《人体测量学》课件.ppt

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1、第二章第二章 人体测量及其应用人体测量及其应用Anthropometry and Application 主主要要内内容容二、人体测量的基本术语二、人体测量的基本术语四、设计程序四、设计程序三、人体尺寸的应用三、人体尺寸的应用 一、人体测量的基本知识一、人体测量的基本知识12一、人体测量的基本知识一、人体测量的基本知识Fundamentals of Anthropometry 1 1、定义：、定义：人体测量学是一门用测量方法研究人体的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寸来确

2、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。业设计和工程设计提供人体测量数据。3根据古罗马建筑师维特鲁威的比例学说，达芬奇亲手绘制根据古罗马建筑师维特鲁威的比例学说，达芬奇亲手绘制出他的理想人类出他的理想人类“维特鲁威人维特鲁威人”。他是达芬奇以比例。他是达芬奇以比例最精准的男性为蓝本，因此后世常以最精准的男性为蓝本，因此后世常以“完美比例完美比例”来形容来形容当中的男性。当中的男性。42 2、人体尺寸：、人体尺寸：类型类型静态尺寸静态尺寸动态尺寸动态尺寸人体构造上的尺寸人体构造上的尺寸人体

3、功能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（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）操作活动状态下测量的尺寸）56人体尺寸的比例人体尺寸的比例-由身高来计算人体参数由身高来计算人体参数7由由身身高高计计算算各各部部分分尺尺寸寸8影响人体测量数据差异的因素：影响人体测量数据差异的因素：3、人体尺寸差异、人体尺寸差异年龄年龄性别性别年代年代地区与种族地区与种族职业职业9性性 别别 男女之间的差异：男女之间的差异：1、对于大多数人体尺寸，男性比女性大些；、对于大多数人体尺寸，男性比女性大些；（但四个尺寸（但四个尺寸胸厚、臀宽、臂部及大腿周长正相反）胸厚、臀宽、臂部及大腿周长

4、正相反）2、同整个身体相比，女性的手臂和腿较短，躯干和头、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；占的比例较大，肩较窄，骨盆较宽；3、皮下脂肪厚度及脂肪层在身体上的分布，男女也有、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；明显差别；4、在腿的长度尺寸起重要作用的场所（如座姿操作的、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。岗位），考虑女性的人体尺寸至关重要。10年年 龄龄注意：注意：在采用人体尺寸时，必须判断对象适合那些在采用人体尺寸时，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。年龄组，要注

5、意不同年龄组尺寸数据的差异。例如：例如：人体尺寸增长过程：人体尺寸增长过程：男男2020岁、女岁、女18 18岁。岁。（结束）（结束）手的尺寸：手的尺寸：男男15岁、女岁、女13岁。岁。（达到一定值）（达到一定值）脚的大小：脚的大小：男男17岁、女岁、女15岁。岁。（基本定型）（基本定型）成年人：成年人：身高随年龄增长而收缩；体重、肩宽、腹围、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。臀围、胸围却随年龄增长而增长。11121314 地区与种族地区与种族 由于不同国家、不同地区、不同种族的人体尺由于不同国家、不同地区、不同种族的人体尺寸的差异，即使是同一国家，不同地区

6、的人体尺寸的差异，即使是同一国家，不同地区的人体尺寸也有差异。因此，在设计中考虑产品的多民族寸也有差异。因此，在设计中考虑产品的多民族的通用性。的通用性。寒冷地区与热带地区寒冷地区与热带地区平原地区与山区平原地区与山区15年年 代代在使用人体测量数据时，要考虑其测量年代，在使用人体测量数据时，要考虑其测量年代，然后加以适当修正。然后加以适当修正。欧洲居民每隔欧洲居民每隔10年身高增加年身高增加11.4cm;美国城市男性青年在美国城市男性青年在19731986年的年的13年间身年间身高增加高增加2.3cm;日本男性青年在日本男性青年在19341965年的年的31年间身高增年间身高增加加5.2cm

7、、体重增加、体重增加4kg、胸围增加、胸围增加3.1cm;我国原广州中山医学院男性在我国原广州中山医学院男性在19561979年的年的23年间身高增加年间身高增加4.38cm、女性身高增加、女性身高增加2.67cm16职职 业业 不同职业的人，在身体大小及比例上也不同职业的人，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。身体尺寸都比脑力劳动者稍大些。17残疾人残疾人轮椅乘坐者轮椅乘坐者因此首先假定坐轮因此首先假定坐轮椅对四肢的活动没椅对四肢的活动没有影响，活动的程有影响，活动的程度接近正常人。度接近正常人。18192

8、02122二、人体测量的基本术语二、人体测量的基本术语Terminology of Anthropometry挺胸直立，头部以眼耳平面定位，挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，肩部放松，上肢眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向体自然下垂，手伸直，手掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，自然伸侧，手指轻贴大腿侧面，自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈开，使两足大致呈4545角，体重均角，体重均匀分布于两足。匀分布于两足。见图见图2-22-2。1 1、被测者姿势：、被测者姿势：（1 1）立姿：）立姿：图图2-223（2）坐姿：）坐姿：挺胸

9、坐在被调节到腓骨挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上，头部以头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视眼耳平面定位，眼睛平视前方，左右大腿大致平行，前方，左右大腿大致平行，膝弯曲大致成直角，足平膝弯曲大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大放在地面上，手轻放在大腿上。腿上。见见2-3图。图。图图2-324 人体基准面的定位是由人体基准面的定位是由三个互为垂直的轴（铅垂三个互为垂直的轴（铅垂轴、纵轴和横轴）来决定轴、纵轴和横轴）来决定的。人体测量中设定的轴的。人体测量中设定的轴线和基准面，线和基准面，如如2-4图。图。矢状面；正中矢状面；矢状面；正中矢状面；冠状面；水平面；冠状面；水平面；眼耳平面

10、。眼耳平面。2 2、测量基准面、测量基准面图图2-425(1)在人体上、下方向上，在人体上、下方向上，将上方称为将上方称为头侧端，头侧端，将下将下方称为方称为足侧端。足侧端。(2)在人体左、右方向上，在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向将靠近正中矢状面的方向称为称为内侧内侧，将远离正中矢，将远离正中矢状面的方向称为状面的方向称为外侧。外侧。3 3、测量方向、测量方向图图2-426(3)在四肢上，将靠近在四肢上，将靠近四肢附着部位的称为四肢附着部位的称为近近位位，将远离四肢附着部，将远离四肢附着部位的称为位的称为远位。远位。（4）对于上肢，将挠）对于上肢，将挠骨侧称为骨侧称为挠侧挠侧，将尺

11、骨，将尺骨侧称为侧称为尺侧尺侧。（5）对于下肢，将胫）对于下肢，将胫骨侧称为骨侧称为胫侧胫侧，将腓骨，将腓骨侧称为侧称为腓侧腓侧。图图2-4274 4、支承面和衣着、支承面和衣着 立姿时立姿时站立站立的地面或平台以及坐姿时的椅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。平面应是水平的、稳固的、不可压缩的。被测量者应裸体或穿着尽量少的内衣被测量者应裸体或穿着尽量少的内衣进行测量。进行测量。285 5、基本测点及测量项目、基本测点及测量项目（GB397583GB397583）（GB397585GB397585测量方法）测量方法）测测点点头部测点头部测点（16个）个）躯干和四肢部躯

12、干和四肢部位测点位测点（22个）个）测测量量项项目目头部测量项目头部测量项目（12项）项）躯干和四肢部躯干和四肢部位测量项目位测量项目（69项）项）296 6、人体测量的主要仪器、人体测量的主要仪器 (1)(1)人体测高仪人体测高仪:主要用来测量身高、坐高、主要用来测量身高、坐高、立姿和坐姿的眼高以及伸手向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上所及的高度等立姿和坐姿的人体各部位高度尺寸。人体各部位高度尺寸。（2 2）人体测量用直角规：）人体测量用直角规：主要用来测量两点间的直主要用来测量两点间的直线距离，特别适宜测量距离较线距离，特别适宜测量距离较短的不规则部位的宽度或直径。短

13、的不规则部位的宽度或直径。如耳、脸、手、足。如耳、脸、手、足。306 6、人体测量的主要仪器、人体测量的主要仪器（3）人体测量用弯）人体测量用弯脚规脚规用于不能直接以直尺用于不能直接以直尺测量的两点间距离的测量的两点间距离的测量，如测量肩宽、测量，如测量肩宽、胸厚等部位的尺寸。胸厚等部位的尺寸。317 7、人体测量中的主要统计函数（术语）、人体测量中的主要统计函数（术语）总体、样本总体、样本均值、标准差均值、标准差术语术语适应域适应域百分位百分位百分位数百分位数32总总体体 统计学中，把所要研究的全体对象统计学中，把所要研究的全体对象的集合称为的集合称为“总体总体”。人体尺寸测量。人体尺寸测量

14、中，总体是按一定特征被划分的人群。中，总体是按一定特征被划分的人群。因此，设计产品时必须了解总体的特因此，设计产品时必须了解总体的特性，并且对该总体命名，例如，中国性，并且对该总体命名，例如，中国成年人、中国飞行员等。成年人、中国飞行员等。样样本本 统计学中，把从总体取出的许统计学中，把从总体取出的许多个体的全部称为多个体的全部称为“样本样本”。各种。各种人体尺寸手册中的数据就是来自这人体尺寸手册中的数据就是来自这些样本，因此，设计人员必须了解些样本，因此，设计人员必须了解样本的特点及其表达的总体。样本的特点及其表达的总体。33均均值值 描述一个分布，必须用两个重要的统描述一个分布，必须用两个

15、重要的统计量：均值和标准差。前者表示分布的集计量：均值和标准差。前者表示分布的集中趋势；后者表示分布的离中趋势。中趋势；后者表示分布的离中趋势。均值的计算公式为：均值的计算公式为：标标准准差差标准差的计算公式为：标准差的计算公式为：为相加，为相加，N为测量为测量次数，次数，为各单独为各单独测量值，测量值，M为均值。为均值。S为标准差，为标准差，其他符号与其他符号与（1）相同。）相同。34百分位百分位百分位表示具有某一人体尺寸和小于该百分位表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分比。尺寸的人占统计对象总人数的百分比。称为称为“第几百分位第几百分位”。例如，。例如，50%称称为第

16、为第50百分位。百分位。百分位数百分位数百分位数是百分位对应的数值。如，百分位数是百分位对应的数值。如，身高分布的第身高分布的第5百分位数为百分位数为1543，表，表示有示有5%的人的身高低于这个高度。的人的身高低于这个高度。在人体测量资料中，常常给出的是第在人体测量资料中，常常给出的是第5、第、第50和第和第95百分位数值。在设计中，当需要得到任一百分位数值。在设计中，当需要得到任一百分位数值时，则可按下式求出：百分位数值时，则可按下式求出：1%-50%之间的数值：之间的数值：P=M（S*K）50%-99%之间的数值：之间的数值：P=M+（S*K）M为标准值；为标准值；S为为标准差；标准差；

17、K为百为百分比变换系数。分比变换系数。35适应域适应域 一个设计只能取一个设计只能取一定的人体尺寸范围，一定的人体尺寸范围，只考虑整个分布的一只考虑整个分布的一部分部分“面积面积”，称为，称为“适应域适应域”，适应域，适应域是相对设计而言的，是相对设计而言的，对应统计学的置信区对应统计学的置信区间的概念。间的概念。适应域可分为：对称适应适应域可分为：对称适应域、偏适应域。对称适应域、偏适应域。对称适应域对称于均值；偏适应域域对称于均值；偏适应域通常是整个分布的某一边。通常是整个分布的某一边。36统计学表明，统计学表明，任意一组特定任意一组特定对象的人体尺对象的人体尺寸，其分布规寸，其分布规律符

18、合正态分律符合正态分布规律。布规律。排除多少取排除多少取决于排除的决于排除的后果情况和后果情况和经济效果。经济效果。图图2-17 2-17 美国男性高度分布曲线美国男性高度分布曲线3738图图2-18“2-18“平均人平均人”39人体尺寸的区域划分人体尺寸的区域划分东北、华北区东北、华北区西北区西北区东南区东南区华中区华中区华南区华南区西南区西南区黑黑龙江龙江、吉林、辽宁、内蒙古、吉林、辽宁、内蒙古、山东、北京、天津、河北。山东、北京、天津、河北。甘肃、青海、陕西、山西、西甘肃、青海、陕西、山西、西藏、宁夏、河南、新疆。藏、宁夏、河南、新疆。安徽、江苏、上海、浙江。安徽、江苏、上海、浙江。湖南

19、、湖北、江西。湖南、湖北、江西。广东、广西、福建。广东、广西、福建。贵州、四川、云南。贵州、四川、云南。40东北、华北区东北、华北区西北区西北区东南区东南区华中区华中区华南区华南区西南区西南区各地区身高、体重的各地区身高、体重的M、S值值身高身高:M=1693（1586）；）；S=56.6(51.8)体重体重:M=64（55）；）；S=8.2(7.7)身高身高:M=1684(1575);S=53.7(51.9)体重体重:M=60(52);S=7.6(7.1)身高身高:M=1686(1575);S=55.2(50.8)体重体重:M=59(51);S=7.7(7.2)身高身高:M=1669(156

20、0);S=56.3(50.7)体重体重:M=57(50);S=6.9(6.8)身高身高:M=1650(1549);S=57.1(49.1)体重体重:M=56(49);S=6.9(6.5)身高身高:M=1647(1546);S=56.7(53.9)体重体重:M=55(50);S=6.8(6.9)41百分比对应的变换系数百分比对应的变换系数K 5%1.64510%1.28220%0.84225%0.67450%0.00075%0.67480%0.84290%1.28295%1.64542例例1 设计适用于设计适用于90%华北男性使用的产品，华北男性使用的产品，试问应按怎样的身高范围设计该产品尺寸？

21、试问应按怎样的身高范围设计该产品尺寸？解：解：由表查知由表查知华北男性身高平均值华北男性身高平均值M=1693mm，标准差标准差S=56.6mm.要求产品适用于要求产品适用于90%的人，故以的人，故以第第5百分位和第百分位和第95百分位确定尺寸的界限值，由表百分位确定尺寸的界限值，由表查得变换系数查得变换系数K=1.645；即第即第5百分位数为：百分位数为：P=1693（56.6*1.645）=1600mm第第95百分位数为：百分位数为：P=1693（56.6*1.645）=1786mm结论：结论：按身高按身高16001786mm设计产品尺寸，将适设计产品尺寸，将适应用于应用于90%的华北男性

22、。的华北男性。讨论：讨论：平均值是作为设计的基本尺寸，而标准差是平均值是作为设计的基本尺寸，而标准差是作为设计的调整量的。作为设计的调整量的。43注意：注意：例中被排除的例中被排除的10%的人，是的人，是10%的矮小的矮小者还是高大者或者大小各排除者还是高大者或者大小各排除5%即取中间值，即取中间值，取决于排除后对使用者的影响和经济效果。取决于排除后对使用者的影响和经济效果。当需要得到某项人体测量尺寸当需要得到某项人体测量尺寸MM1 1所处所处的百分率的百分率P P时，可按下列步骤及公式求得：时，可按下列步骤及公式求得：Z=Z=（M M1 1-M-M）/S/S 然后根据然后根据Z Z值查表得小

23、值查表得小p p的值，再按下列的值，再按下列公式求百分率公式求百分率P P；即；即P=0.5+pP=0.5+p以下列例题说明：以下列例题说明：44例例2 已知男性已知男性A A身高身高1720mm1720mm，试求有百分之，试求有百分之多少的西北男性超过其高度？多少的西北男性超过其高度？解：解：由表查得西北男性身高平均值由表查得西北男性身高平均值M=1684mm，标准差，标准差S=53.7mm那么那么Z=（1720-1684）/53.7=0.670再根据再根据Z=0.670查表得查表得p=0.2486(0.249)即即P=0.5+0.249=0.749 结论：结论：身高在身高在1720mm以下

24、的西北男性为以下的西北男性为74.9%，超过男性，超过男性A身高的西北男性则为身高的西北男性则为25.1%。45三、人体尺寸的应用三、人体尺寸的应用Application of Human Body Dimensions461.常用人体测量数据常用人体测量数据472.设计中可采取的方案设计中可采取的方案1）按人体尺寸的分布）按人体尺寸的分布大量生产的机器大量生产的机器,工具和消费品等。工具和消费品等。482）按人的平均尺寸设计）按人的平均尺寸设计 当过大过小当过大过小,或过高过低都会造成使用不方便时。或过高过低都会造成使用不方便时。493）按某一百分比设计）按某一百分比设计 l当设计不当只会给

25、一个极端的人带来不利时当设计不当只会给一个极端的人带来不利时,可按单侧可按单侧百分比来设计。百分比来设计。l当某一设计会给两当某一设计会给两个极端的人都带来不个极端的人都带来不利时利时,应按双侧百分比应按双侧百分比来设计。来设计。504）按某部分人设计）按某部分人设计,为另一部分人提供调整为另一部分人提供调整当设计对某一极端的人的不利影响可当设计对某一极端的人的不利影响可以通过调整来消除，而对另一部分人以通过调整来消除，而对另一部分人的不利影响无法消除时的不利影响无法消除时,我们可以按我们可以按后一类人的尺寸进行设计，为前一类后一类人的尺寸进行设计，为前一类人提供调整。人提供调整。515）为某

26、些特定的人设计）为某些特定的人设计对于某些非常昂贵的系统对于某些非常昂贵的系统,我们可以根据特定的使用者来设计我们可以根据特定的使用者来设计 521）数据的选择）数据的选择清楚使用者的年龄、性别、职业、民族等等。清楚使用者的年龄、性别、职业、民族等等。3.人体尺寸运用中的问题人体尺寸运用中的问题 532）百分位的运用）百分位的运用l由人体总高度、宽度决定的物体，诸如门、通道、床等，其尺寸由人体总高度、宽度决定的物体，诸如门、通道、床等，其尺寸应以应以9595百分位的数值为依据。百分位的数值为依据。应用原则应用原则l由人体某一部分决定的物体、诸如臂长、腿长决定的座平面由人体某一部分决定的物体、诸

27、如臂长、腿长决定的座平面高度和手所能触及的范围等，其尺寸应以第高度和手所能触及的范围等，其尺寸应以第5 5百分位为依据。百分位为依据。l特殊情况下，如果以第特殊情况下，如果以第5 5百分位或第百分位或第9595百分位为限值会造成界限百分位为限值会造成界限以外的人员使用时不仅不舒适，而且有损健康和造成危险时，尺以外的人员使用时不仅不舒适，而且有损健康和造成危险时，尺寸界限应扩大至第寸界限应扩大至第1 1百分位和第百分位和第9999百分位，如紧急出口的直径应以百分位，如紧急出口的直径应以9999百分位为准，栏杆间距应以第百分位为准，栏杆间距应以第1 1百分位为准。百分位为准。l目的不在于确定界限，

28、而在于决定最佳范围时，应以第目的不在于确定界限，而在于决定最佳范围时，应以第5050百分百分位为依据，这适用于门铃、插座和电灯开关。位为依据，这适用于门铃、插座和电灯开关。543）可调节性）可调节性 调节的做法，可以调节的做法，可以扩大使用的范围，并扩大使用的范围，并可使大部分人的使用可使大部分人的使用更合理和理想更合理和理想 554）在设计中应分别考虑各项人体尺寸）在设计中应分别考虑各项人体尺寸 因此，在设计时要分别因此，在设计时要分别考虑每个项目的尺寸考虑每个项目的尺寸 565）测量方法的说明）测量方法的说明使用人体尺寸时使用人体尺寸时要检查是用那一要检查是用那一种测量方法，选种测量方法，

29、选择正确的尺寸。择正确的尺寸。10cm6cm576）尺寸的衡量标准尺寸的衡量标准 “够得着的距离，容得下的空间够得着的距离，容得下的空间”，但这仅仅是满足了，但这仅仅是满足了最基本的功能需要，最低限度的需要。最基本的功能需要，最低限度的需要。2）安全的尺度）安全的尺度1）舒适的标准：）舒适的标准：584.人人体体身身高高在在设设计计中中的的应应用用方方法法图图2-5 以身高为基准的家具尺寸推算图以身高为基准的家具尺寸推算图59 四、设计程序四、设计程序 1.1.确定设计对象和目标确定设计对象和目标2.2.确定使用对象确定使用对象 3.3.确定相关的人体尺寸确定相关的人体尺寸4.4.决定极限百分

30、比决定极限百分比 5.5.根据查表或测量确定所需要的数据根据查表或测量确定所需要的数据 6.6.向有关设计人员提供数据向有关设计人员提供数据 60学习本章后应该思考的问题？学习本章后应该思考的问题？1 1、什么是人体测量学？、什么是人体测量学？2 2、总体、样本、均值、标准差、适应域、百分、总体、样本、均值、标准差、适应域、百分位、百分位数的含义是什么？位、百分位数的含义是什么？3 3、人体尺寸运用中容易出现那些问题、人体尺寸运用中容易出现那些问题？61一、作业一、作业 以一定人群为假想对象，设计一套你认为合理的上以一定人群为假想对象，设计一套你认为合理的上课课桌、桌椅。课课桌、桌椅。二、作业要求：二、作业要求：1 1、要求画出三视图（如果是空间类型的问题请要求画出三视图（如果是空间类型的问题请画平面、立面图），画平面、立面图），2 2、效果图：透视、轴测或其他形式均可，效果图：透视、轴测或其他形式均可，3 3、要求图文并茂，设计说明不少于要求图文并茂，设计说明不少于400400字字62