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1、人因工程学-人体测量第一节第一节 人体测量概述人体测量概述 人体测量学是一门新兴的学科，它是通过测量人体各部位尺人体测量学是一门新兴的学科，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。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。这些测量数据对工作空间的设计，机器、设备设计以及操纵装置这些测量数据对工作空间的设计，机器、设备设计以及操纵装置等设计具有重要意义，并直接关系到合理地布置工作地，保证合等设计具有重要意义，并直接关系到合理地布
2、置工作地，保证合理的工作姿势，使操作者能安全、舒适、准确地工作，减少疲劳理的工作姿势，使操作者能安全、舒适、准确地工作，减少疲劳和提高工作效率。和提高工作效率。一、人体测量的基本术语一、人体测量的基本术语（一）基本姿势（一）基本姿势 立姿立姿 指被测者挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，指被测者挺胸直立，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，膝部自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足腿侧面，膝部自然伸直，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈大致呈45夹角，体重均
3、匀分布于两足。夹角，体重均匀分布于两足。坐姿坐姿 指被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上，头部以指被测者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，膝弯屈大眼耳平面定位，眼睛平视前方，左、右大腿大致平行，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。一、人体测量的基本术语、人体测量的基本术语（二）测量基准面，（二）测量基准面，如图11-1所示 1.矢状面矢状面 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。矢状面。正中矢状面正中矢状面 在矢状
4、面中，把通过人体正中线的矢状面称为正中矢在矢状面中，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。状面。正中矢状面将人体分成左、右对称的两部分。2.冠状面冠状面 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、后两部分冠状面。冠状面将人体分成前、后两部分。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。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。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通过左、
5、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。平面或法兰克福平面。一、人体测量的基本术语、人体测量的基本术语二、人体尺寸测量分类二、人体尺寸测量分类人体测量学：通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体人体测量学：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，使设计更之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，使设计更 适于人。适于人。测量数据：测量数据：1 1、静态人体尺寸测量，、静态人体尺寸测量，见图见图11-211-2 2 2、动态人体尺寸测量，、动态人体尺寸测量，见图见图11-311-3三、人体测量方法三、人体测量方法(一一)测量仪
6、器测量仪器 1.1.人体测高仪，人体测高仪，见图见图；2.2.人体测量用直脚规，人体测量用直脚规，见图见图；3.3.人体测量用弯脚规，人体测量用弯脚规，见图见图；此外，还有人体测量用三脚平行规，坐高椅，量足仪，软卷此外，还有人体测量用三脚平行规，坐高椅，量足仪，软卷尺以及医用磅秤等。尺以及医用磅秤等。三、人体测量方法三、人体测量方法（二）测量方法（二）测量方法 测量时应在呼气与吸气的中间进行。其次序为从头向下到脚；测量时应在呼气与吸气的中间进行。其次序为从头向下到脚；从身体的前面，经过侧面，再到后面。测量时只许轻触测点，不从身体的前面，经过侧面，再到后面。测量时只许轻触测点，不可紧压皮肤，以免
7、影响测量的准确性。身体某些长度的测量，既可紧压皮肤，以免影响测量的准确性。身体某些长度的测量，既可用直接测量法，也可用间接测量法可用直接测量法，也可用间接测量法两种尺寸相加减。另外，两种尺寸相加减。另外，测量项目应根据实际需要确定，具体测量方法详见测量项目应根据实际需要确定，具体测量方法详见GB/T 5703GB/T 570319991999用于技术设计的人体测量基础项目的有关规定。用于技术设计的人体测量基础项目的有关规定。第二节第二节 常用的人体测量数据常用的人体测量数据 一、一、我国成年人人体结构我国成年人人体结构(静态静态)尺寸尺寸 参阅参阅GB10000GB100008888我国成年人
8、人体尺寸国家标准，主要包括：我国成年人人体尺寸国家标准，主要包括：(一一)人体主要尺寸，人体主要尺寸，见图见图11-411-4和和表表11-111-1 (二二)立姿人体尺寸，立姿人体尺寸，见图见图11-511-5和和表表11-211-2 (三三)坐姿人体尺寸，坐姿人体尺寸，见图见图11-611-6和和表表11-311-3 (四四)人体水平尺寸，人体水平尺寸，见图见图11-711-7和和表表11-411-4 第二节第二节 常用的人体测量数据常用的人体测量数据二、我国成年人人体功能二、我国成年人人体功能(动态动态)尺寸尺寸 动态人体测量通常是对手、上肢、下肢、脚所及的范围以及动态人体测量通常是对手
9、、上肢、下肢、脚所及的范围以及各关节能达到的距离和能转动的角度进行测量。由于人主要依各关节能达到的距离和能转动的角度进行测量。由于人主要依靠上肢从事各项操作活动，因此本节只给出上肢功能靠上肢从事各项操作活动，因此本节只给出上肢功能(动态动态)尺尺寸，见寸，见表表11-6 11-6 第三节第三节 人体测量数据的应用人体测量数据的应用一、人体测量中的主要统计指标人体测量中的主要统计指标 在人体测量中所得到的测量值都是离散的随机变量，因而在人体测量中所得到的测量值都是离散的随机变量，因而可根据概率论与数理统计理论对测量数据进行统计分析，从可根据概率论与数理统计理论对测量数据进行统计分析，从而获得所需
10、群体尺寸的统计规律和特征参数。而获得所需群体尺寸的统计规律和特征参数。一、人体测量中的主要统计指标1.1.平均值平均值一、人体测量中的主要统计指标2.2.标准差标准差一、人体测量中的主要统计指标 3.3.百分位数百分位数 在设计中，当需要得到任一百分位在设计中，当需要得到任一百分位的数值时的数值时，则可，则可按下式进行计算按下式进行计算 K K为百分比变换系数，见为百分比变换系数，见表表11-711-7例例11-1 设计适用于设计适用于90东南区男性使用的产品，试问应东南区男性使用的产品，试问应按怎样的身高范围设计该产品尺寸按怎样的身高范围设计该产品尺寸?解：由解：由表表11-511-5查得东
11、南区男性身高平均值查得东南区男性身高平均值 1686 1686mmmm，标准差，标准差55.255.2mmmm。要求产品适用于要求产品适用于9090的人群，故应以第的人群，故应以第5 5百分位数百分位数为下限，第为下限，第9595百分位数为上限进行设计，由表百分位数为上限进行设计，由表11-711-7查得，查得，5%5%与与95%95%的变换系数的变换系数K K1.6451.645。由此可求得第由此可求得第5 5百分位数为百分位数为 168655.21.645=1595.2 168655.21.645=1595.2（mmmm）第第9595百分位数值为百分位数值为 1686 168655.21.
12、645=1776.855.21.645=1776.8（mmmm）结论：按身高结论：按身高1595.21595.21776.8mm1776.8mm设计产品尺寸，将适用于设计产品尺寸，将适用于9090的东南区男性。的东南区男性。人体测量尺寸对应的百分率人体测量尺寸对应的百分率 P P=0.5=0.5s s 式中式中S S为概率数值，可根据为概率数值，可根据 值，在正态分布表中查取值，在正态分布表中查取例例11-2 11-2 已知女性已知女性A A身高身高1610mm1610mm，试求有百分之几的东北，试求有百分之几的东北女性超过其高度？女性超过其高度？解解 由表由表11-511-5查得东北女性身高
13、平均值查得东北女性身高平均值 =1586mm,=1586mm,标准差标准差S SD D=51.8mm=51.8mm。则。则 根据根据Z Z 值查表值查表11-811-8得得s s=0.1772(=0.1772(取近似值取近似值0.177)0.177)，由式（，由式（11-511-5）求得求得P P值为值为 P P=0.5=0.50.177=0.6770.177=0.677 结论：身高在结论：身高在1610mm1610mm以下的东北女性为以下的东北女性为67.7%67.7%，超过女性，超过女性A A身高的身高的东北女性则为东北女性则为32.3%32.3%。二、人体尺寸数据的应用二、人体尺寸数据的
14、应用(一一)人体测量数据的运用准则人体测量数据的运用准则 （1 1）最大最小准则）最大最小准则 （2 2）可调性准则）可调性准则 （3 3）平均性准则）平均性准则 （4 4）使用最新人体数据准则）使用最新人体数据准则 （5 5）地域性准则）地域性准则 二、人体尺寸数据的应用二、人体尺寸数据的应用(一一)人体测量数据的运用准则人体测量数据的运用准则 （6 6）功能修正与最小心理空间相结合准则）功能修正与最小心理空间相结合准则 最小功能尺寸最小功能尺寸 X Xminmin=X Xf f 最佳功能尺寸最佳功能尺寸X Xopmopm （7 7）姿势与身材相关联准则）姿势与身材相关联准则 （8 8）合理
15、选择百分位和适用度准则）合理选择百分位和适用度准则 例11-3 试设计适用于中国人使用的车船卧铺上下铺净试设计适用于中国人使用的车船卧铺上下铺净空高度空高度 解：解：车船卧铺上下铺净空高度属于一般用途设计。根据人体数据运车船卧铺上下铺净空高度属于一般用途设计。根据人体数据运 用准则应选用中国男子坐姿高第用准则应选用中国男子坐姿高第9999百分位数为基本参数百分位数为基本参数X X，查，查表表11-311-3，X X979mm979mm。衣裤厚度。衣裤厚度(功能功能)修正量取修正量取25mm25mm，人头顶无，人头顶无压迫感最小高度压迫感最小高度(心理修正量心理修正量)为为115mm115mm，
16、则卧铺上下铺最小净间，则卧铺上下铺最小净间距和最佳净间距分别为距和最佳净间距分别为 X Xminmin=X Xf f979979十十25251004mm1004mm X Xopmopm=X Xf fp p979979十十2525十十115=1119mm115=1119mm例例11-411-4 试确定适合中国男人使用的固定座椅座面高度试确定适合中国男人使用的固定座椅座面高度 解：座椅座面高度属于一般用途设计。根据人体数据运用准则，座椅座解：座椅座面高度属于一般用途设计。根据人体数据运用准则，座椅座面高度应取第面高度应取第5 5百分位的百分位的“小腿加足高小腿加足高”人体数据为基本设计数据，人体数
17、据为基本设计数据，以防大腿下面承受压力引起疲劳和不舒适。查表以防大腿下面承受压力引起疲劳和不舒适。查表11-311-3，X X38.3cm38.3cm，功能修正主要应考虑两方面：一是鞋跟高的修正量，一般，功能修正主要应考虑两方面：一是鞋跟高的修正量，一般为为2.52.53.8cm3.8cm，取，取2.5cm2.5cm；另一方面是着装；另一方面是着装(裤厚裤厚)修正量，一般为修正量，一般为0.3cm0.3cm。即。即f f2.52.5十十0.30.32.8cm2.8cm。座椅座面高度的设计不需考虑心。座椅座面高度的设计不需考虑心理修正量，即理修正量，即p=0p=0。因此，固定座椅座面高度的合理值
18、应为因此，固定座椅座面高度的合理值应为 X Xopm=opm=X Xffpp38.338.3十十2.82.8十十0=41.141.0 cm0=41.141.0 cm二、人体尺寸数据的应用二、人体尺寸数据的应用(二二)人体各部分结构参数的计算人体各部分结构参数的计算 由身高计算各部分尺寸，由身高计算各部分尺寸，见图见图11-8 11-8 由体重计算体积和表面积由体重计算体积和表面积 V V=1.015=1.015W W4.9374.937 式中：式中：V V为人体体积为人体体积(L)(L)；W W为人体体重为人体体重(kg)(kg)人体表面积可参照第八章人体表面积计算公式人体表面积可参照第八章人
19、体表面积计算公式 二、人体尺寸数据的应用二、人体尺寸数据的应用(三三)人体身高在设计中的应用人体身高在设计中的应用 以身高为基准的设备和用具尺寸推算方法见以身高为基准的设备和用具尺寸推算方法见 图图11-911-9，图中有关尺寸定义参阅表，图中有关尺寸定义参阅表11-1011-10。案例案例基于人体测量的羊毛衫领型结构设计基于人体测量的羊毛衫领型结构设计n1.1.三维人体测量实验三维人体测量实验n2.2.测量数据的处理与分析测量数据的处理与分析n3.3.羊毛衫领型结构设计羊毛衫领型结构设计n4.4.结论结论n1 1.三维人体测量实验三维人体测量实验n1.1 TecMath1.1 TecMath
20、非接触三维人体测量系统非接触三维人体测量系统n本实验使用德国本实验使用德国TecMathTecMath公司非接触三维人体激光扫描仪公司非接触三维人体激光扫描仪进行人体数据采集进行人体数据采集,能够在能够在8 810s10s内扫描内扫描2.1m2.1m高的区域高的区域,分分辨率可达辨率可达0.15mm,0.15mm,测量精度测量精度2mm2mm。n1.2 1.2 测量范围测量范围n随机抽取随机抽取200200名年龄在名年龄在19261926岁之间的在校男大学生作为测量对象。岁之间的在校男大学生作为测量对象。案例案例n2.2.测量数据的处理与分析测量数据的处理与分析n2.12.1数据预处理数据预处
21、理n首先应用箱图对数据奇异值进行寻找，把奇异值删除形成首先应用箱图对数据奇异值进行寻找，把奇异值删除形成缺失值，并利用对缺失值进行处理的常用方法处理。其次，缺失值，并利用对缺失值进行处理的常用方法处理。其次，进行配对样本进行配对样本t t检验。检验结果表明，对人体对称部位分检验。检验结果表明，对人体对称部位分析时只采取一侧指标即可。析时只采取一侧指标即可。n2.22.2因子分析因子分析n第一因子主要描述颈部围度和宽度、颈中围、颈根围、颈第一因子主要描述颈部围度和宽度、颈中围、颈根围、颈中横宽、颈中纵宽、后颈根围、肩颈从宽；第二因子主要中横宽、颈中纵宽、后颈根围、肩颈从宽；第二因子主要描述肩部宽
22、度、总肩宽、小肩宽；第三因子主要描述高度、描述肩部宽度、总肩宽、小肩宽；第三因子主要描述高度、颈长；第四因子主要描述肩部斜度、肩斜角。颈长；第四因子主要描述肩部斜度、肩斜角。表表1 1为因子为因子累积贡献率表。累积贡献率表。案例案例案例案例表表1 1 因子累积贡献率表因子累积贡献率表n2.32.3聚类分析聚类分析n使用使用R R型聚类，对变量进行聚类。在不同类中提取反映人型聚类，对变量进行聚类。在不同类中提取反映人体颈部特征的特征项目，将特征指标与样板制作紧密联系体颈部特征的特征项目，将特征指标与样板制作紧密联系起来。经过分类，把起来。经过分类，把1010个测量项目分成个测量项目分成5 5类：
23、并参考领型类：并参考领型结构设计所需要的人体测量尺寸，提取了颈根围、后颈根结构设计所需要的人体测量尺寸，提取了颈根围、后颈根围、肩颈从宽、颈长、总肩宽共围、肩颈从宽、颈长、总肩宽共5 5个特征尺寸。个特征尺寸。n2.42.4回归分析（回归分析（表表2 2）n通过领型样板尺寸中横开领大小、直开领大小与人体部位通过领型样板尺寸中横开领大小、直开领大小与人体部位的关系，结合几何方法通过回归分析可以求得的关系，结合几何方法通过回归分析可以求得表表3 3的计算的计算公式公式(数据经过调整数据经过调整)。案例案例案例案例表表2 2 颈部控制部位与胸围、身高的一元、二元回归方程式颈部控制部位与胸围、身高的一
24、元、二元回归方程式案例案例表表3 3 计算公式表计算公式表 cm cmn3.3.羊毛衫领型结构设计羊毛衫领型结构设计n3.1 Primavision3.1 Primavision设计软件和辅助羊毛衫设计设计软件和辅助羊毛衫设计n3.2 3.2 羊毛衫领型成品规格设计羊毛衫领型成品规格设计n利用利用PrimavisionPrimavision设计软件进行羊毛衫领型结构设计。羊设计软件进行羊毛衫领型结构设计。羊毛衫领型规格如毛衫领型规格如表表4 4(横、纵密为每横、纵密为每10cm10cm的横、纵向线圈的横、纵向线圈数数)所示所示案例案例案例案例表表4 4 羊毛衫领型规格表羊毛衫领型规格表n3.3
25、 3.3 领型结构设计领型结构设计n图图1 1、图、图2 2是是PrimavisionPrimavision系统的吓数纸系统的吓数纸(即羊毛衫编织生产工即羊毛衫编织生产工艺单艺单)的设计界面的设计界面案例案例图图1 1 前片编制样版前片编制样版图图2 2 后片编制样版后片编制样版n4.4.结论结论n领型设计是羊毛衫设计最重要部分之一。它影响羊毛衫穿着领型设计是羊毛衫设计最重要部分之一。它影响羊毛衫穿着的合体性、舒适性和美观性。本例实现了准确获取和利用较的合体性、舒适性和美观性。本例实现了准确获取和利用较多的人体颈部部位尺寸，应用于羊毛衫领型样板的制作，提多的人体颈部部位尺寸，应用于羊毛衫领型样
26、板的制作，提高了毛衫领型的合体性。高了毛衫领型的合体性。案例案例复习思考题复习思考题 1.1.我国成年人身体尺寸分成西北、东南、华中、华南、西南、东北我国成年人身体尺寸分成西北、东南、华中、华南、西南、东北 等六个区域，这对产品设计有何影响等六个区域，这对产品设计有何影响?2.2.某地区人体测量的均值某地区人体测量的均值 1650mm1650mm，标准差，标准差S SD D57.1mm57.1mm，求该，求该 地区第地区第9595、9090及第及第8080的百分位数。的百分位数。3.3.巳知某地区人的足长均值巳知某地区人的足长均值 264.0mm264.0mm，标准差，标准差S SD D45.
27、6mm45.6mm，求，求 适用该地区适用该地区90%90%的人们穿的鞋子长度值。的人们穿的鞋子长度值。4.4.为什么说人体测量参数是一切设计的基础为什么说人体测量参数是一切设计的基础?5.5.如何选择百分位和适用度如何选择百分位和适用度?6.6.为什么要进行功能修正量和心理修正量的确定为什么要进行功能修正量和心理修正量的确定?怎样确定怎样确定?图11-1返回图11-2返回图11-3返回返回返回返回图11-4返回图11-5返回图11-6返回图11-7返回图11-8返回图11-9返回返回 年龄分组 百分 测量 位数项目男（1860岁）女（1855岁）15105090959915105090959
28、91.1 身高/mm154315831604167817541775181414491484150315701640165916971.2 体重/kg44485059707583394244526366711.3 上臂长/mm2792892943133333383492522622672843033023191.4 前臂长/mm2062162202372532582681851931982132292342421.5 大腿长/mm4134284364654965055233874024104384674764941.6 小腿长/mm3243383443693964034193003133193
29、44370375390表表11-111-1 人体主要尺寸人体主要尺寸返回 年龄分组 百分测量 位数项目男（1860岁）女（1855岁）1 5 10 50 90 95 991 5 10 50 90 95 992.1 眼高1436 1474 1495 1568 1643 1664 17051337 1371 1388 1454 1522 1541 15792.2 肩高1244 1281 1299 1367 1435 1455 14941166 1195 1211 1271 1333 1350 13852.3 肘高925 954 968 1024 1079 1096 1128873 899 913
30、960 1009 1023 10502.4 手功能高206 216 220 237 253 258 268185 193 198 213 229 234 2422.5 会阴高413 428 436 465 496 505 523387 402 410 438 467 476 4942.6 胫骨点高324 338 344 369 396 403 419300 313 319 344 370 375 390表表11-211-2 立姿人体尺寸立姿人体尺寸 单位：单位：mmmm返回 年龄分组 百分测量 位数项目 男（1860岁）女（1855岁）1 5 10 50 90 95 991 5 10 50 9
31、0 95 993.1 坐高836 858 870 908 947 958 979789 809 819 855 891 901 9203.2 坐姿颈椎点高599 615 624 657 691 701 719563 579 587 617 648 657 6753.3 坐姿眼高729 749 761 798 836 847 868678 695 704 739 773 783 8033.4 坐姿肩高539 557 566 598 631 641 659504 518 526 556 585 594 6093.5 坐姿肘高214 228 235 263 291 298 312201 215 22
32、3 251 277 284 2993.6 坐姿大腿厚103 112 116 130 146 151 160107 113 117 130 146 151 1603.7 坐姿膝高441 456 461 493 523 532 549410 424 431 458 485 493 5073.8 小腿加足高372 383 389 413 439 448 463331 342 350 382 399 405 4173.9 坐深407 421 429 457 486 494 510388 401 408 433 461 469 4853.10 臀膝距499 515 524 554 585 595 613
33、481 495 502 529 561 570 5873.11 坐姿下肢长892 921 937 992 1046 1063 1096826 851 865 912 960 975 1005表表11-311-3 坐姿人体尺寸坐姿人体尺寸 单位：单位：mm mm 返回 年龄分组 百分测量 位数项目 男（1860岁）女（1855岁）1 5 10 50 90 95 991 5 10 50 90 95 994.1胸宽242 253 259 280 307 315 331219 233 239 260 289 299 3194.2胸厚176 186 191 212 237 245 261159 170
34、176 199 230 239 2604.3肩宽330 344 351 375 397 403 415304 320 328 351 371 377 3874.4最大肩宽383 398 405 431 460 469 486347 363 371 397 428 438 4584.5臀宽273 282 288 306 327 334 346275 290 296 317 340 346 3604.6坐姿臀宽284 295 300 321 347 355 369295 310 318 344 374 382 4004.7坐姿两肘间宽353 371 381 422 473 489 518326 3
35、48 360 404 460 478 509 4.8胸围762 791 806 867 944 970 1018717 745 760 825 919 949 10054.9腰围620 650 665 735 859 895 960622 659 680 772 904 950 10254.10臀围780 805 820 875 948 970 1009795 824 840 900 975 1000 1044表表11-411-4 人体水平尺寸人体水平尺寸 单位：单位：mm mm 返回项目东北、华北区西北区东南区华中区华南区西南区平均值标准差平均值标准差平均值标准差平均值标准差平均值标准差平均
36、值标准差体 重kg男648.2607.6597.7576.9566.9556.8女557.7527.1517.1506.8496.5506.9身高/mm男169356.6168453.7168655.2166956.3165057.1164756.7女158651.8157551.9157550.8156050.7154949.7154653.9胸 围/mm男88855.588051.586552.085349.285148.985548.3女84866.483755.983159.882055.881957.680958.8表表11-511-5 身高、胸围、体重的平均值身高、胸围、体重的平均
37、值表11-6 我国成人男女上肢功能尺寸/mm 测 量 项 目男（1860岁）女（1855岁）P5 P50 P96P5 P50 P96立姿双手上举高立姿双手功能上举高立姿双手左右平展宽立姿双臂功能平展宽立姿双肘平展宽坐姿前臂手前伸长坐姿前臂手功能前伸长坐姿上肢前伸长坐姿上肢功能前伸长坐姿双手上举高跑姿体长跪姿体高俯卧体长俯卧体高爬姿体长爬姿体高1971 2108 22451869 2003 2138 1579 1691 18021374 1483 1593816 875 934416 447 478310 343 376777 834 892673 730 7891249 1339 142659
38、2 626 6611190 1260 1330 2000 2127 2257364 372 383 1247 1315 1384761 798 8361845 1968 20891741 1860 19761457 1559 16591248 1344 1438756 811 869383 413 442277 306 333712 764 818607 657 707 1173 1251 1328553 587 6241137 1196 12581867 1982 2102359 369 3841183 1239 1296 694 738 783返回返回百分比（%）K百分比（%）K百分比（%
39、）K0.51.02.551015202.5762.3261.9601.6451.2821.0360.8422.53050707580850.6740.5240.0000.5240.6740.8421.036909597.599.099.51.2821.6451.9602.3262.576表表11-711-7 百分比与变换系数百分比与变换系数K K第四节人体尺寸数据的应用第四节人体尺寸数据的应用本节大纲：本节大纲：尺寸修正量构成尺寸修正量构成功能修正量功能修正量心理修正量心理修正量人体尺寸数据选择分类人体尺寸数据选择分类功能尺寸的设定功能尺寸的设定中国地质大学安全工程系4.1尺寸修正量的构成尺寸
40、修正量的构成尺寸修正量的构成尺寸修正量的构成 GBT l2985-1991中国地质大学安全工程系4.2功能修正量功能修正量 穿着修正量穿着修正量 姿势修正量姿势修正量 操作修正量操作修正量 功能修正量：为保证实现产品功能，对作为产品设功能修正量：为保证实现产品功能，对作为产品设计依据的人体尺寸所作的尺寸修正量。包括以下三部分：计依据的人体尺寸所作的尺寸修正量。包括以下三部分：4.2.1功能修正量穿着修正量功能修正量穿着修正量 1.穿鞋修正量：穿鞋修正量：立姿身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高等立姿身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高等 男子：男子：+25mm，女子：，女子：+20mm
41、。2.着衣着裤修正量：着衣着裤修正量：坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等 6mm；肩宽、臀宽等肩宽、臀宽等+13mm；胸厚胸厚+18mm；臀膝距臀膝距+20mm。穿着修正量包括以下两个组成部分穿着修正量包括以下两个组成部分:4.2.2功能修正量姿势修功能修正量姿势修正量正量立姿身高、眼高、肩高、肘高等，一立姿身高、眼高、肩高、肘高等，一l0mm；坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等，一坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等，一44mm。姿势修正量：人们正常工作、生活时，全身采取姿势修正量：人们正常工作、生活时，全身采取自然放松的姿势所引起的人体尺寸变化。自然放松的姿势所引起的人体尺寸变化。
42、4.2.3功能修正量操作修功能修正量操作修正量正量操作修正量操作修正量：实现产品功能所需的修正量：实现产品功能所需的修正量如上肢前展操作，前展长指的是：后背到中指指如上肢前展操作，前展长指的是：后背到中指指尖的距离尖的距离在按按钮时，一在按按钮时，一12mm；在推滑板推钮、扳拨扳钮开关时一在推滑板推钮、扳拨扳钮开关时一25mm；在取卡片、票证时，一在取卡片、票证时，一20mm中国地质大学安全工程系4.3修正量修正量对于各个修正量：对于各个修正量：操作远不限于操作远不限于“上肢前展操作上肢前展操作”这一种情况这一种情况,操作有操作有用上肢的、也有用下肢的；用上肢时有在前方操作的，用上肢的、也有用
43、下肢的；用上肢时有在前方操作的，也有在其他各种方向操作的等。也有在其他各种方向操作的等。事实上国标中也不可能给出所有各种操作修正量事实上国标中也不可能给出所有各种操作修正量的数据。所以，更多的数据。所以，更多“操作修正量操作修正量”数据，同样需要设数据，同样需要设计工作者根据实际情况，通过研究实测来加以确定。计工作者根据实际情况，通过研究实测来加以确定。4.3.1心理修正量定义心理修正量定义为了消除空间压抑感、恐惧感，或为了美观等心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。理因素而加的尺寸修正量。如工程机械驾驶室，若其空间大小刚刚能容下人如工程机械驾驶室，若其空间大小刚
44、刚能容下人们完成必要的操作活动，是不够的，因为这样会使人们完成必要的操作活动，是不够的，因为这样会使人们在其中感到局促和压抑，为此应该放出适当的余裕们在其中感到局促和压抑，为此应该放出适当的余裕空间。空间。这余裕空间就是心理修正量。这余裕空间就是心理修正量。4.3.2心理修正量确定原则心理修正量确定原则心理修正量应根据实际需要和条件许可两个因素心理修正量应根据实际需要和条件许可两个因素来研究确定。来研究确定。以客轮客舱、大学生宿舍和礼堂剧院这三种室内以客轮客舱、大学生宿舍和礼堂剧院这三种室内空间来对比，三者的心理空间尺寸修正量显然依次一空间来对比，三者的心理空间尺寸修正量显然依次一个比一个应该
45、大得多。个比一个应该大得多。因此，研究心理修正量的常用因此，研究心理修正量的常用方法是：设置场景，记录被试者的主观评价，综合统方法是：设置场景，记录被试者的主观评价，综合统计分析后得出数据。计分析后得出数据。4.4尺寸修正量尺寸修正量各种尺寸修正量有正值也有负值，总的尺寸修正各种尺寸修正量有正值也有负值，总的尺寸修正量是各修正量的代数和：量是各修正量的代数和：尺寸修正量尺寸修正量=功能修正量功能修正量+心理修正量心理修正量=(=(穿着修正穿着修正量量+姿势修正量姿势修正量+操作修正量操作修正量)+)+心理修正量心理修正量中国地质大学安全工程系4.5人体尺寸数据选择分类人体尺寸数据选择分类依产品
46、功能分类选择人体尺寸数据分为以下三类：依产品功能分类选择人体尺寸数据分为以下三类：1.I型产品尺寸设计型产品尺寸设计(又称又称“双限值设计双限值设计”)2.型产品尺寸设计型产品尺寸设计(又称又称“单限值设计单限值设计”)3.型产品尺寸设计型产品尺寸设计(又称又称“平均尺寸设计平均尺寸设计”）4.6人体尺寸百分位数的选择人体尺寸百分位数的选择4.7功能尺寸的设定功能尺寸的设定功能尺寸：是指为保证产品实现某项功能所确定功能尺寸：是指为保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。的基本尺寸。这里所说的功能尺寸基本限于人机工程范围中与这里所说的功能尺寸基本限于人机工程范围中与人体尺寸有关的尺寸；人体尺寸有关
47、的尺寸；通常也有别于标注在加工制作图样上的尺寸。通常也有别于标注在加工制作图样上的尺寸。例如：沙发座面高度的功能尺寸，是指有人坐在例如：沙发座面高度的功能尺寸，是指有人坐在上面、被压变形后的高度尺寸。上面、被压变形后的高度尺寸。4.7.1产品最小功能尺寸的设定产品最小功能尺寸的设定产品最小功能尺寸产品最小功能尺寸=相应百分位数的人体尺寸相应百分位数的人体尺寸+功能修正量功能修正量中国地质大学安全工程系4.7.2产品最佳功能尺寸的产品最佳功能尺寸的设定设定产品最佳功能尺寸产品最佳功能尺寸=相应百分位数的人体尺寸相应百分位数的人体尺寸+功能修正量功能修正量+心理修正量心理修正量=产品最小功能尺寸产
48、品最小功能尺寸+心理修正量心理修正量中国地质大学安全工程系第五节设施器物的人体尺寸适应性第五节设施器物的人体尺寸适应性 上图是设施器物设计合理的典范。上图是设施器物设计合理的典范。a、b、c分别为小、中、大型机床，它们整体尺寸相差悬殊，但它分别为小、中、大型机床，它们整体尺寸相差悬殊，但它们的操纵装置都应该安置在操作者肢体易于活动的范围内。们的操纵装置都应该安置在操作者肢体易于活动的范围内。中国地质大学安全工程系5.1设施器物的人体尺寸适应性（设施器物的人体尺寸适应性（a）例如，手的操作高度大体在胸部上下，见图。为此，例如，手的操作高度大体在胸部上下，见图。为此，小型台式机床要放置在台面上，见
49、图小型台式机床要放置在台面上，见图a，而大型机床则要，而大型机床则要将操作装置从机床体上分离出来，也安置在便于操作的将操作装置从机床体上分离出来，也安置在便于操作的高度，见图高度，见图c。5.1设施设计不得当的例子（设施设计不得当的例子（b）设施设计不得当的例子设施设计不得当的例子中国地质大学安全工程系5.2动态人体尺寸（动态人体尺寸（a）动态人体尺寸动态人体尺寸与前面的静态人体尺寸相对应，与前面的静态人体尺寸相对应，描述人在各种姿势、做各种动作时描述人在各种姿势、做各种动作时的人体尺寸即动态人体尺寸。的人体尺寸即动态人体尺寸。中国地质大学安全工程系5.2适宜操作位置图（适宜操作位置图（b）动
50、态人体尺寸动态人体尺寸 用背肌活动度测定适宜操作位置图中国地质大学安全工程系5.3成人动态最小占用空间示意图成人动态最小占用空间示意图（a）成人蹲姿、跪姿、卧姿的最小占用空间成人蹲姿、跪姿、卧姿的最小占用空间中国地质大学安全工程系5.3成人动态最小占用空间表（成人动态最小占用空间表（b）中国地质大学安全工程系5.4设计用人体模板（设计用人体模板（a）二维人体模板采用密实的板材二维人体模板采用密实的板材制作，尺寸比例和各关节的活动幅制作，尺寸比例和各关节的活动幅度，要求基本符合人体实际。度，要求基本符合人体实际。GBT l4775-1993坐姿人体坐姿人体模板功能设计要求模板功能设计要求1)坐姿