人机工程学__第六章工作台椅与工具设计

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1、工作台椅与工具的设计 6.1 控制台设计 6.1.1 控制台的形式 1. 桌式控制台 2. 直柜式控制台 3. 组合式控制台 4. 弯折式控制台 控制台（工作台）： 是包含操纵装置和显示装置的作业单元 。它小到一台便携式打字机，大到一个房间（控制室或控制中 心）。 工作台椅与工具的设计 6.1 控制台设计 桌式控制台 直柜式控制台 组合式控制台 弯折式控制台 工作台椅与工具的设计 6.1 控制台设计 6.1.2 控制台设计要点 控制台设计的主要内容： 工作台尺寸宜人、造型美观、方便使用、给人以舒 适感。 关键： 根据人体尺度，将控制器与显示器布置在作业者正 常的作业空间范围内。保证作业者能良好

2、地观察必要的 显示器，操作所有的控制器，以及为长时间作业提供舒 适的作业姿势。控制台有时在操作者前侧上方也有作业 区，所有这些区域都必须在可视可及区内。 工作台椅与工具的设计 6.1 控制台设计 1、控制台作业面 图6-2 推荐的控制台作业面布置区域 女性：P2.5 工作台椅与工具的设计 6.1 控制台设计 2. 显示器面板形式 图6-3 显示面板的型式 工作台椅与工具的设计 6.1 控制台设计 3. 控制台上方干涉点高度 图6-4 控制台干涉点高度 式中 h干涉点高度 k操作者眼高 H显示面板下端高度 d操作者眼点与干涉点的投影距离 D干涉点与显示面板的投影距离 工作台椅与工具的设计 6.1

3、 控制台设计 工作台椅与工具的设计 6.1 控制台设计 6.1.3 常用控制台设计 坐姿低台式控制台 设计要点 1、控制台高度应低于人的水平视线 2、控制器设置在斜度为20度的面板上 工作台椅与工具的设计 6.1 控制台设计 6.1.3 常用控制台设计 坐姿高台式控制台 设计要点 1、重要仪器布置于水平向上10向下30 ，斜度为10 的面板上 2、水平向上1045放置次要显示器。 3、水平向上/3050放置各种控制器 工作台椅与工具的设计 6.1 控制台设计 火车驾驶室 工作台椅与工具的设计 6.1 控制台设计 6.1.3 常用控制台设计 坐立两用控制台 设计要点 1、重要仪器布置于水平向上1

4、0向下45 ，斜度为60 的面板上 2、水平向上1030放置次要显示器。 男性:P50 工作台椅与工具的设计 6.1 控制台设计 图6-7 一种标准控制台的设计 标准控制台 工作台椅与工具的设计 6.1 控制台设计 工作台椅与工具的设计 6.1 控制台设计 工作台椅与工具的设计 6.1 控制台设计 工作台椅与工具的设计 6.2办公台设计 6.2.1 电子化办公台人体尺度 图6-8 电子化办公示意图 工作台椅与工具的设计 6.2办公台设计 6.2.1 电子化办公台人体尺度 图6-9 电子化办公台主要尺寸 工作台椅与工具的设计 6.2办公台设计 6.2.2 电子化办公台可调设计 图6-10 电子化

5、办公台调节方式 工作台椅与工具的设计 6.2办公台设计 6.2.3 电子化办公台组合设计 图6-11 办公台组合设计 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 A、装饰性：审美观念 B、功能性：支持人的身体 1、椅子的功能 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工作椅设计主要依据 当人站立时，人体的足裸、腰部、臀部和脊椎等关节部位受 到静肌力作用，以维持直立状态，而坐时，可免除这些肌力，减 少人体能耗，消除疲劳，坐姿态比站立更有利于血液循环，而且 有利于保

6、持身体的稳定。 目前，大多数办公室人员、脑力劳动者、部分体力劳动者都 采用坐姿工作 。随着技术的进步，愈来愈多的体力劳动者也将 采取坐姿工作，因而工作坐椅设计和相关的坐姿分析日益成为人 机工程学工作者和设计师们关注的研究课题。 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 1. 脊 柱 结 构 6.3.1坐姿生理学 7 5 12 5 4 腰曲 图6-12 脊柱的形状及组成 前 后 肩靠 腰靠 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 2. 腰 曲 弧 线 从坐姿生理 学角度，应 保证腰弧曲 线正常。 图6-13 各种不同姿势下所产生的腰椎曲度 坐姿生

7、理学 人 处于不同 坐姿时，脊柱形态 不同。当人侧卧， 大、小腿稍作弯曲 时，脊柱呈自然弯 曲状态，此时，椎 间盘、韧带和肌肉 的受力最小，人感 到最舒适（见图B 线）。 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 3. 腰 椎 后 突 和 前 突 图6-14 腰椎后突和前凸 (a) 腰椎后突; (b)腰椎前凸 无腰 靠或 腰靠 不明 显 腰靠 过分 前凸 坐姿生理学 腰靠合 理才能 腰椎前 凸合理 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 坐姿生物力学 体压分布 好的坐椅应使身体的重量分布合理。人坐着时人 体上部和大腿的重量由座面来承担，由解剖学看人的 坐骨结节处是人最能承重的部分，坐着时

8、人体大约75% 的体重由它及每块结节处的25cm2面积范围肌肉来支持 。 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 臀部体压分布曲线 压力过大 会使血液 循环和神 经传导受 到影响 坐骨处承压 能力最大 大腿根处 承压能力 几乎为零 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 坐姿生物力学 6-16 座面对股骨的影响 3. 股 骨 受 力 分 析 避免斗型坐面 股骨受压迫使 髋部肌肉反常 压迫使肘部肩 部受力 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 32 坐姿生物力学 4. 椎 间 盘 受 力 分 析 腰曲弧线正常 时椎间盘上受 力均匀（a图） 图6-17 不同坐姿时椎间盘受力分析 腰曲

9、弧线向前 弯曲椎间盘前 端间隙变小受 推挤和摩擦， 腰部不舒适易 病变（b图） 汽车驾驶员舒 适的坐姿角度 （c图） 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 坐姿人机工程学 理想坐椅：应使就坐者体重分布合理，大腿近似呈水 平状态，两足自然着地，上臂不负身体的重量，肌肉放 松，操作时躯干稳定性好，坐姿变换方便，给人以舒适 感。 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 B、设计原则 座椅设计应符合人的生理特性，使人感到舒适为 前提条件。 座椅尺寸应与就坐者人体测量尺寸相适宜，并 应使尺寸可调节。 坐椅应使就坐者保持舒适坐姿。靠背结构和尺 寸应给予腰部以充分的支撑，使脊柱接近于正常自然弯 曲

10、状态。 座椅应能支持就坐者的体位并保持其稳定。 坐椅能使就坐者变换坐姿，灵活而平衡他进行 体态自动调节。 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 图6-18 对座椅设计有用的人体尺寸 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 按使用目的分类：工作椅、休闲椅、多功能椅。 工作椅：用于各类工作场所，舒适性与效率都要考 虑。 休闲椅（或休息椅）：家居、休息场所、各类交通 工具以舒适性作为设计重点。 多功能椅：可用于多种类型的场所。 也可以按使用环境来分类：室内用椅、室外用椅、 交通工具用椅。 座椅的分类 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工

11、作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 坐椅设计细则 A、座高 地面到就坐者在坐面上坐骨结节 支承处的高度。 座面高度按小腿长+鞋跟高来确 定，按我国体尺度，可取380450mm 。 如果座面是可调的，调节范围可以是： 330530mm。 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 B、坐宽 满足臀部就坐所需的尺度，人能 自如地调坐姿。按女性臀尺寸的第95 百分位数值进行设计，一般可取400 450mm，对于扶手椅应不小于500mm。 如果空间允许，以宽大为好，能 保证就坐者方便地变换坐姿，比人的 肘间宽

12、稍大些，餐椅可适当放宽，以 600680mm为宜。 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 C、坐深 坐深是指坐面的前后距离 。其尺寸应满足三条件： 使臀部得到充分支持； 腰部须得到靠背的支持； 椅面前缘与小腿间留有适 当距离 通常工作椅可取： 350mm400mm 休息椅可取：400mm 430mm 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 D、坐面倾角 椅面与水平面的夹角。 坐面略向后倾斜，以防止长 时间坐着时臀部向前滑动， 并方便背部背向靠背。 工作用椅由于工作时身 体需向前倾，倾角不宜大， 可取46。 休息椅后倾角须大些， 有得于肌肉的放松，可取 1424。 工作台椅与工具的设计

13、 6.3工作座椅的设计 E、靠背 靠背应适当地支持腰凹，使腰关节能自由运动。靠背 压于腰部的面积愈宽愈好，因此靠背的水平开头就适合于 腰围。 靠背倾角是指靠背与椅面之间的夹角，按保持脊柱的 正常自然形态增加舒适感作为设计要求，最适宜的角度为 115。也可以依据坐椅的用途来确定。 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工作用椅：95105，一般 100为宜。 学生用椅：在保持警觉条件下 ，可取95100。 休息用椅：105110。 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 F、扶手高度 扶手的用途主要在于支持手 臂重，以减轻肩部负担，增加舒 适感。在就坐、起坐和变换坐姿 时，手臂可利用扶

14、手来支撑身体 ，并可在不稳定条件下利用扶手 保持身体的稳定。 扶手的高度是指椅面到扶手 上表面的距离，一般在椅面有效 厚度以上200230mm。两扶手间 距在500600mm之间。 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 驾驶用坐椅的设计尺寸 （单位：mm） 类 型 坐一靠背夹角 / 坐垫后倾角/坐 高坐 宽坐 深靠背高 1、小 轿 车 2、轻型载重汽车 3、中型载重汽车 4、重型载重汽车 100 98 96 92 12 10 9 7 300350 380400 400470 430500 480520 480520 480520 480520 400420 400420 400420 4

15、00420 450500 450500 450500 450500 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 汽车乘客坐椅设计尺寸 项 目尺 寸/mm项 目尺 寸/mm 坐 高 坐 宽 坐 深 靠 背 高 480-450-440 450-480-530 420450 530560 靠 背 宽 扶 手 高 坐-靠背夹角 坐 垫倾斜角 与坐宽相同 230240 105-110-115 67 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 火车坐椅设计尺寸 项 目尺 寸/mm项 目尺 寸/mm 坐 深 靠 背 高 肘 高 508 711 216 臀 宽 肩 宽 坐 宽 483 483 429 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 座椅欣赏 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工作台椅与工具的设计 6.3工作座椅的设计 工作台椅