人体测的基本知识人体测量中的主要统计函数常用的人体测

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1、1.人体测量的基本知识人体测量的基本知识2.人体测量中的主要统计函数人体测量中的主要统计函数3.常用的人体测量数据常用的人体测量数据4.人体各部分结构参数的计算人体各部分结构参数的计算5.人体测量数据的应用人体测量数据的应用人体测量的基本知识人体测量的基本知识1.概概 述述2.人体测量的基本术语人体测量的基本术语3.人体测量的主要仪器人体测量的主要仪器 人体测量学是一门新兴的学科，它是人体测量学是一门新兴的学科，它是通过通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体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，之间在人体尺寸上的差别，用以用以研究人的形研究人的形态特征，态特征，从而

2、从而为各种工业设计和工程设计提为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。供人体测量数据。概概 述述人人体体形形态态测测量量数数据据人体人体构造尺寸构造尺寸测量数据测量数据人体人体功能尺寸功能尺寸测量数据测量数据人体生理参数测量人体生理参数测量（人体静态时各部的尺寸数据）（人体静态时各部的尺寸数据）（人体在某种运动状态下的各部尺寸数据）（人体在某种运动状态下的各部尺寸数据）人体测量的基本术语人体测量的基本术语1.被测者姿势被测者姿势2.测量基准面测量基准面3.测量方向测量方向4.支撑面和衣着支撑面和衣着5.基本测点及测量项目基本测点及测量项目被测者姿势被测者姿势立立 姿：姿：坐坐 姿：姿：被测者

3、挺胸宜立，头部以眼耳平面定位，眼睛平被测者挺胸宜立，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，自然伸直腿部，掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，自然伸直腿部，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈左、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。夹角，体重均匀分布于两足。被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上。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，足平放在地面腿

4、大致平行，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上上，手轻放在大腿上测量基准面测量基准面A.三三 轴轴B.矢状面矢状面C.正中矢状面正中矢状面D.冠状面冠状面E.水平面水平面F.眼耳平面眼耳平面？通过左、右耳屏点及右眼眶下点的水平面称为眼耳平面或法兰克福平面。眼耳平面眼耳平面测量方向测量方向A.上方上方&下方下方B.内侧内侧&外侧外侧C.近位近位&远位远位D.桡侧桡侧&尺侧尺侧E.胫侧胫侧&腓侧腓侧 在人体上、下方向上，将上方称为头侧在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。端，将下方称为足侧端。头头 侧侧 端端足足 侧侧 端端在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的在人体

5、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方向称为内侧，将远离正中矢状面的方向称为外侧。为外侧。在四肢上将靠近四在四肢上将靠近四肢附着部位的称为肢附着部位的称为近位近位，将远离四肢附着部位的将远离四肢附着部位的称为称为远位远位。在上肢上，在上肢上，将桡骨侧称将桡骨侧称为为桡侧桡侧，将，将尺骨侧称为尺骨侧称为尺侧尺侧在下肢上，在下肢上，将胫骨侧称将胫骨侧称为为胫侧胫侧，将，将腓骨侧称为腓骨侧称为腓侧腓侧支撑面和衣着支撑面和衣着 立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面应是椅平面应是水平水平的，的，稳固稳固的的不可压缩不可压缩的。的。要

6、求被测量者裸体或穿着尽量少的内衣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例如只穿内裤和汗背心)测量，在后者情况测量，在后者情况下，在测量胸围时，男性应撩起汗背心，女下，在测量胸围时，男性应撩起汗背心，女性应松开胸罩后进行测量。性应松开胸罩后进行测量。无论何种姿势，身体都必须保持左右对无论何种姿势，身体都必须保持左右对称，由于呼吸而使测量值有变化的测量项目称，由于呼吸而使测量值有变化的测量项目应在应在呼吸平静时呼吸平静时进行测量。进行测量。线性测量项目为线性测量项目为1mm，体重为体重为o5kg测量值的读数精度测量值的读数精度基本测点及测量项目基本测点及测量项目在国标GB 397

7、583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：头部头部测点16个和测量项目12项；躯干躯干和四肢四肢部位的测点共22个，其测量项目共69项，其中分为：立姿立姿40项；坐姿坐姿22项，手手和足足部6项以及体重体重1项。人体测量的主要仪器人体测量的主要仪器1.人体测高仪人体测高仪2.人体测量用直角规人体测量用直角规3.人体测量用弯角规人体测量用弯角规国标国标GB 5704185是人体测高仪的技术标准，该测高仪适用于读数值为1mm；测量范因为0一一1996mm人体高度尺寸的测量。标准中所规定的人体测高仪由直尺1、固定尺座2、活动尺座3、弯尺4、主尺扦5和底层6组成，如图2

8、3所示。若将两支弯尺分别插入固定尺座和活动尺座，与构成主尺杆的第一、二节金属管配合使用时，即构成圆杆弯脚规，可测量人体各种宽度和厚度。人体测高仪人体测高仪人体测量用直角规人体测量用直角规 国标国标GB 5704285是人体测量用直脚规的技术标准，此种直脚规适用于读数值为1mm和0.1mm，测量范围为0200mm和0250 mm人体尺寸的测量。直脚规根据有无游标读数分1型和2型两种类型它是用于不能直接以直尺测量的两点问距离的测量，如测量肩宽、胸厚等部位的尺寸。国标国标GB 5704385是人体测量用弯脚规的技术标准此种弯脚规适用于读数值为1mm，测量范围为0300mm的人体尺寸的测量。人体测量用

9、弯角规人体测量用弯角规人体测量中的主要统计函数人体测量中的主要统计函数1.1.均均 值值2.2.方方 差差3.3.标准差标准差4.4.百分位数百分位数均均 值值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池表现测量数据的集中情况。对于有n个样本的测量值：x1，x2,.xn其均值为：一组学生的身高分别为：一组学生的身高分别为：160cm，158cm，165cm，166cm，175cm，167cm，170cm；求这组学生身求这组学生身高的平均值：高的平均值：平均值平均值=1600+1580+1650+1660+

10、1750+1670+1700 7 1658.6 mm例：例：描述测量数据在中心位置(均值)上波动程度差异的值叫均方差，通常称为方差。方差表明样本的测量值是变量，既趋向均值而又在一定范围内波动。对于均值为x的n个样本测量值：x1,x2,.xn,其方差s2的定义为：方方 差差S2=1n-1(x1-x)2+(x2-x)2+(xn-x)2=1n-1 ni=1（xi x）2例：例：一组学生的身高分别为：一组学生的身高分别为：160cm，158cm，165cm，166cm，175cm，167cm，170cm；求这组数据的方求这组数据的方差差S2S2=171（160166)2+（158166)2（17016

11、6)2=33.1标准差标准差1n-1 ni=1（xix）2S=1/2方差的平方根方差的平方根S就是标准差就是标准差一组学生的身高分别为：一组学生的身高分别为：160cm，158cm，165cm，166cm，175cm，167cm，170cm；求这组数据的标求这组数据的标准差准差SS=33.1 例：例：百分位数百分位数人体测量的数据常以百分位数表示人体尺寸等级，最常用的是第5、第50、第95三种百分位数。其中：第第5 5百分位数百分位数表示“小小”身材。是指有5%5%的人群身材尺寸小于此值，而有9595的人群身材尺寸大于此值；第第5050百分位数百分位数表示“中中”身材，是指大于和小于此值的人群

12、身材尺寸各为5050；第第9595百分位数百分位数表示“大大”身材，是指有9595的人群身材尺寸小于此值，而有5 5的人群身材尺寸大于此值。如何求百分位数如何求百分位数当已知某项人体测量尺寸的均值为x，标准差为s，需要求任一百分位的人体测量尺寸Pv(百分位数)时，可用下式计算：Pv=X+（s k）当求150之间的数据时，式中取“”号：当求5099之间的数据时，式中取“十”号。式中式中K为变换系数，设计中常用的百分位与变换系为变换系数，设计中常用的百分位与变换系数数K的关系见表的关系见表百分位百分位数数K K百分位百分位数数K K百分位百分位数数K K0.50.51.01.02.52.55 51

13、010151520202.5722.5722.3622.3621.9601.9601.6451.6451.2821.2821.0361.0360.8420.84225253030505070707575808085850.6740.6740.5240.5240.0000.0000.5240.5240.6740.6740.8420.8421.0361.0369090959597.697.699.099.099.599.51.2821.2821.6451.6451.9601.9602.3262.3262.5762.576例：例：匈牙利成年男性的平均身高为166.0cm，标准差是5.4，请求出该国成

14、年男性群体中5%、50%、和90%的身高值。5%的身高值=166.0 （5.4 1.645）=157.1cm50%的身高值=166.0 （5.4 0.000）=166.0cm90%的身高值=166.0+（5.4 1.282）=172.9cm常用的人体测量数据常用的人体测量数据GB10000一88是1989年7月开始实施的我国成年人人体尺寸国家标准。该标准根据人机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、军事工业以及工业的技术改造、设备更新及劳动安全保护。该标准共提供了七个类共47项人体尺寸基础数据，标准中所列出的数据，是代表从事工业生产的法定中国成年人(男1

15、860岁，女1855岁)人体尺寸，并按男、女性别分开列表。见课本见课本P85人体各部分结构参数的计算人体各部分结构参数的计算1.以身高计算各部分尺寸以身高计算各部分尺寸2.由体重计算体积和表面积由体重计算体积和表面积3.由体重、身高、体积计算生物力学由体重、身高、体积计算生物力学参数参数对于设计中所需的人体数据，当无条件测量时，或宜接测量有困难时，或者是为了简化人体测量的过程时，可根据人体的身高、体重等基础测量数据，利用经验公式计算出所需的其他各部分数据。以身高计算各部分尺寸以身高计算各部分尺寸我国成年男女足底到膝盖的距离：我国成年男女足底到膝盖的距离：男男=0.265 H H，女女=0.26

16、1=0.261H H 我国标准人的尺度：我国标准人的尺度：男男=170cm，女女=160cm我国标准人的体重我国标准人的体重男男=62kg，女女=52kg计算体积和表面积计算体积和表面积1.人体体积计算人体体积计算：L=1.015W 4.937 （W为人体体重为人体体重kg）2.人体表面积计算人体表面积计算：B=0.0061H+0.0128W0.1529 （H为身高为身高cm，W为体重为体重kg）男性男性 B=100H 女性女性 B=77H 已知道身高求体重：已知道身高求体重：正常体重：正常体重：W=H110（kg）理想体重：理想体重：W=H100（kg）H的单位是的单位是cm如果人体的体重经

17、常低于或高于正常体重如果人体的体重经常低于或高于正常体重的的10以上，则属于不正常状态。以上，则属于不正常状态。由体重、身高、体积计算生物力学参数由体重、身高、体积计算生物力学参数手掌重心位置：手掌重心位置：O1=0.506L前臂重心位置：前臂重心位置：O2=0.430L上臂重心位置：上臂重心位置：O3=0.436L大腿重心位置：大腿重心位置：O4=0.433L小腿重心位置：小腿重心位置：O5=0.433L躯干重心位置：躯干重心位置：O6=0.660L1.人体各部分重心位置：人体各部分重心位置：（离靠近身体中心的关节的（离靠近身体中心的关节的距离，单位距离，单位cm）人体各部分旋转半径人体各部

18、分旋转半径：（离靠近身体中心（离靠近身体中心的关节的距离，单位的关节的距离，单位cm）手掌旋转半径：手掌旋转半径：R1=0.587L前臂旋转半径：前臂旋转半径：R2=0.526L上臂旋转半径：上臂旋转半径：R3=0.542L大腿旋转半径：大腿旋转半径：R4=0.540L小腿旋转半径：小腿旋转半径：R5=0.528L躯干旋转半径：躯干旋转半径：R6=0.830L人体各部分体积人体各部分体积手掌体积：手掌体积：V1=0.00566L前臂体积：前臂体积：V2=0.01702L上臂体积：上臂体积：V3=0.03495L大腿体积：大腿体积：V4=0.0924L小腿体积：小腿体积：V5=0.4083L躯干

19、体积：躯干体积：V6=0.6132L人体各部分重量：人体各部分重量：手掌重量：手掌重量：W1=0.006W前臂重量：前臂重量：W2=0.018W上臂重量：上臂重量：W3=0.0357W大腿重量：大腿重量：W4=0.0946W小腿重量：小腿重量：W5=0.042W躯干重量：躯干重量：W6=0.05804W人体测量数据的应用人体测量数据的应用1.人体测量尺寸的修正人体测量尺寸的修正2.主要人体测量尺寸的应用原则主要人体测量尺寸的应用原则人体测量尺寸的应用原则人体测量尺寸的应用原则人体大小各不相同，设计一般不可能满足所有使用者。人体大小各不相同，设计一般不可能满足所有使用者。为了使设计能适合于较多的

20、使用者，在应用人体测量为了使设计能适合于较多的使用者，在应用人体测量数据时应考虑以下原则：数据时应考虑以下原则：1.由人体身高决定的物体，如门、船舱口、通道、床、拉架等，其尺寸应以第95百分位数为依据。2.由人体某些部分的尺寸决定的物体，如取决于腿长的坐平面高度，其尺寸应以第5百分位数为依据。3.可调尺寸，应可调节到使第5百分位数和第95百分位数之间的所有人使用方便。4.以第以第5百分位数和第百分位数和第95百分位数为界限值的百分位数为界限值的物体，物体，当身体尺寸在界限以外的人使用会危害当身体尺寸在界限以外的人使用会危害其健康或增加事故危险时其健康或增加事故危险时，其尺寸界限应扩大，其尺寸界

21、限应扩大到第到第1百分位数和第百分位数和第99百分位数。如紧急出口百分位数。如紧急出口以及至运转着的机器部件的有效半径，应以第以及至运转着的机器部件的有效半径，应以第99百分位数为依据，而使用者与紧急制动杆的百分位数为依据，而使用者与紧急制动杆的距离则应以第距离则应以第1百分位数为依据百分位数为依据。5.门铃、插座、电灯开关的安装高度以及付门铃、插座、电灯开关的安装高度以及付账柜台高度，应以第账柜台高度，应以第50百分位数为依据。百分位数为依据。应用人体尺寸参数数据时应注意的问题应用人体尺寸参数数据时应注意的问题1.必须弄清设计的使用者或操作者的状况，列出使用必须弄清设计的使用者或操作者的状况

22、，列出使用者的者的待征待征，包括性别、年龄、种族、体格等。，包括性别、年龄、种族、体格等。2.人体尺寸的统计分布一般是呈正态分布的，故按人人体尺寸的统计分布一般是呈正态分布的，故按人体尺寸均值设计产品和工作空间，往往只能适合体尺寸均值设计产品和工作空间，往往只能适合50的人群，而对另外的人群，而对另外50的人群则不适合。的人群则不适合。3.选用人体尺寸数据时，要选用人体尺寸数据时，要考虑操作者的着衣穿鞋情考虑操作者的着衣穿鞋情况和其他可能配备的东西况和其他可能配备的东西，如手套、头盔、靴子及其，如手套、头盔、靴子及其他用具。他用具。着装人体尺寸增大的调整值着装人体尺寸增大的调整值 单位：mm作

23、业：作业：1.已知某办公室六位男性职员的身高分别为：已知某办公室六位男性职员的身高分别为：160cm、169cm、172cm，165cm、178cm、155cm 求他们身高的平均值求他们身高的平均值2.求上述每人的正常体重、体积、表面积和躯干重求上述每人的正常体重、体积、表面积和躯干重 心位置，并求出每个人办公桌的理想高度（不包括心位置，并求出每个人办公桌的理想高度（不包括鞋）。鞋）。3.艾克斯公司欲制造一批可调节电脑扶手椅分别出口到艾克斯公司欲制造一批可调节电脑扶手椅分别出口到美美国国、加拿大加拿大和和意大利意大利，现委托各小组同学进行设计，假设现委托各小组同学进行设计，假设使用者全都是使用

24、者全都是成年男性成年男性，试求出，试求出椅面椅面和和扶手扶手的可调节范围的可调节范围尺寸（单位尺寸（单位cm）。）。各小组自主选择访问各小组自主选择访问幼儿园幼儿园，小学小学、中学中学或我校或我校其他其他院系院系的某一班级，随机抽取该班的某一班级，随机抽取该班20%的人员，采集下的人员，采集下列各测量项目的数值，列各测量项目的数值，建立数据库建立数据库，并求得各项目的，并求得各项目的平均数平均数和和标准差标准差。采集项目：采集项目：书本书本87页，编号页，编号1.2，1.3，1.4，1.5，1.7，1.9，1.12，1.13，1.14，1.15书本书本8889页，编号页，编号2.1，2.2，2

25、.3，2.4，2.5，2.8，2.9，2.10书本书本90页，编号页，编号4.1，4.2，4.3，实践课题实践课题 项 目 测量值对 象身身 高高眼眼 高高被测1被测2被测3被测4平均值某校某年级某班人体测量数据库某校某年级某班人体测量数据库 时间：时间：测量小组参数：小组成员、分工情况1.已知某办公室六位男性职员的身高分别为：已知某办公室六位男性职员的身高分别为：160cm、169cm、172cm，165cm、178cm、155cm 求他们身高的平均值求他们身高的平均值答：答：平均身高平均身高=166.5 cm160+169+172+165+178+15562.求上述每人的正常体重、体积、表

26、面积和躯干重求上述每人的正常体重、体积、表面积和躯干重 心位置，并求出每个人办公桌的理想高度（不包括心位置，并求出每个人办公桌的理想高度（不包括鞋）。鞋）。答：答：正常体重正常体重=H 110=160 110=50 Kg（公斤）公斤）体体 积积=1.015W 4.937 =1.015*50 4.937 =45.813 L（升）升）表面积表面积=0.0061H+0.0128W 0.1529 =0.0061*160+0.0128*50 0.1529 =1.4631 M2（平方米）平方米）3.艾克斯公司欲制造一批可调节电脑扶手椅分别出口到艾克斯公司欲制造一批可调节电脑扶手椅分别出口到美美国国、加拿大

27、加拿大和和意大利意大利，现委托各小组同学进行设计，假设现委托各小组同学进行设计，假设使用者全都是使用者全都是成年男性成年男性，试求出，试求出椅面椅面和和扶手扶手的可调节范围的可调节范围尺寸（单位尺寸（单位cm）。）。答：以美国为例答：以美国为例美国男性的平均身高为美国男性的平均身高为175.5m，标准差为标准差为7.2，因此第，因此第5%的身高的身高=175.5（7.2*1.645）=163.656m，第第95%的身高的身高=175.5+（7.2*1.645）=187.344m根据根据“小腿加足高小腿加足高”计算公式计算公式S=0.249H，美国男性第美国男性第5%身高的坐平面高身高的坐平面高=0.249*163.7=40.8cm，第第95%身高身高的坐平面高的坐平面高=0.249*187.3=46.6cm，可调节范围是可调节范围是40.846.6cm，约约5cm或者：第或者：第5%身高的坐平面高身高的坐平面高=163.7*3/13=37.8cm，第第95%身高的坐平面高身高的坐平面高=187.3*3/13=43.2cm，可调节范围可调节范围是是37.843.2cm，约约5cm