人体测量及形体参数.ppt
2019/9/2,0,第二章 人体测量及形体参数,§1 基本知识 §2 常用人体测量数据及其结构参数计算 §3 人体测量参数的应用,2019/9/2,1,§1 基本知识,一、产品设计与人体尺度的关系 二、基本术语 三、人体测量尺寸的分类 四、人体测量的主要方法和测量仪器 五、人体测量中的主要统计函数,2019/9/2,2,一、产品设计与人体尺度的关系,各种机械、设备、设施、工具等被设计对象，首先涉及的问题是如何适合于人的形态和功能范围的限度。以提高设计对象的宜人性，使人能够安全、健康、舒适的工作，减少疲劳、提高系统效率。 所有涉及人体尺度的参数的确定，都需要应用大量人体尺寸的测量统计和分析。,2019/9/2,3,二、基本术语 GB3975-83人体测量术语，GB5703-85人体测量方法,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，为各工业设计、工程设计提供人体数据。,人 体 测 量,形态测量,生理测量,运动测量,人体尺寸、体重体形、体积、表面积等（本章内容）,知觉反应、肢体体力、体能耐力、疲劳、生物节律等,动作范围、运动特性等,2019/9/2,4,1 基本姿势：立姿 坐姿 2 测量基准面：矢状面 冠状面 水平面 3 测量方向： 上下方向： 头侧端 足侧端 左右方向： 内侧 外侧,2019/9/2,5, 四肢上：近位，远位。 上肢：桡骨侧桡侧 尺骨侧尺侧 下肢：胫骨侧胫侧 腓骨侧腓侧 4 其它 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：裸体或贴身内衣。 读数精度：线形测量1mm，体重0.5kg,2019/9/2,6,三、人体测量尺寸的分类,类 型,静态尺寸,动态尺寸,(构造尺寸),(功能尺寸),强调人与物间的物理距离，用以设计工作区间大小,强调身体各部位间的动作关系，用以确定工作位置的活动空间,2019/9/2,7,四、人体测量的主要方法和测量仪器,1. 普通测量法 2. 摄影法 3. 三维数学测量法,2019/9/2,8,测高仪,直脚规,直尺 固定尺座,活动尺座,弯尺 主尺杆,底座,弯脚规, 角度计,2019/9/2,9,摄 影 法,带光源和坐标的投影板,L/H10时可视为平行,L/H10,三维数学测量法,3D扫描仪,2019/9/2,10,五、人体测量中的主要统计函数,2019/9/2,11,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，总体是按一定特征被划分的人群。 统计学中，把从总体取出的许多个体的全部称为“样本”。,总体,样本,2019/9/2,12,表示样本的测量数据集中地趋向某一值。 （均方差）表示测量数据在均值上下波动的程度。 或 方差的平方根。,均值,方差,标准差,2019/9/2,13,统计学的置信区间。一个设计只能取一定的人体尺寸范围（适应范围），即只考虑整个分布的一部分“面积”，称为适应域。,适应域,偏 适 应 域,2019/9/2,14,又称标准误差，全部样本均值的标准差。表明样本均值与总体均值的差别。 百分位数是某百分比K的测量参数所对应的数值PK，表示设计的适应域。 百分位数的规律: 百分位数将群体或样本的全部测量值分成两部分：有K%的测量值等于和小于它,有(100-K)%的测量值大于它。,抽样误差,百分位数,2019/9/2,15,P1、P5、P10为小百分位数；P90、P95、P99为大百分位数；P50为中百分位数。 常用：P5、P50、P90。,2019/9/2,16,人体尺寸百分位数的选择,1、型产品尺寸设计（双限值设计） 需要两个人体百分位数作为尺寸设计的上下限。 2、型产品尺寸设计（单限值设计） A型产品尺寸设计（大尺寸设计） 只需要一个人体百分位数作为尺寸上限的设计。 B型产品尺寸设计（小尺寸设计） 只需要一个人体百分位数作为尺寸下限的设计。 3、型产品尺寸设计（平均尺寸设计） 只需要第50百分位数作为设计尺寸。,2019/9/2,17,在人机工程设计中，百分位数有着重要的实用价值, 求某百分位数的人体尺寸(已知K或适应域，求PK) 在设计中，当已知某尺寸均值x，标准差S，需求任一百分位K的尺寸： PK = x±S×B B变换系数，按百分位K查表； ±百分位150%时，取“”；5199%时，取“+”。 求尺寸所属百分位（已知PK，求K） K = 0.5 + p p正态分布概率值，由z查表。 z=(xix)/S,2019/9/2,18,身高: x=1693（1586）；S=56.6(51.8) 体重: x=64（55）；S= 8.2(7.7) 身高: x=1684(1575); S=53.7(51.9) 体重: x=60(52); S=7.6(7.1) 身高: x=1686(1575); S=55.2(50.8) 体重: x=59(51); S=7.7(7.2) 身高: x=1669(1560); S=56.3(50.7) 体重: x=57(50); S=6.9(6.8) 身高: x=1650(1549); S=57.1(49.1) 体重: x=56(49); S=6.9(6.5) 身高: x=1647(1546); S=56.7(53.9) 体重: x=55(50); S=6.8(6.9),东北、华北区：,西北区：,东南区：,华中区：,华南区：,各地区身高、体重的x、S值,西南区：,注：括号内为女性数值,2019/9/2,19,例1】 设计适用于90%的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：属已知K或适应域，求PK的问题， PK = x±S×B 。 由表查知华北男性身高平均值、标准差分别为： x = 1693 mm， S = 56.6 mm 要求产品适用于90%的人，即适应域为90%，取对称适应域，故以第5百分位P5和第95百分位P95确定尺寸的界限值，由表查得K=5和95的变换系数 B = 1.645； P5 = 1693-(56.6×1.645)= 1600 mm P95 = 1693+(56.6×1.645)= 1786 mm 结论：应按身高16001786mm设计产品尺寸。,2019/9/2,20,§2 常用人体测量数据及其 结构参数计算,一、我国成年人人体结构尺寸 二、我国成年人人体功能尺寸 三、人体各部分结构参数的计算,2019/9/2,21,一、我国成年人人体结构尺寸 （GB10000-88）,我国成年人人体结构尺寸(共7组47项)： 人体主要尺寸： 6项，身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长 人体立姿尺寸： 6项 人体坐姿尺寸： 11项 人体水平尺寸： 10项 人体头部尺寸： 7项 人体手部尺寸： 5项 人体足部尺寸： 2项 各大区域人体尺寸均值和标准差 香港地区成年人人体尺寸,2019/9/2,22,立姿人体尺寸,人体尺寸测量项目代号 及名称（数据略）,2019/9/2,23,坐姿人体尺寸,2019/9/2,24,二、我国成年人人体功能尺寸 （GB10000-88）,以第95百分位为基准,2019/9/2,25,2019/9/2,26,三、人体各部分结构参数的计算,由身高计算各部分尺寸,32,0,0,2019/9/2,27,人体体积计算 V = 1.015W4.937 （L） W人体体重，kg 人体表面积计算 B = 0.0235H0.42246 W0.51456 （m2） H人体身高，cm,由体重计算体积和表面积,2019/9/2,28,§3 人体测量参数的应用,一、人体测量数据的应用原则 二、人体尺寸的应用方法 三、应用人体尺寸数据时的注意,2019/9/2,29,一、人体测量数据的应用原则,由人体身高决定的尺寸门、通道、舱口、床、担架等以第95百分位为依据； 由人体某部分尺寸决定的物体，如腿长决定的坐平面高度以第5百分位为依据； 可调尺寸调节范围使第5百分位到第95百分位间的所有人都可用； 以第5百分位或第95百分位为限值的物体当此界限外的人使用会危及安全健康、增加事故危险扩大到第1百分位或第99百分位人与紧急制动杆距离、紧急出口； 门铃、插座、开关、收银台等的高度以第50百分位为依据。,2019/9/2,30,二、人体尺寸的应用方法,1. 确定所设计产品的类型、等级 、A、B、型 涉及人的安全健康的产品和一般工业产品两个等级 2. 选择人体尺寸的百分位数 3. 确定功能修正量 着装修正量、姿势变化修正量、操作修正量 4. 确定心理修正量： 5. 产品功能尺寸的确定 最小功能尺寸人体尺寸的百分位数功能修正量 最佳功能尺寸人体尺寸的百分位数功能修正量心理修正量,2019/9/2,31,人体尺寸百分位数的选择,产品类型、等级、满意度与百分位数的关系,2019/9/2,32,三、应用人体尺寸数据时的注意,1. 明确使用者的特征：性别、年龄、种族、体格等； 2. 不能以均值作为唯一的设计依据； 3. 人体尺寸修正量的确定： 功能修正量： 心理修正量： 4. 静态尺寸数据有误差，有时设计时用动态数据适当调整； 5. 确定作业空间的尺寸范围，不仅与静态尺寸有关，还与人的肢体活动范围、动作方式有关。,
