1、第二章 人体测量及数据应用,第一节 人体测量简介 第二节 人体测量的数据处理 第三节 常用人体测量数据 第四节 人体各部分结构参数的计算 第五节 人体测量数据的应用,第一节 人体测量简介,人的特性可分为形态特征和机能特征 一、概念 1. 人体测量：指借助人体测量仪器，按照人体测量方法，对人体身体各方面数据特征（主要是尺寸）的度量。 2.人体测量学：是指测量人体各部分尺寸或比例来研究人体的形态特征的方法。,3. 人体测量数据,1）人体构造尺寸，即静态尺寸，人在静止的状态下，即站立不动、坐着不动或静卧等情况下测量的尺寸(静态人体测量),2）人体功能尺寸，即动态尺寸，它包括在工作姿态下或在某种操作活
2、动下测量的尺寸(动态人体测量),第二节 人体测量的数据处理,由于群体中个体与个体存在差异，一般来说某一个体的测量尺寸不能作为设计的依据，设计中所需要的是一个群体的测量尺寸。通常是通过测量群体中较少量的个体尺寸，经数据处理后而获得较为精确的所需群体尺寸。虽然人体的尺寸是千变万化的，但也有一定的分布规律，人体尺寸不完全遵循正态分布规律，但近似于正态分布，通常可借助正态分布曲线的概率分配来计算。以人体测量尺寸为横坐标，将各值出现的频数为纵坐标，可做出相对频数正态分布曲线图。,根据概率论与数理统计理论对测量数据进行统计分 析，从而获得所需群体尺寸的统计规律和特征参数。按照统计规律，任何一个测量项目（如
3、身高）都有 一个概率分布和累计概率。累计概率从0100%,有若 干个百分比值。,均值,方差,标准差,百分位数,1.均值,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的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：,2.方差,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。,3.标准差,它是方差的平方根，表明一系列测量值对均值的波动情况,小反映正态分布曲线陡，数据集中大反映正态分布曲线缓，数据分散,4.百分位数,人体测量的数据常以百分位数Pk来表示人体尺
4、寸等级，最常用的是以第5%、第50%、第95%三种百分位数来表示。 百分位数Pk是一种位置指标、一个界值。一个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）%大于它。,P5（第5百分位数）表示“小”身材，是指有5%的人群身材尺寸小于此值，而有95的人群身材尺寸大于此值； P50（第50百分位数）表示“中”身材，是指大于和小于此值的人群身材尺寸各为50； P95（第95百分位数）表示“大”身材，是指有95的人群身材尺寸小于此值，而有5的人群身材尺寸大于此值。,5.百分率的计算,在一般的统计方法中，并不一一罗列出所有百分位数的数据，而往往以均值和标准差 来
5、表示。虽然人体尺寸并不完全是正态分布，但通常仍可使用正态分布曲线来计算。因此，在人机工程学中可以根据均值 和标准差 来计算: 求某百分位数值求数据所属的百分率,1）求某一百分位数的人体尺寸,当已知某项人体测量尺寸的均值为 ， 标准差为 ，需要求任一百分位的人体测 量尺寸x时，可用下式计算：求150之间的数据，式中取“”号； 求5099之间的数据，式中取“”号。,表1 百分位数与变换系数k之间的关系,例1：已知某一男性职工人群，其身高尺寸的均值 标准差 求 和 的人体测量尺寸。,解：已知 求 、 的人体尺寸,2）求数据所属百分率,当已知某项人体测量尺寸为 ，其均值 ，标准差为时 ，需要求该尺寸
6、所处的百分率 P时，可按下列步骤求得： 计算出正态分布表中的 值 根据Z查正态分布表求出概率数值p 计算百分率P。P0.5+p,例2：若一名男性职工的身高为1700mm，求有百分之多少的中国人超过他的身高？,已知：求： 所处的百分率 解：计算：查正态分布表：,表2 正态分布表,Z = 0.144,计算百分率P P=0.5+0.0570.557 答：身高在1700mm以上的有44.3，身高在1700mm以下的有55.7,插值计算,第五节人体测量数据的应用,一、人体尺寸的应用原则 1. 通常设计原则：必须符合90%以上的人适用（即5%-95%）之间的数据。有时当身体尺寸超出界限以外会危害其健康，可
7、扩大至（1%-99%），如：紧急出口P99，紧急制动杆的距离P1。,2. 极限设计原则：设计最大尺寸应考虑人体尺寸的低百分位，如椅子高，P5。设计最小尺寸应考虑人体尺寸的高百分位，如门高，P95。 3. 可调原则：设计时优先选择可调结构，可调范围5%-95%。 4. 平均尺寸原则：设计时以P50为依据，如门铃,二、主要人体尺寸数据的应用,例如： 1.身高尺寸，用于确定通道和门的最小高度（考虑尽可能适应100%的人）； 2.立姿眼高，用于确定剧院、礼堂、会议室等处的视线，用于布置广告或展品及隔断高度（适应90%以上的人，特殊情况如隔断应95%以上）；,3.立姿肘部高度尺寸，确定工作台、柜台以及其他站着使用的工作表面的舒适高度，通常低于人的肘部高度5-10cm（适应90%以上的人）； 4.立姿垂直手握高度尺寸，确定开关、控制器、把手等的最大高度尺寸（出发点应该基于小个子人）。,思考与复习题,1、什么是人体测量？人体测量分几类？ 2、有一位女同学，她的身高是1598mm 请 说明有百分之几的人超过了她的身高？又 有百分之几的人比她矮？ （平均身高1586mm 标准差51.8mm） 3、试研究自行车主要尺寸与人体尺寸的对应关系。,
