第二章人体测量及应用
超过男性A身高的西北男性则为25.1%。
三、常用人体测量数据
1、影响人体测量数据差异的因素:
年龄
性别
年代
地区与种族
职业
年龄
注意: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。例如: 人体尺寸增长过程:男20岁、女18岁。(结束) 手的尺寸:男15岁、女13岁。(达到一定值) 脚的大小:男17岁、女15岁。(基本定型) 成 年 人: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。
第二章 人体测量及其应用
Anthropometry and Application
主 要 内 容
一、人体测量的基本知识 二、人体测量的基本术语 三、常用的人体测量数据 四、人体尺寸的静态应用 五、人体尺寸的动态应用
一、人体测量的基本知识
Foudamentals of Anthropometry
1、定义 人体测量学是一门用测量方法
(2)坐姿:
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, 膝弯曲大致成直角,足平 放在地面上,手轻放在大 腿上。
2、测量基准面
人体基准面的定位是 由三个互为垂直的轴(铅 垂轴、纵轴和横轴)来决 定的。人体测量中设定的 轴线和基准面。
矢状面;正中矢状面;
例1:
设计适用于90%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:由表查知华北男性身高平均值 ▪ M=1693mm,标准差S=56.6mm.要求产品适用于90%的人,
故以第5百分位和第95百分位确定尺寸的界限值,由表 查得变换系数K=1.645; ▪ 即第5百分位数为:P=1693-(56.6×1.645)=1600mm ▪ 第95百分位数为:P=1693+(56.6×1.645)=1786mm ▪ 结论:按身高1600--1786mm设计产品尺寸,将适应用于 90%的华北男性。 ▪ 提示: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。
3、具体含义说明
(1)人-机-环境的具体含义
人——指操作者和使用者, 机——泛指人操作或使用的物,可以是机器,也
可以是用具、工具或设施、设备等。 环境——是指人、机所处的周围环境,如作业场
所和空间、物理化学环境和社会环境等; 人-机-环境系统——是指由共同处于同一时间和
空间的人与其所使用的机以及它们所有的周围 环境所构成的系统,简称人-机系统。
姿的需要; ▪ 靠背的结构和形状要尽量减少就坐者背部和脊柱
疲劳; ▪ 座椅上应配有适当质地的坐垫以改善臀部及背部
的体压分布。
三、座椅的尺寸设计
1、座椅尺寸设计应遵循以下原则:
▪ 人的躯干重量应有坐骨、臀部及脊椎支撑; ▪ 上身应保持稳定; ▪ 座位的高度应不使大腿肌肉受压; ▪ 可以变换或调节坐姿,座面高度应与桌面相配
1%-50%之间的数值:P=M-(SK) 50%-99%之间的数值:P=M+(SK)
M为标准值;S为标 准差;K为百分比 变换系数。
人体尺寸的区域划分
东北、华北区 西北区 东南区 华中区 华南区 西南区
黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山东、北京、天津、河北。 甘肃、青海、陕西、山西、西藏、宁夏、河南、新疆。 安徽、江苏、上海、浙江。 湖南、湖北、江西。 广东、广西、福建。 贵州、四川、云南。
各地区身高、体重的M、S值
东北、华北区 西北区 东南区 华中区 华南区 西南区
身高: M=1693(1586);S=56.6(51.8) 体重: M=64(55);S= 8.2(7.7) 身高: M=1684(1575); S=53.7(51.9) 体重: M=60(52); S=7.6(7.1)
身高:M=1647(1546); S=56.7(53.9) 体重:M=55(50); S=6.8(6.9)
百分比对应的变换系数K
5%———1.645 10%———1.282 20%———0.842 25%———0.674 50%———0.000 75%———0.674 80%———0.842 90%———1.282 95%———1.645
(五)坐椅设计的人机要求
一、座姿舒适性的概念
1、概述 人坐着时,大腿和上肢的重量必须由座面来支撑, 人的骨盆下面有两块小面积的圆骨能支持上身的大部分 体重。座面上的臀部压力分布应是在坐骨结节处最大, 并由此向外,压力逐步减少,直至与座面前缘接触的大 腿下部,此处压力最少。
坐骨下面的座面应近似水平,以使股骨不承受过分 的压迫,斗形的座面或座面过于松软会使股骨趋于向上 转动而受力,从而引起不舒适感。
性别
男女之间的差异:
1、对于大多数人体尺寸,男性比女性大些; (但有四个尺寸—胸厚、臀宽、臂部及大腿周长正相反) 2、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; 3、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; 4、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。
7、人体测量中的主要统计函数(术语)总体源自样本均值、标准差适应域
术语
百分位数
百分位
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
总 体
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性,并且对该 总体命名,例如,中国成年人、中国飞行
员等。
统计学中,把从总体取出的许多个
(一)主要人体尺寸的应用原则之一 1、极限设计原则:主要内容包括设计的最大尺寸参
考人体尺寸的低百分位;设计的最小尺寸参考人体 的高百分位。 2、可调原则:设计优先采用可调式结构。一般调节 范围应从第5百分位到第95百分位。 3、平均尺寸原则:设计中采用平均尺寸计算。(多 数专家不主张按平均尺寸设计)
地区与种族
注意点:
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 区的人体尺寸也有差异。因此,在设计中考 虑产品的多民族的通用性。
职业
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身体尺 寸都比脑力劳动者稍大些。
四、人体尺寸的应用
Application of Human Body Dimensions
冠状面;水平面;
眼耳平面。
3、测量方向
(1)在人体上、下方 向上,将上方称为头 侧端,将下方称为足 侧端。
(2)在人体左、右方 向上,将靠近正中矢 状面的方向称为内侧, 将远离正中矢状面的 方向称为外侧。
(3)在四肢上,将靠 近四肢附着部位的 称为近位,将远离 四肢附着部位的称 为远位。
(4)对于上肢,将 挠骨侧称为挠侧, 将尺骨侧称为尺侧。
二、人体测量的基本术语
Terminology of Anthropometry
1、被测者姿势:
(1)立姿:
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,手指轻贴大腿侧面,自 然伸直,左、右足后跟并拢,前 端分开,使两足大致呈45°角, 体重均匀分布于两足。
▪ 以下列例题说明:
例2:
已知男性A身高1720mm,试求有百分之多少的西北 男性超过其高度?
▪ 解:由表查得西北男性身高平均值M=1684mm, 标准差S=53.7mm 那么
▪ Z=(1720-1684)/53.7=0.670 ▪ 再根据Z=0.670查表得 p=0.2486(0.249)即
P=0.5+0.249=0.749 ▪ 结论:身高在1720mm以下的西北男性为74.9%,
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。
一组数据:欧洲居民每隔10年身高增加1—1.4cm; 美国城市男性青年在1973—1986年的13年间身高 增加2.3cm;日本男性青年在1934—1965年的31年 间身高增加5.2cm、体重增加4kg、胸围增加 3.1cm;我国原广州中山医学院男性在1956—1979 年的23年间身高增加4.38cm、女性身高增加 2.67cm。
研究人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。
2、人体测量数据的种类:
类型
静态尺寸 人体构造上的尺寸
动态尺寸
人体功能上的尺寸
(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)
(5)对于下肢,将 胫骨侧称为胫侧, 将腓骨侧称为腓侧。
4、支承面
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。
5、基本测点及测量项目
(GB3975—83) (GB3975—85测量方法)
头部测点
头部测量项目
(16个)
测 (12项)
测
量
点 躯干和四肢部位测 项
点
目
躯干和四肢部 位测量项目
(二)
人 体 身 高 在 设 计 中 的 应 用 方 法
(三)人体作业空间设计之一
立姿活动空间:
立姿时人的活动空间 不仅取决于身体的尺 寸,而且也取决于保 持身体平衡的微小平 衡动作和肌肉松弛、 脚的站立平面不变时, 为保持平衡必须限制 上身和手臂能达到的 活动空间。
(三)人体作业空间设计之二
偏适应域。对称适应域对称于均 值;偏适应域通常是整个分布的 某一边。
百分位 百分位数
百分位由百分比表示,称为“第 几百分位”。例如,50%称为第 50百分位。
百分位数是百分位对应的数值。 例如:身高分布的第5百分位数 为1543mm,则表示有5%的人的身 高将低于这个高度。
在人体测量资料中,常常给出的是第5、第50和 第95百分位数值。在设计中,当需要得到任一百分 位数值时,则可按下式求出: