人體尺寸及其特性PPT課件

1、安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性人體尺寸的差異性人體尺寸的差異性 人體尺寸的差異性體現(xiàn)在人體尺寸的差異性體現(xiàn)在個體差異性個體差異性和和群體差異性群體差異性兩個方面。兩個方面。 個體差異性個體差異性個體與個體之間個體與個體之間，個體的不同年齡階段個體的不同年齡階段。 群體差異性群體差異性不同不同性別性別、種族種族、國家和地區(qū)國家和地區(qū)、時代時代的群體之的群體之間的差異性。間的差異性。安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性人體尺寸的差異性人體尺寸的差異性

2、n 個體差異性個體差異性 注意：注意： 在采用人體尺寸時，必須判斷對象適合哪些年齡組，要注意不同年齡在采用人體尺寸時，必須判斷對象適合哪些年齡組，要注意不同年齡組尺寸數(shù)據(jù)的差異。組尺寸數(shù)據(jù)的差異。 年齡年齡安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性人體尺寸的差異性人體尺寸的差異性n 個體差異性個體差異性 廣泛的研究結(jié)果表明：人到廣泛的研究結(jié)果表明：人到20-25歲歲時身高增長停止，而大約在時身高增長停止，而大約在35-40歲時身高開始減小，女性比男性尤為明顯。歲時身高開始減小，女性比男性尤為明顯。 與身高隨年齡的增長而收縮相反，

3、體重、腹圍、臀圍、胸圍卻隨年齡與身高隨年齡的增長而收縮相反，體重、腹圍、臀圍、胸圍卻隨年齡增長而增長。增長而增長。年齡年齡安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性人體尺寸的差異性人體尺寸的差異性n 群體差異性群體差異性性別性別1、對于大多數(shù)人體尺寸，男性比女性大些；、對于大多數(shù)人體尺寸，男性比女性大些；（但有這幾個尺寸（但有這幾個尺寸坐姿大腿厚、臀寬、坐姿臀寬、胸圍、腰圍、臀坐姿大腿厚、臀寬、坐姿臀寬、胸圍、腰圍、臀圍圍正相反）正相反）2、與身高相同的男子相比，女性的手臂和腿較短，軀干和頭占的比例、與身高相同的男子相比，女性的

4、手臂和腿較短，軀干和頭占的比例較大，肩較窄，骨盆較寬；較大，肩較窄，骨盆較寬；男女之間的差異男女之間的差異安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性人體尺寸的差異性人體尺寸的差異性n 群體差異性群體差異性 俗話說俗話說“一方水土養(yǎng)一方人一方水土養(yǎng)一方人”，由于民族、飲食習(xí)慣、氣候條件，由于民族、飲食習(xí)慣、氣候條件等因素的長期影響，不同種族、區(qū)域的人群的群體差異性很明顯。等因素的長期影響，不同種族、區(qū)域的人群的群體差異性很明顯。 不僅不同國家、不同地區(qū)、不同種族的人體尺寸存在的差異，即不僅不同國家、不同地區(qū)、不同種族的人體尺寸存在

5、的差異，即使是同一國家，不同地區(qū)的人體尺寸也有差異。因此，在設(shè)計中考慮使是同一國家，不同地區(qū)的人體尺寸也有差異。因此，在設(shè)計中考慮產(chǎn)品的多民族的產(chǎn)品的多民族的通用性通用性。地區(qū)地區(qū)種族種族安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性人體尺寸的差異性人體尺寸的差異性n 群體差異性群體差異性 由于生活水平的提高、營養(yǎng)的改善，同一民族、同一地區(qū)的人體由于生活水平的提高、營養(yǎng)的改善，同一民族、同一地區(qū)的人體尺寸可能存在時代差異尺寸可能存在時代差異 。相對來說，青少年人體尺寸的時代差異性比。相對來說，青少年人體尺寸的時代差異性比成年人更顯著

6、。成年人更顯著。 資料研究表明，人體尺寸的時代差異性會在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展快的時期資料研究表明，人體尺寸的時代差異性會在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展快的時期明顯體現(xiàn)出來。例如，歐美率先實現(xiàn)工業(yè)化的一些國家，人體尺寸時明顯體現(xiàn)出來。例如，歐美率先實現(xiàn)工業(yè)化的一些國家，人體尺寸時代差異性從代差異性從20C初較明顯，日本則從初較明顯，日本則從20C五六十年代開始較為明顯。五六十年代開始較為明顯。 時代時代安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性人體尺寸的差異性人體尺寸的差異性n 群體差異性群體差異性 根據(jù)統(tǒng)計，我國與根據(jù)統(tǒng)計，我國與20年前相比，現(xiàn)在中國

7、年前相比，現(xiàn)在中國17歲孩子的體重整整多了歲孩子的體重整整多了8公斤公斤。與。與20年前的標(biāo)準(zhǔn)相比，男孩子的身高增長了年前的標(biāo)準(zhǔn)相比，男孩子的身高增長了5cm。未成年人平。未成年人平均身高增長均身高增長7.5cm。 時代時代安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性人體尺寸的差異性人體尺寸的差異性n 群體差異性群體差異性 不同職業(yè)的人，在身體大小及比例上也存在著差異。例如，一般不同職業(yè)的人，在身體大小及比例上也存在著差異。例如，一般體力勞動者體力勞動者平均身體尺寸都比平均身體尺寸都比腦力勞動者腦力勞動者稍大些。稍大些。職業(yè)職業(yè)安

8、徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性 由于人體尺寸差異性的存在，除了特殊場合需要對個體進(jìn)行由于人體尺寸差異性的存在，除了特殊場合需要對個體進(jìn)行“一對一一對一”的尺寸測量與應(yīng)用外，設(shè)計人員進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計時，多的尺寸測量與應(yīng)用外，設(shè)計人員進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計時，多數(shù)情況下的產(chǎn)品是面向一個群體設(shè)計的，因此需要以數(shù)情況下的產(chǎn)品是面向一個群體設(shè)計的，因此需要以群體人體尺群體人體尺寸寸作為設(shè)計依據(jù)。作為設(shè)計依據(jù)。 但群體的數(shù)量非常龐大，不可能一一測量，這時可采取但群體的數(shù)量非常龐大，不可能一一測量，這時可采取抽樣抽樣測

9、量測量的方法，從而獲得特定群體尺寸的的方法，從而獲得特定群體尺寸的統(tǒng)計規(guī)律和特征參數(shù)統(tǒng)計規(guī)律和特征參數(shù)。 抽取的樣本數(shù)量越大，統(tǒng)計的測量值越接近總體的真實值，也抽取的樣本數(shù)量越大，統(tǒng)計的測量值越接近總體的真實值，也就說偏差越小。就說偏差越小。安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性1. 統(tǒng)計特征函數(shù)統(tǒng)計特征函數(shù)正態(tài)分布正態(tài)分布均值、方差、均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差術(shù)語術(shù)語適應(yīng)域適應(yīng)域百分位百分位百分位數(shù)百分位數(shù)抽樣誤差抽樣誤差安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶

10、人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系 群體的人體尺寸近似符合正態(tài)分布群體的人體尺寸近似符合正態(tài)分布。即一般群。即一般群體中具有中等人體尺寸的人數(shù)最多，隨著對中等體中具有中等人體尺寸的人數(shù)最多，隨著對中等尺寸差值加大，人數(shù)越來越少。以中國男性身高尺寸差值加大，人數(shù)越來越少。以中國男性身高的抽樣分析數(shù)據(jù)為例，身高在的抽樣分析數(shù)據(jù)為例，身高在1678mm1678mm的人數(shù)最多。的人數(shù)最多。身高離這個數(shù)據(jù)越遠(yuǎn)的人數(shù)越少，形成一個中間身高離這個數(shù)據(jù)越遠(yuǎn)的人數(shù)越少，形成一個中間大兩頭小的大兩頭小的“鐘鐘”形曲線，這種分布規(guī)律叫做形曲線，這

11、種分布規(guī)律叫做“正態(tài)分布正態(tài)分布”。正態(tài)分布正態(tài)分布安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性適應(yīng)域適應(yīng)域適應(yīng)域適應(yīng)域 一個設(shè)計只能取一定的人體尺寸一個設(shè)計只能取一定的人體尺寸范圍，這部分人只占整個分布的一范圍，這部分人只占整個分布的一部分部分“域域”，稱為適應(yīng)域。如適應(yīng)，稱為適應(yīng)域。如適應(yīng)域域90就是指百分位就是指百分位595之間之間的范圍。的范圍。 滿足度滿足度安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性安

12、徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系百分位百分位 百分位由百分比表示，表示設(shè)計的適應(yīng)域，百分位由百分比表示，表示設(shè)計的適應(yīng)域，稱為稱為“第幾百分位第幾百分位”。例如，。例如，50%50%稱為第稱為第5050百分百分位。位。 百分位數(shù)是百分位對應(yīng)的百分位數(shù)是百分位對應(yīng)的測量數(shù)值，測量數(shù)值，用用P PN N表表示。例如，男子身高分布的第示。例如，男子身高分布的第5 5百分位數(shù)為百分位數(shù)為（？），則表示有（？），則表示有5%5%的人的身高將低于這個高的人的身高將低于這個高度。度。百分位數(shù)百分位數(shù)安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸

13、及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性 百分位數(shù)（百分位數(shù)（ P PN N ）是一種）是一種位置指標(biāo)，一個界限值位置指標(biāo)，一個界限值。百分位數(shù)將。百分位數(shù)將群體或樣本的全部測量值分成兩部分，有群體或樣本的全部測量值分成兩部分，有N%的測量值等于和小于它，的測量值等于和小于它，有（有（100-N）%的測量值大于它。例如身高尺寸的的測量值大于它。例如身高尺寸的P P5 5 , ,P P9090表示的含義。表示的含義。安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性 在人機工程學(xué)設(shè)計中常用的是第在人機工程學(xué)設(shè)計中常

14、用的是第5、第、第50、第、第95百分位。第百分位。第5百百分位數(shù)代表分位數(shù)代表“小小”身材身材，即只有，即只有5%的人群的數(shù)值低于此下限值；第的人群的數(shù)值低于此下限值；第50百分位數(shù)代表百分位數(shù)代表“中中”身材身材，即分別有，即分別有50%的人群的數(shù)值高于或低的人群的數(shù)值高于或低于此值；第于此值；第95百分位數(shù)代表百分位數(shù)代表“大大”身材身材，即只有，即只有5%的人群的數(shù)值高的人群的數(shù)值高于此上限值。于此上限值。 安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性2. 均值、標(biāo)準(zhǔn)差與百分位數(shù)關(guān)系均值、標(biāo)準(zhǔn)差

15、與百分位數(shù)關(guān)系 在一般的統(tǒng)計方法中，并不一一羅列出所有百分位數(shù)的數(shù)據(jù)，在一般的統(tǒng)計方法中，并不一一羅列出所有百分位數(shù)的數(shù)據(jù)，而往往以而往往以均值和標(biāo)準(zhǔn)差均值和標(biāo)準(zhǔn)差來表示。因此，在人機工程學(xué)中可以根據(jù)均來表示。因此，在人機工程學(xué)中可以根據(jù)均值和標(biāo)準(zhǔn)差來計算某百分位數(shù)人體尺寸，或計算某一人體尺寸所屬值和標(biāo)準(zhǔn)差來計算某百分位數(shù)人體尺寸，或計算某一人體尺寸所屬的百分位數(shù)。的百分位數(shù)。安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性 在人體測量資料中，常常給出的是在人體測量資料中，常常給出的是7個（個（P1、 P5

16、、 P10、 P50 、P90 、P95 、P99 ）百分位數(shù)值。在設(shè)計中，當(dāng)需要得到任一百分位數(shù)值時，）百分位數(shù)值。在設(shè)計中，當(dāng)需要得到任一百分位數(shù)值時，則可按下式進(jìn)行計算：則可按下式進(jìn)行計算： 1%50%之間的數(shù)值之間的數(shù)值 50%99%之間的數(shù)值之間的數(shù)值 式中式中 M平均值；平均值； S標(biāo)準(zhǔn)差；標(biāo)準(zhǔn)差； K百分比變換系數(shù)，由表百分比變換系數(shù)，由表2-1查得。查得。P PN N = M - (S*K) P PN N = M + (S*K) 安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性 例例1 設(shè)計

17、適用于設(shè)計適用于90%東南男性使用的產(chǎn)品，試問應(yīng)按怎樣的身東南男性使用的產(chǎn)品，試問應(yīng)按怎樣的身高范圍設(shè)計該產(chǎn)品尺寸？高范圍設(shè)計該產(chǎn)品尺寸？ 解解 由表由表2-9查得東南男性身高平均值查得東南男性身高平均值 = 1686mm，標(biāo)準(zhǔn)差，標(biāo)準(zhǔn)差S=55.2mm。要求產(chǎn)品適用于。要求產(chǎn)品適用于90%的人，故以第的人，故以第5百分位為下限和第百分位為下限和第95百分位為上限，據(jù)此由表百分位為上限，據(jù)此由表2-1查得變換系數(shù)查得變換系數(shù)K = 1.645。安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性由此可求得第由此

18、可求得第5百分位數(shù)值為：百分位數(shù)值為： P P5 5 = M - (S*K) =1686 - （55.21.645）=1595.2 mm； 也可求得第也可求得第95百分位數(shù)值為：百分位數(shù)值為： P P9595 = M (S*K) =1686+（55.21.645） =1776.8 mm。 結(jié)論：按身高結(jié)論：按身高1595.21776.8 mm設(shè)計產(chǎn)品尺寸，將適用于設(shè)計產(chǎn)品尺寸，將適用于90%的東南男性。的東南男性。安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性總結(jié)：總結(jié)：平均值是作為設(shè)計的基本尺寸，而標(biāo)準(zhǔn)

19、差是作為設(shè)計的調(diào)整平均值是作為設(shè)計的基本尺寸，而標(biāo)準(zhǔn)差是作為設(shè)計的調(diào)整量的。量的。注意：注意：例中被排除的例中被排除的10%的人，是的人，是10%的矮小者還是高大者或者大的矮小者還是高大者或者大小各排除小各排除5%即取中間值，取決于排除后對使用者的影響和經(jīng)濟(jì)效即取中間值，取決于排除后對使用者的影響和經(jīng)濟(jì)效果。果。安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性 當(dāng)需得到某項人體測量尺寸當(dāng)需得到某項人體測量尺寸Xi所處的百分率所處的百分率P時，可按下列步驟及公時，可按下列步驟及公式求得：式求得： 再由下式求得

20、百分率再由下式求得百分率P： P=0.5+p 式中：式中： p概率數(shù)值概率數(shù)值，根據(jù)上面公式求得的，根據(jù)上面公式求得的Z值，在有關(guān)手冊中的值，在有關(guān)手冊中的正態(tài)分布概率數(shù)值表上查得對應(yīng)的概率數(shù)值正態(tài)分布概率數(shù)值表上查得對應(yīng)的概率數(shù)值p。 SMXZi安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性SXXZi 例例2 已知女性已知女性A身高身高1610mm，試求有百分之多少的東北女性超，試求有百分之多少的東北女性超過其高度。過其高度。 解解 由表由表2-6查得東北女性身高平均值查得東北女性身高平均值=1586m

21、m；標(biāo)準(zhǔn)差；標(biāo)準(zhǔn)差S=51.8 mm。由此求得。由此求得Z值為值為463. 08 .51248 .5115861610Z安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性 根據(jù)根據(jù)Z=0.46值查表正態(tài)分布表得值查表正態(tài)分布表得p=0.1772（取近似值（取近似值0.177），求得），求得P值為值為 P=0.5+0.177=0.677 結(jié)論：結(jié)論：身高在身高在1610以下的東北女性為以下的東北女性為67.7%，超過女，超過女性性A身高的東北女性則為身高的東北女性則為32.3%。安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大

22、學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性正態(tài)分布表正態(tài)分布表安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性 3、統(tǒng)計特性、統(tǒng)計特性 人體尺寸數(shù)據(jù)存在以下幾點統(tǒng)計特性：人體尺寸數(shù)據(jù)存在以下幾點統(tǒng)計特性：（1）群體的人體尺寸近似服從正態(tài)分布；）群體的人體尺寸近似服從正態(tài)分布；（2）各部分尺寸間的相關(guān)性；）各部分尺寸間的相關(guān)性；（3）人體尺寸比例關(guān)系的差異性。）人體尺寸比例關(guān)系的差異性。安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系安徽理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計系羅碧娟安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院胡曉慶人體尺寸及其特性人體尺寸及其特性統(tǒng)計特征與特性統(tǒng)計特征與特性（2 2）各部分尺寸間的相關(guān)性）各部分尺寸間的相關(guān)性 正常成年人的各部分尺寸之間存在一定的線性相關(guān)正