人体工程学-2人体测量应用cayp.pptx
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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主要内容主要内容二、人体测量的基本术语二、人体测量的基本术语四、人体尺寸的四、人体尺寸的应用应用 三、常用的人体测量数据三、常用的人体测量数据一、人体测量的基本知识一、人体测量的基本知识一、人体测量的基本知识一、人体测量的基本知识1 1、定义:、定义:人体测量学是一门用测量方法研究人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
2、和工程设计提供征,从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。人体测量数据。(如图(如图21)一、人体测量学的基本知识一、人体测量学的基本知识2 2、人体测量数据的种类:、人体测量数据的种类: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功能上的尺寸人体功能上的尺寸(包括人在工作姿势下或(包括人在工作姿势下或在某种操作活动状态下测在某种操作活动状态下测量的尺寸)量的尺寸)二、人体测量的基本术语二、人体测量的基本术语1 1、被测者姿势:、被测者姿势:(1 1)立姿:)立姿:挺胸直立,头部以眼耳平面挺胸直立,头部以眼耳平面定位,眼睛平视前方,肩部放定位,眼睛平视前方
3、,肩部放松,上肢自然下垂,手伸直,松,上肢自然下垂,手伸直,手掌朝向体侧,手指轻贴大腿手掌朝向体侧,手指轻贴大腿侧面,自然伸直,左、右足后侧面,自然伸直,左、右足后跟并拢,前端分开,使两足大跟并拢,前端分开,使两足大致呈致呈4545角,体重均匀分布于两角,体重均匀分布于两足。足。见图见图2626。(2)坐姿:)坐姿:挺胸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。见图见
4、图27。2 2、测量基准面、测量基准面 人体基准面的定位人体基准面的定位是由三个互为垂直的是由三个互为垂直的轴(铅垂轴、纵轴和轴(铅垂轴、纵轴和横轴)来决定的。人横轴)来决定的。人体测量中设定的轴线体测量中设定的轴线和基准面和基准面如图如图22。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。眼耳平面。3 3、测量方向、测量方向(1)在人体上、下方向在人体上、下方向上,将上方称为上,将上方称为头头侧端,侧端,将下方称为将下方称为足侧端。足侧端。(2)在人体左、右方在人体左、右方向上,将靠近正中向上,将靠近正中矢状面的方向称为矢状面的方向称为内侧内侧,将远离正中
5、,将远离正中矢状面的方向称为矢状面的方向称为外侧。外侧。3 3、测量方向、测量方向(3)在四肢上,将靠在四肢上,将靠近四肢附着部位的称近四肢附着部位的称为为近位近位,将远离四肢,将远离四肢附着部位的称为附着部位的称为远位。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,将尺骨侧称为骨侧称为尺侧尺侧。(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,将腓骨侧称为骨侧称为腓侧腓侧。4 4、支承面和衣着、支承面和衣着 立姿时站立的地面或平立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面应是台以及坐姿时的椅平面应是水平的、稳固的、不可压缩水平的、稳固的、不可压缩的。
6、的。5 5、基本测点及测量项目、基本测点及测量项目(GB397583)(GB397585)测点测点头部测点头部测点(16个)个)躯干和四肢部躯干和四肢部位测点位测点(22个)个)测量项目测量项目头部测量项目头部测量项目(12项)项)躯干和四肢躯干和四肢部位测量项部位测量项目目(69项)项)6 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立姿和坐姿的眼高以及伸手向上所及的高度等立姿和坐向上所及的高度等立姿和坐姿的人体各部位高度尺寸。姿的人体各部位高度尺寸。(2 2)人体测量用直角规:)人体测
7、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。短的不规则部位的宽度或直径。如耳、脸、手、足。如耳、脸、手、足。6 6、人体测量的、人体测量的主要仪器主要仪器(3)用于不能直)用于不能直接以直尺测量的两接以直尺测量的两点间距离的测量,点间距离的测量,如测量肩宽、胸厚如测量肩宽、胸厚等部位的尺寸。等部位的尺寸。7 7、人体测量中的主要统计函数、人体测量中的主要统计函数(术语)(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总体总体 统计学中,把所要研究的全体
8、对统计学中,把所要研究的全体对象的集合称为象的集合称为“总体总体”。人体尺寸。人体尺寸测量中,总体是按一定特征被划分测量中,总体是按一定特征被划分的人群。因此,设计产品时必须了的人群。因此,设计产品时必须了解总体的特性,并且对该总体命名,解总体的特性,并且对该总体命名,例如,中国成年人、中国飞行员等。例如,中国成年人、中国飞行员等。样本样本 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
9、本的特点及其表达的总体。均值均值 描述一个分布,必须用两个重要描述一个分布,必须用两个重要的统计量:均值和标准差。前者表示的统计量:均值和标准差。前者表示分布的集中趋势;后者表示分布的离分布的集中趋势;后者表示分布的离中趋势。中趋势。均值的计算公式为:均值的计算公式为:标准差标准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为测量次为测量次数,数,为各单独测为各单独测量值,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。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
10、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。百分位百分位百分位由百分比表示,称为百分位由百分比表示,称为“第几第几百分位百分位”。例如,。例如,50%称为第称为第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。百分位数是百分位对应的数值。例如,身高分布的第例如,身高分布的第5百分位数百分位数为为1
11、543,则表示有,则表示有5%的人的的人的身高将低于这个高度。身高将低于这个高度。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:到任一百分位数值时,则可按下式求出:1%-50%之间的数值:之间的数值:P=M-(SK)50%-99%之间的数值:之间的数值:P=M+(SK)M为标准值;为标准值;S为标准差;为标准差;K为为百分比变换系数。百分比变换系数。选择测量数据时要注意根据设计内容和性质来选用合适的百分数据。以下几点原则可以参考:够得着的距离,一般选用第够
12、得着的距离,一般选用第5 5百分位的尺百分位的尺寸寸容得下的距离,一般选用第容得下的距离,一般选用第9595百分位的百分位的尺寸尺寸常用高度,一般选用地常用高度,一般选用地9595百分位的尺寸百分位的尺寸可调节尺寸,若确定百分位大小有一定可调节尺寸,若确定百分位大小有一定困难,条件许可时,可增加一个调节尺困难,条件许可时,可增加一个调节尺寸寸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
13、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、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。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(15
14、75);S=55.2(50.8)体重体重:M=59(51);S=7.7(7.2)身高身高:M=1669(1560);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)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%1.645例例1设计
15、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,故以第的人,故以第5百分位和第百分位和第95百分位确定尺百分位确定尺寸的界限值,由表查得变换系数寸的界限值,由表查得变换系数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
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