第2章人体测量与数据应用 (1)

二、我国成年人动态测量尺寸（功能尺寸）
动态测量是在人体从事某种活动的情况下，对运 动着的人体进行测量。通常包括人体动作范围的测量， 如手、脚和四肢活动范围的大小和活动方向；人体某 部位移动过程的测量，如运动的轨迹以及运动关节角 度大小等。
与前面讨论的静态人体尺寸相对应，描述人在各 种姿势、做各种动作时的人体尺寸，称为动态人体尺 寸。
2）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。
2．测量基准面
人体测量基准面的 定位是由三个互为垂直 的轴（铅垂轴、纵轴、 横轴）来决定的。人体 测量中设定的轴线和基 准面如图所示。 矢状面；正中矢状面； 冠状面；水平面； 眼耳平面。
§2.1 人体测量的基本知识
一、概述
1、定义：
人体测量学是一门用测量方法研究人体的体格特 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、人体尺寸与尺度的概念
1）尺寸：指沿某一方向、某一轴向或围径测量 的值。人体尺寸指用专用仪器在人体的特定起点、止 点或经过点沿特定测量方向测得的尺寸。
GB1000－88是我国重要的人机工程技术标准，其数据在设 计中经常用到，现选摘部分数表，并进行一些说明。
1、人体主要尺寸
2、立姿人体尺寸
3、坐姿人体尺寸
3.1 坐高 3.2 坐姿颈椎点高 3.3 坐姿眼高 3.4 坐姿肩高 3.5 坐姿肘高 3.6 坐姿大腿厚 3.7 坐姿膝高 3.8 小腿加足高 3.9 坐深 3.10 臀膝距 3.11 坐姿下肢长
（3）人体测量用弯脚规：
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 的尺寸。
四、人体测量的主要方法
(1) 普通测量法: 采用一般的人体生理测量的仪器（包括人体测高仪、直角
规、弯角规、三脚平行规、软尺、测齿规、立方定颅器、平行 定点仪等）来进行测量的方法，其数据处理采用人工处理或者 人工输入与计算机处理相结合的方式，主要用来测量人体构造 尺寸。
尺度是一个相对的概念，一种相对的感觉，也可以 说是一种比例上的关系。
尺寸是客观的，尺度是主观的。美产生于尺度关系。 所以尺寸是物理层面的人机工程学问题，而尺度是认知 和管理层面的人机工程学问题。
3、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）
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。
2）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 分为左右对称的两部分。
3）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。
4）水平面：与矢状面和冠状面 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。
4．支承面和衣着
立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面应该是水平、 稳固、不可压缩的。
要求被测量者裸体或穿着尽量少的内衣（如只穿内裤和背心） 测量。
5．基本测点及测量项目
在国标GB3975-83中规定了人机工程学使用的有关人体测量 参数的测点及测量项目，其中包括：头部测点16个和测量项目12 项；躯干和四肢部位的测点共22个，其测量项目共69项，其中分 为：立姿40项，坐姿22项；手和足部6项及体重1项。需要进行测 量时，可参阅该标准的有关内容。
第二章 人体测量与数据应用
主要内容：
§2.1 人体测量的基本知识 §2.2 常用的人体测量数据 §2.3 人体测量尺寸的统计特性 §2.4 人体各部分结构参数的计算 §2.5 人体尺寸的应用 §2.6 设计用人体模板
本章重点内容及思考题
1、掌握什么是人体测量学？ 2、掌握测量数据都分为哪些？ 3、熟悉人体测量中的统计函数，如总体、 样本、均值、标准差、适应域、百分位、百 分位数的含义。 4、掌握人体尺寸的应用原则。 5、掌握人体尺寸的应用方法。
静态尺寸
动态尺寸
控制台板
显示装置
二、人体测量的基本术语
国标 GB3975-83规定了人机工程学使用的成年人和青少年的 人体测量术语，该标准规定，只有在被测者姿势、测量基准面、测 量方向、测点等符合下列要求的前提下，测量数据才是有效的。
1．被测者姿势
1）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，自然伸直膝部， 左、右足后跟并拢，前端分开， 使两足大致呈45o夹角，体重均 匀分布于两足。
此外，国标GB3975-83还规定了人机工程学使用的人体参数 的测量方法，这些方法适用于成年人和青少年的人体参数测量， 该标准对上述81个测量项目的具体测量方法和各个测量项目所使 用的测量仪器作了详细说明。凡需要进行测量时，必须按照该标 准规定的测量方法进行测量，其测量结果方为有效。
三、人体测量的主要仪器
表示样本的测量数据集中地趋向某一个值， 该值称为平均值，简称均值。均值是描述测量数 据位置特征的值，可用来衡量一定条件下的测量 水平和概括地表现测量数据的集中情况。
（2）脚的活动范围
测量脚的活动 范围，对脚控制器 的设计非常重要。
（3）我国成年人男女上肢功能尺寸
3、残障人群的功能尺寸
轮椅与使用者侧面尺寸图
轮椅与使用者正面尺寸图
轮椅的基本尺寸与活动空间尺寸图
三、影响人体测量数据差异的因素
年龄
性别
地区与种族
年代
职业
年龄
注
人的体形随年龄的增长而变化，最为显著的是儿童期和
甘肃、青海、陕西、山西、西藏、 宁夏、河南、新疆。
安徽、江苏、上海、浙江。
华中区
湖南、湖北、江西。
华南区 西南区
广东、广西、福建。 贵州、四川、云南。
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； 职业篮球队员要比一般同性高出许多；芭蕾舞演员比一般 同性通常要瘦等。
注
凡出现人体尺寸时代差异，青少年的时代差异比
成年人的差异更显著。
地区与种族
注
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，在设计中要考虑不同国家、不同区域的 人体尺寸差异。
人体尺寸的区域划分
东北、华北区 西北区 东南区
黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、 山东、北京、天津、河北。
部分人体尺寸的应用场合举例
4、人体水平尺寸
4.1 胸宽 4.2 胸厚 4.3 肩宽 4.4 最大肩宽 4.5 臀宽 4.6 坐姿臀宽 4.7 坐姿两肘间宽 4.8 胸围 4.9 腰围 4.10 臀围
5、人体头部尺寸
4.5.1 头全高 4.5.2 头矢状弧 4.5.3 头冠状弧 4.5.4 头最大宽 4.5.5 头最大长 4.5.6 头围 4.5.7 形态面长
因职业引起的差异性是由多个因素导致的，如工作时 体力活动的类型和强度，某些职业要求特定的身体条件等。
§2.3 人体测量尺寸的统计特性
总体、样本
均值、方差
适应域
术语
百分位数
总体、样本
统计学中，把所要研究的全体对象的集合称为
总
“总体”。人体尺寸测量中，总体是按一定特征被 划分的人群。因此，设计产品时必须了解总体的特
人体尺寸测量方法的示例 a)上臂长 b)前臂长 c)头长 d)容貌耳长 e)两眼内宽 f)两眼外宽 g)头围
h)髋关节外展活动的测量 i)掌侧屈的测量 j)尺侧偏的测量 k)足背屈的测量
(2) 摄像法: 用照相机或摄像机等作投影测量。
(3) 三维数字化人体测量法: 分为手动接触式、手动非接触式、自动接触式、自动非接触式等
(1) 人体测高仪:
主要用来测量身高、 坐高、立姿和坐姿的眼高 以及伸手向上所及的高度 等立姿和坐姿的人体各部 分高度尺寸。
测高仪组成：
1直尺 3活动尺座 5主尺杆
2固定尺座 4弯尺 6底层
（2）人体测量用直脚规：
主要用来测量两点间的直线距离，特别适宜测量距离较短的 不规则部位的宽度或直径，如耳、脸、手、足等部位的尺寸。
（2）坐姿的活动空间
（3）单腿跪姿的活动空间
（4）仰卧的活动空间
—— 背朝下仰卧时的身体轮廓 －.－ 自肩关节起手臂伸直的活动空间 …… 腿自膝关节弯起的活动空间
成人蹲姿、跪姿、卧姿的最小占有空间
成人蹲姿、跪姿、卧姿的最小占有空间
2、常用的功能尺寸
（1）手的活动范围
测量手的活 动范围可作为设 计控制器以及手 持工具时的参考 依据。
青年期。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。
男女身高与年龄的关系
老年妇女基本劳动的尺寸
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。
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。