第二章人体尺寸及其应用方法ppt课件.ppt

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1、第二章 人体尺寸及其应用方法,第二章 人体尺寸及其应用方法,人体尺寸概述中国成年人的人体尺寸产品设计中人体尺寸数据的应用方法设施器物的人体尺寸适应性与二维人体模板,第一节 人体尺寸概述,一、人体测量方法简介 产品设计与人体尺度： 意义：使各种与人体尺度有关的设计对象能符合人的生理特点，让人在使用时处于舒适的状态和适宜的环境中。 人体测量数据有3方面的内容： 形态测量（静态尺寸）：人体尺寸、体重体型、体积表面积等 运动测量（动态尺寸）：动作范围、各种运动特性等 生理测量：知觉反映、肢力、体能、疲劳及生理节律等 本章中仅介绍人体形态测量的有关内容。,II,人体测量仪器在普通测量法中常用的人体测量仪

2、器有： 人体测高仪、人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规, 还有人体测量用三脚平行规，坐高椅，量足仪，软卷尺、医用磅秤等。,图 人体测量用直脚规,第一节 人体尺寸概述,II,图 人体测高仪 图 人体测量用弯脚规,II,图 人体测量用角度计 图 人体测量用软尺,第一节 人体尺寸概述,II,人体测量的条件简介衣着和支撑面 被测者不穿鞋袜，只穿单薄内衣(背心、裤衩)。 立姿测量站立在地面或平台，坐姿测量座椅平面为水平面、稳固、不可压缩。测量基准和测量基准面 矢状面： 正中矢状面： 冠状面： 水平面： 眼耳平面(又称法兰克福平面)： 人体尺寸测量均在测量基准面内、沿基准轴的方向进行。被测者姿势 基本测量

3、姿势为直立姿势(立姿)和正直坐姿(坐姿)。,第一节 人体尺寸概述,II,第一节 人体尺寸概述,II,测量项目及其定义国标GBT 57031999列出立姿12项(含体重)、坐姿17项、特定体部14项(含手、足、头)、功能项目13项(含颈、胸、腰、腕、腿等围度)，共计56个人体测量项目。GBT 57031999对所有56个测量项目都逐一做了定义的说明、测量方法、测量仪器的规定。 示例 肩高 说明：从地面到肩峰点的铅垂距离 测量方法：被测者足跟并拢，身体挺直站立肩部放松，上臂自然下垂。 测量仪器：人体测高仪。,第一节 人体尺寸概述,II,二、人体尺寸数据的部分特性技术标准中的人体尺寸数据 个体尺寸和

4、群体尺寸。 工业产品或公共设施，是为所有公众或特定人群设计的。过街天桥上的防护栏杆 人机工程学技术标准提供的人体尺寸数据，是群体的人体尺寸数据。随机抽样：从该群体中抽取出若干(例如n个)个体，得到一个容量为n的样本，测量样本中每个个体的人体尺寸，得到一组样本观察值。然后依照数理统计理论，从样本观察值推断出该群体的人体尺寸数据。,第一节 人体尺寸概述,II,人体尺寸数据的部分特性（1）群体的人体尺寸数据近似服从正态分布规律 正态分布曲线给出人体尺寸数据的一些近似特性是： 中间多，两头少。 中值即平均值。 （2）人体各尺寸间一般具有线性相关性（3）人体尺寸间的比例关系，随种族、民族而不同,第一节

5、人体尺寸概述,图 中国成年人身高数据服从正态分布规律,II,第二节 中国成年人的人体尺寸,一、GB/T 10000-1988中国成年人人体尺寸简介适用范围：提供了我国法定成年人(男1860岁，女1855岁)人体尺寸的基础数据，适用于工业产品、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。 对于每项人体尺寸，按男、女各4个年龄段给出数据 男 1860岁，1825岁，2635岁，3660岁 女 1855岁，1825岁，2635岁，3655岁人体尺寸项目： 国标列出7组、47项静态人体尺寸数据，分别是: 人体主要尺寸6项 立姿人体尺寸6项 坐姿人体尺寸11项 人体水平尺寸10项 人体头

6、部尺寸7项 人体手部尺寸5项 人体足部尺寸2项,II,人体尺寸分布状况的描述： 人们高矮胖瘦很不相同，任何一项人体尺寸，人们都有大、中、小的差异。要全面完整地显示中国成年人人体尺寸情况，就要描述清楚对于每一项人体尺寸，具有多大数值的人占多大的比例，这就叫人体尺寸的“分布状况”。 GBT 100001988用两种方法描述人体尺寸的分布状况。,第二节 中国成年人的人体尺寸,II,第一种方法：每项人体尺寸都给出7个百分位数的数据。 这7个百分位数分别是: 1、5、10、50、90、95和99百分位数。用符号P1、P5、P10、P50、P90、P95、P99来分别表示它们。其中前3个叫做小百分位数，后

7、3个叫做大百分位数，50百分位数则称为中百分位数。百分位数是一种位置指标、一个界值，K百分位数PK将群体或样本的全部观测值分为两部分，有K%的观测值等于和小于它，有(100-K)的观测值大于它。人体尺寸用百分位数表示时，称为人体尺寸百分位数。 举例：如男子身高、女子身高,第二节 中国成年人的人体尺寸,II,第二种方法：给出人体尺寸均值和标准差 不同地区的人群，由于民族、气候条件、饮食结构等方面不同的长期影响，人体尺寸存在着差异。这是GBT 100001988描述人体尺寸分布状况的补充方法，只对6个地区(华北和东北，西北，东南，华中，华南，西南)中国人的身高、体重、胸围3个人体尺寸，男1860岁

8、、女1855岁各一个年龄段的人体尺寸给出了均值和标准差。 提问：根据表格，我国哪个地区人群的身材最为高大，哪个地区人群的身材最为矮小？,第二节 中国成年人的人体尺寸,II,二、常用人体尺寸数据摘录及简要分析 常用人体尺寸数据表格问题： 除身高、体重以外，为什么上臂长、前臂长、大腿长小腿长这4项尺寸也被列为“主要人体尺寸”呢? 表里中国成年男、女的平均身高是167mm和157mm同学们是否觉得偏矮了一点?,第二节 中国成年人的人体尺寸,II,项目应用场合举例： （1）立姿眼高 立姿下需要视线通过、或需要隔断视线的场合，例如病房、监护室、值班岗亭门上玻璃面的高度、一般屏风及开敞式大办公室隔板的高度

9、等，商品陈列橱窗、展台展板及广告布置等。 （2）立姿肘高 立姿下，上臂下垂、前臂大体举平时，手的高度略低于肘高，这是立姿下手操作工作的最适宜高度，因此设计中非常重要，轮船驾驶，机床操作，厨房里洗菜、切菜、炒菜，教室讲台高度等都要考虑它。,第二节 中国成年人的人体尺寸,II,第二节 中国成年人的人体尺寸,几类产品的人体测量学相关尺寸,三、人体尺寸的地区差异和时代差异地区差异人体尺寸的百分位数与均值和标准差的换算公式为： PK=XK 式中 PK人体尺寸的K百分位数 X相应人体尺寸的均值 相应人体尺寸的标准差 K转换系数。 求150百分位之间的百分位数时，式中取“-”号， 求5099百分位之间的百分

10、位数时，式中取“+”号。,第二节 中国成年人的人体尺寸,II,例：求华北地区女子(1855岁)身高的95百分位数P95。 由表查得华北地区女子(1855岁)身高的均值X和标准差分别为 X=1586mm， =51.8。 由表查得转换系数 K=1.645。 代入算式PK=X+K=1586+(1.64551.8)mm=1671mm 练习：求华中区男子（1860岁）身高的5百分位数P5。,第二节 中国成年人的人体尺寸,II,时代差异由于生活质量提高，营养改善，同一民族、同一地区人群的人体尺寸可能存在时代差异。中国从20世纪70年代末以来，是世界上经济发展最快的国家，当今中国存在人体尺寸时代差异是必然的

11、。国标GBT1000-1988是根据20世纪80年代中期的实测数据制定的。据报道1997年中国男子平均身高达1692mm。比国标中的数据高了(1692-1678)mm=14mm。,第二节 中国成年人的人体尺寸,II,其他国家的成年人人体尺寸人体各部分尺寸的比例 以身高为基准的设备和用具尺寸推算方法见图，图中有关尺寸定义参阅表2-10。,第二节 中国成年人的人体尺寸,II,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,人体尺寸数据应用的两个问题 （1）生活工作中要穿鞋袜衣裤、又适宜全身自然放松与人体测量条件不一致，人体尺寸数据能用吗?怎么用? （2）人有高矮胖瘦，公用产品、公共设施设计时，该以什么样

12、的人体尺寸为依据呢?,II,一、尺寸修正量 解决上述第一个问题的方法是：应用人体尺寸数据时引进尺寸修正量。尺寸修正量的构成见图：功能修正量 穿鞋修正量：立姿身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高等，男子+25mm，女子+20mm。 着衣着裤修正量:坐姿坐高、眼高、肩高、肘高+ 6mm，肩宽、臀宽等+13mm，胸厚+18mm，臀膝距+20mm。,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,II,注意: 上面是GBT 129851991举的一些示例，设计中可能遇到的问题远不止这些。如戴帽子、戴手套，冬季高寒地区穿马靴引起的变化等，国标中查不到的数据，要设计者通过实际测量、实验等方法自己研究确定。

13、GBT 129851991提供的上述数据适合于工作时穿平跟鞋、穿夹衣夹裤的“一般情况”。若不是这种一般情况，如女性穿高跟、半高跟鞋，寒冷地区冬季穿厚的衣裤等情况，也需要通过实际测量等方法自行解决。,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,II,姿势修正量 正常工作，全身取自然放松姿势引起的人体尺寸变化。 立姿身高、眼高、肩高、肘高等，-10 mm， 坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等，-44 mm。操作修正量(即实现产品功能所需的修正量) 上肢前展操作，对于“前展长”(后背到中指指尖的距离) 按按钮，-12 mm， 推滑板推钮、扳拨扳钮开关，-25mm， 取卡片、票证，-20mm等。,第三节 产品

14、设计中人体尺寸数据的应用方法,II,心理修正量 心理修正量指为了消除空间压抑感、恐惧感或为了美观等心理因素而加的尺寸修正量。 尺寸修正量有正负值，总修正量是各修正量的代数和。 尺寸修正量=功能修正量+心理修正量 =(穿着修正量+姿势修正量+操作修正量)+心理修正量,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,II,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,二、人体尺寸百分位数的选择 解决上述第二个问题的方法是：根据产品的功能，先分类选择所依据人体尺寸数据，再确定采用的百分位数。依产品功能与人体尺寸的关系，可分为以下3类4种产品类型。I型产品尺寸设计：需要大个子和小个子两个人体尺寸作为产品尺寸设计

15、的依据者。 特点：需要调节。 需要一个大百分位数和小百分位数的人体尺寸作为设计的依据。,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,II,II型产品尺寸设计 这一类产品又可分为以下两种。 IIA型产品尺寸设计（又称“大尺寸设计”) 只需要按大个子的人体尺寸作为产品尺寸设计的依据者。 若这种产品的尺寸只要能适合身材高大者的需要，就肯定也能适合身材矮小者的需要，就属于IIA型产品尺寸设计。因此只需要选择一个大百分位数的人体尺寸，作为产品尺寸设计的依据就行了。,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,II,IIB型产品尺寸设计(又称“小尺寸设计”) 只需要按小个子的人体尺寸作为产品尺寸设计的依据者。

16、 若这种产品的尺寸只要能适合身材矮小者需要，就肯定也能适合身材高大者需要的，就属于II B型产品尺寸设计。因此只需要选择一个小百分位数的人体尺寸，作为产品尺寸设计的依据就行了。,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,II,III型产品尺寸设计(又称“平均尺寸设计”) 可以按适合中等身材者的需要，即采用第50百分位数的人体尺寸(P50)作为产品尺寸设计的依据者。 若产品尺寸与使用者的身材大小关系不大或虽有一些关系，但要分别予以适应却有其他方面的种种不适宜，就按中等身材者的需要、采用50百分位数的人体尺寸作为产品尺寸设计的依据。,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,II,问题：设计I型、

17、IIA型、II B型产品的时候，大百分位数人体尺寸该用P90、P95、P99，中的哪一个?小百分位数人体尺寸又该用P1、P5、P10中的哪一个呢? 满足度产品尺寸所适合的使用人群占总使用人群的百分比。 一般而言，产品设计希望达到较大的满足度，但过大的满足度，必然带来其他方面的不合理，如经济、技术等条件制约。,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,II,产品设计中选择人体尺寸百分位数的一般原则如下: 一般产品，大、小百分位数常分别选P95和P5，或酌情选P90和P10。 涉及人的健康、安全的产品，大、小百分位数常分别选P99和P1，或酌情选P95和P5。 成年男女通用的产品，大百分位数选用男

18、性的P90、P95、P99；小百分位数选用女性的P10、P5、P1；III型产品设计选用男50百分位数、女50百分位数人体尺寸的平均值(P50男+P50女)2。,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,II,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,人体测量数据百分位的选择举例：,综合实例：公共汽车顶棚扶手横杆的高度设计 设计计算公共汽车顶棚扶手横杆高度； 对比“抓的住”与“不碰头”两个要求是否相容； 如互不相容，如何解决?解1)按乘客“抓得住”的要求设计计算 属于II B型男女通用产品小尺寸设计问题。 根据选择原则G1J5女+XX1 （1） 式中 G1一由“抓得住”要求确定的横杆中心的高度

19、 J5女女子举手功能高的5百分位数，由表J5女=1741mm(1855岁) XX1女子的穿鞋修正量，设取XX1=20mm 代入式(1)得到G11741mm+20mm=1761mm (2),第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,II,2)按乘客“不碰头”的要求设计计算 属于IIA型男女通用的大尺寸设计问题。 根据选择原则G2H99男+XX2+r （3） 式中 G2由“不碰头”要求确定的横杆中心的高度 H99男男子身高的99百分位数，由表查得， H99男=1814mm(1860岁) XX2男子的穿鞋修正量，设取XX2=25mm r横杆的半径，设取r=15mm 代入式(3)得 G21814mm+

20、25mm+15mm=1854mm (4),第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,II,3)两个要求是否相容，及如何解决 式(2)要求横杆中心低于1761mm，式(4)又要求它高于1854mm，两者互不相容。 解决：横杆还可以比1854mm再略高一些，确保更多高个子的安全，在横杆上每隔半米左右挂一条坠有手环的带子，手环可以比1761mm再略低一些，让更多小个子也抓得着。,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,II,三、产品功能尺寸的设定功能尺寸指保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。功能尺寸基本限于人机工程中与人体尺寸有关的尺寸，有别于标注在加工制作图纸上的尺寸。 例如，沙发座面高度、枕

21、头高度的功能尺寸，均指使用中受压变形后的尺寸。 最小功能尺寸=相应百分位数的人体尺寸+功能修正量 最佳功能尺寸=产品最小功能尺寸+心理修正量,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,产品最小功能尺寸,产品最佳功能尺寸,产品功能尺寸,II,综合实例：确定客轮层高功能尺寸的最小值G最小、和最佳值G最佳。 解1） G最小=H95男+X功能 式中 H95男男子身高的95百分位数，H95男=1775mm， X功能功能修正量。由穿鞋修正量(25mm)和行走中起伏等因素所需的最小余裕量(设取90mm)两部分构成， 即X功能=25mm +90mm=115mm 于是得到 G最小=1775mm+115mm=18

22、90mm 2) G最佳= G最小+ X心理 式中 X心理心理修正量，设取X心理=115mm。 于是得到 G最佳=1890mm+115mm=2005mm练习：确定火车卧铺铺长的最小功能尺寸和最佳功能尺寸,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,II,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,心理尺度空间分析私人距离 与他人身体亲密接近的距离 密切接触(015cm) 正常接触(1545cm)伸手即触,头脚不碰单纯距离 同事、朋友 接触中（4575cm）熟人进入而不尴尬 正常接触（75120cm）正常社交、相对而立、指尖刚接触安全距离 社交距离 工作距离，上下级之间 120210cm 业务、礼貌距

23、离 210360cm较大公用距离 大型公共社会活动 360750cm 看得清，但需高声讲话 750cm以上，看不清，听不清，需用手势和强声沟通 古代皇帝与臣子,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,案例分析：整体厨房的操作台与吊柜设计住宅厨房是按人体工程学、烹饪操作程序、模数协调及管线组合原则，采用整体设计方法而建成的标准化、多样化，完成烹饪、餐饮、起居等多种功能的活动空间。,II,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,厨房布局： 在整体厨房的功能区域中，储藏区以冰箱为中心，洗涤区和操作区以水盆为中心，烹饪区以炉灶为中心。三者之间的连线围成一个工作三角。该三角形三条边之和宜在3.66.

24、6m之间。总长在4.56.0m之间的效率最高。其中最为频繁使用的洗涤池与炉灶之间的距离缩到最短，但最少为900mm。,参考资料：国际标准ISO30551985厨房设备配合尺寸：,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,操作台面高度:1）若针对大众设计,则应属于类尺寸设计任务。2）操作台属于成年男女通用型产品，且为III型产品，故选用男、女“肘高”50百分位数人体尺寸的平均值（P50男+P50女）/2，考虑到穿鞋修正量及姿势修正量，且操作台高度应比肘高低150200mm，这里选180mm，故 操作台高度=【（1024+960+20+25）2】-10-180=824.25mm3) 厨房通常是为一

25、般身材的正常人设计的，在特殊的情况下如为乘坐轮椅者或老年人设计，则需改变或改装标准橱柜和设施。,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,操作台宽度: 人站立时所占的宽度为女660mm，男性700mm，但从人的心理需要来说，必须将其增大一定的尺寸。根据手臂与身体左右夹角呈15时工作较轻松的原则，操作台宽度应以760mm为宜。因此，若条件允许，操作台的宽度应不小于760mm。,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,水池上缘高度：取立姿肘高穿鞋修正量（200140）mm。 立姿下在略低于肘高的位置操作最适宜，但在水池里洗东西还需略弯腰，并非最佳。但若增高水池，手在池中进出容易弄湿袖子，也造成不

26、便，故权衡中取中间值。 立姿肘高：P50女=960mm 960+20-（200140）=780840mm,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,吊柜高度：依据：较小身材的女子伸手取物不太困难。兼顾：较高男子不碰头。前者依据女子5百分位数的“双臂功能上举高”，女1741mm。加穿鞋修正量20mm，得1761mm。后者依据男子95百分位数的“身高”，男1775mm。加穿鞋修正量25mm，得1800mm。综合两个因素后，酌取17501850mm。,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,操作台深度：依据：能放置下常用的灶台，并留有一定的空间搁置。另要考虑人手能够及台面上的东西。操作区深度450

27、mm。上肢功能前伸长，女607mm。因此，450mm操作台的深度600mm。,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,作业：1、图为在公交车候车站上供乘客候车时休息的长椅。椅面用不锈钢板制成。为透气与装饰，椅面均布直径约12mm的小孔。为提醒乘客勿将手指插入孔内造成伤害，在椅背上张贴了写有“请勿将手指伸入座椅（的孔内）”的纸条。（）请从使用实情出发，判断该字条实际的安全警示作用。这样的设计合理吗？为什么？ （）如果保留这些小孔，孔径应按怎样的原则确定？ （）座椅的靠背较低，椅面为一下倾弧面，请设想对坐姿的影响。这样的设计是否合理，为什么？,第三节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法,2、肘高是确定工作面高度的一项重要指标，一般认为工作面高度比肘高低150200mm是使手臂舒适地进行切割或搅拌操作的适合高度。1）试判断通用家庭厨房料理台工作面高度应属于哪类尺寸设计任务？ 2）据此确定家庭厨房料理台（男、女共用）的合适高度。,