人体测量Word格式.docx

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水平面横切直立的身体，将人体分成上、下两个部分并垂直于矢状面和冠状面的切平面，都称为水平面。

眼耳平面通过左、有耳屏点及右眼眶下点的平面，称为眼耳平面或法兰克福平面。

人体测量时的基准面见图131所示。

（4）测量方向人体上下方向上方称为头侧端，下方称为足侧端。

人体左右方向靠近正中矢状面的方向称为内侧，远离中矢状面的方向称为外侧。

四肢方向靠近四肢附着部位的方向称为近位，远离四肢附着部位的方向称为远位。

上肢方向指向挠骨侧的方向称为挠侧，指向尺骨侧的方向称为尺侧。

下肢方向指向胫骨侧的方向称为胫侧，指向腓骨侧的方向称为腓侧。

（5）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。

（6）衣着。

要求被测者裸体或穿尽量少的内衣。

（7）测量值读数精度。

线性测量项目测量值读数精确度为1mm，体重读数精确度为05kg。

2测量项目我国国家标准GB397583人体测量术语中规定了人体测量参数的测点和测量项目，其中头部测点16个、测量项目12项；

躯干和四肢部位的测点22个、测量项目69项（包括；

立姿40项，坐姿22项，手和足部6项，体重1项）。

GB570385人体测量方法中规定了适用于成年人和青少年的人体参数测量方法，对上述81个测量项目的具体测量方法和各个测量项目所使用的测量仪器都作了详细说明，凡是进行人体测量，必须严格按照该标准规定的测量方法进行测量，其测量结果才有效。

3人体尺寸测量分类

（1）静态人体尺寸测量（静止形态参数的测量）：

静止形态参数是指人在静止状态下，对人体形态进行的各种测量得到的参数，其主要内容有：

人体尺寸测量、人体体型测量、人体体积测量等。

静态人体测量可采取不同的姿势，主要有立姿、坐姿、跪姿和卧姿。

立姿40项，坐姿22项。

（2）动态人体尺寸测量（活动范围参数的测量）：

活动范围参数是指人在运动状态下，人的肢体的动作范围。

肢体活动范围主要有两种形式，一种是肢体的活动角度范围，一种是肢体所能达到的距离范围。

通常，有关人体测量数据的图表资料中所列出的都是肢体活动的最大范围，在产品设计和正常工作中所考虑的肢体活动范围，应当是人体最有利的位置，即肢体的最佳活动范围，其数值远小于这些极限数值。

（3）生理学参数的测量:

人的生理学参数是指人体的主要生理指标。

其主要内容有：

人体表面积的测量、人体各部分体积的测量、耗氧量的测量、心率的测量、人体疲劳的测量、人体触觉反应的测量等。

（4）生物力学参数的测量:

生物力学参数是指人体的主要力学指标。

各部分质量与中心位置的测量、人体各部分转动惯量的测量、人体各部分出力的测量等。

3人体测量方法

（1）测量仪器在人体尺寸参数测量中，所采用的人体测量仪有：

人体测高仪、人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规，人体测量用三脚平行规、坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅秤等。

人体测高仪。

主要用于测量身高、坐高、立姿和坐姿的眼高以及伸手向广所及高度等穴姿和坐姿的人体备部位高度尺寸。

直脚规。

它是用来测量两点问的直线距离，特别适宜测量距离较短的不规则部位的宽度或直径，如测量耳、脸、于、足部位的尺寸。

人体测量用弯脚规。

它是用于不能直接以直尺测量的两点间距离的测量，如测量肩宽、胸厚等部位尺寸。

（2）测量方法测量时应在呼气与吸气的中间进行。

其次序为从头向下列脚；

从身体的前面经过侧面，再到后面。

测量时只许轻触测点，不可紧压皮肤，以免影响测量的准确性。

体部某些长度的测量既可用直接测量法，也可用间接测量法两种尺寸相加减。

另外，测量项目应根据实际需要确定，具体测量方法详见GB570385人体测量方法的有关规定。

二、常用的人体测量数据1我国成年人的人体结构（静态）尺寸GBl000088是1989年7月开始实施的我国成年人人体尺寸国家标准。

该标准根据人因工程学要求提供了我国成年人人体尺寸的基础数据，它适用于工业产品设计、建筑设计、军事工业以及上业的技术改造、设备更新及劳动安全保护。

标准中共列出47项我国成年人人体尺寸基础数据，按男女性别分开，且分三个年龄段：

1825（男、女），2635（男、女），3660（男）、55（女），用七幅图分别表示项目的部位并用表列出其相应的百分位数。

选用GB10000一88中所列人体尺寸数据时，应注意以下几点：

表列数值均为裸体测量的数值，在用于设计时，应根据各地区不同的着衣量增加余量。

立姿时要求自然挺胸直立，坐姿要端坐。

如果用于其他立、坐姿设计（例如放松的坐姿），要增加适当的修正量。

我国地域辽阔，不同地区间人体尺寸差异较大，故在人体测量小将全国划分为以下六个区域：

东北、华北区，包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙击、山东、北京、天津、河北；

西北区，包括新疆、甘肃、青海、陕西、山西、西藏、宁夏、河南；

华中区包括湖南、湖北、江西；

东南区，包括安徽、江苏、上海、浙江；

华南区，包括广东、广西、福建；

西南区，包括贵州、四川、云南。

表132中列出了GB10000一88标准中上述六个地区成年人的身高、体里、胸围三项主要人体尺寸的平均值和标准差值。

（1）人体主要尺寸：

国标GB10046一88给出身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长共六项人体主要尺寸数据，

（2）立姿人体尺寸：

眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高、胫骨点高，这六项立姿人体尺寸（3）坐姿人体尺寸：

坐高、坐姿颈椎点高、坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿膝高、小腿加足高、坐深、臀膝距、坐姿下肢长共11项。

（4）人体水平尺寸：

胸宽、胸厚、肩宽、最大肩宽、臀宽、坐姿臀宽、坐姿两肘间宽、胸围、腰围、臀围共十项。

2我国成年人的人体功能（动态）尺寸三、影响人体测量数据差异的因素:

1年龄人体尺寸的增长,一般是男性在20岁结束,女性在18岁结束。

通常男性在15岁，女性在13岁时，手的尺寸就达到了一个固定值；

男性17岁，女性15岁，叫的大小也基本定型。

成年人的身高会随年龄的增长而收缩一些，但体重、肩宽、腹围、胸围却随年龄的增长而增加。

所以在进行人-机设计时，要注意到不同年龄组尺寸数据的差别。

2性别男性与女性之间的人体尺寸、重量和比例关系都有明显的差异。

对于大多数人体尺寸参数，男性都会比女性大些，但有四个尺寸例外，他们是胸厚、臀宽、臂宽及大腿周长。

还要注意到怀孕期妇女，其身体尺寸有明显的变化。

测量记录表明，怀孕期妇女腹部厚度平均由164cm增加的290cm。

即使在身高相同的情况下，男女身体各部分的比例也是不同的。

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，骨盘较宽。

皮下脂肪厚度及脂肪层在身上的分布，男女也有明显差别。

因此，以矮小男性的人体尺寸来代替女性人体尺寸使用是错误的，特别是在腿的长度尺寸其重要作用的工作场所，入座资操作的岗位，考虑女性的人体尺寸至关重要。

3年代许多人也许已发觉到，前人使用过的设备，现在看起来都偏小，这从盔甲、门高及坟墓的大小足以说明古代的人比现代人身体矮小，由此我们可以认为人的平均身材随时间的推移逐渐增大。

事实上，随着人类社会的不断发展，卫生、医疗、生活水平的提高以及体育运动的大力开展，人类的成长和发育确实发生了变化。

据调查，欧洲居民每个10年身高增加11.4cm；

美国城市男性青年在1973年至1986年间身高增长2.3cm；

日本男青年在1934年至1965年间身高增长5.2cm，体重增加4kg，胸围增加3.1cm；

我国广州中山医学院男生在1956年至1979年哲3年间身高增长4.38，女生身高增长2.67cm。

身高的变化带来了其他形体尺寸的变化。

因此，在使用已有的人体测量数据时，要考虑起测量年代，然后根据实际情况加以适当修正。

4地区与种族不同国家、不同地区、不同种族的人体尺寸也存在着较大的差异。

如中非矮人部落，男人平均身高144cm；

苏丹南部的兆尼利人，男人平均身高183cm；

美国空军飞机座舱的设计是按符合90%的美国人来设计的，这对德国人基本适合，但法国只有80%适合，意大利只有69%，日本只有43%，泰国只有24%，越南只有14%。

即使是同一国家，不同区域也有差异。

如从我国GB1000-88中国成年人人体尺寸所显示的东北、华北区（黑龙江、吉林、辽林、内蒙古、山东、北京、天津、河北），西北区（甘肃、青海、陕西、山西、西藏、宁夏、河南、新疆），东南区（安徽、江苏、上海、浙江），华中区（湖南、湖北、江西），华南区（广东、广西、福建），西南区（贵州、四川、云南）等六区域的人体身高、雄伟、体重的平均值和标准差中，即可明显看出这一差异。

进行产品设计或工程设计时，必须考虑不同国家、不同区域的人体尺寸差异，若缺乏人体测量学方面的考虑，布景会造成费用增大的问题，还可能失去订货或出口的机会。

另外，随着国际间、区域间各种交流活动的不断扩大，不同地区、不同民族的人使用同一装备、同一设施的情况将越来越多，为了打开国际市场，在设计中考虑产品的通用性也将成为一个值得研究的问题。

5职业不同职业的人在身体大小及比例上也存在着差异，李如，一般体力劳动者，其平均身体尺寸都会比脑力劳动者稍大些。

在美国，工业部门的工作人员要比军队人员体型小。

在我国，一般部门的工作人员要比某些体育运动项目的运动员矮小。

因此在为特定的职业设计工具、用品和环境时，应注意不同职业所造成的人体尺寸差异。

6其他因素数据来源不同、测量方法不同、被测者代表性等因素，也常常造成测量数据的差异。

四、人体测量数据的应用1人体测量中的主要统计指标为了工业设计的目的而进行有组织的人体测量工作后的原始数据应进行统计处理，得到能表征该群体的人体尺寸的各种特性的统计量。

在对人体测量数据作统计处理时，通常使用三个统计量算术平均值、标准差、百分体数，利用这些统计量就能很好地描述人体尺寸的变化规律性。

（1）平均值

（2）标准差它表明一系列测量值对平均值的波动情况，标准差大，表明数据分布广，远离平均数；

标准差小，表示数据接近平均数。

通过标准偏差的数值可以衡量变量值的变异样度和离散程度，也可以概括地估计变量值的频数分市。

（3）百分位数人群中个体与个体之间存在着差异，某一个或几个人的人体测量数据不能作为产品设计的依据。

任何产品都必须适合一定范围的人群使用。

产品设计中需要的是一个群体的人体测量数据，通常的做法是通过测量群体中较少量的个体样本的数据，再进行统计处理而获得所需的群体的人体测量数据。

人体测量的数据常以百分位数PK来表示人体尺寸的等级。

百分位数是一种位置指标，一个界值。

一个百分位数将总体或样本的全部测量值分为两部分，有K的测量值等于或小于此数、有（100K）的测量值大于此数。

最常用的是第5、50、95三个百分位数，分别记作P5、P50、P90。

其中，P5代表“小”身材的人群，指的是有5的人群身材尺寸小于此值、而有95的人群身材尺寸大于此值；

P50代表“中”身材的人群，指的是有50的人群身材尺寸小于此值，而有50的人群身材尺寸大于此值；

P90代表“大”身材的人群，指的是有95的人群身材尺寸小于此值，而有5%的人群身材尺寸大于此值。

有些人体测量尺寸资料中，除了给出常用的第5、50、95三个百分位数的数据外，还给出其它百分位数的数据，例如第1、l0、90、99百分位数的数据等。

其它百分位数的含义可依此类推。

一般静态人体测量数据近似符合正态分布，因此，可以根据均值和标准差来计算百分位值，也可以计算某一人体尺寸所属的百分位数。

若已知某项人体测量数据的均值为，标准差为SD，则任一百分位的人体测量尺寸x，可按下式计算：

当求第1%50%百分位之间的百分位值时，式中取“一”号；

当求第50%99%百分位之间的百分位值时，式中取“十”号。

式中的K为转换系数，设计中常用的百分位数和对应的转换系数关系列于表21。

2人体测量尺寸的修正有关人体尺寸数据表格中所列的数据是根据裸体或穿单薄内衣的条件下测得的，测量时不穿鞋或穿着纸拖鞋。

而设计中所涉及的人体尺度应该是在穿衣服、穿鞋甚至戴帽条件下的人体尺寸。

因此考虑有关人体尺寸时必须给衣服、桂、帽留下适当的余量，也就是在人体尺寸上增加适当的着装修正量。

其次，在人体测量时，要求躯干挺直，而在正常作业时，躯干为自然放松姿态，需要考虑姿势的变化量。

着装修正量加姿态变化量等，叫做功能修正量。

再次，为了克服人们心理上产生的“空间压抑感”、“高度恐惧感”等，或为了满足人们“求美”、“求奇”等心理需求，需要在产品最小功能尺寸上附加一项增量，即心理修正量。

最小功能尺寸=人体尺寸百份位数+功能修正量最佳功能尺寸=最小功能尺寸+心理修正量3产品尺寸设计的分类从人机工程学的角度出发，设计人员为了使自己设计的产品或工程系统能适合于使用者，必须以特定使用者群体的有关人体尺寸测量数据作为设计的依据。

按照所使用的人体尺寸的设计界限值的不同情况，可将产品尺寸设计任务分为三种基本类型。

（1）I型产品尺寸设计需要同时利用两个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值和下限值的依据之设计任务，称为I型产品尺寸设计，又称双限值设计。

例如，汽车驾驶座椅设计就是一种典型的I型产品尺寸设计。

为了使驾驶员的眼睛处于最佳位置以获得良好的视野，驾驶员的手和脚能够很方便地操作方向盘、变速杆、加速踏板、离合器踏板、制动踏板等操纵装置；

以及使驾驶员头部与驾驶室顶部之间保持适当的距离以防止汽车在路况较差的道路上行驶时，由于过分颠簸而发生头部与顶篷碰撞的事故，通常将座椅上下、前后方向的位置设计成可调式，让高身材驾驶员乘坐时，把座椅调低、调后，低身材驾驶员乘坐时，把座椅调高、调前。

这样，在确定调节范围时，就需要两个设计界限值一上限值和下限值。

确定座椅的高低调节范围宜取坐姿眼高的第90、10或第95、5百分位尺寸数据作为上、下限值的依据，确定座椅的前后调节范围宜取坐姿臀膝距的第90、10或第95、5百分位尺寸数据作为上、下限值的依据。

（2）II型产品尺寸设计只需要利用一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值或下限值的依据之设计任务，称为型产品尺寸设计，又称单限值设计。

型产品尺寸设计任务，又分为两类；

A型产品尺寸设计只需要利用一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值的依据之设计任务，称为A型产品尺寸设计，也称大尺寸设计。

例如，设计公共汽车的车厢高度时，为了确保站立的乘客在汽车行驶中不会由于汽车颠簸而导致头与车厢顶篷相碰撞，只需考虑到高身材的人的需要，可取身高的第95或第90百分位尺寸数据作为上限值的依据。

又如设计防护装置的可伸达危险点的安全距离，宜取人的相应肢体部位的可达距离的第95或第90百分位尺寸数据作为上限值的依据。

B型产品尺寸设计只需要利用一个人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的依据之设计任务，称为B型产品尺寸设计，也称小尺寸设计。

例如，设计工作场所的栅栏结构、网孔结构或孔板结构等安全防护装置时，为了防止人的手指、手或手臂进入危险区，栅栏间距、网孔直径宜取人的相应肢体部位厚度的第10百分位尺寸数据作为下限位的依据。

型产品尺寸设计只需要人体尺寸的第50百分位尺寸数据作为产品尺寸设计的依据之设计任务，称为型产品尺寸设计，也称折中设计。

例如门的把手或锁孔离地面的高度、电灯开关在房间墙壁上的安装位置离地面的高度设计，都只需确定一个高度以供各种不同身高的人使用，所以宜平均地取立姿肘高的第50百分位尺寸数据作为设计依据。

又如，当工厂由于生产能力有限，本来应采用尺寸系列的产品，目前只能生产其中一个尺寸规格时，一般也宜取相应人体尺寸的第50百分位尺寸数据作为设计依据。

设计人员进行产品或工程系统设计时，首先必须正确判断设计任务应属于哪一种类型，然后恰当选取作为尺寸设汁依据的人体相应部位的百分位数。

例如，要是按n型产品尺寸设计的要求来设计公共汽车的车厢高度，则只有身高小于第50百分位尺寸数据纳人才适合乘坐这种公共汽车，而占人群相当大比例的身高大于第50百分位尺寸数据的人们，乘坐这种公共汽车时，就会感到非常不舒适、不满意，这显然属于严重的设计错误。

（4）满足度所设计的产品或工程系统，在尺寸上能满足的适合使用者的人数，占特定使用者群体的百分率，称为满足度。

这是产品或工程系统设计中有关人机工程方面的一项设计目标。

满足度的取值应根据设计该产品或工程系统所依据的使用者群体的人体尺寸的变异性、生产该产品或实现该工程系统的技术可能性以及经济上的合理性等因素进行综合权衡。

基于人体尺寸变异性大的特点，设计人员应当充分认识到，他所设计的产品或工程系统，决不是仅供中等身材的人使用的，而是为满足占特定使用者群体中相当大百分率的人使用而设计的。

不同的人体测量项目的尺寸变异性往往差别很大，有的变化范围很大，有的变化范围较小。

对于变化范围小的，可用一个尺寸规格的产品去覆盖整个变化范围，而对于变化范围大的，则需要用几个尺寸规格的产品去覆盖整个变化范围。

当然，设计人员也可以通过制造产品的材料的选择或产品的结构设计来解决后一个问题，例如，为了使驾驶员的座椅能够适合高身材和低身材的使用者，可将驾驶座待设计成高度方向和前后方向都可调节的结构。

设计人员当然希望所设计的产品或工程系统能够满足特定使用者群体中所有的人使用，但是要想达到100的满足度，技术上或经济上往往是不可能实现，或者是不合理的，因此、在实际设计中，通常均以满足度达到90作为设计目标。

例如，在设计汽车车厢高度时，取90满足度较为合适，因为要是为了满足其余10的人（即身材特别高的人）的需要而将车厢设计得更高些，虽然技术上是可行的，但经济上却是不合算的。

类似的问题在军用飞机或坦克的设计中显得更加突出，因为要是为了高身材驾驶员的需要而将飞机驾驶舱或坦克驾驶舱的高度设计得更高一些，则不仅经济上不合算，而且为战术要求所不容许，从技术角度看也不可取。

作为一个弥补的办法是，在选拔军用飞机或坦克驾驶员时，将人员身高的录取标准严格限制在一定的身高尺寸范围内，从而使驾驶员的身高同飞机或坦克驾驶舱的尺寸得到很好的匹配。

4设计界限值的选择设计界限值的选择是与设计目标（即满足度）的取值密切相关的。

对于I型产品尺寸设计，如果产品或工程的设计不仅涉及到使用方便和舒适，而且涉及到使用者的安全和健康，则应将满足度取为98，于是应选用第99百分位和第1百分位的人体尺寸数据作为尺寸设计上、下限值的依据。

如果产品或工程的设计只涉及到使用方便和舒适，而不涉及到使用者的安全和健康，则通常可将满足度取为90，于是应选用第95百分位和第5百分位的人体尺寸数据作为尺寸设计上、下限值的依据。

对厂型产品尺寸设计，如果产品或工程的设计不仅涉及到使用方便和舒适，而且涉及到使用者的安全和健康。

则应将满足度取为98呢或95，于是应选用第98百分位或第95百分位的人体尺寸数据作为尺寸设汁上限值的依据。

如果产品或工程的设计只涉及到使用方便和舒适，而不涉及到使用者的安全和健康，则通常可将满足度取为90，于是应选用第90百分位的人体尺寸数据作为尺寸设计上限值的依据。

对于IIB型产品尺寸设计，如果产品或工程的设计不仅涉及到使用方便和舒适，而且涉及到使用者的安全和健康，则应将满足度取为98或95，于是应选用第2百分位或第5百分位的人体尺寸数据作为尺寸设计下限值的依据。

如果产品或工程的设计只涉及到使用方便和舒适，而不涉及到使用者的安全和健康则通常可将满足度取为90，于是应选用第10百分位的人体尺寸数据作为尺寸对于III型产品尺寸设计，必须以第50百分位的人体尺寸数据为依据。

对于军用装备及某些特种产品或系统，如果基于功能要求、技术可行性、经济合理性等方面的综合考虑，对操作人员的选拔规定了人体尺寸（通常主要是身高相性别）上的严格限制，则其满足度的取值和设计界限值的选择，须作相应的特殊论证确定。

5立姿人体尺才数据的应用立姿身高常用来确定建筑物高度，设备高度，车厢、帆船、船舱高度，立姿使用的用具高度，危区防护栏高度，床的长度，服装的长度等。

立姿身高也是计算人体各部分相关尺寸与设备高度的基础。

立姿眼高常用来确定立姿操作时机械仪表的高度，数控机床控制显示屏幕的高度和需要被视看对象等的高度。

立姿肩高、肘高、挠骨点高、中指指尖高、手功能高、中指指尖举高、双臂功能上举高、肩宽、最大肩宽、上肢长、全臂长、上臂长、两臂展开宽、两官功能展开宽和两肘展开宽等尺寸数据，主要用来确定作业空间的员大范围、正常范围、最佳范围，以及各种操纵控制器、各种显示器、各种操纵控制台、精密操作平台、机床工作面高度，操作手柄、手轮的高度，车床的中心高度，物料放置位置，床宽，桌高，方桌边长和圆桌直径等。

6坐姿人体尺寸数据的应用坐高、坐姿上肢最大前伸长、坐姿肩宽、坐姿肘高、坐姿下肢长等尺寸数据，主要用来确定坐姿作业所需的作业空间，作业最大范围、正常范围、最佳范围设备、控制器分布位置，精密作业平台，各种操纵控制台和放物料的位置等。

坐姿眼高常用来确定坐姿操作时各种机械仪表的高度和需要被视看对象的位置等。

坐姿膝高、坐姿大腿厚等尺寸数据常用来确定设备、控制台、工作台、桌子等的空间。

五、人体模板由于人体各部位的尺寸因人而异，而且人体的工作姿势随着作业对象和工作情况的不同而不断交化，因而要从理论上来解决人机相关位置问题是比较困难的。

但是，若利用人体结构和尺度关系，将人体尺度用各种模拟人来代替，通过“机”与人体模型相关位置的分桥，便可以直观地求出入机相对位置的有关设计参数，为合理布置人机系统提供可靠条件。

国外研究人机工程学历史较长的国家，如美国、西德、日本等，在进行人机系统相关位置设计中，模拟人已成为有效的辅助设计手段。

他们研制开发了成套的标准模拟人，主要有二维人体模板（即平面模拟人），其次是三维人体模型（即立体模拟人）。

平面的成套的标准模拟人已由专门的销售部门作为设计的辅助工具出售，为设计部门提供了极为方便的条件。

目前在人机系统设计中采用较多的是