第二章 人体测量及形体参数
§1 基本知识 §2 常用人体测量数据及其结构参数计算 §3 人体测量参数的应用
§1 基本知识
一、产品设计与人体尺度的关系 二、基本术语 三、人体测量尺寸的分类 四、人体测量的主要方法和测量仪器 五、人体测量中的主要统计函数
一、产品设计与人体尺度的关系
各种机械、设备、设施、工具等被设计对象， 首先涉及的问题是如何适合于人的形态和功能范 围的限度。以提高设计对象的宜人性，使人能够 安全、健康、舒适的工作，减少疲劳、提高系统 效率。
体重: x=60(52); S=7.6(7.1) 身高: x=1686(1575); S=55.2(50.8)
东南区： 体重: x=59(51); S=7.7(7.2)
身高: x=1669(1560); S=56.3(50.7)
华中区： 体重: x=57(50); S=6.9(6.8)
身高: x=1650(1549); S=57.1(49.1)
4 其它 支撑面：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。 衣着：裸体或贴身内衣。 读数精度：线形测量1mm，体重0.5kg
三、人体测量尺寸的分类
类型
静态尺寸
(构造尺寸)
强调人与物间的物理距 离，用以设计工作区间 大小
动态尺寸
(功能尺寸)
强调身体各部位间的动作 关系，用以确定工作位置 的活动空间
总体 样本
统计函数
适应域
均值
方差 标准差
总体
统计学中，把所要研究的全体对象的集合称
为“总体”。人体尺寸测量中，总体是按一定特征
被划分的人群。
样本 统计学中，把从总体取出的许多个体的全部 称为“样本”。
均值 方差

x
x1 x2
xn n

1 n
n i 1
xi
S 2

1 n 1
n i 1
xi2
n x2
S2 1 n n 1 i1
2
xi x
标准差
n
xi2

2
nx
S i1
9/22/2019
n 1
13
适应域 统计学的置信区间。一个设计只能取一定的人 体尺寸范围（适应范围），即只考虑整个分布的一部分 “面积”，称为适应域。
偏适应域
§2 常用人体测量数据及其 结构参数计算
一、我国成年人人体结构尺寸 二、我国成年人人体功能尺寸 三、人体各部分结构参数的计算
一、我国成年人人体结构尺寸
（GB10000-88）
我国成年人人体结构尺寸(共7组47项)： ⑴ 人体主要尺寸： 6项，身高、体重、上臂长、前臂长、
大腿长、小腿长 ⑵ 人体立姿尺寸： 6项 ⑶ 人体坐姿尺寸： 11项 ⑷ 人体水平尺寸： 10项 ⑸ 人体头部尺寸： 7项 ⑹ 人体手部尺寸： 5项 ⑺ 人体足部尺寸： 2项
3、Ⅲ型产品尺寸设计（平均尺寸设计） 只需要第50百分位数作为设计尺寸。
在人机工程设计中，百分位数有着重要的实用价值
各地区身高、体重的X、S值
身高: x=1693（1586）；S=56.6(51.8)
东北、华北区： 体重: x=64（55）；S= 8.2(7.7) 西北区： 身高: x=1684(1575); S=53.7(51.9)
常用：P5、P50、P90。
人体尺寸百分位数的选择
1、Ⅰ型产品尺寸设计（双限值设计） 需要两个人体百分位数作为尺寸设计的上下限。
2、Ⅱ型产品尺寸设计（单限值设计） ⑴ ⅡA型产品尺寸设计（大尺寸设计） 只需要一个人体百分位数作为尺寸上限的设计。 ⑵ ⅡB型产品尺寸设计（小尺寸设计） 只需要一个人体百分位数作为尺寸下限的设计。
所有涉及人体尺度的参数的确定，都需要应 用大量人体尺寸的测量统计和分析。
二、基本术语
GB3975-83《人体测量术语》，GB5703-85《人体测量方法》
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，为各工业设计、工程设计提供人体数据。
人体测量
华南区：体重: x=56(49); S=6.9(6.5) 西南区：身高: x=1647(1546); S=56.7(53.9)
体重: x=55(50); S=6.8(6.9) 注：括号内为女性数值
例1】 设计适用于90%的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？
解：属已知K或适应域，求PK的问题， PK = x±S×B 。 由表查知华北男性身高平均值、标准差分别为： x = 1693 mm， S = 56.6 mm ∵ 要求产品适用于90%的人，即适应域为90%，取对称
形态测量 生理测量 运动测量
人体尺寸、体重体形、体积、表 面积等（本章内容）
知觉反应、肢体体力、体能耐力、 疲劳、生物节律等
动作范围、运动特性等
1 基本姿势：立姿 坐姿
2 测量基准面：矢状面 冠状面 水平面
3 测量方向： ⑴ 上下方向： 头侧端
足侧端 ⑵ 左右方向： 内侧
外侧
⑶ 四肢上：近位，远位。 上肢：桡骨侧——桡侧 尺骨侧——尺侧 下肢：胫骨侧——胫侧 腓骨侧——腓侧
四、人体测量的主要方法和测量仪器
1. 普通测量法 2. 摄影法 3. 三维数学测量法
⑶弯脚规 ⑷ 角度计
直尺 固定尺座
活动尺座
弯尺 主尺杆
底座和坐 标的投影板
L/H＞10时可视为平行
摄影法
L/H＞10
三维数学测量法
3D扫描仪
五、人体测量中的主要统计函数
百分位数 抽样误差
适应域，故以第5百分位P5和第95百分位P95确定尺寸的界 限值，由表查得K=5和95的变换系数 B = 1.645；
∴ P5 = 1693-(56.6×1.645)= 1600 mm P95 = 1693+(56.6×1.645)= 1786 mm
结论：应按身高1600~1786mm设计产品尺寸。
抽样误差 又称标准误差，全部样本均值的标准差。
表明样本均值与总体均值的差别。
百分位数
sx s n
百分位数是某百分比K的测量参数所对应
的数值PK，表示设计的适应域。 百分位数的规律:
百分位数将群体或样本的全部测量值分成两部
分：有K%的测量值等于和小于它,有(100-K)%的测
量值大于它。
P1、P5、P10为小百分位数；P90、P95、P99为大百分 位数；P50为中百分位数。