【正文】 差，其效率不高，因為它要用數(shù)據(jù)作兩次計算，即首先用數(shù)據(jù)算出 ，再用數(shù)據(jù)去算出 S2。所以，方差的平方根 SD稱為標準差。在實際測量和統(tǒng)汁分析中，總是以樣本推測總體，而在一般情況下，樣本與總體不可能完全相同，其差別就是由抽樣引起的。當樣本數(shù)據(jù)列的標準差為 SD，樣本容量為 n時，則抽樣誤差的計算式為： 由上式可知，均值的標準差要比測量數(shù)據(jù)列的標準差小 倍。因此，在可能范圍內(nèi)增加樣本容量，可以提高測量結果的精度。一個百分位數(shù)將群體或樣本的全部測量值分為兩部分，有 K％的測量值等于和小于它，有 (100— K)％的測量值大于它。其中第 5百分位數(shù)是代表“小”身材，是指有 5％的人群身材尺寸小于此值，而有 95％的人群身材尺寸均大于此值；第 50百分位數(shù)表示“中”身材，是指大于和小于此人群身材尺寸的各為 50％；第 95百分位數(shù)代表“大”身體，是指有 95％的人群身材尺寸均小于此值，而有 5％的人群身材尺寸大于此值。雖然人體尺寸并不完全是正態(tài)分布，但通常仍可使用正態(tài)分布曲線來計算。 5/6/2023 20 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 (1)求某百分位數(shù)上的人體尺寸 當已知某項人體測量尺寸的均值為，標準差為，需要求任一百分位的人體測量尺寸 x時，可用下式計算： 當求 1％一 50％之間的數(shù)據(jù)時，式中取“一”號；當求 50％～ 99％之間的數(shù)據(jù)時，式中取“ +”號。 K)(Sxx D ???5/6/2023 21 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 (2)求數(shù)據(jù)所屬百分率 當已知某項人體測量尺寸為 xi ，其均值為 ，標準差為 SD時，需要求該尺寸 xi所處的百分率 P時，可按下列方法求得，即按 計算出 z值，根據(jù)z值在 表 22給出的正態(tài)分布概率數(shù)值表上查得對應的概率數(shù)值 p，則百分率 P按下式計算： x Di )/Sx(xz ? ??5/6/2023 22 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 167。該標準根據(jù)人機工程學要求提供了我國成年人人體尺寸的基礎數(shù)據(jù)，它適用于工業(yè)產(chǎn)品設計、建筑設計、軍事工業(yè)以及工業(yè)的技術改造、設備更新及勞動安全保護。在各類人體尺寸數(shù)據(jù)表中，除了給出工業(yè)生產(chǎn)中法定成年人年齡范圍內(nèi)的人體尺寸，同時還將該年齡范圍分為三個年齡段： 18— 25歲 (男、女 )； 26～ 35歲 (男、女 )； 36～ 60歲 (男 )和 36— 55歲 (女 )，且分別給出這些年齡段的各項人體尺寸數(shù)值。但限于篇幅，本章中僅引用了工業(yè)生產(chǎn)中法定成年人年齡范圍內(nèi)的人體尺寸，其他三個年齡段的人體尺寸從略。 2．立姿人體尺寸 該標準中提供的成年人立姿人體尺寸有：眼高、肩高、肘高、手功能高、會陰高、脛骨點高，這六項立姿人體尺寸的部位見 圖 26(b)，我國成年人立姿人體尺寸見 表 24。 圖 27坐姿人體尺寸編號圖 5/6/2023 25 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 4．人體水平尺寸 標準中提供的人體水平尺寸是指：胸寬、胸厚、肩寬、最大肩寬、臀寬、坐姿臀寬、坐姿兩肘間寬、胸圍、腰圍、臀圍共十項，其部位如圖 28所示，我國成年人人體水平尺寸見 表26。因此，在我國成年人體測量工作中，從人類學的角度，并根據(jù)我國征兵體檢等局部人體測量資料劃分的區(qū)域，將全國成年人人體尺寸分布劃分為以下六個區(qū)域，即 ①東北、華北區(qū) —— 包括的省、市有：黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、山東、河北、北京、天津； ②西北區(qū) —— 包括的省有：新疆、甘肅、青海、陜西、山西、西藏、寧夏、河南； 5/6/2023 27 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 ③東南區(qū) —— 包括省、市有：安徽、江蘇、浙江、上海； ④華中區(qū) —— 包括湖南、湖北、江西三個??； ⑤華南區(qū) —— 包括廣東、廣西、福建三個省； ⑥西南區(qū) —— 包括貴州、四川、云南三個省。六個區(qū)域成年入的體重、身高、胸圍的均值和標準差見 表 27。 22節(jié)中百分位數(shù)值的計算方法，可求得所需的相應人體尺寸。 表 28給出其中常用的 P5， P50， P95三種百分位數(shù)的成年人人體尺寸。工作位置上的活動空間設計與人體的功能尺寸密切相關，為此，作者根據(jù) GBl0000— 88標準中的人體測量基礎數(shù)據(jù)，分析了幾種主要作業(yè)姿勢活動空間設計的人體尺度，以供設計參考。 在工作中常取站、坐、跪 (如設備安裝作業(yè)中的單腿跪 )、臥 (如車輛檢修作業(yè)中的仰臥 )等作業(yè)姿勢。 5/6/2023 30 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 （ 1）立姿的活動空間 立姿時人的活動空間不僅取決于身體的尺寸，而且也取決于保持身體平衡的微小平衡動作和肌肉松弛腳的站立平面不變時，為保持平衡必須限制上身和手臂能達到的活動空間。 圖 29(a)為正視圖，零點位于正中矢狀面上 (從前向后通過身體中線的垂直平面 )。以垂直切線與站立平面的交點作為零點。 圖 210(a)為正視圖，零點在正中矢狀面上。 圖 210 坐姿的活動空間 5/6/2023 32 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 （ 3）單腿跪姿的活動空間 根據(jù)立姿活動空間的條件，單腿跪姿活動空間的人體尺度如 圖 211所示。由一膝換到另一膝時，為確保上身子衡，要求活動空間比基 本位置大。圖211(b)為側視圖，其零點位于人體 背點的切線上，以垂直切線與跪平面的交點作為零點。 圖 212(a)為正視圖，零點位于正中中垂平面上。垂直切線與仰臥平面的交點作為零點。但對于受限作業(yè)空間的設計，則需要應用各種作業(yè)姿勢下人體功能尺寸測量數(shù)據(jù)。表列數(shù)據(jù)均為裸體測量結果，使用時應增加修正余量。 而不同國家的人體尺寸則由于地理 、 社會 、 經(jīng)濟等條件的不同差異更大 ，例如 ， 從 表 210可以看出 ， 就身高相比 ， 成年男子身材較高 (均值為 1780mm)的英國與身材較矮 (均值為 1651mm)的日本比較 ， 身高尺寸相差 129mm。 表 210列出部分國家與地區(qū)人體身高均值和標準差 ， 由表中數(shù)據(jù)可按 167。 5/6/2023 36 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 167。 5/6/2023 37 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 一、由身高計算各部分尺寸 正常成年人人體各部分尺寸之間存在一定的比例關系，因而按正常人體結構關系，以站立平均身高為基數(shù)來推算各部分的結構尺寸是比較符合實際情況的。 作者根據(jù) GBl000088標準的人體基礎數(shù)據(jù)，推導出我國成年人人體尺寸與身高 H的比例關系，見 圖 213。由于不同國家人體結構尺寸的比例關系是不同的，因而該圖不適用于其他國家人體結構尺寸的計算。 5/6/2023 38 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 二、由體重計算體積和表面積 1．人體體積計算 式中 V為人體體積 (L)； W為人體體重 (kg)。 937 WV ? ?5/6/2023 39 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 三、由身高、體重、體積計算生物力學參數(shù) 在知道了人的身高 (cm)、體重 W (kg)和體積 (L)以后，還可以作進一步的生物力學參數(shù)計算，以獲得人體各部分參數(shù)的近似值。 25 人體測量數(shù)據(jù)的設計應用 正確運用人體數(shù)據(jù)是設計合理與否的關鍵。另外，各種人體測量數(shù)據(jù)只是為設計提供了基礎參數(shù)，不能代替嚴謹?shù)脑O計分析。 5/6/2023 41 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 一 、 人體數(shù)據(jù)的運用準則 在運用人體測量數(shù)據(jù)進行設計時，應根據(jù)設計服務目標遵循以下準則進行： （ 1）最大最小準則。例如：人體身高常用于通道和門的最小高度設計，為盡可能使所有人（ 99 % 以上）通過時不發(fā)生撞頭事件，通道和門的最小高度設計應使用高百分位身高數(shù)據(jù)；而操作力設計則應按最小操縱力準則設計。 對于與健康安全關系密切或減輕作業(yè)疲勞的設計應按可調(diào)性準則設計，即在使用對象群體的 5％～ 95％可調(diào)。 5/6/2023 42 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 （ 3）平均準則。同理，對于肘部平放高度設計數(shù)而言，由于主要是能使手臂得到舒適的休息，故選用第 50百分位數(shù)據(jù)是合理的，對于中國人而言，這個高度在 14～ 。 例如，所有國家的人體尺度都會隨著年代、社會經(jīng)濟的變化而不同。 （ 5）地域性準則。 5/6/2023 43 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 （ 6）姿勢與身材相關聯(lián)準則。如坐姿或蹲姿的寬度設計要比立姿的大。 有關國家標準公布的人體數(shù)據(jù)是在限定的姿勢、不穿鞋、裸體（或穿單薄內(nèi)衣）的靜態(tài)條件下測得的。因此，考慮有關人體尺寸時，必須考慮到實際中人的可能姿勢、動態(tài)操作、著裝需要適當?shù)挠嗔?，也就是應在人體尺寸上增加適當?shù)墓δ苄拚俊? 5/6/2023 44 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 （ 8）合理選擇百分位和適用度準則。常見設計和人體數(shù)據(jù)百分位選擇歸納如下： 凡間距類設計 ，一般取較高百分位數(shù)據(jù)，常取第95百分位的人體數(shù)據(jù)。 凡屬于可及距離類設計 ，一般應使用低百分位數(shù)據(jù)。 5/6/2023 45 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 座面高度類設計 ，取低百分位人體數(shù)據(jù)。因為如果座面太高，大腿后側會受壓使人感到不舒服。 公共場所工作臺面高度類設計 ，如果沒有特別的作業(yè)要求，一般以肘部高度數(shù)據(jù)為依據(jù)，百分位常取從女子第 5百分位（ ）到男子第 95百分位（ ）數(shù)據(jù)。因此，凡涉及人體尺寸的設計，首先應確定所設計的對象是屬于哪一類型。 5/6/2023 47 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 2．選擇人體尺寸百分位數(shù) 對表 220中尺寸設計類型，又按產(chǎn)品的重要程度分為涉及人的安全、健康的產(chǎn)品和一般用途兩個等級。人機工程學設計中的適用度，是指所設計產(chǎn)品在尺寸上能滿足多少人使用，通常以適合使用的人數(shù)占使用者群體的百分比表示。 5/6/2023 48 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 表中給出的適應度指標是通常選用的指標，特殊設計其適應度指標可另行確定。因此，適應度的確定應根據(jù)所設計產(chǎn)品使用者總體的人體尺寸差異性、制造該類產(chǎn)品技術上的可行性和經(jīng)濟上的合理性等因素進行綜合優(yōu)化。 5/6/2023 49 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 3．確定功能修正量和心理修正量 根據(jù)人體數(shù)據(jù)運用準則（ 7），凡涉及人體尺寸的設計，必須考慮到實際中人的可能姿勢、動態(tài)操作、著裝等需要的設計裕度，所有這些設計裕度總計為功能修正量。通常用實驗方法去求得功能修正量，但也可以通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲得。對姿勢修正量的常用數(shù)據(jù)是：立姿時的身高、眼高減 10 mm；坐姿時的坐高，眼高減 44mm。 5/6/2023 50 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 根據(jù)人體數(shù)據(jù)運用準則，為了消除人們心理上的“空間壓抑感”、“高度恐懼感”和“過于接近時的窘迫感和不舒適感”等心理感受，或者是為了滿足人們“求美”、“求奇”等心理需求，涉及人的產(chǎn)品和環(huán)境空間設計 ，必須再附加一項必要的心理空間尺寸， 即心理修正量 。 5/6/2023 51 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 4．確定產(chǎn)品的功能尺寸 產(chǎn)品功能尺寸是指為確保實現(xiàn)產(chǎn)品某一功能而在設計時規(guī)定的產(chǎn)品尺寸。產(chǎn)品功能尺寸有 最小功能尺寸和最佳功能尺寸兩種。最佳功能尺寸由下式計算： fm ix SS ??? ? pfop m SS ????? ?5/6/2023 52 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 三、人體數(shù)據(jù)應用舉例 例 1 試設計適用于中國人使用的車船臥鋪上下鋪凈空高度。根據(jù)人體數(shù)據(jù)運用準則（ 7）～（ 8），應選用中國男子坐姿高第 99 百分位數(shù)為基本參數(shù)，查表３ ４，＝ 979mm。 解 確定座椅座面高度屬于一般用途設計。功能修正主要應考慮兩方面：一是鞋根高的修正量，一般為～ ，取 ；另一是著裝（褲厚）修正量，一般為： . 即， =+==。以身高為基準確定工作面高度、設備和用具高度的方法，通常是把設計對象歸成各種典型的類型，并建立設計對象的高度與人體身高的比例關系，以供設計時選擇和查用。 5/6/2023 55 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 返回 圖 21 機床與人體尺度的關系 5/6/2023 56 人機工程學 (第三版 )多媒體教學 返回 圖 22 人體尺度測量基準