量为n的样本，测量样本中每个个体的人体尺寸，得到一组样本观察值。然后依照数理统计理论，从样本观察值推断出该群体的人体尺寸数据。第一节人体尺寸概述II人体尺寸数据的部分特性（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中间多，两头少。②中值即平均值。（2）人体各尺寸间一般具有线性相关性（3）人体尺寸间的比例关系，随种族、民族而不同第一节人体尺寸概述图中国成年人身高数据服从正态分布规律II第二节中国成年人的人体尺寸一、GB/T10000-1988《中国成年人人体尺寸》简介适用范围：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，适用于工业产品、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。对于每项人体尺寸，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人体尺寸项目：国标列出7组、47项静态人体尺寸数据，分别是: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10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II人体尺寸分布状况的描述：人们高矮胖瘦很不相同，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”。GB／T10000——1988用两种方法描述人体尺寸的分布状况。第二节中国成年人的人体尺寸II第一种方法：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。其中前3个叫做小百分位数，后3个叫做大百分位数，50百分位数则称为中百分位数。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。举例：如男子身高、女子身高第二节中国成年人的人体尺寸II第二种方法：给出人体尺寸均值和标准差不同地区的人群，由于民族、气候条件、饮食结构等方面不同的长期影响，人体尺寸存在着差异。这是GB／T10000——1988描述人体尺寸分布状况的补充方法，只对6个地区(华北和东北，西北，东南，华中，华南，西南)中国人的身高、体重、胸围3个人体尺寸，男18～60岁、女18～55岁各一个年龄段的人体尺寸给出了均值和标准差。提问：根据表格，我国哪个地区人群的身材最为高大，哪个地区人群的身材最为矮小？第二节中国成年人的人体尺寸II二、常用人体尺寸数据摘录及简要分析常用人体尺寸数据表格问题：①除身高、体重以外，为什么上臂长、前臂长、大腿长小腿长这4项尺寸也被列为“主要人体尺寸”呢?②表里中国成年男、女的平均身高是167mm和157mm同学们是否觉得偏矮了一点?第二节中国成年人的人体尺寸II项目应用场合举例：（1）立姿眼高立姿下需要视线通过、或需要隔断视线的场合，例如病房、监护室、值班岗亭门上玻璃面的高度、一般屏风及开敞式大办公室隔板的高度等，商品陈列橱窗、展台展板及广告布置等。（2）立姿肘高立姿下，上臂下垂、前臂大体举平时，手的高度略低于肘高，这是立姿下手操作工作的最适宜高度，因此设计中非常重要，轮船驾驶，机床操作，厨房里洗菜、切菜、炒菜，教室讲台高度等都要考虑它。第二节中国成年人的人体尺寸II第二节中国成年人的人体尺寸几类产品的人体测量学相关尺寸产品相关尺寸汽车静态:坐高(挺直)、坐姿眼高、肩宽、胸高、前臂长、臀宽以及手和脚的各部位尺寸动态：功能极限尺寸（臀和脚）、最佳视角自行车静态：手宽、脚宽、前臂宽、臀宽、胯宽动态：臂的功能极限尺寸、腿的机能极限尺寸计算机终端静态：坐姿眼高、指宽动态：最佳视角、手指的功能极限尺寸（键盘输入）、臂的功能极限尺寸（触摸屏）办公室桌椅静态：体重、坐姿肘高、膝高、坐姿臀宽、小腿加足高、坐深、坐姿大腿厚三、人体尺寸的地区差异和时代差异地区差异人体尺寸的百分位数与均值和标准差的换算公式为：PK=X±Kσ式中PK——人体尺寸的K百分位数X——相应人体尺寸的均值σ——相应人体尺寸的标准差K——转换系数。求1～50百分位之间的百分位数时，式中取“-”号，求50～99百分位之间的百分位数时，式中取“+”号。第二节中国成年人的人体尺寸II例：求华北地区女子(18～55岁)身高的95百分位数P95。由表查得华北地区女子(18～55岁)身高的均值X和标准差σ分别为X=1586mm，σ=51.8。由表查得转换系数K=1.645。代入算式PK=X+Kσ=[1586+(1.645×51.8)]mm=1671mm练习：求华中区男子（18~60岁）身高的5百分位数P5。第二节中国成年人的人体尺寸II时代差异由于生活质量提高，营养改善，同一民族、同一地区人群的人体尺寸可能存在时代差异。中国从20世纪70年代末以来，是世界上经济发展最快的国家，当今中国存在人体尺寸时代差异是必然的。国标GB／T1000-1988是根据20世纪80年代中期的实测数据制定的。据报道1997年中国男子平均身高达1692mm。比国标中的数据高了(1692-1678)mm=14mm。第二节中国成年人的人体尺寸II其他国家的成年人人体尺寸人体各部分尺寸的比例以身高为基准的设备和用具尺寸推算方法见图，图中有关尺寸定义参阅表2-10。第二节中国成年人的人体尺寸II第三节产品设计中人体尺寸数据的应用方法人体尺寸数据应用的两个问题（1）生活工作中要穿鞋袜衣裤、又适宜全身自然放松与人体测量条件不一致，人体尺寸数据能用吗?怎么用?（2）人有高矮胖瘦，公用产品、公共设施设计时，该以什么样的人体尺寸为依据呢?II一、尺寸修正量解决上述第一个问题的方法是：应用人体尺寸数据时引进尺寸修正量。尺寸修正量的构成见图：功能修正量穿鞋修正量：立姿身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高等，男子+25mm，女子+20mm。着衣着裤修正量:坐姿坐高、眼高、肩高、肘高+6mm，肩宽、臀宽等+13mm，胸厚+18mm，臀膝距+20mm。第三节产品设计中人体尺寸数据的应用方法II注意:①上面是GB／T12985—1991举的一些示例，设计中可能遇到的问题远不止这些。如戴帽子、戴手套，冬季高寒地区穿马靴引起的变化等，国标中查不到的数据，要设计者通过实际测量、实验等方法自己研究确定。②GB／T12985—1991提供的上述数据适合于工作时穿平跟鞋、穿夹衣夹裤的“一般情况”。若不是这种一般情况，如女性穿高跟、半高跟鞋，寒冷地区冬季穿厚的衣裤等情况，也需要通过实际测量等方法自行解决。第三节产品设计中人体尺寸数据的应用方法II姿势修正量正常工作，全身取自然放松姿势引起的人体尺寸变化。立姿身高、眼高、肩高、肘高等，-10mm，坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等，-44mm。操作修正量(即实现产品功能所需的修正量)上肢前展操作，对于“前展长”(后背到中指指尖的距离)按按钮，-12mm，推滑板推钮、扳拨扳钮开关，-25mm，取卡片、票证，-20mm等。第三节产品设计中人体尺寸数据的应用方法II心理修正量心理修正量指为了消除空间压抑感、恐惧感或为了美观等心理因素而加的尺寸修正量。尺寸修正量有正负值，总修正量是各修正量的代数和。尺寸修正量=功能修正量+心理修正量=(穿着修正量+姿势修正量+操作修正量)+心理修正量第三节产品设计中人体尺寸数据的应用方法II第三节产品设计中人体尺寸数据的应用方法二、人体尺寸百分位数的选择解决上述第二个问题的方法是：根据产品的功能，先分类选择所依据人体尺寸数据，再确定采用的百分位数。依产品功能与人体尺寸的关系，可分为以下3类4种产品类型。I型产品尺寸设计：需要大个子和小个子两个人体尺寸作为产品尺寸设计的依据者。特点：需要调节。需要一个大百分位数和小百分位数的人体尺寸作为设计的依据。第三节产品设计中人体尺寸数据的应用方法IIII型产品尺寸设计这一类产品又可分为以下两种。IIA型产品尺寸设计（又称“大尺寸设计”)只需要按大个子的人体尺寸作为产品尺寸设计的依据者。若这种产品的尺寸只要能适合身材高大者的需要，就肯定也能适合身材矮小者的需要，就属于IIA型产品尺寸设计。因此只需要选择一个大百分位数的人体尺寸，作为产品尺寸设计的依据就行了。第三节产品设计中人体尺寸数据的应用方法IIIIB型产品尺寸设计(又称“小尺寸设计”)只需要按小个子的人体尺寸作为产品尺寸设计的依据者。若这种产品的尺寸只要能适合身材矮小者需要，就肯定也能适合身材高大者需要的，就属于IIB型产品尺寸设计。因此只需要选择一个小百分位数的人体尺寸，作为产品尺寸设计的依据就行了。第三节产品设计中人体尺寸数据的应用方法IIIII型产品尺寸设计(又称“平均尺寸设计”)可以按适合中等身材者的需要，即采用第50百分位数的人体尺寸(P50)作为产品尺寸设计的依据者。若产品尺寸与使用者的身材大小关系不大或虽有一些关系，但要分别予以适应却有其他方面的种种不适宜，就按中等身材者的需要、采用50百分位数的人体尺寸作为产品尺寸设计的依据。第三节产品设计中人体尺寸数据的应用方法II问题：设计I型、IIA型、IIB型产品的时候，大百分位数人体尺寸该用P90、P95、P99，中的哪一个?小百分位数人体尺寸又该用P1、P5、P10中的哪一个呢?满足度产品尺寸所适合的使用人群占总使用人群的百分比。一般而言，产品设计希望达到较大的满足度，但过大的满足度，必然带来其他方面的不合理，如经济