第2章　数字化人机工程设计基础（1）——人体特性参数

人体测量学（anthropometry）是人类学的一个分支学科，主要研究人体测量和观察方法，并通过人体整体测量与局部测量来探讨人体的特征、类型、变异和发展。人体测量包括骨骼测量和活体测量两部分。前者包括颅骨、体骨的测量和观察方法，后者包括头面部、体部的测量和观察方法。近年来，电子仪器及计算机的普遍应用，对人体数字化测量及其数据分析起着重要的作用。人体测量成果不仅对人类学的理论研究具有重要意义，而且是人机工程学不可或缺的基础。

面向人机工程学的人体测量根据测量内容的不同，可将人体参数测量分为以下4类。

（1）人体形态参数的测量。人体形态参数是指人在动、静止状态下，对人体形态进行各种测量得到的参数，其主要内容有人体尺寸参数、人体体型参数、人体体积参数等。

（2）活动范围参数的测量。活动范围参数是指人在运动状态下肢体的动作范围。肢体活动范围主要有两种形式：一种是肢体活动的角度范围；另一种是肢体所能达到的距离范围。通常，人体测量图表资料中所列出的数据都是肢体活动的最大范围，在产品设计和正常工作中所考虑的肢体活动范围，应当是人体最有利的位置，即肢体的最优（舒适）活动范围，其数值远小于这些极限数值。

（3）生理学参数的测量。人的生理学参数是指人体的主要生理指标，主要包括人体表面积参数，人体各部分体积参数，耗氧量参数，心率参数，人体疲劳程度参数，人体触觉反应参数，人体热生理、热物理参数和人体电特性参数等。

（4）生物力学参数的测量。生物力学参数是指人体的主要力学指标，主要包括人体各部分质量与质心位置参数、人体各部分转动惯量参数、动作反应特征、人体各部分体力（出力）参数、人体组织材料力学参数（如骨和软组织的弹性模量、泊松比、强度）、人体振动固有频率（动态特性参数）等。

【学习目标】

1．了解人体形态尺寸与测量方法，包括静态尺寸（47项）和动态尺寸（功能尺寸）。

2．了解人体惯性参数与测量方法，包括人体总质量、各环节质量与质心、转动惯量、回归方程、数学模型。

3．了解人体组织生物力学性能参数，包括弹性模量E、泊松比µ、软硬组织等效弹性模量。

4．了解人体热物理特征参数，包括导热系数λ、密度ρ、比热容c。

5．了解人体热生理参数，包括代谢产热、血流量。

6．了解人体动态特性参数，包括人体振动固有频率。

7．了解人体感知特性和心理特征。

8．了解人体生理机能特征，包括人体各环节运动／动作范围和机能极限。