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1、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,4,1,2,3,第一节 作业空间设计概述,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 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,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,个体作业空间,定
2、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,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,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 选择合适的数据取样范围 尽可能地建立一个全尺寸的实体模型 要保证作业的安全，尽量减少疲劳 根据各控制器、显示器装置的重要程度与使
3、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,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
4、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,作业范围,坐姿作业时，身体伸直或稍向前倾10o15o，大腿自然平放，小腿伸直或稍向前伸，此时： 操作者的上肢最大可及范围是一个立体空间(图3-1) 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,作业范围,坐姿作业时，身体伸直或稍向前倾10o15o，大腿自然平放，
5、小腿伸直或稍向前伸，此时： 操作者的上肢最大可及范围是一个立体空间(图3-1) 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,坐姿作业时，身体伸直或稍向前倾10o15o，大腿自然平放，小腿伸直或稍向前伸，此时： 操作者的上肢最大可及范围是一个立体空间(图3-1) 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,图3-1 坐姿上肢运动范围,图3-2 平面作业范围,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
6、工作台高度变化相应的平面最舒适作业范围,作业范围,作业范围,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,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,图3-3 随工作台高度而变化的舒适范围（右手）,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： 经常使用的控制器、工具、加工
7、件放置在最舒适范围 不常用的控制器、工具放在最舒适范围外的最大可及范围 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34,作业范围,作业范围,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： 经常使用的控制器、工具、加工件放置在最舒适范围 不常用的控制器、工具放在最舒适范围外的最大可及范围 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34,作业范围,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： 经常使用的
8、控制器、工具、加工件放置在最舒适范围 不常用的控制器、工具放在最舒适范围外的最大可及范围 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34,作业范围,图3-4 坐姿最舒适工作区的垂面,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35） 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,工作台面高度,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
9、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35） 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,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35） 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,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
10、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,图3-5 上臂和上身躯干夹角不同时的特性曲线,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 随作业性质的改变，工作台尺寸也应相应改变 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,容膝容脚空间,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 随作业性质的改变，工作台尺寸也应相应改变 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,工作台面
11、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 随作业性质的改变，工作台尺寸也应相应改变 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,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,表3-1 坐姿作业时一般控制台设计尺寸,立姿作业时，身体自然站立，有时躯干稍向前倾15o，如图3-7。此时： 作业范围是以肩关节为中心，最大可及范围为720mm半径的两个圆弧； 最大可抓取的作业范围，是以600mm为半径的圆弧；,立姿作业范围,立姿作业范围,立姿作业时，身体自然站立，有时躯干稍向前倾15o，如图3-7。此时：
12、 作业范围是以肩关节为中心，最大可及范围为720mm半径的两个圆弧； 最大可抓取的作业范围，是以600mm为半径的圆弧；,立姿作业范围,立姿作业时，身体自然站立，有时躯干稍向前倾15o，如图3-7。此时： 作业范围是以肩关节为中心，最大可及范围为720mm半径的两个圆弧； 最大可抓取的作业范围，是以600mm为半径的圆弧；,立姿作业范围,图3-7 上肢垂直作业范围,最舒适的作业范围为半径300mm，上臂与身体躯干夹角不大于45o左右的两个圆弧构成，身体前部最舒适作业范围的半径可增大到400mm左右 立姿作业空间设计除了受作业范围的影响外，还受头部姿势与视线的影响。图3-8为一般人最舒适的姿势,
13、立姿作业范围,立姿作业范围,最舒适的作业范围为半径300mm，上臂与身体躯干夹角不大于45o左右的两个圆弧构成，身体前部最舒适作业范围的半径可增大到400mm左右 立姿作业空间设计除了受作业范围的影响外，还受头部姿势与视线的影响。图3-8为一般人最舒适的姿势,立姿作业范围,最舒适的作业范围为半径300mm，上臂与身体躯干夹角不大于45o左右的两个圆弧构成，身体前部最舒适作业范围的半径可增大到400mm左右 立姿作业空间设计除了受作业范围的影响外，还受头部姿势与视线的影响。图3-8为一般人最舒适的姿势,立姿作业范围,图3-8 最舒适的姿势,立姿作业空间在垂直方向可划分为5段，每段所设计的内容不一
14、样： 在0500mm高度之间适宜于脚控制 在500700mm高度之间，手与脚的操作都不方便，所以不宜在此区域设置控制器 在7001600mm高度之间，最适宜于手的操作和观察，特别是9001400mm高度是人最舒适的作业范围,立姿作业空间垂直方向布局设计,立姿作业空间垂直方向布局设计,立姿作业空间在垂直方向可划分为5段，每段所设计的内容不一样： 在0500mm高度之间适宜于脚控制 在500700mm高度之间，手与脚的操作都不方便，所以不宜在此区域设置控制器 在7001600mm高度之间，最适宜于手的操作和观察，特别是9001400mm高度是人最舒适的作业范围,立姿作业空间垂直方向布局设计,立姿作
15、业空间在垂直方向可划分为5段，每段所设计的内容不一样： 在0500mm高度之间适宜于脚控制 在500700mm高度之间，手与脚的操作都不方便，所以不宜在此区域设置控制器 在7001600mm高度之间，最适宜于手的操作和观察，特别是9001400mm高度是人最舒适的作业范围,立姿作业空间垂直方向布局设计,在16001800mm高度之间，手的操作很不方便，视觉条件也有所下降，一般布置极少操纵的控制器和不太重要的显示器 在1800mm以上的高度，手的操作极不方便，操作时需昂头踮脚，观察显示器时容易发生误读，所以在这个高度上通常只布置报警信号，并配有音响信号，需观察的显示板要前倾15o30o,立姿作业
16、空间垂直方向布局设计,立姿作业空间垂直方向布局设计,在16001800mm高度之间，手的操作很不方便，视觉条件也有所下降，一般布置极少操纵的控制器和不太重要的显示器 在1800mm以上的高度，手的操作极不方便，操作时需昂头踮脚，观察显示器时容易发生误读，所以在这个高度上通常只布置报警信号，并配有音响信号，需观察的显示板要前倾15o30o,立姿作业空间垂直方向布局设计,在16001800mm高度之间，手的操作很不方便，视觉条件也有所下降，一般布置极少操纵的控制器和不太重要的显示器 在1800mm以上的高度，手的操作极不方便，操作时需昂头踮脚，观察显示器时容易发生误读，所以在这个高度上通常只布置报警信号，并配有音响信号，需观察的显示板要前倾15o30o,立姿作业空间垂直方向布局设计,由于人在双手操作时上臂自然下垂，前臂自然弯曲时最省力、最舒适，所以立姿工作台的高度应在肘部以下 图39是德国立姿工作岗位的设计尺寸 立姿作业控制台一般布
