人機工程學(xué)課件

人機工程學(xué)課件第二章人體測量與數(shù)據(jù)應(yīng)用§1人體測量的基本知識一、概述人體測量學(xué)是通過測量人體各部位尺寸來確定個體之間和群體之間在人體尺寸上的差別，用以研究人的形態(tài)特征，從而為各種工業(yè)設(shè)計和工程設(shè)計提供人體測量數(shù)據(jù)。人機形態(tài)測量數(shù)據(jù)主要有兩類，即人體構(gòu)造尺寸和功能尺寸的測量數(shù)據(jù)。人體構(gòu)造尺寸指靜態(tài)尺寸；人體功能尺寸指動態(tài)尺寸，包括人在工作姿勢下或在某種操作活動狀態(tài)下測量的尺寸。第二章人體測量與數(shù)據(jù)應(yīng)用§1人體測量的基本知識§1人體測量的基本知識二、人體測量的主要方法

1、普通測量法

2、攝像法

P16

3、三維數(shù)字化人體測量法1）手動接觸式三維數(shù)字化測量儀2）非接觸式三位數(shù)字化測量儀§1人體測量的基本知識§1人體測量的基本知識三、基本術(shù)語

1、被測者姿勢：立姿、坐姿。

2、測量基準面人體測量基準面的定位是由三個互為垂直的軸（鉛錘軸、縱軸、橫軸）來決定的。

3、測量方向

4、支承面和衣著

5、基本測試點及測量項目§1人體測量的基本知識§1人體測量的基本知識三、基本術(shù)語

1、被測者姿勢：立姿、坐姿。

2、測量基準面人體測量基準面的定位是由三個互為垂直的軸（鉛錘軸、縱軸、橫軸）來決定的。1）矢狀面、正中矢狀面2）冠狀面（分前后）3）水平面（分上下）§1人體測量的基本知識§1人體測量的基本知識三、基本術(shù)語2、測量基準面4）眼耳平面又稱法蘭克福平面（Frankfurthorizontalplane），簡稱FH平面。它是人類學(xué)研究工作中常用的標準平面。這一平面是由顱骨兩側(cè)的外耳門上緣點（A）和左側(cè)眶下緣點（B）所組成的一個平面（見圖）。BA§1人體測量的基本知識BA§1人體測量的基本知識三、基本術(shù)語3、測量方向

4、支承面和衣著

5、基本測試點及測量項目§1人體測量的基本知識§1人體測量的基本知識四、人體測量的常用儀器1、人體測高儀2、人體測量用直角規(guī)3、人體測量用彎角規(guī)§1人體測量的基本知識§2人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)

1、均值。

2、方差：

描述測量數(shù)據(jù)在中心位置（均值）上下波動程度差異的值叫做方差。表明樣本的測量值是變量，既趨向均值而又在一定范圍內(nèi)波動。方差是標準差的平方

3、標準差：說明測量值對均值的波動情況。是反映樣本內(nèi)各個變數(shù)與平均數(shù)差異大小的一個統(tǒng)計參數(shù)。標準差能反映一個數(shù)據(jù)集的離散程度。例如，A、B兩組各有6位學(xué)生參加同一次語文測驗，A組的分數(shù)為95、85、75、65、55、45，B組的分數(shù)為73、72、71、69、68、67。這兩組的平均數(shù)都是70，但A組的標準差為17.08分，B組的標準差為2.16分，說明A組學(xué)生之間的差距要比B組學(xué)生之間的差距大得多。一個較大的標準差，代表大部分的數(shù)值和其平均值之間差異較大；一個較小的標準差，代表這些數(shù)值較接近平均值。例如，兩組數(shù)的集合{0,5,9,14}和{5,6,8,9}其平均值都是7，但第二個集合具有較小的標準差

§2人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)§2人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)4、抽樣誤差。在可能范圍內(nèi)增加樣本容量，可以提高測量結(jié)果的精度。

§2人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)§2人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)5、※百分位數(shù)。Pk作為一種位置指標、一個界值。一個百分位數(shù)將群體或樣本的全部測量值分為兩部分——K%的測量值等于和小于它，有（100－K）%的測量值大于它。例如在設(shè)計中最常用的是P5、P50、P95三種百分位數(shù)。其中第5百分位數(shù)代表“小”身體，是指有5%的人群身材尺寸小于此值，而有95%的人群身材尺寸均大于此值。第95百分位數(shù)代表“大”身體，是指有95%的人群身材尺寸均小于此值，而有5%的人群身材尺寸大于此值。§2人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)§2人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)

5、※百分位數(shù)。百分位數(shù)表示人體尺寸的等級，即表示在某一身體尺寸范圍內(nèi)，使用者中有百分之幾大于或小于給定位。例如，我國成年人身高的百分位數(shù)為1583mm．它表示該年齡組男性中身高等于或小于1583mm者占5％，大于此數(shù)者占95％。設(shè)計范圍越大，制成設(shè)備和工具的適用度就越高，可使用的人數(shù)就越多。

§2人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)§2人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)

5、※百分位數(shù)。1）求某百分位數(shù)人體尺寸已知：某項人體測量尺寸的均值|x，標準差SD，求：任一百分位數(shù)的人體測量尺寸x公式：x=|x±(SD×K)

當求1%~50%之間的數(shù)據(jù)時，式中±取“－”；當求50%~90%之間的數(shù)據(jù)時，式中±取“＋”其中：式中K為變換系數(shù)，設(shè)計中常用的百分比值與K的關(guān)系查閱表格2-1例題：查閱表格2-7（第26頁）中，西南區(qū)與東北區(qū)的男子的各自身高均值|x，以及SD，求當百分位數(shù)P85時，這兩區(qū)域的身高，并比較其差異，簡單說出你的分析結(jié)論。{Q§2人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù){Q§2人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)1）求某百分位數(shù)人體尺寸公式：x=|x±(SD×K)

當求1%~50%之間的數(shù)據(jù)時，式中±取“－”；當求50%~90%之間的數(shù)據(jù)時，式中±取“＋”其中：式中K為變換系數(shù)，設(shè)計中常用的百分比值與K的關(guān)系查閱表格2-1答：1、查閱表格得到西南區(qū)男子身高的均值|x=1647，標準差SD=56.7，K=1.0362、P85取“＋”

3、x西南=1647＋

(56.7×1.036)=1705（單位mm）

4、同理，求

x東北=1693＋

(56.6×1.036)=17515、求

x差異

=1751－1705=46

結(jié)論：在P85時，東北區(qū)的男子身高高出西南區(qū)的男子身高近46mm。由此可以分析出，東北區(qū)的男子身高，不論是平均身高還是較高身高段的數(shù)值均高于西南區(qū)的男子。這與人們的經(jīng)驗預(yù)期相吻合。解§2人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)解§2人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)

5、※百分位數(shù)。

2）求數(shù)據(jù)所屬百分數(shù)已知：某項人體測量尺寸為xi，其均值為|x，標準差SD

求：該尺寸xi

所處的百分率P

公式：①z=(xi

－|x)/SD②據(jù)算出的z值查閱正態(tài)分布表查得對應(yīng)的概率數(shù)值p③P=0.5＋p{§2人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù){§3常用的人體測量數(shù)據(jù)一、我國成年人人體結(jié)構(gòu)尺寸我國成年人人體尺寸的國家標準GB10000-88為人機上的設(shè)計提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。該標準適用于工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計、建筑設(shè)計、軍事工業(yè)以及工業(yè)的技術(shù)改造、設(shè)備更新以及勞動安全保護。它提供了七個類別共47項人體尺寸基礎(chǔ)數(shù)據(jù)．包括人體主要尺寸、立姿人體尺寸、坐姿人體尺寸、人體水平尺寸、人體手部和足部尺寸‘，并分別按性別列表。我們主要研究工業(yè)生產(chǎn)中法定成年人年齡范圍內(nèi)的人體尺寸。立姿人體尺寸§3常用的人體測量數(shù)據(jù)立姿人體尺寸人體主要尺寸↓人體主要尺寸↓立姿人體尺寸↓立姿人體尺寸↓坐姿人體尺寸坐姿人體尺寸人體水平尺寸人體水平尺寸§3常用的人體測量數(shù)據(jù)一、我國成年人人體結(jié)構(gòu)尺寸我國各地區(qū)間人體尺寸差異較大。因此，我國征兵體檢等局部人體測量資料劃分區(qū)域，將全國成年人人體尺寸分布劃分為六個區(qū)域：①東北區(qū)、華北區(qū)——包括的省、市有：黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、山東、河北、北京、天津；②西北區(qū)——新疆、甘肅、青海、陜西、山西、西藏、寧夏、河南；③東南區(qū)——安徽、江蘇、浙江、上海；④華中區(qū)——湖南、湖北、江西；⑤華南區(qū)——廣東、廣西、福建；⑥西南區(qū)——包括貴州、四川、云南三個省查閱列表，我國哪個區(qū)域的男子身高較高？數(shù)值？哪個區(qū)域的男子身高較矮？數(shù)值？§3常用的人體測量數(shù)據(jù)§3常用的人體測量數(shù)據(jù)二、我國成年人人體功能尺寸1、人在工作位置上的活動空間尺度注：以我國成年男子第95百分位數(shù)身高（1775mm）為基準。立姿的活動空間§3常用的人體測量數(shù)據(jù)立姿的活動空間坐姿的活動空間坐姿的活動空間§3常用的人體測量數(shù)據(jù)二、我國成年人人體功能尺寸2、常用的功能尺寸在前面的常用的立、坐、跪、臥等作業(yè)姿勢活動空間的人體尺度圖，可滿足人體一般作業(yè)空間概略設(shè)計的需要。但是，對于受限作業(yè)空間的設(shè)計，則需要應(yīng)用各種作業(yè)姿勢下人體功能尺寸測量數(shù)據(jù)。GB/T13547-92標準提供了我國成年人立、坐、跪、臥、爬等常取姿勢功能尺寸數(shù)據(jù)。注：該表列數(shù)據(jù)為裸體測量結(jié)果，使用時應(yīng)增加修正余量。§3常用的人體測量數(shù)據(jù)§3常用的人體測量數(shù)據(jù)三、其他國家成年人人體尺寸①美國成年男子平均身高？比較中國？注意標準差②英國的成年男子均值與日本比較？說明：制造各種與人體尺寸有關(guān)的出口工業(yè)產(chǎn)品時，必須考慮到產(chǎn)品進口國家的人體測量數(shù)據(jù)。例如，adidas的歐版尺寸對于亞洲人來說偏大。ASIANSIZINGDesignedandconstructedforthefitandcomfortoftheAsianbody.§3常用的人體測量數(shù)據(jù)①美國成年男子平均身高？比較中國？說§4人體各部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算一、由身高計算各部分尺寸正常成年人人體各部分尺寸之間存在一定的比例關(guān)系，因而按正常人體結(jié)構(gòu)關(guān)系，以站立平均身高為基數(shù)來推算各部分的結(jié)構(gòu)尺寸是比較符合實際情況的?！?人體各部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算二、由體重計算體積和表面積正常體重Wz=H－110（kg）理想體重WL=H－100（kg）§5人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用一、主要人體尺寸的應(yīng)用原則{人體尺寸應(yīng)用條件百分位選擇注意事項身高適用于99%以上的人應(yīng)考慮盡可能地適應(yīng)100%的人對鞋高度給與適當?shù)难a償挺直坐高放松坐高二、由體重計算體積和表面積{人體尺寸應(yīng)用條件百分位選擇注意事人體尺寸的應(yīng)用方法？人體尺寸的應(yīng)用方法？§5人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用二、人體尺寸的應(yīng)用方法1、確定所設(shè)計的產(chǎn)品的類型★在涉及人體尺寸的產(chǎn)品設(shè)計中，設(shè)定產(chǎn)品功能尺寸的主要依據(jù)是人體尺寸百分位數(shù)，而人體尺寸百分位數(shù)的選用又與所設(shè)計產(chǎn)品的類型密切相關(guān)。在GB/T12985-91標準中，依據(jù)產(chǎn)品使用者人體尺寸的設(shè)計上限值（最大值）和下限值（最小值）對產(chǎn)品尺寸設(shè)計進行了分類。§5人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用產(chǎn)品類型產(chǎn)品類型定義說明Ⅰ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計需要兩個人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值和下限值的依據(jù)又稱雙限制設(shè)計Ⅱ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計只需要一個人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值和下限值的依據(jù)又稱單限制設(shè)計ⅡA型產(chǎn)品尺寸設(shè)計只需要一個人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值的依據(jù)又稱大尺寸設(shè)計ⅡB型產(chǎn)品尺寸設(shè)計只需要一個人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸下限值的依據(jù)又稱小尺寸設(shè)計Ⅲ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計只需要第50百分位數(shù)（P50）作為產(chǎn)品尺寸設(shè)計的依據(jù)又稱平均尺寸設(shè)計★產(chǎn)品尺寸設(shè)計分類★產(chǎn)品類型產(chǎn)品類型定義說明Ⅰ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計需要兩個人體尺寸百分§5人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用二、人體尺寸的應(yīng)用方法２、選擇人體尺寸百分位數(shù)

產(chǎn)品類型產(chǎn)品重要程度百分位數(shù)的選擇依據(jù)|滿足度Ⅰ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計涉及人的健康、安全的產(chǎn)品一般工業(yè)產(chǎn)品上限值：P99&下限值：P198%上限值：P95&下限值：P590%ⅡA型產(chǎn)品尺寸設(shè)計涉及人的健康、安全的產(chǎn)品一般工業(yè)產(chǎn)品上限值：P99和P9599%或95%上限值：P9090%ⅡB型產(chǎn)品尺寸設(shè)計涉及人的健康、安全的產(chǎn)品一般工業(yè)產(chǎn)品下限值：P1和P599%或95%下限值：P1090%Ⅲ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計一般工業(yè)產(chǎn)品P50

通用成年男、女通用產(chǎn)品一般工業(yè)產(chǎn)品男性的上限值：P99、P95或P90

通用女性的下限值：P1、P5或P10

通用★產(chǎn)品尺寸設(shè)計分類★§5人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用產(chǎn)品類型產(chǎn)品重要程度百分位數(shù)的選擇依§5人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用二、人體尺寸的應(yīng)用方法3、確定功能修正量

考慮有關(guān)人體尺寸時，必須給衣服、鞋、帽留下適當?shù)挠嗔浚簿褪窃谌梭w尺寸上增加適當?shù)闹b修正量?！?人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用考慮有關(guān)人體尺寸時，必須給衣服、鞋、§5人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用二、人體尺寸的應(yīng)用方法4、確定心理修正量

為了克服人們心理上產(chǎn)生的“空間壓抑感”、“高度恐懼感”等心理感受，或者為了滿足人們“求美”、“求奇”等心理需求，在產(chǎn)品最小功能尺寸上附加一項增量，成為心理修正量。BMWM6內(nèi)部§5人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用為了克服人們心理上產(chǎn)生的“空間壓抑感求奇？求奇？求奢？求奢？人機工程學(xué)課件人機工程學(xué)課件人機工程學(xué)課件§5人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用二、人體尺寸的應(yīng)用方法5、產(chǎn)品功能尺寸的設(shè)定

最小功能尺寸=人體尺寸百分位數(shù)+功能修正量