人因工程第三章作业空间设计

SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe第三章作业空间设计作业空间设计概述作业空间的设计作业空间的布置座椅设计4123SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe作业者在操作时所需的空间及在作业中所需的机器、设备、工具和操作对象所占的空间范围作业空间按照作业者的操作范围、视觉范围以及作业姿势等一系列生理、心理因素对作业对象、机器、设备、工具进行合理的布置、安排，并找出最适合本作业的人体最佳作业姿势、作业范围，以便为作业者创造一个最佳的作业条件作业空间的设计SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe1.“人”的因素：作业者的操作范围、视觉范围、作业姿势等2.“机器”的因素：单个机器设备的控制面板布置、多个机器布置时局部和整体的关系影响作业空间设计的主要因素SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe第一节作业空间设计概述1.安全距离：为了防止碰到某物（通常是比较危险的东西）而设置的障碍物距离作业者的尺寸范围2.最小距离：确定作业者在作业时所必须的最小范围两个“距离”的概念SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe近身作业空间定义：作业者在某一固定的工作岗位上，保持站姿或坐姿等一定的作业姿势时，由于人体的静态或动态尺寸的限制，作业者为完成作业所及的空间范围近身作业空间主要根据作业者在操作时四肢所及范围的静态尺寸和动态尺寸来确定根据人体作业姿势的不同，近身作业空间可分为坐姿近身作业空间和立姿近身作业空间SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe个体作业空间定义：作业者周围与作业有关的、包含设备因素在内的作业区域同近身作业空间相比，个体作业场所更为复杂，除了作业者的作业范围，还要包括相关设备所需的场地SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe总体作业空间定义：多个相互联系的个体作业场所布置在一起总体作业空间不是直接的作业场所，它更多地强调了多个个体作业场所之间尤其是多个作业者之间的相互关系总体作业空间的设计除了要考虑设备、用具所占的空间以及作业者的操作空间以外，还应给作业者留有足够的心理空间SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe1.测定一些重要的人体部位尺寸并以此作为作业空间的设计依据2.选择合适的数据取样范围3.尽可能地建立一个全尺寸的实体模型4.要保证作业的安全，尽量减少疲劳5.根据各控制器、显示器装置的重要程度与使用频率，将其依次布置在作业者作业范围的最佳区、易达区和可达区作业空间设计的原则SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe第二节作业空间设计在实际作业中，人们常采用坐姿、立姿作业。这两种作业姿势特点不同，分别适合不同的作业场所：坐姿作业空间设计立姿作业空间设计坐—立姿作业空间设计•坐姿作业的优点：不易疲劳，持续工作时间长；身体稳定性好，操作的精度高；手脚可以并用作业•坐姿作业适用于：精密作业（书写、小部件的装配等）；施力较小的作业；作业所需的工具、材料等在坐姿状态下易于拿到•立姿作业的优点：可活动空间增大，适合来回走动和经常变换体位的作业（纺织挡车工、普通机床操作工等）；手的力量增大，人体能输出较大的操纵力；不需要容膝空间，相对于坐姿而言，所需的作业空间更小坐—立姿作业空间：作业的作业面总能保持在一定的区域内，并且不要求作业者始终保持站姿，在作业的一定阶段，也可以坐姿操作。采用这种作业既可以避免长期站姿操作引起的疲劳，又可以在较大的区域内活动以完成作业，同时稳定的坐姿可以帮助作业者完成一些较精细的作业SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe坐姿作业空间设计作业范围坐姿作业时，身体伸直或稍向前倾10o～15o，大腿自然平放，小腿伸直或稍向前伸，此时：A.操作者的上肢最大可及范围是一个立体空间(图3-1)B.最典型的平面作业范围，就是人坐在工作台前，在水平面上运动手臂所形成的轨道(图3-2)坐姿作业空间设计作业范围坐姿作业空间设计作业范围坐姿作业空间设计坐姿作业时，身体伸直或稍向前倾10o～15o，大腿自然平放，小腿伸直或稍向前伸，此时：A.操作者的上肢最大可及范围是一个立体空间(图3-1)B.最典型的平面作业范围，就是人坐在工作台前，在水平面上运动手臂所形成的轨道(图3-2)作业范围坐姿作业空间设计坐姿作业时，身体伸直或稍向前倾10o～15o，大腿自然平放，小腿伸直或稍向前伸，此时：A.操作者的上肢最大可及范围是一个立体空间(图3-1)B.最典型的平面作业范围，就是人坐在工作台前，在水平面上运动手臂所形成的轨道(图3-2)作业范围坐姿作业空间设计SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe图3-1坐姿上肢运动范围SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe图3-2平面作业范围SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYeC.由于手臂的可及范围是一个半球体，所以随着工作台相对于人体坐位面高度的增加，最大平面作业范围和平面最舒适作业范围均相应改变。图3-3是右手随工作台高度变化相应的平面最舒适作业范围作业范围坐姿作业空间设计作业范围坐姿作业空间设计C.由于手臂的可及范围是一个半球体，所以随着工作台相对于人体坐位面高度的增加，最大平面作业范围和平面最舒适作业范围均相应改变。图3-3是右手随工作台高度变化相应的平面最舒适作业范围作业范围坐姿作业空间设计C.由于手臂的可及范围是一个半球体，所以随着工作台相对于人体坐位面高度的增加，最大平面作业范围和平面最舒适作业范围均相应改变。图3-3是右手随工作台高度变化相应的平面最舒适作业范围作业范围坐姿作业空间设计SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe图3-3随工作台高度而变化的舒适范围（右手）SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYeD.根据手臂的活动范围，可以确定坐姿作业空间的平面尺寸。按照能使95％的人满意的原则，应该：①经常使用的控制器、工具、加工件放置在最舒适范围②不常用的控制器、工具放在最舒适范围外的最大可及范围③特殊的易引起危害的装置，布置在最大可及范围外从垂直平面看，人体上肢的最舒适作业区是一个梯形区，如图3－4作业范围坐姿作业空间设计作业范围坐姿作业空间设计D.根据手臂的活动范围，可以确定坐姿作业空间的平面尺寸。按照能使95％的人满意的原则，应该：①经常使用的控制器、工具、加工件放置在最舒适范围②不常用的控制器、工具放在最舒适范围外的最大可及范围③特殊的易引起危害的装置，布置在最大可及范围外从垂直平面看，人体上肢的最舒适作业区是一个梯形区，如图3－4作业范围坐姿作业空间设计D.根据手臂的活动范围，可以确定坐姿作业空间的平面尺寸。按照能使95％的人满意的原则，应该：①经常使用的控制器、工具、加工件放置在最舒适范围②不常用的控制器、工具放在最舒适范围外的最大可及范围③特殊的易引起危害的装置，布置在最大可及范围外从垂直平面看，人体上肢的最舒适作业区是一个梯形区，如图3－4作业范围坐姿作业空间设计SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe图3-4坐姿最舒适工作区的垂面SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe工作台面的高度直接影响着人体上臂的工作姿势，上臂同上身躯干的角度不同导致手的敏感度和耐疲劳程度的改变•研究表明：随上臂和上身躯干的夹角不同，手臂的特性值是变化的。当上臂和上身躯干的夹角为8o时，手臂的特性值最大（图3－5）•一般认为，工作台的高度，应视作业的特点而定工作台面高度坐姿作业空间设计工作台面高度坐姿作业空间设计工作台面的高度直接影响着人体上臂的工作姿势，上臂同上身躯干的角度不同导致手的敏感度和耐疲劳程度的改变•研究表明：随上臂和上身躯干的夹角不同，手臂的特性值是变化的。当上臂和上身躯干的夹角为8o时，手臂的特性值最大（图3－5）•一般认为，工作台的高度，应视作业的特点而定工作台面高度坐姿作业空间设计工作台面的高度直接影响着人体上臂的工作姿势，上臂同上身躯干的角度不同导致手的敏感度和耐疲劳程度的改变•研究表明：随上臂和上身躯干的夹角不同，手臂的特性值是变化的。当上臂和上身躯干的夹角为8o时，手臂的特性值最大（图3－5）•一般认为，工作台的高度，应视作业的特点而定工作台面高度坐姿作业空间设计对于精密小型零件的检查、装配作业，由于考虑到人的视力条件，头部俯角不能超过25o，上身躯干不宜弯曲，工作台面要略高于肘部（例如手表装配）；对于视力要求不高的较大的零件装配作业，工作台要高于肘部SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe图3-5上臂和上身躯干夹角不同时的特性曲线SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYeA.工作台面的底面高度与座椅平面的高度之差要超过人体大腿的厚度；工作台面应向人体方向伸出B.随作业性质的改变，工作台尺寸也应相应改变C.图3-6是荧光屏工作岗位的工作台设计尺寸。当无脚踏板时，设计尺寸可参考表3-1容膝容脚空间坐姿作业空间设计容膝容脚空间坐姿作业空间设计A.工作台面的底面高度与座椅平面的高度之差要超过人体大腿的厚度；工作台面应向人体方向伸出B.随作业性质的改变，工作台尺寸也应相应改变C.图3-6是荧光屏工作岗位的工作台设计尺寸。当无脚踏板时，设计尺寸可参考表3-1容膝容脚空间坐姿作业空间设计A.工作台面的底面高度与座椅平面的高度之差要超过人体大腿的厚度；工作台面应向人体方向伸出B.随作业性质的改变，工作台尺寸也应相应改变C.图3-6是荧光屏工作岗位的工作台设计尺寸。当无脚踏板时，设计尺寸可参考表3-1容膝容脚空间坐姿作业空间设计SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe图3-6工作台高度不能升降的荧光屏工作岗位工效学形态设计SchoolofEconomics&ManagementJiangsuUniversityofScienceandTechnologyByYe表3-1坐姿