人体测量方法简介课件.ppt
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1、第二章 人体尺寸及其应用方法,第一节 人体尺寸概述,一、人体测量简史,祖国医学典籍内经灵枢中的骨度篇,已有人体测量的记载阐述。包括黄帝内经素问,灵枢经二书(公元前 722 前 221 年),共十八卷。是现存最早的中医理论著作,是春秋战国前医疗经验和理论知识的总结。意大利文艺复兴的先驱达芬奇(14521519)著名的人体比例图。文艺复兴巨匠米开朗琪罗(14751564)创作的著名雕塑大卫。,古代对人体尺寸、形态的关注,主要着眼于建筑、雕塑、文化。,图2-1 达芬奇,图2-3大卫,图2-2 人体比例图,1,第二章 人体尺寸及其应用方法第一节 人体尺寸概述一、人体,比利时人奎特莱特1870年出版人体
2、测量学。,20世纪初建立了人体测量统一的国际标准。,德国人类学家马丁的人类学教科书1914年出版,为沿用至今的各国人体尺寸测量方法奠定了基础。,我国于1988年发布了相应的国家标准,现在世界各先进国家都有本国的人体尺寸国家标准。,二战后,美、英两国又进行了大规模的海空军人体测量,1946年提出研究报告航空部队人体尺寸和人员装备,这是人体尺寸用于人机工程设计的重要文献。,GB/T 100001988 中国成年人人体尺寸,2,二、人体测量方法简介,人体测量的3个方面:形态测量:人体尺寸、体重体型、体积表面积等;生理测量:知觉反映、肢力、体能、疲劳及生理节律等;运动测量:动作范围、各种运动特性等。,
3、人体尺寸数据的科学性主要是可比性、适用性两方面。可比性 指国际、国内测量方法严格统一。适用性 指测量的项目、数据是设计等实用中所需要的。为此,ISO/TC159/SC3制定了标准 ISO 7250:1996。与此国际标准等效的我国的相应国家标准是:GB/T 57031999 用于技术设计的人体测量基础项目GB/T 5706.1-5704.41985 人体测量仪器。,3,二、人体测量方法简介人体测量的3个方面:人体尺寸数据的科学性,(一)人体测量仪器,图2-5 人体测量用直脚规,图2-4 人体测高仪,图2-6 人体测量用弯脚规,图2-7 人体测量用角度计,图2-8 人体测量 用软尺,4,(一)人
4、体测量仪器图2-5 人体测量用直脚规图2-4 人,(二)人体测量的条件简介,图2-9 人体测量 基准面和基准轴,国家标准GB/T 57021999的规定如下。1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 座椅面为水平面、稳固、不可压缩。2测量基准和基准面测量基准面 矢状面、冠状面、水平面、眼耳平面测量基准轴 铅垂轴、矢状轴、冠状轴。人体尺寸测量均在测量基准面内、沿基准轴的方向进行。,5,(二)人体测量的条件简介图2-9 人体测量 国家标准,眼耳平面:,这个平面是德国人类学家提出的,并通过1877年颅骨测量会议及1884年法兰克福国际人种学会议而被
5、采用的。,这一平面是由颅骨两侧的外耳门上缘点(po)和左侧眶下缘点(or)所组成的一个平面(见图)。当人采取直立姿势,两眼向前平视时,头部即大体上位于眼耳平面上。,眼耳平面:这个平面是德国人类学家提出的,并通过1877年颅骨,3测量姿势 基本测量姿势为直立姿势(立姿)和正直坐姿(坐姿)。立姿:挺胸直立,头部以眼耳平面定位,平视前方,肩部放松,上肢自然下垂,手伸直。手掌朝向体侧,手指轻贴大腿外侧,腰部自然伸直,两足后跟并拢、前端分开约成45角。被测者足后跟、臀部和后背部与同一铅垂面相接触。坐姿:挺胸端坐在腓骨头高度的平面上,头部以眼耳平面定位,平视前方,膝弯曲大致成直角,足平放在地面上,手轻放在
6、大腿上。被测者臀部和后背部靠在同一铅垂面上。,7,3测量姿势 基本测量姿势为直立姿势(立,(三)测量项目及其定义,国标GB/T 57031999共列出56个人体测量项目,分别为立姿12项(含体重)、坐姿17项、特定体部14项(含手、足、头等)、功能项目13项(含颈、胸、腰、腕、腿等围度)。GB/T 57031999对56个项目都做了定义、测量方法、测量仪器的说明。示例 肩高: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。手宽:在第到第掌骨头水平处,掌面桡尺两侧间的投影距离。测量方法:前臂水平,手伸直,四指并拢,掌心朝上。测量仪器
7、:人体测量直角规。,8,(三)测量项目及其定义国标GB/T 57031999共列出,(四)人体测量图例,a)上臂长 b)前臂长 c)头长的测量 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 I)掌侧屈 j)尺侧偏 k)足背屈,图2-10 人体尺寸 测量方法的示例,9,东方新锐DM-3全自动服装三维人体测量仪-数据采集,小儿体格测量方法(人体测量),(四)人体测量图例a)上臂长,三、人体尺寸数据的部分特性,1技术标准中的人体尺寸数据例如过街天桥的防护栏杆,间距和高度设计,必须考虑所有公众的情况。所以,人机工程学技术标准所提供的,是群体的人体尺寸数据。,为掌握某群体的人体
8、尺寸,采用随机抽样的方法,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。,GB/T 100001988中国成年人人体尺寸,10,三、人体尺寸数据的部分特性1技术标准中的人体尺寸数据为掌握,2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 中等尺寸的人数最多;对中等尺寸偏离值越大,人数越来越少;人体尺寸的中值。以中国成年男子(1860周岁)的身高为例(图2-11),图2-11 中国成年人身高数据服从正态分布规律,中值1678mm是中国男子身高的中值
9、,接近此身高的人数密集;身高与1678mm差得越多人数越少,且身高高于和低于这一数值的人数大体相等。,11,2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,(3)人体尺寸间的比例关系,随种族、民族而不同。,即人体尺寸的线性关系Y=aX+b,所有种族都适用;但式中的系数a和b,随不同种族而不同。,苏式火炮、苏式战斗机,(2)人体尺寸间一般具有线性相关性 身高、体重、手长等是基本人体尺寸数据。取基本人体尺寸之一作自变量,其他人体尺寸一般是该自变量的线性函数:Y=aX+b式中 Y某一人体尺寸数据 X某一基本人体尺寸 a,b(对特定人体尺寸函数)常数 对人体各基本结构尺寸与身高的关系,上式
10、中 b=0,上式简化为 Y=aX。(参看表2-10和图2-17),12,(3)人体尺寸间的比例关系,随种族、民族而不同。即人体尺寸,第二节 中国成年人的人体尺寸,一、GB/T 100001988 中国成年人人体尺寸简介,1GB/T 100001988 的适用范围此标准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,2人体尺寸的项目 国标列出7组、47
11、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、人体头部尺寸7项、人体手部尺寸5项、人体足部尺寸2项,13,第二节 中国成年人的人体尺寸一、GB/T 1000019,3人体尺寸分布状况的描述,人体尺寸的“分布状况”。GB/T 100001988用两种方法描述人体尺寸的分布状况。,(1)第一种方法:每项人体尺寸都给出7个百分位数的数据,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。前3个叫小百分位数,后3个叫大百分位数,50百分位数称为中百分位数。百分位数是一种位置指标
12、,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。,例1 从表2-1可查得,中国成年男子(1860岁)身高的95百分位数是P95=1775mm,这就表示:中国成年男子(1860岁)中有95的人身高等于和小于1775mm,有(100-95)=5的人身高大于1775mm。,14,3人体尺寸分布状况的描述 人体尺寸的“分布状况”。,表2-1 人体主要尺寸(单位mm),例2 中国成年女子(1855岁)P5体重所代表的意义,15,表2-1 人体主要尺寸(单,(2)第二种方法:给出人体尺寸均值和标准差,只对6个地区(华北和东北,西北,东南,华中,
13、华南,西南)中国人的身高、体重、胸围3个人体尺寸,男1860岁、女1855岁各一个年龄段的人体尺寸给出了均值和标准差。,二、常用人体尺寸数据摘录及简要分析,在7组人体尺寸中选摘5组,男、女各一个年龄段(男1860岁、女1855岁)的数据作简介如下。,16,2015年6月30日公布最新全国成年人平均身高,(2)第二种方法:给出人体尺寸均值和标准差只对6个地区(华北,1人体主要尺寸,图2-12 人体主要尺寸,表2-1 人体主要尺寸(单位 mm),1人体主要尺寸图2-12 人体主要尺寸表2-1 人体主,思考两个问题:为什么表中的6项尺寸被列为“主要人体尺寸”?中国成年男、女的平均身高是1678mm和
14、1570mm,是否觉得矮了一点?,2立姿人体尺寸和坐姿人体尺寸,表2-2 立姿人体尺寸(单位mm),图2-13 立姿 人体尺寸,18,思考两个问题:为什么表中的6项尺寸被列为“主,图2-14 坐姿人体尺寸,表2-3 坐姿人体尺寸(单位mm),19,图2-14 坐姿人体尺寸,国标表列的这些人体尺寸项目,对工作、劳动、器物设计都比较重要。,表2-4 国标中部分人体尺寸项目的应用场合举例,20,国标表列的这些人体尺寸项目,对工作、劳动、器物设计都比较重要,21,21,3人体水平尺寸,图2-15 人体水平尺寸,表2-5 人体水平尺寸(单位mm),22,3人体水平尺寸图2-15 人体水平尺寸表2-5 人
15、体水,4人体头部尺寸,图 2-16 人体头部尺寸,表2-6 人体头部尺寸(单位mm),23,4人体头部尺寸图 2-16 人体头部尺寸表2-6 人体,三、人体尺寸的地区差异和时代差异,人体尺寸因种族、气候、饮食结构等方面的长期影响而存在差异。,GB/T 100001988给出了全国6个地区人群体重、身高和胸围3种人体尺寸的数据。,表2-7 中国6地区成年人的体重、身高、胸围,我国华北、东北地区人群的身材较为高大,下面依次是西北、东南、中南、华南4个地区,而西南地区人群的身材较为矮小。,以身高均值的差距为例,华北、东北地区与西南地区 男子相差(16931647)mm46mm。女子相差(158615
16、49)mm37mm。,24,三、人体尺寸的地区差异和时代差异人体尺寸因种族、气候、饮食结,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,见表2-8。,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位数时,式中取“”号。,表2-8 由均值和标准差计算百分位数的转换系数,25,人体尺寸的百分位数与均值和标准差的换算公式为,例 求华北地区女子(1855岁)身高的95百分位数P95。,解 由表2-7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
17、,=51.8 由表2-8查得转换系数 K=1.645。代入算式 P95 xK1586(1.64551.8)mm=1671mm。,2时代差异在社会经济发展快的时期体现较为明显。,(1)成年人人体尺寸的时代差异欧美国家,20世纪初开始明显;日本发生在20世纪后半叶。中国70年代末以来经济发展快。如今子女们身材大多超过了父母。国标GB/T 100001988根据80年代中期的数据制定,部分数据如男、女平均身高1678mm、1570mm,对比当代大学生明显偏低了。据报道:1997年中国男子平均身高达1692mm,比国标数据高 14mm。平均身高约10年内增加14mm,属超常的快速增长。日本在近十几年,
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