人因工程学 第11章 人体测量

Xopm= Xα ＋Δ f＋Δ p＝38.3十2.8十0=41.1≈41.0 cm
二、人体尺寸数据的应用
(二)人体各部分结构参数的计算
由身高计算各部分尺寸，见图11-8 由体重计算体积和表面积 V=1.015W－4.937 式中：V为人体体积(L)；W为人体体重(kg) 人体表面积可参照第八章人体表面积计算公式
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
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. 平均值
1 x xi n i 1
n
一、人体测量中的主要统计指标
2.标准差
1 2 2 sD xi n x n 1 i 1
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 用准则应选用中国男子坐姿高第99百分位数为基本参数Xα ，查 表11-3，Xα ＝979mm。衣裤厚度(功能)修正量取25mm，人头顶无 压迫感最小高度(心理修正量)为115mm，则卧铺上下铺最小净间 距和最佳净间距分别为 Xmin= Xα ＋Δ f＝979十25＝1004mm Xopm= Xα ＋Δ f＋Δ p＝979十25十115=1119mm
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 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。 测量数据： 1、静态人体尺寸测量，见图11-2 2、动态人体尺寸测量，见图11-3
三、人体测量方法
(一) 测量仪器
1.人体测高仪，见图； 2.人体测量用直脚规，见图； 3.人体测量用弯脚规，见图； 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。
人体测量尺寸对应的百分率
P=0.5＋s
式中S为概率数值，可根据
值，在正态分布表中查取
Xi X Z SD
例11-2 已知女性A身高1610mm，试求有百分之几的东北 女性超过其高度？
解 由表11-5查得东北女性身高平均值 X =1586mm,标准差SD=51.8mm。则
1610 1586 24 Z 0.463 51.8 51.8
第二节 常用的人体测量数据
二、我国成年人人体功能(动态)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 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(动态)尺 寸，见表11-6
第三节 人体测量数据的应用
一、人体测量中的主要统计指标
一、人体测量的基本术语
（四）支承面、衣着和测量精确度
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。要求被测量者裸体或穿着尽量少的内衣(例如只穿内裤和 汗背心)测量，在后者情况下，测量胸围时，男性应撩起汗背心， 女性应松开胸罩后进行测量。 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0.5kg。
根据Z 值查表11-8得s=0.1772(取近似值0.177)，由式（11-5） 求得P值为 P=0.5＋0.177=0.677 结论：身高在1610mm以下的东北女性为67.7%，超过女性A身高 的东北女性则为32.3%。
二、人体尺寸数据的应用
(一)人体测量数据的运用准则
（1）最大最小准则 （2）可调性准则
n
1/ 2
一、人体测量中的主要统计指标
3.百分位数
在设计中，当需要得到任一百分位α的数值时 ，则可 按下式进行计算
X X SD K
K为百分比变换系数，见表11-7
例11-1 设计适用于90％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?
解：由表11-5查得东南区男性身高平均值 1686mm，标准差 55.2mm。 要求产品适用于90％的人群，故应以第5百分位 数为下限，第9.645。 由此可求得第5百分位数为 1686—55.2×1.645=1595.2（mm） 第95百分位数值为 1686＋55.2×1.645=1776.8（mm） 结论：按身高1595.2～1776.8mm设计产品尺寸，将适用于 90％的东南区男性。
第二节 常用的人体测量数据
一、 我国成年人人体结构(静态)尺寸
参阅GB10000－88我国成年人人体尺寸国家标准，主要包括： (一) 人体主要尺寸，见图11-4和表11-1 (二) 立姿人体尺寸，见图11-5和表11-2 (三) 坐姿人体尺寸，见图11-6和表11-3 (四) 人体水平尺寸，见图11-7和表11-4
案例
表4 羊毛衫领型规格表
案例

3.3 领型结构设计 图1、图2是Primavision系统的吓数纸(即羊毛衫编织生产工 艺单)的设计界面
图1 前片编制样版
图2 后片编制样版
案例

4.结论

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 多的人体颈部部位尺寸，应用于羊毛衫领型样板的制作，提 高了毛衫领型的合体性。


1.1 TecMath非接触三维人体测量系统 本实验使用德国TecMath公司非接触三维人体激光扫描仪 进行人体数据采集,能够在8－10s内扫描2.1m高的区域,分 辨率可达0.15mm,测量精度±2mm。 1.2 测量范围

随机抽取200名年龄在19~26岁之间的在校男大学生作为测量对 象。
复习思考题
1.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? 2.某地区人体测量的均值 X ＝1650mm，标准差SD＝57.1mm，求该 地区第95、90及第80的百分位数。 3.巳知某地区人的足长均值 X ＝264.0mm，标准差SD＝45.6mm，求 适用该地区90%的人们穿的鞋子长度值。 4.为什么说人体测量参数是一切设计的基础? 5.如何选择百分位和适用度?
案例
表1 因子累积贡献率表
案例


2.3聚类分析 使用R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 起来。经过分类，把10个测量项目分成5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 围、肩颈从宽、颈长、总肩宽共5个特征尺寸。 2.4回归分析（表2） 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表3的计算 公式(数据经过调整)。
一、人体测量的基本术语
（一）基本姿势
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， 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 大致呈45°夹角，体重均匀分布于两足。 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 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。
二、人体尺寸数据的应用
(三)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 图11-9，图中有关尺寸定义参阅表11-10。
案例
基于人体测量的羊毛衫领型结构设计

1. 三维人体测量实验 2.测量数据的处理与分析 3.羊毛衫领型结构设计 4.结论
案例

1.三维人体测量实验
（3）平均性准则
（4）使用最新人体数据准则 （5）地域性准则
二、人体尺寸数据的应用
(一)人体测量数据的运用准则
（6）功能修正与最小心理空间相结合准则 最小功能尺寸 Xmin=Xα ＋Δ f
最佳功能尺寸Xopm
（7）姿势与身材相关联准则 （8）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 空高度
例11-4
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 面高度应取第5百分位的“小腿加足高”人体数据为基本设计数据， 以防大腿下面承受压力引起疲劳和不舒适。查表11-3，Xα ＝ 38.3cm，功能修正主要应考虑两方面：一是鞋跟高的修正量，一般 为2.5～3.8cm，取2.5cm；另一方面是着装(裤厚)修正量，一般为 0.3cm。即Δ f＝2.5十0.3＝2.8cm。座椅座面高度的设计不需考虑 心理修正量，即Δ p=0。 因此，固定座椅座面高度的合理值应为
第十一章 人体测量
一、人体测量概述 二、常用的人体测量数据 三、人体测量数据的应用 四、案 例
第一节 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 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。 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 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。
案例
表2 颈部控制部位与胸围、身高的一元、二元回归方程式
案例
表3 计算公式表
cm
案例

3.羊毛衫领型结构设计

3.1 Primavision设计软件和辅助羊毛衫设计 3.2 羊毛衫领型成品规格设计 利用Primavision设计软件进行羊毛衫领型结构设计。 羊毛衫领型规格如表4(横、纵密为每10cm的横、纵向线 圈数)所示
一、人体测量的基本术语
（二）测量基准面，如图11-1所示
1.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 矢状面。 正中矢状面 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。 2.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 冠状面。冠状面将人体分成前、后两部分。