安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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第二章 人体的人机学参数
内 容
第一节 人体尺寸及其测量
第二节 人体的人机学参数
第三节 疲劳的测定
第四节 人体测量数据的应用
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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一,人体测量的基本术语
? 被测者姿势 （ 立姿, 坐姿 ）
? 测量基准面 （ 见图 1）
? 测量方向
? 支承面和着装
? 基本测点及测量项目 (见图 2、图 3)
第一节 人体尺寸及其测量
继 续
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图
1
人
体
测
量
基
准
面
和
基
准
轴
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图
1-b
人
体
测
量
基
准
面
和
基
准
轴
图
1-a
人
体
测
量
基
准
面
和
基
准
轴
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图 2-a 测量项目 -立姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图 2-b 测量项目 -立姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图 2-c 测量项目 -立姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图 2-d 测量项目 -立姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图 2-e 测量项目 -立姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
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图 2-f 测量项目 -立姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
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︶
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图 3-a 测量项目 -坐姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
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图 3-b 测量项目 -坐姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图 3-c 测量项目 -坐姿
安
全
人
机
工
程
学
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第
二
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图 3-d 测量项目 -坐姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
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安全与环境工程系 第 15 页2011-7-18
图 3-e 测量项目 -坐姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
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安全与环境工程系 第 16 页2011-7-18
在人体尺寸测量中所采用的人体测量仪
器有：人体测高仪、人体测量用直脚规、人
体测量用弯脚规、人体测量用三脚平行规、
坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用
磅秤等。
? 人体测高仪
? 直脚规
? 直脚规
? （ 参 见图 4-a 见图 4-b 见图 4-c）
继 续
二,人体尺寸测量用的主要仪器
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
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︶
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图
4-a
人
体
测
高
仪
安
全
人
机
工
程
学
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第
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图 4-b 人体测量用直脚规
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
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图
2-
4
人
体
测
量
用
弯
脚
规(
4-c)
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
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三,人体测量中的主要统计函数
? 均值
? 方差 2
1
_2
)(11 ?
?
???
n
i
i xxns
?
?
???
n
i
i xnxns
1
_
22 )(
1
1
?
?
?
?????
n
i
i
n x
nn
xxxx
1
21 1...
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 21 页2011-7-18
三,人体测量中的主要统计函数
? 标准差
? 抽样误差
? 百分位数和适应度
n
ss
x ?
skxx ???
_
?
2
1
_
)(
1
1 ?
?
?
?
?
n
i
i xxns
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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百分比（ %） K 百分比（ %） K
0.5 2.576 70 0.524
1.0 2.326 75 0.674
2.5 1.960 80 0.842
5 1.645 85 1.036
10 1.282 90 1.282
15 1.036 95 1.645
20 0.842 97.5 1.960
25 0.674 99.0 2.326
30 0.524 99.5 2.576
表 2-1 百分比与变换系数
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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四,常用人体测量数据
1,我国成年人的人体结构尺寸
图
2-
5
立
姿
人
体
尺
寸
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
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︶
安全与环境工程系 第 24 页2011-7-18
图 2-6 坐姿人体尺寸
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图
2-
7
人
体
水
平
尺
寸
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
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表 2— 2 人体主要尺寸 (单位,mm)
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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表 2-3 立姿人体尺寸 (单位,mm)
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 28 页2011-7-18
表 2-4 坐姿人体尺寸 (单位,mm)
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 29 页2011-7-18
表 2-5 人体水平尺寸 （单位,mm）
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
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︶
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表 2-6 各区域的体重、身高和胸围三项参数的均值和标准差 （单位,mm）
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
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︶
安全与环境工程系 第 31 页2011-7-18
2,我国成年人人体动态尺度
（ 1） 肢体活动角度范围
图 2-8 人体肢体活动角度范围
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 32 页2011-7-18
图 2-9 人体上部及上肢固定姿势活动角度范围
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 33 页2011-7-18
图
2-
10
立
姿
上
身
及
手
的
可
及
范
围
、
坐
姿
上
身
及
手
的
可
及
范
围
（
2
）
不
同
姿
势
时
手
能
及
的
空
间
范
围
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 34 页2011-7-18
图 2-11单腿跪姿上身及手的可及范围
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 35 页2011-7-18
图 2-12 仰卧姿势手及腿的活动空间
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 36 页2011-7-18
3、常用人体功能尺寸测量区域
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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五、手、脚作业域测量
1,手的测量
图 2—14 手的测量
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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(1) 水平作业域
图 2-15 手在水平面的正常作业阈和最大作业域（ cm）
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 39 页2011-7-18
图 2-16 坐姿抓握作业域（ cm）
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 40 页2011-7-18
(2) 垂直作业域
图 2-17 立姿双臂垂直作业域图 2-18 立姿双臂垂直作业域
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 41 页2011-7-18
图 2-19 身高与摸高的关系
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 42 页2011-7-18
2、脚的测量
图 2— 20 脚的测量
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 43 页2011-7-18
3,脚作业空间
图 2-21 脚的作业区域
第一节结束
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 44 页2011-7-18
一、人体体部指数及有关人机学参数计算
可根据人体的身高、体重等基础测量数据，
利用一些经验公式计算出所需的其它各部分数据。
1,人体的体部指数
（ 参见教材 P34公式 2-7～ 2-11）
2,用人体身高尺寸计算人体各部分尺寸
（见 图 2-22,图 2-23及 表 2-9）
第二节 人体的人机学参数
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 45 页2011-7-18
图 2-22 坐姿静态尺寸编号图
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 46 页2011-7-18
图 2— 23 立姿静态尺寸图
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 47 页2011-7-18
名 称 计算式 名 称 计算式
坐 高 0.523H 肘与肘间宽 0.256H
膝 高 0.311H 臀部宽 0.203H
坐姿臀高 0.249H 肩 宽 0.229H
座到肘高 0.135H 手前伸长度 0.462H
大腿厚 0.086H 坐位眼高 0.454H
臀部到膝高 0.342H 两手恻平伸长度 1.032H
臀部到小腿长 0.280H 坐面至举手指尖高 0.795H
表 2-9 静坐时人体尺寸与身高的关系
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 48 页2011-7-18
3,用人体体重计算人体体积和表面积
（ 1） 人体体积
（ 2） 体表面积
4,用身高、体重、表面积求有关人机学参数
（ 见表 2-10 ）
937.4015.1 ?? WV
72 5.042 5.0 HWKS R ???
1529.00128.00061.0 ??? WHS
0 5 1 4 5 6.00 4 2 2 4 60235.0 WHS ?
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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表 2-10 人体有关人机学参数计算公式
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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二,人体生理学参数及测量
1、最大耗氧量 （ Vo2max） 及氧债能力 （ 见图 2-24 ）
2、最大心率
3、搏出量与最大心脏输出
4、肌电图
5、呼吸量的测定
6、脉搏数的测定
7、发汗的测定
8、血液成份变化的测定
9、脑电图 （ 见表 2— 12 ）
第二节结束
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图 2-24 三种氧债与相应的劳动负荷示意图
（ a）常量负荷 （ b）高量负荷 （ c）超量负荷
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 52 页2011-7-18
表 2— 12 大脑意识状态与人为错误的潜在危险性
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
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︶
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一、疲劳自觉症状调查
身体症状 精神症状 感觉症状
头晕
头痛
全身不适
身体局部不适或痛
肩膀酸痛
呼吸困难
腿软
口粘、口干
打呵欠
出冷汗
头脑不清
思想不集中不原思考
不爱说话
焦躁
困倦
精神涣散
对事冷漠
易忘事
常出错
对事放心不下
眼睛疲劳、恍惚
眼睛发滞、发干
动作笨拙、失误
脚下不稳、摇晃
味觉不灵
眩晕
眼皮及其他部位发抖
听觉迟钝、耳鸣
手脚打颤
动作不准
表 2－ 12 疲劳自觉症状调查表
第三节 疲劳的测定
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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二、测量疲劳的几种方法
1,测定心率
2,呼气分析法
3,触两点辨别阈法 （ 表 2－ 13）
4,膝腱反射阈的测定
5,反应时间测定法
6,频闪融合阈值测定法 （ 表 2－ 14与 图 2-25）
7,色名读唱时间法
8,皮肤电流测定法
第三节结束
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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中 指 2.5
食 指 3.0
拇 指 3.5
无名指 4.0
小 指 4.5
上 唇 5.5
文 颊 7.0
鼻 部 8.0
手 掌 11.5
大足趾 12.0
前 额 15.0
脚 底 22.5
腹 部 34.0
胸 部 36.0
前 臂 38.5
肩 部 41.0
背 部 44.0
上 臂 44.5
大 腿 45.5
小 腿 47
表 2－ 13 人体皮肤不同部位的触两点辨别阈
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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劳动类型
日间变化率（％） 周间变化率（％）
理想界限 允许界限 理想界限 允许界限
体力劳动
体力, 脑力结合的劳动
脑力劳动
～ 10
～ 7
～ 6
～ 20
～ 16
～ 10
～ 3
～ 3
～ 3
～ 13
～ 13
～ 13
表 2－ 14 频闪融合阈值
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
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图 2-25 CFF值及心动数日周期变化
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
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第四节 人体测量数据的应用
一,人体数据的运用准则
1、最大最小准则。
2、可调性准则
3、平均准则
4、使用最新人体数据准则
5、地域性准则
6、功能修正与最小心理空间相结合准则
7、标准化准则。
8、姿势与身材相关联准则
9、合理选择百分位和适用度准则
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
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? 人体测量数据选用的注意事项
? 设计和确定作业空间尺寸的根据，必须保证至少 90%
的用户的适应性、兼容性、操作性和维护性，即 人体
主要尺寸的设计极限 应根据第 5至 95百分位数的值确定。
? 必须适应或允许 身体某些部分通过的空间尺寸 （如通
道、出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以
第 95百分位的值作为适用的人体尺寸。
? 有限度的或受身体延伸所 限制的空间尺寸 （如抓握物
体的可及距离、控制器的位移、显示器与测试点位置、
安全防护罩上的空隙等），应以第 5百分位的值作为适
用的人体尺寸 。
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 60 页2011-7-18
? 可调整的尺寸 （ 如高度可调的坐椅, 工作台, 控制器,
安全带等 ）, 应以第 5百分位至第 95百分位的人体尺
寸范围作为高速范围适用的人体尺寸；只能用一种中
等尺寸供群体使用时 （ 如墙壁上的开关高度, 门上把
手尺寸等 ）, 应以第 50百分位数作为适用的人体尺寸
? 搞清该尺寸的适用范围, 如适用的国家, 地区, 民族,
年龄, 性别, 职业及社会阶层等, 否则, 盲目选用,
设计出的产品适用性较差
? 人体测量数据应用应注意人体尺寸的变化 。 一方面从
事某种工作的劳动人群的身材有变化时, 其最佳适应
尺寸也应随之改变；另一方面, 世界各国人体身高有
增加的趋势, 近 20年来世界各国人体的身高平均每 10
年增加 1cm,我国的人体身高增加更快, 所以在收集
或选用人体尺寸资料时应注意这种现象 。
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 61 页2011-7-18
二、人体尺度在工程设计中的应用
1．人体尺度应用的原则 （ 从工程设计应用角度 讲）
（ 1） 满足度：满足度是产品设计尺寸满足特定使用者
群体的百分率 。 也就是说从人体工程学角度看, 你的设
计适合多少人,
（ 2） 产品尺寸设计任务的分类
① I型产品尺寸设计 (就是上面所说的可调准则 )：尺
寸在上限值和下限值之间可调, 上下限百分位分别为 5
％ 和 95％ 时, 满足度为 90％ 。
② Ⅱ 型产品尺寸设计 (最大最小准则 )表 2— 16
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 62 页2011-7-18
产品类型 产品类型定义 说 明
I型产品
尺寸设计
需要两个百分位数作为
尺寸上限值和下限值的依据 属双限值设计
Ⅱ 型产品
尺寸设计
只需要一个百分位数作为
尺寸上限值或下限值的依据 属单限值设计
Ⅱ A型产品
尺寸设计
只需要一个人体尺寸百分位数
作为尺寸上限值的依据 属大尺寸设计
Ⅱ B型产品
尺寸设计
只需要一个人体尺寸百分位数
作为尺寸下限值的依据 属小尺寸设计
Ⅲ 型产品
尺寸设计
只需要第 50百分位数作为
产品尺寸设计的依据 平均尺寸设计
表 2-16 人体尺寸百分位数选择
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
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︶
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2、人体尺寸的应用方法和程序
（ 1） 确定所设计对象的类型和适应度
确定设计对象的功能尺寸的主要依据是人体尺寸百分
位数，而它的选用又与设计对象的类型密切相关。首先
应确定所设计的对象是属于哪一类型。见表 2— 17。
（ 2） 选择人体尺寸百分位数
在确认所设计的产品类型及其等级之后，选择人体尺
寸百分位数的 依据是适用度 。人机工程学设计中的适用
度，是指所设计产品在尺寸上能满足多少人使用，通常
以适合使用的人数占使用者群体的百分比表示。
安
全
人
机
工
程
学
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第
二
章
︶
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设计
类型
产品重
要程度 百分位数的选择 适应度
I 型
涉及人的安
全、的健康
一般用途
选用户 x99和 x1为尺寸上、下限值的依据
选用 x99和 x5作为尺寸上、下限值的依据
98%
90%
Ⅱ A型
涉及人的安
全、健康的
一般用途
选用 x99和 x95作为尺寸上限值的依据
选用 x90作为尺寸上限值的依据
99%或
95%
90%
Ⅱ B型
涉及人的安
全、健康的
一般用途
选用 x1和 x5几作为尺寸下限值的依据
选用 x10作为尺寸下限值的依据
99%或
95%
90%
Ⅲ 型
产品 一般用途 选用户 x50作为产品尺寸设计的依据 通用
成年男、
女通用
产品
一般用途 选用男性的 x99,x95或 x90为尺寸上限值选用女性的 x
1,x5，或 x10为尺寸下限值
通用
表 2-17 产品尺寸设计分类
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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3．确定功能修正量和心理修正量
（ 1） 必须考虑到实际中人的可能姿势、动态操
作、着装等需要的设计裕度，所有这些设计裕
度总计为 功能修正量
（ 2） 为了消除人们心理上的, 空间压抑感,,
,高度恐惧感, 和, 过于接近时的窘迫感和不
舒适感, 等心理感受，或者是为了满足人们
,求美,,, 求奇, 等心理需求，涉及人的产
品和环境空间设计,必须再附加一项必要的心
理空间尺寸，即 心理修正量
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 66 页2011-7-18
四, 人体身高在设计中的应用方法
以身高为基准确定工作面高度、设备和用具高度的方法，
通常是把设计对象归成各种典型的类型，并建立设计对象
的高度与人体身高的比例关系，以供设计时选择和查用。
图 2— 26是以身高为基准的设备和用具的尺寸推算图，图中
各代号的含义如表 2— 18所示。
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图
2-
26
以
身
高
为
基
准
的
设
备
和
用
具
尺
寸
概
算
图
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 68 页2011-7-18
代号 定 义 设备高与身高之比
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12
13
14
15
16
17
举手达到的高度
可随意取放东西的搁板高度 (上限值 )
倾斜地面的顶棚高度 (最小值，地面倾斜度为 5— 15゜ )
楼梯的顶棚高度 (最小值，地面倾斜度为 25～ 35゜ )
遮挡住直立姿势视线的隔板高度 (下限值 )
直立姿势眼高
抽屉高度 (上限值 )
使用方便的搁板高度 (上限值 )
斜坡大的楼梯的天棚高度 (最小值，倾斜度为 50゜左右
能发挥最大拉力的高度
人体重心高度
采取直立姿势时工作面的高度
坐高 (坐姿 )
灶台高度
洗脸盆高度
办公桌高度 (不包括鞋 )
垂直踏棍爬梯的空间尺寸 (最小值，倾斜 80～ 90゜ )
手提物的长度 (最大值 )
4／ 3
7／ 6
8／ 7
l／ 1
33／ 34
11／ 12
10／ 11
6／ 7
3／ 4
3／ 5
5／ 9
6／ ll
6／ 11
10／ 19
4／ 9
7／ 17
2／ 5
3／ 8
说明：上述尺寸均未考虑着装和穿鞋袜修正量，若穿鞋袜 +2.5cm； * 号为坐位
基点的高度。
表 2-19 设备、用具及通道高度与身高的关系
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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第二章 人体的人机学参数
内 容
第一节 人体尺寸及其测量
第二节 人体的人机学参数
第三节 疲劳的测定
第四节 人体测量数据的应用
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 2 页2011-7-18
一,人体测量的基本术语
? 被测者姿势 （ 立姿, 坐姿 ）
? 测量基准面 （ 见图 1）
? 测量方向
? 支承面和着装
? 基本测点及测量项目 (见图 2、图 3)
第一节 人体尺寸及其测量
继 续
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 3 页2011-7-18
图
1
人
体
测
量
基
准
面
和
基
准
轴
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 4 页2011-7-18
图
1-b
人
体
测
量
基
准
面
和
基
准
轴
图
1-a
人
体
测
量
基
准
面
和
基
准
轴
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图 2-a 测量项目 -立姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 6 页2011-7-18
图 2-b 测量项目 -立姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图 2-c 测量项目 -立姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 8 页2011-7-18
图 2-d 测量项目 -立姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 9 页2011-7-18
图 2-e 测量项目 -立姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图 2-f 测量项目 -立姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图 3-a 测量项目 -坐姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 12 页2011-7-18
图 3-b 测量项目 -坐姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 13 页2011-7-18
图 3-c 测量项目 -坐姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
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图 3-d 测量项目 -坐姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 15 页2011-7-18
图 3-e 测量项目 -坐姿
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 16 页2011-7-18
在人体尺寸测量中所采用的人体测量仪
器有：人体测高仪、人体测量用直脚规、人
体测量用弯脚规、人体测量用三脚平行规、
坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用
磅秤等。
? 人体测高仪
? 直脚规
? 直脚规
? （ 参 见图 4-a 见图 4-b 见图 4-c）
继 续
二,人体尺寸测量用的主要仪器
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 17 页2011-7-18
图
4-a
人
体
测
高
仪
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 18 页2011-7-18
图 4-b 人体测量用直脚规
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 19 页2011-7-18
图
2-
4
人
体
测
量
用
弯
脚
规(
4-c)
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 20 页2011-7-18
三,人体测量中的主要统计函数
? 均值
? 方差 2
1
_2
)(11 ?
?
???
n
i
i xxns
?
?
???
n
i
i xnxns
1
_
22 )(
1
1
?
?
?
?????
n
i
i
n x
nn
xxxx
1
21 1...
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 21 页2011-7-18
三,人体测量中的主要统计函数
? 标准差
? 抽样误差
? 百分位数和适应度
n
ss
x ?
skxx ???
_
?
2
1
_
)(
1
1 ?
?
?
?
?
n
i
i xxns
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 22 页2011-7-18
百分比（ %） K 百分比（ %） K
0.5 2.576 70 0.524
1.0 2.326 75 0.674
2.5 1.960 80 0.842
5 1.645 85 1.036
10 1.282 90 1.282
15 1.036 95 1.645
20 0.842 97.5 1.960
25 0.674 99.0 2.326
30 0.524 99.5 2.576
表 2-1 百分比与变换系数
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 23 页2011-7-18
四,常用人体测量数据
1,我国成年人的人体结构尺寸
图
2-
5
立
姿
人
体
尺
寸
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 24 页2011-7-18
图 2-6 坐姿人体尺寸
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 25 页2011-7-18
图
2-
7
人
体
水
平
尺
寸
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 26 页2011-7-18
表 2— 2 人体主要尺寸 (单位,mm)
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 27 页2011-7-18
表 2-3 立姿人体尺寸 (单位,mm)
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 28 页2011-7-18
表 2-4 坐姿人体尺寸 (单位,mm)
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 29 页2011-7-18
表 2-5 人体水平尺寸 （单位,mm）
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 30 页2011-7-18
表 2-6 各区域的体重、身高和胸围三项参数的均值和标准差 （单位,mm）
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 31 页2011-7-18
2,我国成年人人体动态尺度
（ 1） 肢体活动角度范围
图 2-8 人体肢体活动角度范围
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 32 页2011-7-18
图 2-9 人体上部及上肢固定姿势活动角度范围
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 33 页2011-7-18
图
2-
10
立
姿
上
身
及
手
的
可
及
范
围
、
坐
姿
上
身
及
手
的
可
及
范
围
（
2
）
不
同
姿
势
时
手
能
及
的
空
间
范
围
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 34 页2011-7-18
图 2-11单腿跪姿上身及手的可及范围
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 35 页2011-7-18
图 2-12 仰卧姿势手及腿的活动空间
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 36 页2011-7-18
3、常用人体功能尺寸测量区域
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 37 页2011-7-18
五、手、脚作业域测量
1,手的测量
图 2—14 手的测量
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 38 页2011-7-18
(1) 水平作业域
图 2-15 手在水平面的正常作业阈和最大作业域（ cm）
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 39 页2011-7-18
图 2-16 坐姿抓握作业域（ cm）
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 40 页2011-7-18
(2) 垂直作业域
图 2-17 立姿双臂垂直作业域图 2-18 立姿双臂垂直作业域
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 41 页2011-7-18
图 2-19 身高与摸高的关系
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 42 页2011-7-18
2、脚的测量
图 2— 20 脚的测量
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 43 页2011-7-18
3,脚作业空间
图 2-21 脚的作业区域
第一节结束
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 44 页2011-7-18
一、人体体部指数及有关人机学参数计算
可根据人体的身高、体重等基础测量数据，
利用一些经验公式计算出所需的其它各部分数据。
1,人体的体部指数
（ 参见教材 P34公式 2-7～ 2-11）
2,用人体身高尺寸计算人体各部分尺寸
（见 图 2-22,图 2-23及 表 2-9）
第二节 人体的人机学参数
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 45 页2011-7-18
图 2-22 坐姿静态尺寸编号图
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 46 页2011-7-18
图 2— 23 立姿静态尺寸图
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 47 页2011-7-18
名 称 计算式 名 称 计算式
坐 高 0.523H 肘与肘间宽 0.256H
膝 高 0.311H 臀部宽 0.203H
坐姿臀高 0.249H 肩 宽 0.229H
座到肘高 0.135H 手前伸长度 0.462H
大腿厚 0.086H 坐位眼高 0.454H
臀部到膝高 0.342H 两手恻平伸长度 1.032H
臀部到小腿长 0.280H 坐面至举手指尖高 0.795H
表 2-9 静坐时人体尺寸与身高的关系
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 48 页2011-7-18
3,用人体体重计算人体体积和表面积
（ 1） 人体体积
（ 2） 体表面积
4,用身高、体重、表面积求有关人机学参数
（ 见表 2-10 ）
937.4015.1 ?? WV
72 5.042 5.0 HWKS R ???
1529.00128.00061.0 ??? WHS
0 5 1 4 5 6.00 4 2 2 4 60235.0 WHS ?
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 49 页2011-7-18
表 2-10 人体有关人机学参数计算公式
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 50 页2011-7-18
二,人体生理学参数及测量
1、最大耗氧量 （ Vo2max） 及氧债能力 （ 见图 2-24 ）
2、最大心率
3、搏出量与最大心脏输出
4、肌电图
5、呼吸量的测定
6、脉搏数的测定
7、发汗的测定
8、血液成份变化的测定
9、脑电图 （ 见表 2— 12 ）
第二节结束
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 51 页2011-7-18
图 2-24 三种氧债与相应的劳动负荷示意图
（ a）常量负荷 （ b）高量负荷 （ c）超量负荷
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 52 页2011-7-18
表 2— 12 大脑意识状态与人为错误的潜在危险性
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 53 页2011-7-18
一、疲劳自觉症状调查
身体症状 精神症状 感觉症状
头晕
头痛
全身不适
身体局部不适或痛
肩膀酸痛
呼吸困难
腿软
口粘、口干
打呵欠
出冷汗
头脑不清
思想不集中不原思考
不爱说话
焦躁
困倦
精神涣散
对事冷漠
易忘事
常出错
对事放心不下
眼睛疲劳、恍惚
眼睛发滞、发干
动作笨拙、失误
脚下不稳、摇晃
味觉不灵
眩晕
眼皮及其他部位发抖
听觉迟钝、耳鸣
手脚打颤
动作不准
表 2－ 12 疲劳自觉症状调查表
第三节 疲劳的测定
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 54 页2011-7-18
二、测量疲劳的几种方法
1,测定心率
2,呼气分析法
3,触两点辨别阈法 （ 表 2－ 13）
4,膝腱反射阈的测定
5,反应时间测定法
6,频闪融合阈值测定法 （ 表 2－ 14与 图 2-25）
7,色名读唱时间法
8,皮肤电流测定法
第三节结束
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 55 页2011-7-18
中 指 2.5
食 指 3.0
拇 指 3.5
无名指 4.0
小 指 4.5
上 唇 5.5
文 颊 7.0
鼻 部 8.0
手 掌 11.5
大足趾 12.0
前 额 15.0
脚 底 22.5
腹 部 34.0
胸 部 36.0
前 臂 38.5
肩 部 41.0
背 部 44.0
上 臂 44.5
大 腿 45.5
小 腿 47
表 2－ 13 人体皮肤不同部位的触两点辨别阈
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 56 页2011-7-18
劳动类型
日间变化率（％） 周间变化率（％）
理想界限 允许界限 理想界限 允许界限
体力劳动
体力, 脑力结合的劳动
脑力劳动
～ 10
～ 7
～ 6
～ 20
～ 16
～ 10
～ 3
～ 3
～ 3
～ 13
～ 13
～ 13
表 2－ 14 频闪融合阈值
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 57 页2011-7-18
图 2-25 CFF值及心动数日周期变化
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
︶
安全与环境工程系 第 58 页2011-7-18
第四节 人体测量数据的应用
一,人体数据的运用准则
1、最大最小准则。
2、可调性准则
3、平均准则
4、使用最新人体数据准则
5、地域性准则
6、功能修正与最小心理空间相结合准则
7、标准化准则。
8、姿势与身材相关联准则
9、合理选择百分位和适用度准则
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
二
章
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安全与环境工程系 第 59 页2011-7-18
? 人体测量数据选用的注意事项
? 设计和确定作业空间尺寸的根据，必须保证至少 90%
的用户的适应性、兼容性、操作性和维护性，即 人体
主要尺寸的设计极限 应根据第 5至 95百分位数的值确定。
? 必须适应或允许 身体某些部分通过的空间尺寸 （如通
道、出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以
第 95百分位的值作为适用的人体尺寸。
? 有限度的或受身体延伸所 限制的空间尺寸 （如抓握物
体的可及距离、控制器的位移、显示器与测试点位置、
安全防护罩上的空隙等），应以第 5百分位的值作为适
用的人体尺寸 。
安
全
人
机
工
程
学
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? 可调整的尺寸 （ 如高度可调的坐椅, 工作台, 控制器,
安全带等 ）, 应以第 5百分位至第 95百分位的人体尺
寸范围作为高速范围适用的人体尺寸；只能用一种中
等尺寸供群体使用时 （ 如墙壁上的开关高度, 门上把
手尺寸等 ）, 应以第 50百分位数作为适用的人体尺寸
? 搞清该尺寸的适用范围, 如适用的国家, 地区, 民族,
年龄, 性别, 职业及社会阶层等, 否则, 盲目选用,
设计出的产品适用性较差
? 人体测量数据应用应注意人体尺寸的变化 。 一方面从
事某种工作的劳动人群的身材有变化时, 其最佳适应
尺寸也应随之改变；另一方面, 世界各国人体身高有
增加的趋势, 近 20年来世界各国人体的身高平均每 10
年增加 1cm,我国的人体身高增加更快, 所以在收集
或选用人体尺寸资料时应注意这种现象 。
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全
人
机
工
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二、人体尺度在工程设计中的应用
1．人体尺度应用的原则 （ 从工程设计应用角度 讲）
（ 1） 满足度：满足度是产品设计尺寸满足特定使用者
群体的百分率 。 也就是说从人体工程学角度看, 你的设
计适合多少人,
（ 2） 产品尺寸设计任务的分类
① I型产品尺寸设计 (就是上面所说的可调准则 )：尺
寸在上限值和下限值之间可调, 上下限百分位分别为 5
％ 和 95％ 时, 满足度为 90％ 。
② Ⅱ 型产品尺寸设计 (最大最小准则 )表 2— 16
安
全
人
机
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产品类型 产品类型定义 说 明
I型产品
尺寸设计
需要两个百分位数作为
尺寸上限值和下限值的依据 属双限值设计
Ⅱ 型产品
尺寸设计
只需要一个百分位数作为
尺寸上限值或下限值的依据 属单限值设计
Ⅱ A型产品
尺寸设计
只需要一个人体尺寸百分位数
作为尺寸上限值的依据 属大尺寸设计
Ⅱ B型产品
尺寸设计
只需要一个人体尺寸百分位数
作为尺寸下限值的依据 属小尺寸设计
Ⅲ 型产品
尺寸设计
只需要第 50百分位数作为
产品尺寸设计的依据 平均尺寸设计
表 2-16 人体尺寸百分位数选择
安
全
人
机
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2、人体尺寸的应用方法和程序
（ 1） 确定所设计对象的类型和适应度
确定设计对象的功能尺寸的主要依据是人体尺寸百分
位数，而它的选用又与设计对象的类型密切相关。首先
应确定所设计的对象是属于哪一类型。见表 2— 17。
（ 2） 选择人体尺寸百分位数
在确认所设计的产品类型及其等级之后，选择人体尺
寸百分位数的 依据是适用度 。人机工程学设计中的适用
度，是指所设计产品在尺寸上能满足多少人使用，通常
以适合使用的人数占使用者群体的百分比表示。
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全
人
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设计
类型
产品重
要程度 百分位数的选择 适应度
I 型
涉及人的安
全、的健康
一般用途
选用户 x99和 x1为尺寸上、下限值的依据
选用 x99和 x5作为尺寸上、下限值的依据
98%
90%
Ⅱ A型
涉及人的安
全、健康的
一般用途
选用 x99和 x95作为尺寸上限值的依据
选用 x90作为尺寸上限值的依据
99%或
95%
90%
Ⅱ B型
涉及人的安
全、健康的
一般用途
选用 x1和 x5几作为尺寸下限值的依据
选用 x10作为尺寸下限值的依据
99%或
95%
90%
Ⅲ 型
产品 一般用途 选用户 x50作为产品尺寸设计的依据 通用
成年男、
女通用
产品
一般用途 选用男性的 x99,x95或 x90为尺寸上限值选用女性的 x
1,x5，或 x10为尺寸下限值
通用
表 2-17 产品尺寸设计分类
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全
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3．确定功能修正量和心理修正量
（ 1） 必须考虑到实际中人的可能姿势、动态操
作、着装等需要的设计裕度，所有这些设计裕
度总计为 功能修正量
（ 2） 为了消除人们心理上的, 空间压抑感,,
,高度恐惧感, 和, 过于接近时的窘迫感和不
舒适感, 等心理感受，或者是为了满足人们
,求美,,, 求奇, 等心理需求，涉及人的产
品和环境空间设计,必须再附加一项必要的心
理空间尺寸，即 心理修正量
安
全
人
机
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四, 人体身高在设计中的应用方法
以身高为基准确定工作面高度、设备和用具高度的方法，
通常是把设计对象归成各种典型的类型，并建立设计对象
的高度与人体身高的比例关系，以供设计时选择和查用。
图 2— 26是以身高为基准的设备和用具的尺寸推算图，图中
各代号的含义如表 2— 18所示。
安
全
人
机
工
程
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图
2-
26
以
身
高
为
基
准
的
设
备
和
用
具
尺
寸
概
算
图
安
全
人
机
工
程
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代号 定 义 设备高与身高之比
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12
13
14
15
16
17
举手达到的高度
可随意取放东西的搁板高度 (上限值 )
倾斜地面的顶棚高度 (最小值，地面倾斜度为 5— 15゜ )
楼梯的顶棚高度 (最小值，地面倾斜度为 25～ 35゜ )
遮挡住直立姿势视线的隔板高度 (下限值 )
直立姿势眼高
抽屉高度 (上限值 )
使用方便的搁板高度 (上限值 )
斜坡大的楼梯的天棚高度 (最小值，倾斜度为 50゜左右
能发挥最大拉力的高度
人体重心高度
采取直立姿势时工作面的高度
坐高 (坐姿 )
灶台高度
洗脸盆高度
办公桌高度 (不包括鞋 )
垂直踏棍爬梯的空间尺寸 (最小值，倾斜 80～ 90゜ )
手提物的长度 (最大值 )
4／ 3
7／ 6
8／ 7
l／ 1
33／ 34
11／ 12
10／ 11
6／ 7
3／ 4
3／ 5
5／ 9
6／ ll
6／ 11
10／ 19
4／ 9
7／ 17
2／ 5
3／ 8
说明：上述尺寸均未考虑着装和穿鞋袜修正量，若穿鞋袜 +2.5cm； * 号为坐位
基点的高度。
表 2-19 设备、用具及通道高度与身高的关系
