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普通高等教育“十一五”国家级规划教材
工业设计人机工程 第2版
阮宝湘等 编著
程能林 孙苏榕 主审
（课件编制 阮宝湘）
机 械 工 业 出 版 社
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第一章 人机工程学概论
第一节 人机学的研究对象和目的
第二节 人机学的形成和发展 学科思想的演进
第三节 人机系统与人机工程设计
第四节 人机学与工业设计
第二章 人体尺寸及其应用方法
第一节 人体尺寸概述
第二节 中国成年人的人体尺寸
第三节 其他国家的人体尺寸 人体各部分尺寸的比例
第四节 产品设计中人体尺寸数据的应用方法
第五节 设施器物的人体尺寸适应性与动态人体尺寸
目 录
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第三章 桌椅设计
第一节 桌椅设计概述
第二节 坐姿生理解剖基础
第三节 座椅的功能尺寸
第四节 坐垫与靠垫
第五节 办公桌的功能尺寸
第四章 显示装置
第一节 人的视觉与听觉特性
第二节 显示装置的类型、设计与布置
第三节 信号显示
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第五章 操纵装置
第一节 手足尺寸与人体关节活动
第二节 人体的施力与运动输出特性
第三节 操纵器的人机学原则
第四节 操纵器的布置和控制台
第五节 常用操纵器的人机学要素
第六节 操纵与被操纵对象的互动协调关系
第六章 产品设计人机学的若干专题
第一节 手工具及其使用方式
第二节 床、柜等家具
第三节 安全性设计
第四节 维修性设计
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第七章 视觉传达设计与人机学
第一节 文字设计
第二节 图形符号及标志设计
第三节 展示设计
第八章 室内设计与人机学
第一节 生活空间与人体尺寸
第二节 光环境与采光照明设计
第三节 声音环境和噪声控制
第四节 室内热环境
第五节 振动环境
第九章 工作空间与工作岗位设计
第一节 工作空间人体尺寸
第二节 工作空间设计
第三节 工作岗位设计
第四节 工作姿势与肢体施力
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第十章 人机工程CAD软件及应用简介
第一节 人机工程CAD系统的组成和功能
第二节 CATIA人机工程模块简介
第三节 中国人人体模型的初步创建
第四节 人机工程CAD软件应用实例
第十一章 人机学的其他专题及未来展望
第一节 人机工程的设计心理学应用
第二节 人机学与新产品的创意开发
第三节 人机工程设计的未来展望
附录
附录A 小作业：读书报告
附录B 大作业：课程设计与课程论文
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第一章 人机工程学概论
第一节 人机学的研究对象和目的
一、 引例——人机学的思想萌芽源远流长
鲁智深的禅杖
器物要和人（使用者）的各种因素相适宜。
——人机工程学基本理论的简洁表述。
原始人狩猎所用的棍棒、石块或投枪，……
半坡遗址中的石桌、石凳、陶土餐饮具，……
人机学基本思想的萌芽是人自发的思维倾向，本能的行为方式。
工业设计人机工程（2版）
阮宝湘等 编著
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“人的因素”：不限于人体尺寸、体能、肢力等人体生理方面，
还涉及人的感知、认知、情感、精神、心理、社会等更深广方
面。
在产品、视觉传达、环境设计中都很重要。
图1-1 戏说张爷和他的蛇矛
身高倍的蛇矛，
张爷耍得开吗？
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想过感受过这些问题吗？
太高啦！！
左撇子、右撇子
都合适！
涂上黄色
“警示条”多好？
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想过感受过这些问题吗
？
从哪边开呀？
开关和炉口如何对应？
一目了然
无所适从
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二、人机工程学的基本概念和定义
1.人机工程学的基本概念和定义
国际人机工程学学会（IEA，International Ergonomics Association）1960
的定义：
人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方
面的因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中与
闲暇时怎样考虑人的健康、安全、舒适和工作效率的学科。
三句话，分别说明人机学的研究对象、内容与目的。
IEA2008年8月的新定义：
人机工程学是研究系统中人与其他部分交互关系的学科，运用其理论、
数据和方法进行设计，应达系统工效优化及人的健康、舒适之目的。
新定义概略、简洁，强调了系统中人与其他因素交互作用的观念。
设计应在多种约束和多重目标之间恰当地把握住平衡。人机工
程学要求的“安全、舒适、高效”，是重要的，但受到其他条件的约束、其
他目标的制衡，不是唯一的，也未必总是优先的。
人机学里的“机”或“机器” 是广义的，指一切人造器物：
大到飞机、轮船、火车，小到钳子、笔、水杯；也包括建筑、环境及其中的
设施等。
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2. 人机工程学的多种学科名称
人机工程学简称人机学，常见的其他名称有：
﹡人类工效学，或工效学，英文Ergonomics。出现最早，欧洲各
国和世界其他地区通用。
﹡人的因素（学），英文Human Factors。美国、东南亚、我国台
湾采用。派生名称：人因工程（学），英文Human Factors
Engineering。
﹡人类工程学，英文Human Engineering 。类似的名称有人体工
程学。
﹡其他名称：工程心理学、人-机-环境系统工程学、宜人性设计等。
在日本，该学科的日文汉字是“人間工学”。
人机工程学这名称在国内流传日广，本教材随俗从众。
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三、日常生活中人机学问题的巡
视
例1 大沙发豪华气派，坐着却腰疼。
例2 宾馆单人床配两个同样大小的枕头，愚不可及。
例3 旧式旅客列车的窗户。
例4 公共卫生间为什么总有人做不到 “便后冲水”？
例5 楼道里“人走关灯”的标语与彻夜长明的灯互相嘲笑。
例6 升级换代产品——双肩背书包（图1-2）。
图 1-2 书包提挎方式与脊柱形态
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例7 “叫壶”，改善了传递信息的 “人机界面”。
图1-3 功能形态各异的剪刀
例8 阅览室里，学生们坐在长条形桌案两
侧专心致志地看书学习，…抬起头来略事思索，
正巧对坐那位也抬起了头，…倒霉，是陌生的
异性同学！——设计心理学问题。
例9 深色发亮的小药片塑料袋，说明文字很小，颜色与塑料袋颜色的
对比又弱；
存款单居然是白纸上印着橙黄色的字。
例10 形形色色的剪刀，
里面学问可不少（图1-3）。
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例11 老年人手机
图1-4
老年人手机
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例12 生产设备的正反两例
反 适合高、肩宽、手臂平展2m之畸形人使用的车床。
图 1-5 畸形人 适用的车床 图1-6 弹性悬挂的螺丝刀
正 把带电机的旋具弹性吊挂着使
用。
例13 北京一些大医院里的“电热开水机”，水龙头上有红、绿
两个指示灯，想喝热开水者很困惑：绿色表示“通行”，但也表示凉
（温度低）；红色表示热，但又表示“禁止”。
到底哪个灯亮表示是热开水呢？
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例14 “同学，引路标牌这么写更好”
图1-7 同学，引路标牌这么写更好
人机学问题比比皆是：床柜、桌椅、寝室、水房、浴室、餐厅、超市、
网吧、实习工厂、银行、邮局、学习文具、计算机、手机、实验室、图书
馆、运动场、公交车……无处不在。
发现和思考人机学问题的深广度，是检验学习效果的标准之一。
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第二节 人机学的形成和发展 学科思想的演进
一、中国古籍中的卓越论述
《考工记》和《天工开物》。
图 1-8 《考工记》中
兵器宜人性的论述
要根据弓箭手的性格来配备弓箭，性
情温和、行动迟缓者：强劲急疾的硬弓；
暴躁性急、行动快猛者：柔韧的软弓。…
……用于劈杀大刀、剑戟，使用有方
向性，握柄截面应为椭圆，凭手握柄杆的
感知，无须眼看可掌握刀刃、钩头的方向。
用于刺杀的枪矛，使用没有方向性，柄杆
的截面应该做成圆形。……
设计心理学应用的经典范例，令人叫绝！
（译文）
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a）分金炉清锈清底 b）铸钟、铸鼎
c）扎桕子黑粒去壳取仁 d）琢玉
图 1-9 《天工开物
》
插图选
工作、劳动
姿态都那么自然、
舒展，很好地把
握了工具、设备
与人体尺寸的适
应性问题！
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二、人机学的形成、发展和学科思想的演
进
古代文明中科学思想萌芽，不等同于现代科学理论。
人机学发展简史和学科思想的演进，可分4个阶段。
1．对劳动工效的苛刻追求——人机学的孕育
.泰勒（1856-1915）的“时间与动作研究”
（Time and Motion Study），吉尔布雷斯夫妇的“
砌砖作业实验”等多项研究。
图1-10 .泰勒
1914年，教授闵斯特伯格的《心理学与工业效率》出版。
1919年布氏夫妇合著的《疲劳研究》出版。
1919年英国 “工业保健研究部”，展开工效问题的广泛
研究，包括作业姿势、负担限度、体能、工间休息、工作场
所光照、环境温湿度，以及工作中播放音乐的效果等等。
至此，提高工效的方法开始建立在科学实验的基础上，有了现代科学
的形态。
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但这一时期研究的核心，是最大限度地开挖人的操作效率。
从人机关系方面考察，总体看是要求人适应于机器，即以机器为中
心进行设计；研究的主要目的是选拔与培训操作人员。
在学术理论上，与现代人机学是南辕北辙、存在对立的。
因此，应该看作是人机学的孕育期。
卓别林（1889-1977）与《摩登时代》
图1-11 卓别林
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2．二战中尖锐的军械问题——人机学的诞生
一战到二战，飞机大幅度技术升
级，但事故、伤亡频发。投巨资研制的
“先进”飞机未必能打胜仗，使人惊愕，
进而醒悟：飞机的技术性能必须与使用
人的生理机能相适配。
图1-12 飞机驾驶舱的
仪表和操纵器
二战中入侵前苏联德军的枪械问题，…
有的国家聘请生理医学、心理学家参与设
计，经费增加有限，却事半功倍，效果显著。
正反的现实，使各国科技界终于认识到：
器物设计必须与人的解剖学、生理学、心理学条件相适应。
1947年，英国海军部成立交叉学科研究组。
次年默雷尔建议构建一个新的科技词汇“Ergonomics”，
新学科名称及其涵盖的研究内容为各国学者所认同，
现代人机学诞生。
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当时美国人伍德说：“设备设计必须适合人的各方面因素，使操作的
付出最小，而获得的效率最高。” 反映了这一时期人机学的学科思想。
3．向民用品等广阔领域延伸——人机学的发展和成
20世纪五、六十年代后，人机学的研究和应用，从军工迅速延伸到民
用品等广阔领域，主要有家具、家电、室内设计、医疗器械、汽车与民航
客机、飞船宇航员生活舱、计算机设备与软件、生产设备与工具、事故与
灾害分析等。
人机学的学科思想至此完成了重大的转变：从以机器为中心转变为
以人为中心，强调机器的设计应适合人的因素。
美国阿波罗登月舱设计中一个小插曲——发人深省：
过于强调“机器适应人”也是不全面的。
加之系统论的渗入，人机学学科思想又有新发展，IEA的定义明确：
人机（及环境）系统的优化，人与机器应互相适应、人机之间应合
理分工。
人机学的理论至此趋于成熟。
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4．反思工业文明与可持续发展：人机学的更高阶段
反思工业文明的负面后果，以可持续发展理论为统领，人机学正经历
着新的学科思想演进。绿色设计、生态设计、节能设计、再生设计等理念，
立足于人与自然保持持久和谐，回归到中国古代“天人合一”的设计伦理。
数字技术、信息技术、基因技术急剧地改变着人类的文明进程，带给人
们空前福祉的同时，必须警觉其危及人们体魄和精神健康的负面影响，人机
学今后将任重而道远。
人机学此前的观念是：要求人、机、环境三者和谐统一。以可持续
发展理念为指导，则由人、机、环境三维加上一维（未来），演进为人、
机、环境、未来四者和谐统一。
人机学的应用，以下方面可能形成今后热点：计算机人机界面、永久
太空站的生活工作环境、弱势群体（残疾人、老年人）的医疗和便利设施、
海陆空交通安全保障、生理与心理保健产品与设施等等。
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以设计体现对弱势群体的关爱！
万能拐杖（获第十届全球工业设计比赛金杯奖）
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三、人机学的学术团体和教育
1．国际的和各国的学术团体及其主要活动
（1）各主要工业国的学术团体及其活动
英国最早建立人机工程学会，成立于1950年。
随后建立国家人机学学会的有：联邦德国（1953），美国（1957），前苏联
（1962），法国（1963），日本（1964）等。
英国人机工程学会从1957年起发行会刊《ERGONOMICS》，坚持几十年一直至
今，贡献卓著。
美国人机工程学会发行会刊，出版书刊、发布专利，是提供人机学研究成果、数
据资料最多的国家。
在20世纪漫长的冷战年代，为了军备竞赛，美国对人机工程研究投入巨大，
1970年代有4400人从事人因工程研究，其中属于军事部门者850名。美国陆海空三军
制定了很多军事人机工程技术标准。
（2）国际人机工程学学会
国际人机工程学学会（IEA）成立于1960年。1961年举行了第一届国际人机工程
学会议。此后，每三年举行一次，至今未曾间断。
（3）国际人机工程学标准化技术委员会
代号ISO/TC-159，成立于1957年。
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2．我国的学术团体及其主要活动
（1）中国人类工效学学会
英文：Chinese Ergonomics Society，简称CES，1989年6月成立。已协同国家
技术监督局制定了百十个人机工程的国家标准。
（2）中国人类工效学标准化技术委员会
（3）其他的人机学学术组织
机械、冶金工业等系统在1980年代成立了本行业的工效学学会；
中国工业设计协会下属的人机工程学专业委员会于1985年建立；
中国系统工程学会下的“人-机-环境系统工程专业委员会”成立于1993年。
3．人机学的专业教育
（1）高等教育中开设人机工程学课程的专业有管理（劳动安全和卫生）、工业
设计、航空航天、车辆设计与交通工程、机械工程、环境工程等。
（2）人机工程学也被作为这些专业硕士、博士学位的一个研究方向。
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第三节 人机系统与人机工程设计
一、人机系统与人机界面
1．系统
系统 为达一定目标，由相互依赖、交互作用的若干部分组成的整体。
虽然总体的高效能一般依赖于各子系统的优良效能，但更依赖于各子系
统之间的协调关系。
如不能在互动中协调发挥作用，则子系统的“独善其身”对整个系统并无
价值，在系统设计中是不适宜的。
2．人机系统
人机系统特指人与机（器）组成的系统。
环境因素结合进去，就是人-机-环境系统。
人使用一把钳子、一支笔时，各构成了简
单的人机系统。骑自行车、开机床、用手机、
驾驶汽车时，也各构成了人机系统。复杂的人
机系统由多人、多“机”构成。例如由数百人、
数百台设备构成的生产线，战争中的一个军事
单位、大公司的办公系统等。 人-机-环境系统？
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3．人机界面
单人单机人机系统及其工作（运行）状态，图1-13。
人驾驶汽车或飞机，典型反映了这一运行过程。
图1-13 单人单机人机系统
人机界面
一般把机器上实现人与机器互相交流
沟通的显示器、控制器称为人机界面；
机器上与人的操作有关的实体部分，
也是机器的人机界面。
“实体部分” 例如剪刀的两个把手，
其形式、尺寸等直接影响剪刀的使用，应看
做剪刀的人机界面；自行车座的位置、形状、
软硬、材质等对自行车骑行很有影响，也应
算做自行车人机界面的一部分，等等。
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二、人机工程设计
1．人机工程设计的内涵和目的
有文献称以下10种产品为
20世纪伟大的人机界面装置：
①扩音器 ②按键式电
话
③汽车转向盘 ④磁卡
⑤交通灯 ⑥遥控器
⑦ 阴极射线管（CRT） ⑧液晶显示器
⑨鼠标/图形用户界面 ⑩条形码扫描
器 图1-14 汽车转向盘
什么是“人机工程设计”？
人机工程设计与其他设计有什么区别？
人机工程设计的对象是人机界面，涉及解剖学、生理学、心理学等
人的因素；
要达到的目标是生活、工作的舒适、安全、高效。
以车床设计为例来说明，……。（略）
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* 课堂讨论
以下产品中的哪些部分属于人机工程设计的对象、哪些部分不属于？
照相机、电话机，洗衣机，汽车，……。（选1～2种产品讨论即可）
图1-15 电动牙科椅
1—底板 2—支架 3—椅座
4—扶手 5—椅背 6—头托
7—头托按钮 8—控制开关
例 电动牙科椅
工程技术设计 椅座、椅背、头托的
升降、仰俯调节机构，控制电路及传动系统，
部件材料及其强度、刚度。
人机工程设计 尺寸及各部件的调
节范围（适应患者的不同身材，便于牙医操
作），控制开关的选型及安置，照明要求等。
工业造型设计 式样、色彩、 材质
外表等，涉及工业美学、人的心理因素、精
神因素，与人机工程也相关。
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2．人机合理分工
产品设计是设计人机系统中产品这个子系统。
实质是把人机系统的总功能进行分解以后，把某部分功能“分配”给
了产品子系统。同时，也把另一部分功能分配给了（使用）人这个子系统。
以设计楼道走廊的照明灯为例，……
人机功能分配，或者说人机分工，是产品设计首要和顶层的问题。
这个问题处理不当，其后的设计无论怎么好，必存在根本性的缺陷。
人机合理分工的基本原则，是发挥人与机器各自的优势。
为此需弄清人与机器各自的所长和所短。
表1-1是人与机器在感受能力、控制能力、工作效能、信息处理能
力、可靠性、耐久性、适应性和创造性等方面的机能对比。
表1-1 人与机器的机能对比（略）
人机分工并不单纯是人机工程本身的问题，它更取决于社会、经济、
科技发展水平等更广泛的条件。
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3．人机关系
三、人机工程技术标准简介
1．人机工程的国际技术标准
国际人机工程学标准化委员会（代号ISO/TC-159）是国际标准化组织
（ISO）的下属组织。ISO/TC-159已制定发布了一批人机工程国际技术标准。
2．我国的人机工程技术标准
中国人类工效学标准化技术委员会于1980年建立，下设基础、人体测量
和生物力学、控制与显示、劳动环境、工作系统的工效学要求、颜色、照明、
劳动安全等8个分技术委员会。
我国已经制定、发布了百十个人机工程的技术标准。
学习、应用人机工程学，应该了解人机工程的技术标准。
优良的人机关系应该是“机宜人”和“人适机”的结合。
机宜人：器物设计要适合解剖学、生理学、心理学等各方面人的因素。
人适机：充分发挥人在能动性、可塑性、创造性，通过学习训练提高
技能等方面的特长，使人机系统更好地发挥效能。
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第四节 人机学与工业设计
人机学由3类不同领域的学科互相渗透、汇聚而成：
第1类，人机学的源头学科
如解剖学、生理学、心理学、人体测量、人体力学、社会学、系统工程等。
第2类，人机学的应用领域
主要是各类设计，如工业设计、工程设计、工作过程和工作空间设计等。
第3类，人机学的“共生”学科
如劳动科学、管理科学、安全工程、技术美学等。
人机学也是应用型学科，通过具体的设计实践，才能加深理解、学会应用。
一、人机工程学与其他学科的关系
二、人机工程学与工业设计
* 课堂讨论 人机工程学与工业设计是否有密切的关系？
——阐述你的观点，并加以简要说明或论证。
人机工程与工业设计所处理的，均为“人和物”之间的关系，两者
有着工作对象和目标的一致性，因此实际工作中两者常融合在一起考虑，
密不可分。
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第二章 人体尺寸及其应用方法
工业设计人机工程（2版）
第一节 人体尺寸概述
一、人体测量简史
祖国医学典籍《内经·灵枢》中的《骨度篇》，已有人体测量的记载阐述。
意大利文艺复兴的先驱达·芬奇（1452—1519）著名的人体比例图。
文艺复兴巨匠米开朗琪罗（1475—1564）创作的著名雕塑《大卫》。
古代对人体尺寸、形态的关注，主要着眼于建筑、雕塑、文化。
图2-1 达·芬奇 图2-3《大卫》图2-2 人体比例图
阮宝湘等 编著
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# 比利时人奎特莱特1870年出版《人体测量学》。
# 20世纪初建立了人体测量统一的国际标准。
# 德国人类学家马丁的《人类学教科书》1914年出版，为沿用至今的
各国人体尺寸测量方法奠定了基础。
# 1919年，美国进行了10万退伍军人的多项人体测量工作，所得数据
用于军服的设计制作。
# 我国于1988年发布了相应的国家标准
# 现在世界各先进国家都有本国的人体尺寸国家标准。
# 二战后，美、英两国又进行了大规模的海空军人体测量， 1946年提
出研究报告《航空部队人体尺寸和人员装备》,这是人体尺寸用于人机工程
设计的重要文献。
GB/T 10000—1988 《中国成年人人体尺寸 》。
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二、人体测量方法简介
人体测量的3个方面：
①形态测量: 人体尺寸、体重体型、体积表面积等；
②生理测量: 知觉反映、肢力、体能、疲劳及生理节律等；
③运动测量： 动作范围、各种运动特性等。
人体尺寸数据的科学性主要是可比性、适用性两方面。
可比性 指国际、国内测量方法严格统一。
适用性 指测量的项目、数据是设计等实用中所需要的。
为此, ISO/ TC159/SC3制定了标准 ISO 7250：1996。
与此国际标准等效的我国的相应国家标准是：
GB/T 5703—1999 《用于技术设计的人体测量基础项目》
GB/T —1985 《人体测量仪器》。
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（一）人体测量仪器
图2-5 人体测量用直脚规
图2-4 人体测高仪
图2-6 人体测量
用弯脚规
图2-7 人体测量用角度计
图2-8 人体测量
用软尺
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（二）人体测量的条件简介
图2-9 人体测量
基准面和基准轴
国家标准GB/T 5702—1999的规定如下。
1．衣着和支撑面
被测者不穿鞋袜，只穿单薄内衣（背心裤衩）。
立姿测量 站立在地面或平台；
坐姿测量 座椅面为水平面、稳固、不可压缩。
2．测量基准和基准面
①测量基准面
矢状面、冠状面、水平面、眼耳平面
②测量基准轴
铅垂轴、矢状轴、冠状轴。
人体尺寸测量均在测量基准面内、沿基准轴的
方向进行。
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3．测量姿势
基本测量姿势为直立姿势（立姿）和正直坐姿（坐姿）。
*立姿 挺胸直立，头部以眼耳平面定位，平视前方，肩部放松，上
肢自然下垂，手伸直。手掌朝向体侧，手指轻贴大腿外侧，腰部自然伸
直，两足后跟并拢、前端分开约成45°角。
被测者足后跟、臀部和后背部与同一铅垂面相接触。
*坐姿 挺胸端坐在腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，平
视前方，膝弯曲大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。
被测者臀部和后背部靠在同一铅垂面上。
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（三）测量项目及其定义
国标GB/T 5703—1999共列出56个人体测量项目，分别为
*立姿12项（含体重）
*坐姿17项、
*特定体部14项（含手、足、头等）
*功能项目13项（含颈、胸、腰、腕、腿等围度）
GB/T 5703—1999对56个项目都做了定义、测量方法、测量仪器的说明。
选摘两个示例如下。
*肩高：从地面到肩峰点的铅垂距离。
测量方法：被测者足跟并拢，身体挺直站立，肩部放松，上臂自然下垂。
测量仪器：人体测高仪。
*手宽：在第Ⅰ到第Ⅴ掌骨头水平处，掌面桡尺两侧间的投影距离。
测量方法：前臂水平，手伸直，四指并拢，掌心朝上。
测量仪器：人体测量直角规。
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（四）人体测量图例
a）上臂长 b）前臂长
c）头长的测量 d）容貌耳长
e）两眼内宽 f）两眼外宽
g）头围 h）髋关节外展活动
I）掌侧屈 j）尺侧偏 k）足背屈
图2-10 人体尺寸
测量方法的示例
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三、人体尺寸数据的部分特性
1．技术标准中的人体尺寸数据
人体尺寸有个体的和群体的两种。
工业产品或公共设施，是为所有公众或特定人群设计的。
例如过街天桥的防护栏杆，间距和高度设计，必须考虑所有公众的情况。
所以，人机工程学技术标准所提供的，是群体的人体尺寸数据。
为掌握某群体的人体尺寸，采用随机抽样的方法，从该群体中抽取出若
干（例如n个）个体，得到一个容量为n的样本，测量样本中每个个体的人体
尺寸，得到一组样本观察值。
然后依照数理统计理论，从样本观察值推断出该群体的人体尺寸数据。
20世纪80年代中后期，为制定国标GB/T 10000—1988《中国成年人人
体尺寸》，抽取的男性、女性样本量分别为11170人和11151人之多，每一个
人又有多个测量项目，是一项繁重、艰巨的工作。
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2．人体尺寸数据的部分特性
（1）群体的人体尺寸数据近似服从正态分布规律
①中等尺寸的人数最多；
对中等尺寸偏离值越大，人数越来越少；
②人体尺寸的中值就是它的平均值，等等。
以中国成年男子（18～60周岁）的身高为例（图2-11）
图2-11 中国成年人
身高数据服从正态分布规律
中值1678mm是中国男子身高的平均值，接近此身高的人数密集；
身高与1678mm差得越多人数越少，且身高高于和低于这一数值的人
数大体相等。
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（3）人体尺寸间的比例关系，随种族、民族而不同。
即人体尺寸的线性关系Y = aX + b，所有种族都适用；
但式中的系数a和b，随不同种族而不同。
新中国成立初期，我国陆军士兵嫌苏式火炮高了一些，往炮膛里装炮弹
过于费劲；而我国战斗机飞行员却嫌苏式战斗机座舱盖罩低了一些，头顶几
乎要挨着盖罩显得局促。这就是不同人种人体尺寸比例不同引起的问题。
（2）人体尺寸间一般具有线性相关性
身高、体重、手长等是基本人体尺寸数据。
取基本人体尺寸之一作自变量，其他人体尺寸一般是该自变量的线性
函数：
Y = aX + b
式中 Y——某一人体尺寸数据
X——某一基本人体尺寸
a，b——（对特定人体尺寸函数）常数
对人体各基本结构尺寸与身高的关系，上式中 b=0，
上式简化为 Y =aX。 （参看表2-9和图2-17）
46
第二节 中国成年人的人体尺寸
一、GB/T 10000—1988 《中国成年人人体尺寸》简介
1．GB/T 10000—1988 的适用范围
此标准提供了我国法定成年人（男18～60岁，女18～55岁）人体尺寸
的基础数据，适用于工业产品、建筑设计、军事工业以及工业的技术改造
设备更新及劳动安全保护。
对于每项人体尺寸，按男、女各4个年龄段给出数据：
男 18～60岁， 18～25岁， 26～35岁， 36～60岁
女 18～55岁， 18～25岁， 26～35岁， 36～55岁
2．人体尺寸的项目
国标列出7组、47项静态人体尺寸数据，分别是：
人体主要尺寸 6项 立姿人体尺寸 6项 坐姿人体尺寸 11项
人体水平尺寸 10项 人体头部尺寸 7项 人体手部尺寸 5项
人体足部尺寸 2项
47
3．人体尺寸分布状况的描述
人们高矮胖瘦很不相同；任何一项人体尺寸，人们都有大、中、小的差
异。要全面完整地显示中国成年人人体尺寸情况，应描述清楚对于每一项人
体尺寸，具有某一数值的人占多大的比例，这就叫人体尺寸的“分布状况”。
GB/T 10000—1988用两种方法描述人体尺寸的分布状况。
（1）第一种方法：每项人体尺寸都给出7个百分位数的数据
这7个百分位数分别是：
1、5、10、50、90、95和99百分位数。
用符号P1、P5、P10、P50、P90、P95、P99来分别表示它们。
前3个叫小百分位数，后3个叫大百分位数，50百分位数称为中百分位数。
百分位数是一种位置指标，K百分位数PK将群体或样本的全部观测值分为
两部分，有K﹪的观测值等于和小于它，有（100-K）﹪的观测值大于它。
例1 从表2-1可查得，中国成年男子（18～60岁）身高的95百分位数是
P95 = 1775mm，这就表示：中国成年男子（18～60岁）中有95﹪的人身高
等于和小于1775mm，有（100-95）﹪ = 5﹪的人身高大于1775mm。
48
表2-1 人体主要尺寸 （单位mm）
例2 从表2-1可查得，中国成年女子（18～55岁）体重的5百分位数
是 P5 = 42kg，这就表示：中国成年女子（18～55岁）中有5﹪的人体重
等于和小于42kg，有（100-5）﹪ = 95﹪的人体重大于42kg。
49
（2）第二种方法：给出人体尺寸均值和标准差
这是GB/T 10000—1988描述人体尺寸分布状况的补充方法，只对6个地
区（华北和东北，西北，东南，华中，华南，西南）中国人的身高、体重、
胸围3个人体尺寸，男18～60岁、女18～55岁各一个年龄段的人体尺寸给出
了均值和标准差。
人体尺寸的均值和标准差常用于人体尺寸的理论分析。
二、常用人体尺寸数据摘录及简要分析
在7组人体尺寸中选摘5组，男、女各一个年龄段
（男18～60岁、女18～55岁）的数据作简介如下。
1．人体主要尺寸
图2-12 人体主要尺寸
表2-1 人体主要尺寸 （单位 mm）
50
图2-14 坐姿人体尺寸
表2-3 坐姿人体尺寸 （单位
mm）
52
国标表列的这些人体尺寸项目，对工作、劳动、器物设计都比较重要。
表2-4中举例简要说明其应用场合。
人体尺寸项目 应用场合举例
立姿眼高
立姿下需要视线通过、或需要隔断视线的场合，例如病房、
监护室、值班岗亭门上玻璃窗的高度、一般屏风及开敞式大办
公室隔板的高度等，商品陈列橱窗、展台展板及广告布置等
立姿肘高
立姿下，上臂下垂、前臂大体举平时，手的高度略低于肘
高，这是立姿下手操作工作的最适宜高度，因此设计中非常重
要。轮船驾驶，机床操作，厨房里洗菜、切菜、炒菜，教室讲
台高度等都要考虑它
立姿手功能高
这是立姿下不需要弯腰的最低操作件高度；手提包、手提
箱不拖到地面上等要求，均与这一人体尺寸有关
立姿会阴高
草坪的防护栏杆是否容易跨越、男性公厕中小便接斗的高
度、自行车车座与脚踏的距离等都与它有关
表2-4 国标中部分人体尺寸项目的应用场合举例
53
坐高
双层床、客轮双层铺、火车卧铺的设计，复试跃层住宅的
空间利用等与它有关
坐姿眼高
坐姿下需要视线通过、或需要隔断视线的场合，影剧院、
阶梯教室的坡度设计，汽车驾驶的视野分析，需要避免视觉干
扰的窗户高度，计算机、电视机屏幕的放置高度，其他坐着观
察的对象的合理排布等
坐姿肘高
座椅扶手高度设计，与坐姿工作、坐姿操作有关的各种机
器与器物，例如坐姿操作生产线工作台的高度，书桌、餐桌的
高度设计等
坐姿大腿厚
椅面之上、桌面抽屉下面的空间，是否容得下大腿、或允
许大腿有一些活动余地
小腿加足高
很重要，座椅椅面高度设计的依据
坐深 座椅、沙发座深设计的依据
54
3．人体水平尺寸
图2-15 人体水平尺寸
表2-5 人体水平尺寸 （单位
mm）
55
4．人体头部尺寸
图 2-16 人体头部尺寸
表2-6 人体头部尺寸 （单
位mm）
56
三、人体尺寸的地区差异和时代差异
人体尺寸因种族、气候、饮食结构等方面的长期影响而存在差异。
GB/T 10000—1988给出了全国6个地区人群体重、身高和胸围3种人体
尺寸的数据。
表2-7 中国6地区成年人的体重、身高、胸围
我国华北、东北地区人群的身材较为高大，下面依次是西北、东南、中
南、华南4个地区，而西南地区人群的身材较为矮小。
以身高均值的差距为例：
华北、东北地区与西南地区 男子相差 （1693－1647）mm＝46mm。
女子相差 （1586－1549）mm＝37mm。
57
人体尺寸的百分位数与均值和标准差的换算公式为
PK = x±Kσ
式中 PK ——人体尺寸的K百分位数
x ——相应人体尺寸的均值
σ——相应人体尺寸的标准差
K ——转换系数，见表2-8。
求1～50百分位之间的百分位数时，式中取“－”号；
求50～99百分位之间的百分位数时，式中取“＋”号。
表2-8 由均值和标准差计算百分位数的转换系数
58
例 求华北地区女子（18～55岁）身高的95百分位数P95 。
解 由表2-7查得华北地区女子（18～55岁）身高的均值x和标准差σ
分别为 x = 1586mm， σ=
由表2-8查得转换系数 K =。
代入算式 P95 ＝x＋Kσ＝[1586＋（×）]mm=1671mm。
2．时代差异
在社会经济发展快的时期体现较为明显。
（1）成年人人体尺寸的时代差异
欧美国家，20世纪初开始明显；日本发生在20世纪后半叶。
中国70年代末以来经济发展快。如今子女们身材大多超过了父母。
国标GB/T 10000－1988根据80年代中期的数据制定，部分数据如男、女
平均身高1678mm、1570mm，对比当代大学生明显偏低了。
据报道：1997年中国男子平均身高达1692mm，比国标数据高 14mm 。
平均身高约10年内增加14mm，属超常的快速增长。
生活水平提高引起的人体尺寸增加，一般会延续几十年，，接着趋于稳定。
欧美在20世纪后半叶，日本在近十几年，身高增加已很缓慢。欧美国家在世
纪之交的年代，身高已趋稳定，体重还有小幅度的增加。
59
（2）青少年人体尺寸的时代差异
由营养改善导致的人体尺寸增加，青少年还因为发育年龄的提前而比成
年人更显著。
20世纪末上海高校的上海籍新生，与50年代学生相比，平均身高增加
100～120mm之多。远高于同期成年人身高的差异，原因是现今学生的身高
在中学时期多已长成，而在50年前，上大学后继续长身高的学生为数不少。
2002年一份文献指出，1995～2002年的7年间，我国12～17岁的男生
增高 69mm，加重；女生增高55mm，加重。
可见，设计中用青少年人体尺寸数据时，更要注意数据由来的年代。
60
第三节 其他国家的人体尺寸
人体各部分尺寸的比例
一、其他几个国家的成年人人体尺寸
表2-9 部分其他国家成年人的身高数据 （单位mm）
61
二、人体各部分尺寸的比例
体态正常者，人体各部分静态尺寸之间，有近似的比例关系。
表2-10 部分人体尺寸
与身高的近似比例关系
图2-17 部分人体尺寸的标号（对应表2-10）
人种不同，比例关系也不同，表2-10给出了亚洲人和欧美人人体各
部分尺寸的两种比例数据。
62
第四节 产品设计中
人体尺寸数据的应用方法
人体尺寸数据应用的两个问题：
第一，生活中要穿鞋袜衣裤、又要全身自然放松，与人体测量条件
不一致，人体尺寸数据能用吗？怎么用？
第二，人有高矮胖瘦，公用产品、公共设施设计时，该以什么样的人体
尺寸为依据呢？
打虎武松 矮脚虎王英 相扑运动员 苗条女郎
图2-18 高矮胖瘦不同，依据谁来设计？
国家标准 GB/T 12985—1991
《在产品设计中应用人体百
分位的通则》对上述两个问
题给出了处理的原则。
？？？？？
63
一、尺寸修正量
解决第一个问题的方法:
引进人体尺寸修正量。
图2-19 尺寸修正量的构成
（一）功能修正量
功能修正量包含以下3部分。
1．穿着修正量 例如
穿鞋修正量 立姿身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高等，
男子 ＋25mm， 女子 ＋20 mm。
着衣着裤修正量 坐姿坐高、眼高、肩高、肘高 ＋6 mm；
肩宽、臀宽等＋13 mm； 胸厚＋18 mm； 臀膝距＋20mm。
注意
①戴帽子、手套，穿马靴等情况下怎么办？——自己研究解决!
②GB/T 12985—1991提供的数据适合于工作时穿平跟鞋、穿夹衣夹裤
的“一般情况”。非“一般情况”，如女性穿高跟，冬季穿厚衣裤等情况
下怎么办？ ——自己研究解决!
64
2. 姿势修正量
全身取自然放松姿势引起的人体尺寸变化。
立姿身高、眼高、肩高、肘高等， －10 mm；
坐姿坐高、眼高、肩高、肘高等， －44 mm。
3. 操作修正量（即实现产品功能所需的修正量）
上肢前展操作，对于“前展长：
按按钮，－12 mm； 操作扳钮开关，－25 mm； 取卡片，－20 mm等。
注意
手脚操作动作多得很、 复杂得很，怎么办？——自己研究解决!
（二）心理修正量
为了消除空间压抑感、恐惧感或为了美观等心理因素而加的尺寸修正量。
例如 高平台上的护栏高度；工程机械驾驶室、岗站岗亭、坦克舱室的内空间；
为造型美观把鞋加长等，增加的都是心理修正量。
心理修正量应根据实际需要和条件许可两个因素来研究确定。
——同学们试着举出几个例子来吧！
65
尺寸修正量有正负值，总修正量是各修正量的代数和。
尺寸修正量＝功能修正量＋心理修正量
＝（穿着修正量＋姿势修正量＋操作修正量）＋心理修正量
二、 人体尺寸百分位数的选择
解决第二个问题的方法:
先确定产品尺寸设计的类型，再选择采用的百分位数。
（一）产品尺寸设计的类型 分为以下3类4种
1．Ⅰ型产品尺寸设计
需要大个子和小个子两个人体尺寸作为产品尺寸设计的依据。
为了大个子和小个子均能适用，产品的尺寸应能调节，分别需要一个
大百分位数和小百分位数的人体尺寸作设计的依据者。
例如 汽车驾驶室的座椅， 自行车座的位置，
腰带和手表表带的长短， 落地式或台式麦克风口筒的高度等。
66
2．Ⅱ型产品尺寸设计 又分为以下两种
（1）ⅡA型产品尺寸设计 （又称“大尺寸设计”）
只需要按大个子的人体尺寸作为产品尺寸设计的依据。
若产品尺寸只要能适合大个子的需要，就必能适合小个子，因此只需
要选择大百分位数的人体尺寸作为设计的依据者，属于ⅡA型产品尺寸设计。
例如 床的长度和宽度， 过街天桥上防护栏杆的高度，
热水瓶把手孔圈的大小， 礼堂座位的宽度，
屏风（能阻挡视线）的高度等。
（2）ⅡB型产品尺寸设计 （又称“小尺寸设计”）
只需要按小个子的人体尺寸作为产品尺寸设计的依据。
若产品尺寸只要能适合小个子的需要，就必能适合大个子，因此只需要
选择小百分位数的人体尺寸作为设计的依据者，属于ⅡB型产品尺寸设计。
例如 过街天桥防护栏杆的间距， 电扇罩子（防手指进入受伤）的间距，
浴室里上层衣柜的高度， 阅览室上层书架的高度，
读报栏高度的上限, 公共汽车上车踏步的高度等。
67
3．Ⅲ型产品尺寸设计 （又称“平均尺寸设计”）
可参照中等身材，采用50百分位数的人体尺寸（P50）作为设计的依据。
产品尺寸与使用者身材的关联较弱，分别适应又会带来其他不宜，
就采用50百分位数的人体尺寸作为设计的依据者，属于Ⅲ型产品尺寸设计。
例如 一般门上的手把、门上锁孔离地面的高度，
大多数文具的尺寸， 公共场所休闲椅凳的高度等。
公用产品应按大个子还是小个子的需要来设计？
初听觉得很难回答，如今看来基本理出头绪了。
那么，是否所有实际问题都能如此单纯地进行归类呢？我们来——
* 课堂讨论
公共汽车顶棚扶手横杆的高度属于哪一型产品尺寸设计？
…… …… …… ……
68
（二）人体尺寸百分位数的选择
问题 设计产品的时候，
大百分位数人体尺寸该用P90、P95、P99中的哪一个？
小百分位数人体尺寸又该用P10、P5、P1中的哪一个呢？
满足度 产品尺寸适合的使用人群占总使用人群的百分比。
一般而言，产品设计希望达到较大的满足度；
但并非满足度越大越好，过大的满足度，必然带来其他方面的不合理。
例如 让火车卧铺长度满足甚至2m大个子的需要；
礼堂座位能让大胖子宽松就座，……，显然不合理。
产品设计中选择人体尺寸百分位数的一般原则如下：
①一般产品，大、小百分位数常分别选 P95 和 P5 ，
或酌情选P90和P10 。
②涉及健康、安全的产品，选 P99 和 P1 ，
或酌情选P95和P5 。
69
③成年男女通用的产品，大百分位数选用男性的P90、P95、P99 ；
小百分位数选用女性的P10、P5、P1 ；
Ⅲ型产品选男、女50百分位数人体尺寸的平均值（P50男 ＋P50女）/2 。
表2-11 人体尺寸百分位数的选择和产品的满足度
产品类型 产品性质 人体尺寸百分位数 满足度
Ⅰ型 涉及安全健康的产品
一般工业产品
上限值 P99 ，下限值 P1
上限值 P95 ，下限值 P5
98﹪
90﹪
ⅡA型 涉及安全健康的产品
一般工业产品
P99 或 P95 （上限值）
P90（上限值）
99﹪或95﹪
90﹪
ⅡB型 涉及安全健康的产品
一般工业产品
P1 或 P5 （下限值）
P10（下限值）
99﹪或95﹪
90﹪
Ⅲ型 一般工业产品 P50
男女通用Ⅰ型
男女通用Ⅱ型
各种产品 上限值 P99男 P95男 P90男
下限值 P1女 P女5 P10女
男女通用Ⅲ型 各种产品 （P50男 ＋P50女）/2
70
例 1）设计计算公共汽车顶棚扶手横杆的高度
②对比“抓的住”与“不碰头”两个要求是否相容
③如互不相容，设法解决
解 1）按乘客“抓得住”的要求设计计算
属于ⅡB 型男女通用产品小尺寸设计问题。
应该有
G1 ≤J10女＋XX1 （1）
式中 G1——由“抓得住”要求确定的横杆中心的高度；
J10女——女子举手功能高的10百分位数，
由表9-1（GB/T 13547-1992），J 10女=1766 mm（18～55岁）；
XX1——女子的穿鞋修正量，设取 XX1＝20mm。
2）按乘客“不碰头”的要求设计计算
属于ⅡA 型男女通用的大尺寸设计问题。
应该有
代入式（1）得到
G1 ≤1766 mm＋20mm＝1786mm
（2）
71
G2 ≥H99男＋XX2 ＋r （3）
式中 G2——由“不碰头”要求确定的横杆中心的高度
H99男——男子身高的99百分位数（见表2-1），
由表2-1查得， H99男＝1814mm （18～60岁）；
XX2——男子的穿鞋修正量， 设取 XX2＝25mm
r ——横杆的半径， 设取 r＝15mm
代入式（3）得
G2 ≥1814 mm＋25mm＋15mm＝1854mm
（4）
3）两个要求是否相容？如何解决？
式（2）要求横杆中心低于1786mm，
式（4）又要求它高于1854mm，互不相容。
因此要通过设计来解决问题。
本问题容易解决：横杆可比1854mm再略高一
些，确保更多高个子的安全；
在横杆上每隔半米左右挂一条坠有手环的带子，
手环可比1786mm再略低一些，让更多小个子也抓
得着。
72
三、 产品功能尺寸的设定
功能尺寸 保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。
功能尺寸指人机工程中与人体尺寸有关的尺寸，有别于加工图纸上的尺寸。
例如沙发座面、枕头高度的功能尺寸，均指使用中受压变形后的尺寸。
产品功能尺寸又分为两种：产品最小功能尺寸和产品最佳功能尺寸。
最小功能尺寸＝相应百分位数的人体尺寸＋功能修正量
最佳功能尺寸＝产品最小功能尺寸＋心理修正量
例5 确定客轮层高功能尺寸的最小值G最小 和最佳值G最佳 。
解 1） G最小＝H95男＋X功能
式中 H95男——男子身高的95百分位数，H95男＝1775mm；
X功能——功能修正量。由穿鞋修正量（25mm）和行走等因素所需的最小余裕
量（设取90mm）两部分构成，即X功能＝25mm＋90mm＝115mm
于是得到 G最小＝1775mm＋115mm＝1890mm
2） G最佳＝G最小＋X心理
式中 X心理——心理修正量，设取 X心理＝115mm。
于是得到 G最佳＝1890mm＋115mm＝2005mm
怎样确定火车
卧铺铺长的最
小、最佳功能
尺寸？
73
第五节 设施器物的人体尺寸适应性
与二维人体模板
一、设施与器物的人体尺寸适应性示例
示例1：自行车与大型挖掘机的脚踏板尺寸差不多，
巨型客机操纵杆把手与自行车把手的尺寸也差不多。
示例2：小、中、大型机床尺寸悬殊，但操纵装置都安置在近胸的高度。
图2-20 小、中、
大型机床，操作
件的安置高度相近
示例3：某仪表控制台，
监视器放得这么
高，得踩着凳子
上去看,不是跟
咱过不去吗？
图2-21 设施人体尺寸
适应性不良的示例
74
示例4：厨房清洗台适宜高度的研究（图2-22）：测定肌肉的活动程度。
图2-22 用背肌活动度
测定适宜操作位置
怎么样，
高度合适吗？
上臂自然下垂、
前臂接近水平、
操作点略低于肘高，
最佳！
75
2．二维人体模板及其应用
二维人体模板 密实板材制作，尺寸比例和关节活动度，符合人体国标。
二维人体模板作为设计工具供设计师购置应用，已有几十年历史。
随着计算机仿真技术及相关软件的发展和普及，人体模板辅助设计的作
用将逐渐降低，并最终淡出历史舞台。
GB/T 14775-1993 《坐姿人体模板功能设计要求》简介
（1）坐姿人体模板的性别和视图方向
两个性别：成年男性、成年女性。
三个视图方向：侧视（图2-24）、俯视（图2-25）、正视（图2-26）。
图2-24 俯视坐姿人体模板 图2-25 俯视坐姿人体模板 图2-26 正视坐姿人体模板
77
（2）坐姿人体模板的尺寸等级和尺寸比例
男、女各3个尺寸等级，共6个尺寸类别：
按男、女5、50、95百分位数的人体尺寸分、加上穿鞋修正量。
通用比例为 1/10 ；也可用 1/5 和 1/1 的比例。
（3）坐姿人体模板的基准线和关节角度调节范围
人体模板肢体上标有基准线，用来确定关节调节的角度。
表2-13 坐姿人体模板关节角度的调节范围
78
（4）坐姿人体模板的应用
用于人机工程辅助设计，
图2-27 用于
小汽车驾驶室设计
图2-28 用于
拖拉机驾驶室设计
用于车床设计
图2-30 用于坐、立
姿两用工作台设计
示例见图2-27--图2-30。
79
工业设计人机工程（2版）
阮宝湘等 编著 第三章 桌椅设计
第一节 桌椅设计概述
一、坐姿工作与座椅
坐姿的生理学、解剖学特点：
①解除上身对腿、踝、膝、髋等关节的压力，减轻全身及腿部肌肉的负
荷，降低体能消耗。
②腿部血管静压降低，血液易于向心脏回流循环，能缓解疲劳。
③有利于情绪的安定，对脑力劳动、精细操作、视觉作业更适宜。
④腿脚能参与操作，还能利用靠背发挥腿脚的蹬力。
⑤不利方面：操作范围、动作幅度小；双臂操作力小；对环境振动敏感。
二、桌椅的历史与现状
80
三、 产品功能尺寸的设定
功能尺寸 保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。
功能尺寸指人机工程中与人体尺寸有关的尺寸，有别于加工图纸上的尺寸。
例如沙发座面、枕头高度的功能尺寸，均指使用中受压变形后的尺寸。
产品功能尺寸又分为两种：产品最小功能尺寸和产品最佳功能尺寸。
最小功能尺寸＝相应百分位数的人体尺寸＋功能修正量
最佳功能尺寸＝产品最小功能尺寸＋心理修正量
例5 确定客轮层高功能尺寸的最小值G最小 和最佳值G最佳 。
解 1） G最小＝H95男＋X功能
式中 H95男——男子身高的95百分位数，H95男＝1775mm；
X功能——功能修正量。由穿鞋修正量（25mm）和行走等因素所需的最小余裕
量（设取90mm）两部分构成，即X功能＝25mm＋90mm＝115mm
于是得到 G最小＝1775mm＋115mm＝1890mm
2） G最佳＝G最小＋X心理
式中 X心理——心理修正量，设取 X心理＝115mm。
于是得到 G最佳＝1890mm＋115mm＝2005mm
怎样确定火车
卧铺铺长的最
小、最佳功能
尺寸？
81
三、 产品功能尺寸的设定
功能尺寸 保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。
功能尺寸指人机工程中与人体尺寸有关的尺寸，有别于加工图纸上的尺寸。
例如沙发座面、枕头高度的功能尺寸，均指使用中受压变形后的尺寸。
产品功能尺寸又分为两种：产品最小功能尺寸和产品最佳功能尺寸。
最小功能尺寸＝相应百分位数的人体尺寸＋功能修正量
最佳功能尺寸＝产品最小功能尺寸＋心理修正量
例5 确定客轮层高功能尺寸的最小值G最小 和最佳值G最佳 。
解 1） G最小＝H95男＋X功能
式中 H95男——男子身高的95百分位数，H95男＝1775mm；
X功能——功能修正量。由穿鞋修正量（25mm）和行走等因素所需的最小余裕
量（设取90mm）两部分构成，即X功能＝25mm＋90mm＝115mm
于是得到 G最小＝1775mm＋115mm＝1890mm
2） G最佳＝G最小＋X心理
式中 X心理——心理修正量，设取 X心理＝115mm。
于是得到 G最佳＝1890mm＋115mm＝2005mm
怎样确定火车
卧铺铺长的最
小、最佳功能
尺寸？
82
三、 产品功能尺寸的设定
功能尺寸 保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。
功能尺寸指人机工程中与人体尺寸有关的尺寸，有别于加工图纸上的尺寸。
例如沙发座面、枕头高度的功能尺寸，均指使用中受压变形后的尺寸。
产品功能尺寸又分为两种：产品最小功能尺寸和产品最佳功能尺寸。
最小功能尺寸＝相应百分位数的人体尺寸＋功能修正量
最佳功能尺寸＝产品最小功能尺寸＋心理修正量
例5 确定客轮层高功能尺寸的最小值G最小 和最佳值G最佳 。
解 1） G最小＝H95男＋X功能
式中 H95男——男子身高的95百分位数，H95男＝1775mm；
X功能——功能修正量。由穿鞋修正量（25mm）和行走等因素所需的最小余裕
量（设取90mm）两部分构成，即X功能＝25mm＋90mm＝115mm
于是得到 G最小＝1775mm＋115mm＝1890mm
2） G最佳＝G最小＋X心理
式中 X心理——心理修正量，设取 X心理＝115mm。
于是得到 G最佳＝1890mm＋115mm＝2005mm
怎样确定火车
卧铺铺长的最
小、最佳功能
尺寸？
83
三、 产品功能尺寸的设定
功能尺寸 保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。
功能尺寸指人机工程中与人体尺寸有关的尺寸，有别于加工图纸上的尺寸。
例如沙发座面、枕头高度的功能尺寸，均指使用中受压变形后的尺寸。
产品功能尺寸又分为两种：产品最小功能尺寸和产品最佳功能尺寸。
最小功能尺寸＝相应百分位数的人体尺寸＋功能修正量
最佳功能尺寸＝产品最小功能尺寸＋心理修正量
例5 确定客轮层高功能尺寸的最小值G最小 和最佳值G最佳 。
解 1） G最小＝H95男＋X功能
式中 H95男——男子身高的95百分位数，H95男＝1775mm；
X功能——功能修正量。由穿鞋修正量（25mm）和行走等因素所需的最小余裕
量（设取90mm）两部分构成，即X功能＝25mm＋90mm＝115mm
于是得到 G最小＝1775mm＋115mm＝1890mm
2） G最佳＝G最小＋X心理
式中 X心理——心理修正量，设取 X心理＝115mm。
于是得到 G最佳＝1890mm＋115mm＝2005mm
怎样确定火车
卧铺铺长的最
小、最佳功能
尺寸？
84
三、 产品功能尺寸的设定
功能尺寸 保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。
功能尺寸指人机工程中与人体尺寸有关的尺寸，有别于加工图纸上的尺寸。
例如沙发座面、枕头高度的功能尺寸，均指使用中受压变形后的尺寸。
产品功能尺寸又分为两种：产品最小功能尺寸和产品最佳功能尺寸。
最小功能尺寸＝相应百分位数的人体尺寸＋功能修正量
最佳功能尺寸＝产品最小功能尺寸＋心理修正量
例5 确定客轮层高功能尺寸的最小值G最小 和最佳值G最佳 。
解 1） G最小＝H95男＋X功能
式中 H95男——男子身高的95百分位数，H95男＝1775mm；
X功能——功能修正量。由穿鞋修正量（25mm）和行走等因素所需的最小余裕
量（设取90mm）两部分构成，即X功能＝25mm＋90mm＝115mm
于是得到 G最小＝1775mm＋115mm＝1890mm
2） G最佳＝G最小＋X心理
式中 X心理——心理修正量，设取 X心理＝115mm。
于是得到 G最佳＝1890mm＋115mm＝2005mm
怎样确定火车
卧铺铺长的最
小、最佳功能
尺寸？
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三、 产品功能尺寸的设定
功能尺寸 保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。
功能尺寸指人机工程中与人体尺寸有关的尺寸，有别于加工图纸上的尺寸。
例如沙发座面、枕头高度的功能尺寸，均指使用中受压变形后的尺寸。
产品功能尺寸又分为两种：产品最小功能尺寸和产品最佳功能尺寸。
最小功能尺寸＝相应百分位数的人体尺寸＋功能修正量
最佳功能尺寸＝产品最小功能尺寸＋心理修正量
例5 确定客轮层高功能尺寸的最小值G最小 和最佳值G最佳 。
解 1） G最小＝H95男＋X功能
式中 H95男——男子身高的95百分位数，H95男＝1775mm；
X功能——功能修正量。由穿鞋修正量（25mm）和行走等因素所需的最小余裕
量（设取90mm）两部分构成，即X功能＝25mm＋90mm＝115mm
于是得到 G最小＝1775mm＋115mm＝1890mm
2） G最佳＝G最小＋X心理
式中 X心理——心理修正量，设取 X心理＝115mm。
于是得到 G最佳＝1890mm＋115mm＝2005mm
怎样确定火车
卧铺铺长的最
小、最佳功能
尺寸？
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三、 产品功能尺寸的设定
功能尺寸 保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。
功能尺寸指人机工程中与人体尺寸有关的尺寸，有别于加工图纸上的尺寸。
例如沙发座面、枕头高度的功能尺寸，均指使用中受压变形后的尺寸。
产品功能尺寸又分为两种：产品最小功能尺寸和产品最佳功能尺寸。
最小功能尺寸＝相应百分位数的人体尺寸＋功能修正量
最佳功能尺寸＝产品最小功能尺寸＋心理修正量
例5 确定客轮层高功能尺寸的最小值G最小 和最佳值G最佳 。
解 1） G最小＝H95男＋X功能
式中 H95男——男子身高的95百分位数，H95男＝1775mm；
X功能——功能修正量。由穿鞋修正量（25mm）和行走等因素所需的最小余裕
量（设取90mm）两部分构成，即X功能＝25mm＋90mm＝115mm
于是得到 G最小＝1775mm＋115mm＝1890mm
2） G最佳＝G最小＋X心理
式中 X心理——心理修正量，设取 X心理＝115mm。
于是得到 G最佳＝1890mm＋115mm＝2005mm
怎样确定火车
卧铺铺长的最
小、最佳功能
尺寸？
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三、 产品功能尺寸的设定
功能尺寸 保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。
功能尺寸指人机工程中与人体尺寸有关的尺寸，有别于加工图纸上的尺寸。
例如沙发座面、枕头高度的功能尺寸，均指使用中受压变形后的尺寸。
产品功能尺寸又分为两种：产品最小功能尺寸和产品最佳功能尺寸。
最小功能尺寸＝相应百分位数的人体尺寸＋功能修正量
最佳功能尺寸＝产品最小功能尺寸＋心理修正量
例5 确定客轮层高功能尺寸的最小值G最小 和最佳值G最佳 。
解 1） G最小＝H95男＋X功能
式中 H95男——男子身高的95百分位数，H95男＝1775mm；
X功能——功能修正量。由穿鞋修正量（25mm）和行走等因素所需的最小余裕
量（设取90mm）两部分构成，即X功能＝25mm＋90mm＝115mm
于是得到 G最小＝1775mm＋115mm＝1890mm
2） G最佳＝G最小＋X心理
式中 X心理——心理修正量，设取 X心理＝115mm。
于是得到 G最佳＝1890mm＋115mm＝2005mm
怎样确定火车
卧铺铺长的最
小、最佳功能
尺寸？
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三、 产品功能尺寸的设定
功能尺寸 保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。
功能尺寸指人机工程中与人体尺寸有关的尺寸，有别于加工图纸上的尺寸。
例如沙发座面、枕头高度的功能尺寸，均指使用中受压变形后的尺寸。
产品功能尺寸又分为两种：产品最小功能尺寸和产品最佳功能尺寸。
最小功能尺寸＝相应百分位数的人体尺寸＋功能修正量
最佳功能尺寸＝产品最小功能尺寸＋心理修正量
例5 确定客轮层高功能尺寸的最小值G最小 和最佳值G最佳 。
解 1） G最小＝H95男＋X功能
式中 H95男——男子身高的95百分位数，H95男＝1775mm；
X功能——功能修正量。由穿鞋修正量（25mm）和行走等因素所需的最小余裕
量（设取90mm）两部分构成，即X功能＝25mm＋90mm＝115mm
于是得到 G最小＝1775mm＋115mm＝1890mm
2） G最佳＝G最小＋X心理
式中 X心理——心理修正量，设取 X心理＝115mm。
于是得到 G最佳＝1890mm＋115mm＝2005mm
怎样确定火车
卧铺铺长的最
小、最佳功能
尺寸？
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三、 产品功能尺寸的设定
功能尺寸 保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。
功能尺寸指人机工程中与人体尺寸有关的尺寸，有别于加工图纸上的尺寸。
例如沙发座面、枕头高度的功能尺寸，均指使用中受压变形后的尺寸。
产品功能尺寸又分为两种：产品最小功能尺寸和产品最佳功能尺寸。
最小功能尺寸＝相应百分位数的人体尺寸＋功能修正量
最佳功能尺寸＝产品最小功能尺寸＋心理修正量
例5 确定客轮层高功能尺寸的最小值G最小 和最佳值G最佳 。
解 1） G最小＝H95男＋X功能
式中 H95男——男子身高的95百分位数，H95男＝1775mm；
X功能——功能修正量。由穿鞋修正量（25mm）和行走等因素所需的最小余裕
量（设取90mm）两部分构成，即X功能＝25mm＋90mm＝115mm
于是得到 G最小＝1775mm＋115mm＝1890mm
2） G最佳＝G最小＋X心理
式中 X心理——心理修正量，设取 X心理＝115mm。
于是得到 G最佳＝1890mm＋115mm＝2005mm
怎样确定火车
卧铺铺长的最
小、最佳功能
尺寸？
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三、 产品功能尺寸的设定
功能尺寸 保证产品实现某项功能所确定的基本尺寸。
功能尺寸指人机工程中与人体尺寸有关的尺寸，有别于加工图纸上的尺寸。
例如沙发座面、枕头高度的功能尺寸，均指使用中受压变形后的尺寸。
产品功能尺寸又分为两种：产品最小功能尺寸和产品最佳功能尺寸。
最小功能尺寸＝相应百分位数的人体尺寸＋功能修正量
最佳功能尺寸＝产品最小功能尺寸＋心理修正量
例5 确定客轮层高功能尺寸的最小值G最小 和最佳值G最佳 。
解 1） G最小＝H95男＋X功能
式中 H95男——男子身高的95百分位数，H95男＝1775mm；
X功能——功能修正量。由穿鞋修正量（25mm）和行走等因素所需的最小余裕
量（设取90mm）两部分构成，即X功能＝25mm＋90mm＝115mm
于是得到 G最小＝1775mm＋115mm＝1890mm
2） G最佳＝G最小＋X心理
式中 X心理——心理修正量，设取 X心理＝115mm。
于是得到 G最佳＝1890mm＋115mm＝2005mm
怎样确定火车
卧铺铺长的最
小、最佳功能
尺寸？
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例7 老年人用品
（1）带门的浴缸 有一款这种设计获得美国工业设计奖。（说明略）
（非获奖原作）
（2）方便读写的躺椅
很多中老年想半躺着舒适安逸地读
报看书，大体要求：①灯光投射方向调节方
便；②免除手臂长时间捧举书报的劳累；③
有放茶杯、眼睛盒、圆珠笔（包括烟灰缸？）
的地方，伸手可得；④能方便地随手在书或
笔记本上写要点、感想、评议等；⑤脚部能
得到抬靠。
迄今未见理想的产品问世。
灯呢？写字时手臂无依托？
坐躺和起身是否方便？
92
（3）夕阳伴人力小三轮
退休了的老两口有闲暇，要出门买菜、购物、散心、看景、串门、
…，时间不过两三个小时，路途不过三四千米。——他们需要怎样的代步
工具？
能脚蹬，也能电动的更合适？
93
（4）老年人助行器
图11-19 老年人助行器 还配装了GPS系统？
例8 迷你（mini）型、便携型产品
（1）可折叠自行车
图11-20 可折叠自行车 图11-21 便于叠摞的椅子
94
可折叠、叠锣的产品
95
（2）迷你车
图11-22 几款迷你车
96
（3）经济卧舱
有些旅游者夜晚只求放松休息，
不干别的，“经济卧舱”于是应运而生。
在长约2米、宽约1米、高约米的独立
空间里，坐、卧、脱穿衣服均可自如，行
李包挂钩、床头灯、小电视机等也一应俱
全。一夜可舒适休息，价格非常低廉。
例9 护理辅助产品
（1）楼梯用轮椅
图11-23 楼梯用轮椅
97
（2）防疮床褥
数百个小气囊阵列组成，由电路控制，自动轮换充气的气囊组，
使卧床者身体支承点适时得到转换，减缓褥疮的发生和痛苦。
（3）按摩椅
按摩椅、足底按摩滚轮、有足底按摩功能的足浴盆、防止青少年
近视的台灯和笔等各种保健产品。
98
例10 婴幼儿产品
a）幼儿餐具 b）幼儿牙刷
c）幼儿坐便护盖 图11-24 婴幼儿产品
99
例11 时尚情感产品
NBA球星迈克尔·乔丹剃光头，仰慕者争
相模仿，催生了一种新型理发工具：专用的
剃光头电推子，见图10-25。
图11-25 剃光
头的电推子
（1）情侣表
也许可以试开发情侣伞、
情侣鞋、情侣自行车等“情侣系列”
产品。
（2）时尚眼镜
图11-26 时尚眼镜Over The Top
图10-26是一款“没腿儿”的时尚
眼镜，名为“Over The Top”，镜架与头部
很贴合，活动时不易跌落，颜色搭配也酷。
100
户外伞InUnbra
设计师 Dirk Wynants（比利时）
委托企业 Extramis （比利时）和Syme （比利时）
滑轮和绳索位于伞的顶部，对伞下人无视觉干扰。转一下把手，伞即轻
松展开，覆盖位置不高，营造出私密温馨的小空间，创设一个安详氛围。可
安置在桌子、水泥底座或地面上。 ……
获2007全球产品设计大奖赛(IDEA)奖
The 2007 International Design Excellence
Awads
人们的需求有显在的，
也有潜在的，无尽无止，
等着设计师去慧眼发掘！
101
第三节 人机工程设计的未来展望
一、人机学与可持续发展
1．人机学与可持续发展
可持续发展观念是对工业文明、尤其是20世纪文明进程反思的结果。
这种反思直接与本课程人机学相关。
当年崇尚一次性用品，杯盘碗碟及塑料袋等器物均“用毕即弃
”，以免除洗净、收放、携带的“麻烦”，成为后来造成“白色污染”的
根源，这里面就有人机学倡导“简便”、“舒适”的影子。
正所谓“真理跨越界限一步即成谬误”！
可持续发展并非方法层面的理论，而是文明高层面上的设计伦理。
今后人机学应以人与自然保持持久和谐作为理论和方法的前提。
2. 生态设计（绿色设计）的准则和方法简介
“生态设计” 、“绿色设计”或“ 可持续设计”，内涵相同或相近。
德国、丹麦、荷兰、奥地利、瑞典、美国等国家为推行生态设计，
已经编制了相关的设计手册。西门子首先实施了本企业的环保产品设计准
则和材料再生准则。
生态设计大体有以下几种设计准则和方法。
102
（1）耐用设计与简朴设计
# 耐用设计又称为长远设计或长寿命设计，要求摈弃流行式样
的影响，给用户提供产品长期维修的可能性。
# 曾经风行于20世纪的一次性产品（用毕即弃）、商品化设计
（有计划的商品废弃制）等设计观念，必将退出历史舞台！……
# 采用模块化结构，使部件容易拆卸，易于转换为其他用途，……
# 简朴设计引导消费者不追求华丽的“高档”产品，减少产品繁
复和不切实际的功能。
（2）低耗设计与节能设计
# 减少不可再生资源的消耗量；
# 减少铝、水泥等高能耗材料的用量；
# 使用可循环的再生材料；
# 使用竹子、藤条、芦苇等速生植物原料；
# 简化产品包装等。
“手摇式收音机”、“手捏式剃须刀”、“脚踏
洗衣机”，——是复古倒退，还是
正确的发展方向？
103
过度包装问题是生态设计的一大课题。五层六层的月饼包装，令
环保人士深恶痛绝！包装废弃物在垃圾中占甚高比例。一件家电取出，纸箱、
发泡塑料等一大堆，消费者不胜其烦，资源消耗、储运成本增加，…，
历史与文明潮流不可逆转，过度包装必须也必将解决！
当代学子们，踏上征程，弄潮于文明的浪头，你将大有作为！
104
赫尔曼.米勒书页灯LEAF
设计师 Fuseprojest
委托企业 赫尔曼.米勒（Herman Miller）
采用二极管发光，节省能源，能耗仅传统荧光灯管的40%，使用
寿命达10倍。再生材料占37%，可回收利用的成分达95%。结构巧妙，
形象优雅。……
获2007全球产品设计大奖赛(IDEA)奖
The 2007 International Design Excellence
Awads
105
（3） 环保性设计
环保性设计根本地更新了关于“设计”的传统观念：
设计不仅是创造有用、好用、有竞争力的产品，更是对人类生态系统的规划。
设计好用产品的同时，必须考虑制造、使用和回收处理三大阶段的生态效应。
选材 采用单纯的金属材料（不电镀、不覆盖涂层），单一成
分的热熔性塑料，减少同一产品中材料的品种，以利于材料的再生和循环
使用。结构 少用焊接、胶结和密封整体式，改为可拆、插接式以利回收利
用。利用太阳能等无污染能源的产品，开发多级用水装置之类的产品，
……
图11-27 连接马桶的节水洗衣
机
106
环境保护——
新时代大学生的崇高职责！
107
钢
鸟
巢
下
人
如
潮
，
何
处
复
寻
树
上
巢
！
108
二、高技术产品的认知与使用心理
传统产品功能直观，易于认知。电子新产品大有变化：报警器、驱蚊器、
随身听、计算器、VCD机、各种医疗、科教仪器，大大小小全是“方盒子”。
第一，不能从外形获知它是什么，有什么用，使人产生陌生感、距离感、冷
漠感。第二，无论什么事全是按按钮，产品使用方法失去了与生活经验、行
为体会的联系，使人精神失落。这种趋势蔓延扩大，将对人类的生存能力和
精神智力产生严重后果。怎样赋予产品良好的认知性和亲和力，是新世纪所
面临新鲜而重要的课题，这一研究领域称为产品语义学。
一款电子驱蚊器，设计者作了电子产品体现功能语义的尝试。
a）三层五足银熏炉 b）造型落实 c）产品模型
图10-28 电子产品造型体现功能语义的尝试
109
三、坚持健康文明生活方式的导向
1．为社会变革中的新需求提供设计
题目太大，下面只能略举几个例子。
# 中国的城镇化：二三十年内将有四五亿人口从农村转到城镇，……
# 汽车的人机工程设计，将面临新的转折，… …
# 其他 家庭小型化、人口老龄化、居所流动化、工作时间缩
短、对保健的需求增长等，都为人机工程设计展现广阔的前景。
110
2．拒绝导致体魄与智力衰退的“美好生活”
科技和文明是双刃剑，为人类带来福祉，也可能制造灾难。未来人机工
程设计必须把握正确的导向，拒绝导致体魄与智力衰退的“美好生活”。
# 买什么东西都给你个塑料袋，多方便？——白色污染！
# 学具玩具越来越“高级”，——能削好一支铅笔的孩子越来越少！
# 私家车装上“GPS”导航仪真好，无论去什么地方，一路给你指得清清
楚楚！——有的国家已发现：常年使用这玩意的开车族，认路能力大大降
低，快要不辨东南西北了！
# 生活中一切都由电脑和智能电子产品安排得妥妥当当，无须再
费心费力，对人是祸还是福？
# 功能优越的高技术产品，深奥且操作繁难，科技精英就造出了
“傻瓜”产品，使用非常简便。——人类未来会陷入“智力两极分化”的深
渊吗？# …… ……
从更高层次把握人机学“安全、舒适、高效”的含义：有利于人
们德、智、体的全面发展，才是合理美好的生活方式。
莘莘学子，未来的设计师们！准备好，去肩负重大的社会职责吧！
111
3. 现代化、传统文化与文明的多样性
经济全球化，跨国公司的产品充斥在各种肤色的人群之中。传统文化、
传统艺术、多样性的生活方式，受到前所未有的冲击。
向现代化迈进中，在各种设计中捍卫中华文化的传承性，只能依靠中国
的设计师。因此，在设计中传承民族情怀、体现传统文明和生活方式，是新
世纪中国人机工程设计必须重视的又一个发展方向。
112
工业设计人机工程（2版）
阮宝湘等 编著 附 录
附录A 小作业：读书报告
1．小作业的目的
使学生结合听课，认真阅读教材，联系实际积极思考，在完成作业的过程
中，从被动“吸收”知识，向主动思考和钻研发挥过渡。完成小作业，不占课内学
时。 2．小作业的布置和形式规格
1）在开课后不久向学生布置。在课堂讲授结束、大作业开始时收交。
2）统一采用A4规格纸张。
提倡提交打印稿。如用手写稿，应书写工整，不得潦草。
注意纲目清楚、文理通顺、表述简要明确。
插图可采用简化示意图，但应认真绘制，不得随手涂鸦。
3）小作业有两类题目。每个学生选择一类里的任一个题目即可。
3．第一类题目及要求
1） 作业题
A1 用人机学审视我们的生活环境
A2 校园中的人机学问题巡视
A3 暑寒假返家途中曾经感受的人机学问题反刍
113
A4 寝室、教室、阅览室、绘图室、…——人机学问题“室室谈”
A5 文具、寝具、餐具、厨具、洁具、…——人机学问题“具具谈”
A6 一次旅游途中的人机学问题对话录
A7 产品开发的几个初步人机学创意
……类似的题目能列出很多，老师和同学们可自行补充。
2）作业说明和要求
①认真观察思索，去发现现实中的人机学问题。
②小作业时间有限，重点在发现问题，不强调深入分析或提出完善解决方案。
③表达应简洁：直截了当写发现的问题。不要“开场白”、“结束语”之类的“包装”
，不要照抄照录书上的理论条条，把“掺杂的水分”“挤干”。
4．第二类题目及作业要求
1） 作业题
B1 谈谈人机学与工业设计的关系
B2 自学教材第×章第×、×节的读书报告
… ……
B8 自学教材第十一章第三节的读书报告
课堂上未讲授的章节，均可列入这类题目让学生自学。（由任课教师选定）。
114
2）作业说明和要求
①通过完成这类题目，不仅在于扩充课堂知识，更着眼于让学生学会用自学
方法去自我拓展，培养自学的习惯。
②这类作业一般包括两方面的内容：自学笔记和读后联想。
自学笔记一般是提纲式的，要简洁。抄章节标题、摘录要点，提倡经过思考
组织、用自己的语言来写这个提纲。
读后联想一般要求写出自学后联想到的实际问题。也可以是对教材内容提出
置疑、提出补充，或指出不足与错误。总之，你的自学不应只是消极的吸收，还
应该含有积极拓展的因素。
这两方面的内容可以分开写、也可以结合在一起写；表达形式、表达风格是
完全自由的。
115
附录B 大作业：课程设计与课程论文
一、大作业的目的和一般要求
1．大作业的目的
1）经历一次完整的人机学应用实践，引导学生发现、调查和探索解决问题。
2）完成作业必须做两方面的调研：文献资料的调研和现实情况的调研。一般
要到图书馆、资料室、英特网、社会现场去调研。
3）建议：课时允许，大作业可在全班同学的参加下进行交流、答辩。
2．大作业的布置、答疑和过程检查
1）布置大作业 课堂讲授结束后教师进行布置。
2）学生应在教师规定期限内选定大作业题目，以免影响工作进程。
3）答疑 教师只原则性地指出解决问题的方向，不对具体问题作具体的回
答。 4）过程检查 建议教师对学生的大作业进展情况，进行1～2次过程检查，避
免“前松后紧”，影响作业质量。
3．大作业的一般要求
1）应该检索查阅相关的文献资料，并做课题实际事物的调研。
2）不鼓励作 “超豪华”设计。但 “为不久的将来进行设计”是适宜的。
3）多数题目适合一人完成；部分题目可由两人合作；少数题目也可三人合作。
4．课程设计与论文的答辩 答辩会由任课教师主持，全班同学参加。
116
二、课程设计
1．设计图样
1）基本设计图样采用三视图或透视图，打印在A4纸上即可。
注意：第一，在技术可行的判断下，不需要做结构细节的详尽设计。第二，图
上应标注必要的三度空间尺寸，表达量化的人机工程设计结果。
2）手绘图样的图纸尺寸应符合国家标准。
2. 设计说明书
1）一般包含以下部分：
①设计题目及其说明
②调研与分析（含现况、实物调研，文献资料收集及其分析归纳）
③方案构思，多方案的对比与抉择
④对本设计的说明
⑤设计小结（优缺点，存留问题，得失与收获等）
2）应纲目清楚、文字简练、注意版式。手写的要求书写工整，不得潦草。
3）用A4纸打印或书写，装订成册。
117
三、课程论文
1．课程论文的类型与要求
1）文献资料的检索、研读、评价，及现有事物调研，是课程论文的基础，应得
到充分反映。
2）应有分析、评论、论点；要求结构清楚、层次分明、论述严谨、文字简练。
3）部分作业介于课程设计与课程论文之间，如何侧重，学生自行掌握。
4）大作业有少量用特殊文体表达的题目，供有兴趣、有特长的少数同学选做。
2．课程论文的形式与格式
1）学术论文的一般层次如下，仅供参考，课程论文不必拘泥与勉强。
①正文前有150～200字的摘要，列出不超过5个关键词
②正文（这是主要部分，要求已如上述）
③参考文献
2）以A4规格纸张打印或誊写规整，装订成册。插图用附页，或附贴在文稿上。
3）鲁迅提倡“将可有可无的段、句、字统统删去，毫不可惜”。这个原则适用于
科技论文。
118
四、课程设计与课程论文题目
A-1 4人间本科生公寓房（18 ㎡ ）的人机学设计
A-2 2人间硕士生公寓房（16 ㎡ ）的人机学设计
A-3 电脑桌的新型人机学设计
A-4 某特色景区的公共垃圾箱设计
（“特色景区”可以是历史文化名城、江南水乡、佛道名山、特色民族地区等。垃圾箱设计主
要着 眼于人机学要求，同时能有独特历史文化风貌的反映。）
A-5 （北京胡同游）人力三轮车的宜人性设计
（可结合学校所在地的实际情况设计载人人力三轮车。能反映当地历史文化风貌则更好。）
A-6 旅游景区双人（三人）休闲自行车设计
A-7 “百年好”（或“夕阳伴”、“夕阳乐”）老人人力小三轮设计
（结合城市、城镇及不同经济文化发展水平设计。参看第十一章第二节例7中的“夕阳伴人力
小三轮”的说明。）
A-8 自行车婴儿座位的改进设计
（婴儿座位有放在自行车前面大梁上、放在后面书包架上两大类。考虑不同年龄婴儿的生理、
心理特性，可作出不同设计。不要求一份作业中要完成多个设计。）
A-9 婴儿挂兜设计
（参看第十一章第二节例6“婴儿挂兜”的说明及图11-18。）
A-10 便于转换背驮、提扛方式的旅行箱包设计
A-11 家用蹲坑便池的可移放坐便器设计
A-12 附设方便火锅的家用餐桌设计
119
A-13 安乐读写椅设计
（参看第十一章第二节例7中“方便读写的躺椅”的说明。）
A-14 （附带照明的）多自由度床头书夹设计
A-15 系列衣架设计
A-16 老年人便携（可折叠）棋牌台凳设计
（在公园、街头、路边，全神贯注于棋牌的老年人随时可见，观察观察场景，询问询问需求，
用设计向他们奉献一份爱心吧！）
A-17 我校（院）学生公寓盥洗室的改进设计
A-18 我校（院）学生浴室中部分设施的人机学改进设计
A-19 我校（院）学生用床及相关器物的人机学改进设计
A-20 解决学生公寓中晾衣问题的几种设计方案
A-21 邮局胶水盒的改进设计
（各地邮局都有胶水盒之类的器具，改进设计一个，让人们使用胶水方便卫生一些。）
A-22 公共汽车车厢的人机学设计
A-23 公共汽车车站的人机学设计
（繁华程度不同，线路多寡不同，问题差异很大，自行决定针对的环境条件。）
A-24 一（两、三）种新型社区健身设施的方案设计
A-25 家用点滴装置设计
（对接受点滴的患者及医护人员两方面进行需求调研。）
A-26 服装商场的试衣间设计
A-27 （大型）医院标识系统的宜人性设计
A-28 邮局营业单元和窗口设计
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A-29 储蓄所营业单元和窗口设计
A-30 公园、社区休闲椅系列设计
A-31 商场收款台工作空间设计
A-32 教室里多媒体讲台及教师工作空间的（改进）设计
A-33 公共厕所隔间单元设计
（公厕的宜人性、人性化设计正受到社会广泛关注，隔间单元应该是其中的基本部分。）
A-34 我校（院）的路标系统设计
（每种规格的路牌应有一块按1∶1的实际尺寸绘制，其他的可缩小比例绘制在A4纸上。另需绘制
一张表示各路牌放置位置的校园平面图。）
（建议与学校总务部门联系，索取资料，听取意见，作为真实可用的课题进行设计制作。）
A-35 设计四个禁止标志，按GB 2894—2008《安全标志及其使用导则》要求
绘 制出指定应用条件下的基本图样（可参照图6-31、图6-32及相关说明）。
①禁止随地吐痰； ②禁止随意刻画，图样适用的观察距离为 L＝12m
；
③禁止大声喧哗； ④禁止使用手机，图样适用的观察距离为 L＝8m。A-36 “清除‘白色污染’青年志愿者”标志设计
① 整个标志应由图形和文字构成。
② 标志设计以画在方格纸上的“基准图”的形式提供（参看图7-13b和图6-33），
基准图的幅面尺寸≥ ㎡ 。
（A-34、A-35、A-36属于视觉传达类型的设计，说明书中应对视觉人机学因素
作必要的说明。）
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B-1 关于电脑操作者健康问题的调查报告
B-2 鼠标、键盘人体工程设计产品的现状与分析
B-3 市场上办公桌椅功能尺寸（对国人）适宜性的调查报告
B-4 市场上办公桌椅的人机学评析
（与B-3题的区别是：不局限于功能尺寸的评析，还涉及其他人机学问题。）
B-5 ××小学（×年级）学生课桌椅适宜性的调查报告
（小原二郎等人在日本所做的类似调查报告曾成为日本政府文部省制定相关政策的依据。做这个
题目者，每人的调查量至少为两个班。）
B-6 ××儿童游乐场人机学状况的评析
B-7 火车硬座车厢中人机学问题的调研报告
（我国客运列车连年大幅度提速，乘客对硬座车厢会有新感受、新需求，值得关注。）
B-8 火车卧铺车厢中人机学问题的调研报告
（百姓经济条件改善及火车提速，乘客对硬卧车厢的新感受、新需求值得关注。）
B-9 长途卧铺汽车中人机学问题的调研报告
B-10 牙科椅及牙科医生工作空间中人机学问题的调研报告
B-11 美容（发）床椅及美容（发）师工作空间中人机学问题的调研报告
B-12 老年人用手机的人机学要求调研和设计定位
（2004年美国有人做过这项工作。选做这个题目的同学务必自己进行认真的调查。）
B-13 老年人手杖的人机学调研与评析
B-14 我市公共汽车车厢的人机学调研与评析
B-15 我市公共汽车车站的人机学调研与评析
B-16 我市城区（部分）过街天桥的人机学调研与评析
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B-17 公园、社区中某些公用健身设施的人机学评述
B-18 某建筑工地施工中人机学问题的调查报告
B-19 超市中拖把的人机学评析
B-20 超市中饮品用瓶罐开启方式的人机学研究
B-21 市场牙刷产品的人机学评析与设计创意
B-22 超市中洗涤液与护肤化妆品用瓶罐开启方式的人机学研究
B-23 关于几种办公用品的人机学评析
B-24 ××（大型）医院标识系统的人机学调研报告
B-25 我校（院）学生公寓中的人机学问题评述
B-26 我校（院）浴室中的人机学问题评述
B-27 我校（院）校医院中的人机学问题评述
B-28 拖拉机手（起重机、叉车、掘土机驾驶员……）人机学问题访谈录
B-29×××蔬菜大棚工作环境及器具的人机学问题调研报告
（很值得关注的问题。因为还受着人机学的冷落，是人机学大有作为的场所。）
B-30 某肉鸡（填鸭、奶牛）养殖场工作环境及器具的人机学问题调研报告
（选做B-29、B-30这类题目，深入现场做切切实实的调查是关键的工作步骤。）
B-31 照相机（打火机、电话机、电扇、剃须刀……）发展中的人机学因素
B-32 洗衣机（冰箱、电炊具、吸尘器、电熨斗……）发展中的人机学因素
B-33 电视机（随身听、MP3、MP4、DVD、复读机……）发展中的人机学因素
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C-1 我校（院）学生阅览室中的人机学问题与改进设计
C-2 我校（院）学生公寓盥洗室的人机学评析与改进设计
C-3 我校（院）学生餐厅的人机学评析与改进设计
C-4 我校（院）学生餐厅售货工位的人机学评析与改进设计
C-5 我校（院）学生食堂炊事班工作环境与器具的人机学评析与改进设计
C-6 公园、社区中某些公用健身设施的人机学改进设计
C-7 我市公交车车站牌认知性的评析与改进设计
C-8 手机、电视机、空调遥控器上按键的人机学评析与改进设计
C-9 几种电动工具的人机学评析与改进设计
C-10 ×××书店营业厅的人机学评析与改进设计
C-11 ×××大型超市收款通道及工位的人机学评析与改进设计
C-12 ××公园手划式、脚蹬式游船的人机学评析与改进设计
C-13 ××服装商场试衣间的人机学问题调查与改进设计
C-14 超市中各种刷子的人机学评析和创新方案设计
C-15 火车车厢中××、××方面的人机学问题与改进设计
（坐席车厢或卧铺车厢中都存在多方面的人机学问题：座位或铺位、茶几、行李架、照明、窗户、空调
或风扇、播音系统、饮水与食品供应、卫生条件及其改善、盥洗室、厕所……而且上述每一方面又都能
派生出不少子问题：卧铺中有尺寸、卧具使用、脱下衣裤的放置、上下的安全与方便等问题；坐席中有
尺寸与几何形式、结构材料与面料、座位朝向等问题；行李架中有放取的安全与方便、行李的实际防窃
和心理防窃等问题。其中每一个子问题也可能需要考虑不少因素。做这个题目的学生，可以自行确定研
究、设计其中的某些或某个方面、某几个子问题。建议：宁可涉及面窄些，但求能深入一些。）
124
D系列为人机工程CAD类型的作业题，供具备以下两个条件的同学选做：
①学过相关课程，有用三维工程软件建模的初步能力；
②所在学校可以获取CATIA资源。
学生是否能选做D系列的作业题，由任课教师“把关”，。
完成D系列作业时有三点应予注意：
1）除给出设计的最终结果外，应有文档描述分析过程和说明工作原理。
2）应提供在CATIA中建立的分析模型（包括人体、产品或空间），用
CATIA打开，可以读出相关的设计数据。
3）可以直接采用软件上已有国家的人体尺寸数据完成作业。但我们也
将把在CATIA中初步创建的中国成年人人体尺寸小模块，附在本书的教学课件中。
D-1 单人野营帐篷的内空间设计（含卧具等必备物品）
D-2 阅览室双座位单元的尺寸设计（可参考图B-1a）
D-3 阅览室四座位单元的尺寸设计（可参考图B-1b）
图B-1 阅览室
的座位单元
a）双座位单元 b）四座位单元
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D-5 快餐店双座单元的尺寸设计
D-6 咖啡厅双座单元的尺寸设计
D-7 缆车双人吊罐的内空间设计（含座位、安全防护装置等物品）
D-8 家庭淋浴间的尺寸设计（可参考图8-5）
D-9 公共卫生间蹲位隔间的尺寸设计（可参考图8-10）
D-10 经济卧舱的尺寸设计（关于经济卧舱，参看第十一章第二节的例8）
D-11 女青年合租房中沙发床的尺寸设计（可参考图B-2）
D-12 陪护床（椅）的尺寸设计（可参考图B-3）
D-4 服装商场试衣间的尺寸设计
图B-2 女青年合租房中的沙发床 图B-3 陪护床（椅）
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E-1 产品与环境的人机工程设计创意集锦
(①第十一章第一节里举了一批产品创意开发的例子，室内环境等方面也可以创新设计。本作
业题的背景空间极大，无论多少人来做都不可能穷尽。
② “创意集锦”，应提出“一批”而不仅1～2或2～3个创意。只重在创意，暂不深入设计。
③有了创意，又做进一步设计，当然很好。那只可能针对一项两项。可不称为创意“集锦”，
根据设计对象自拟一个作业题。)
E-2 新概念雨具的创意和方案设计
（人类已做到的，很多超过了神话小说里的描述。但也还残留很原始的事物，雨伞就是一例。
倘若存在高智慧的外星人，看到地球人撑伞防雨的窘态也许会捂嘴而笑：一只胳膊弯起费劲地拿
着伞，要带点东西就顾不过来了；小风淋湿肩膀和裤脚，大风吹来更狼狈。他们会说：你们地球
人不是挺能吗？咋地啦？几千年没弄出个好点儿的雨具？——设计师应该勇于在这类事物上寻求
突破。这需要独辟蹊径，难很快成功，提出创意，开始迈出你的步伐吧！）
E-3 情侣伞的创意和方案设计
E-4 家庭节水器具的创意和方案设计
（2004年北京一中学生的一项设计获奖，即一个装在洗菜、洗脸池水管下的截门，简单一拧，水
就流进水桶，可用来冲厕所。还可以做出其他的，也许更好的设计。）
E-5 家庭节水系统的创意和方案设计
（与E-4题不同，本题着眼于从家庭用水系统来想办法节水。）
E-6 家庭阳台（厅堂）立体绿化的创意和方案设计
E-7 大学生双休日野营旅游装备、器物系列的方案设计
E-8 旅客列车饮用水供水系统的创意和方案设计
E-9 小型装订方法的现状分析及方案创意
（早年只有钉书机，如今小型装订方法已较为丰富，值得进行人机学分析和创意。）
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F-1 宜兴紫砂壶造型的人机学研究
F-2 景德镇（醴陵、唐山）茶具（餐具）造型的人机学研究
F-3 医用手术器具的人机学调研报告（可分别做刀、剪、钳、针中的某一种）
F-4 火车提速带来的人机学问题初探
（问题有较大的深广度，可选其中一部分问题进行初步探索。）
F-5 长途客车（火车、汽车）旅客座位背向问题的分析研究
F-6 关于产品设计人体尺寸应用中“穿着修正量”的研究
（GB/T 12985—1991所提供穿着修正量的数据甚为简略，值得作进一步的研究。）
F-7 关于产品设计人体尺寸应用中“姿势修正量”的研究
（GB/T 12985—1991所提供姿势修正量的数据甚为简略，值得作进一步的研究。）
F-8 关于人的自然行为倾向的一些调研与分析思考
（有兴趣的同学可以对第六章第六节所述的问题作些进一步的研究。）
F-9 人机学理论与可持续发展战略
F-10 设计伦理：人机学理论与一次性用品
F-11 中国优秀传统农具中的宜人性范例
（北京的中国农业展览馆里有个“中国传统农具展览馆”，到那里可收集到很多有价值的资料。）
F-12 人机学与产品的升级换代
F-13 人机学与新产品的创意开发
F-14 国外人机学在消费者产品伤害诉讼中的应用情况调查
（在美国人机学工作者的工作中，为消费者产品伤害诉讼提供服务的占有相当比例。有必要了解更
多的情况，并对我国作相关的分析和预测。）
F-15 可持续发展设计与我国竹产品的开发利用
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F-16 关于左利者产品的调查与设计研究
F-17 中国人机工程学国家标准的制定和发布情况
（进行调研整理，写出一份完整的说明文档。）
G-1 家具人机工程学概说（专业科普作品，读者对象：中等及以上文化的相关人士。）
G-2 人机学与我们的生活（4～6篇连载科普作品，读者对象：一般公众。）
G-3 人机工程学科技漫画系列
G-4 人机工程学简介电视脚本（电视播放时间10分钟左右）
G-5 杂文：筷子、刀叉、人机学与文化（从人机学谈到中外文化的对比）
G-6 杂文：茶馆、咖啡厅、人机学与文化（从人机学谈到中外文化的对比）
G-7 杂文：设计的文明与文明的设计
H-1 学生自拟题目（欢迎学生自拟设计和论文的题目，但需征得教师认可。）
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