第11章-作业空间设计课件

第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学人因与工效学人因与工效学 上海工程技术大学机械工程学院上海工程技术大学机械工程学院王克用王克用第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学作业空间范围作业空间设计的原则3作业空间设计3工作座椅的静态舒适性设计原理工作台设计3车辆驾驶室的作业空间31 12 23 34 45 56 6返回总目录返回总目录第第11章章 作业空间设计作业空间设计作业空间设计案例3 7 7第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 11.1 11.1 作业空间设计的原则作业空间设计的原则 人操纵机器时所需要的活动空间，加上机器、设人操纵机器时所需要的活动空间，加上机器、设备、工具、用具、被加工对象所占有的空间的总和，备、工具、用具、被加工对象所占有的空间的总和，称为称为作业空间作业空间。作业空间设计，。作业空间设计，就大范围而言就大范围而言，是把，是把所需用的机器、设备和工具，按照人的操作要求进行所需用的机器、设备和工具，按照人的操作要求进行合理的空间布置。就由人操纵的合理的空间布置。就由人操纵的一台机器而言一台机器而言，是从，是从人的需要出发，对机器的操纵装置、显示装置相对于人的需要出发，对机器的操纵装置、显示装置相对于操作者的位置进行合理的安排。操作者的位置进行合理的安排。作业空间设计要着眼于人，在充分考虑操作者需作业空间设计要着眼于人，在充分考虑操作者需要的基础上，为操作者创造既安全、舒适又经济、高要的基础上，为操作者创造既安全、舒适又经济、高效的作业条件。效的作业条件。作业空间设计的作业空间设计的内容内容:(1):(1)空间布置空间布置 (2)(2)座椅座椅设计设计 (3)(3)工作台设计工作台设计 (4)(4)环境设计环境设计 回到本章目录第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学作业空间设计的人机工程学原则 作业空间设计的基本目标是使人机系统以最有作业空间设计的基本目标是使人机系统以最有效、最合理的方式满足作业要求效、最合理的方式满足作业要求,作业空间合理、经作业空间合理、经济、安全和舒适。济、安全和舒适。(1)(1)作业空间设计必须从作业空间设计必须从人的要求人的要求出发，保证人的安出发，保证人的安全、健康、舒适、方便。全、健康、舒适、方便。(2)(2)从客观条件的从客观条件的实际出发实际出发，处理好安全、健康、舒，处理好安全、健康、舒适、高效、经济诸方面的关系。适、高效、经济诸方面的关系。(3)(3)根据根据人体生物力学、人体解剖学和生理学的特性人体生物力学、人体解剖学和生理学的特性,合理布置操纵装置和显示装置。合理布置操纵装置和显示装置。11.1 11.1 作业空间设计的原则作业空间设计的原则作业空间设计的原则作业空间设计的原则第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学(4)(4)按照操纵装置和显示装置的按照操纵装置和显示装置的重要程度重要程度进行布置。进行布置。(5)(5)按操纵装置的使用按操纵装置的使用频率和操作顺序频率和操作顺序进行恰当布置。进行恰当布置。(6)(6)按操纵装置和显示装置的按操纵装置和显示装置的功能功能，将功能相同或相互，将功能相同或相互联系的装置布置在一起，以利于操作者进行操和观察。联系的装置布置在一起，以利于操作者进行操和观察。(7)(7)作业面的布置作业面的布置要考虑人的最适宜的作业姿势、操作要考虑人的最适宜的作业姿势、操作动作及动作范围。动作及动作范围。(8)(8)注意安全及人流、物流的注意安全及人流、物流的合理组织合理组织。应当注意应当注意，以上原则往往难以同时得到满足，以上原则往往难以同时得到满足,在实在实际运用时，要根据实际人机系统的具体情况，统一考际运用时，要根据实际人机系统的具体情况，统一考虑，全面权衡，从总体合理性上加以恰当布置。虑，全面权衡，从总体合理性上加以恰当布置。11.1 11.1 作业空间设计的原则作业空间设计的原则作业空间设计的原则作业空间设计的原则第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学作业空间的人体尺度 作业中常用的作业姿势有作业中常用的作业姿势有坐姿坐姿、立姿立姿、坐坐-立姿立姿。设计作业空间时，必须考虑人体尺寸的约束条件，设计作业空间时，必须考虑人体尺寸的约束条件，以我国成年男性第以我国成年男性第 95 95 百分位身高为基准，女性约为男百分位身高为基准，女性约为男性的性的 0.9346 0.9346 倍。倍。作业空间设计时，作业空间设计时，人体测量人体测量的静态数据的静态数据(结构尺寸结构尺寸)与动态数据与动态数据(功能尺寸功能尺寸)都有用处。都有用处。对大多数设计而言，因为要考虑身体各部位的关联对大多数设计而言，因为要考虑身体各部位的关联与影响，所以必须与影响，所以必须基于功能尺寸作出设计基于功能尺寸作出设计。利用人体测量数据时，数据必须充分反映设计对象利用人体测量数据时，数据必须充分反映设计对象的的使用者群体使用者群体的特征。的特征。11.1 11.1 作业空间设计的原则作业空间设计的原则作业空间设计的原则作业空间设计的原则第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学运用人体测量数据的步骤要点(1)(1)确定对于设计至为重要的确定对于设计至为重要的人体尺度人体尺度 (如座椅设计如座椅设计中，人的坐高、大腿长等中，人的坐高、大腿长等)。(2)(2)确定设计对象的确定设计对象的使用者群体使用者群体，以决定必须考虑的，以决定必须考虑的尺度范围。尺度范围。(3)(3)确定数据确定数据运用准则运用准则：个体设计准则、可调设计准：个体设计准则、可调设计准则、平均设计原则则、平均设计原则。11.1 11.1 作业空间设计的原则作业空间设计的原则作业空间设计的原则作业空间设计的原则第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学汽车驾驶员手伸及界面的空间曲面回到本章目录11.1 11.1 作业空间设计的原则作业空间设计的原则作业空间设计的原则作业空间设计的原则第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学11.2 11.2 作业空间范围作业空间范围回到本章目录作作业业空空间间设设计计近身作近身作业空空间设计个体作个体作业场所所设计总体作体作业空空间设计第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学近身作业范围 操作者坐姿或立姿进行作业时，手和脚在水平面和操作者坐姿或立姿进行作业时，手和脚在水平面和垂直面内所能触及的运动轨迹范围，称为垂直面内所能触及的运动轨迹范围，称为作业范围作业范围。作业。作业范围是构成作业空间的主要部分，它有范围是构成作业空间的主要部分，它有平面作业范围平面作业范围和和空空间作业范围间作业范围之分。之分。当需要连续和较长时间操作、需要精确而细致操作、当需要连续和较长时间操作、需要精确而细致操作、需要手足并用操作时，宜采用坐姿。如车辆、飞机驾驶员需要手足并用操作时，宜采用坐姿。如车辆、飞机驾驶员的操作。的操作。坐姿近身作业范围是指作业者在坐姿操作时，其四肢坐姿近身作业范围是指作业者在坐姿操作时，其四肢所及范围的静态尺寸和动态尺寸。所及范围的静态尺寸和动态尺寸。回到本章目录11.2 11.2 作业空间范围作业空间范围作业空间范围作业空间范围第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 近身作业范围的尺寸是作业空间设计与布置的主要近身作业范围的尺寸是作业空间设计与布置的主要依据。依据。它主要受功能性臂长的约束，而臂长的功能尺寸它主要受功能性臂长的约束，而臂长的功能尺寸又由作业方位及作业性质决定。又由作业方位及作业性质决定。近身作业范围还受近身作业范围还受衣着衣着的影响。的影响。坐姿作业通常在作业面以上进行，其作业范围为操坐姿作业通常在作业面以上进行，其作业范围为操作者在正常坐姿下作者在正常坐姿下,手和脚可伸及的一定范围的手和脚可伸及的一定范围的三维空三维空间间。随作业面高度、手偏离身体中线的距离及手举高度。随作业面高度、手偏离身体中线的距离及手举高度的不同，其舒适的作业范围也发生变化。的不同，其舒适的作业范围也发生变化。若以手处于身体中线处考虑，直臂作业区域由两个若以手处于身体中线处考虑，直臂作业区域由两个因素决定：肩关节转轴高度及该转轴到手心（抓握）的因素决定：肩关节转轴高度及该转轴到手心（抓握）的距离（若为接触式操作，则到指尖）。距离（若为接触式操作，则到指尖）。11.2 11.2 作业空间范围作业空间范围作业空间范围作业空间范围第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第 5 百分位的人体坐姿抓握尺度范围:男性 650 mm，女性 580 mm。11.2 11.2 作业空间范围作业空间范围作业空间范围作业空间范围第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 坐坐姿姿操操作作时时，操操作作者者的的手手臂臂运运动动在在水水平平面面上上所所形形成成的的运运动动轨轨迹迹范范围围，称称为为水水平平平平面面作作业业范范围围；手手向向外外伸伸直直、以以肩肩关关节节为为轴轴心心在在水水平平面面上上所所划划成成的的圆圆弧弧范范国国，称称为为最最大大平平面面作作业业范范围围；手手臂臂自自如如弯弯曲曲(一一般般弯弯曲曲成成手手长长的的 3/5 3/5)、以以肘肘关关节节为为轴轴心心在在水水平平面面上上所所划划成成的的圆圆弧弧范范围围，称称为为正正常常平平面面作作业业范范围围。由由于于操操作作者者在在作作业业时时肘肘部部也也是是移移动动的的,所所以以实实际际上上的的水水平平平平面面作作业业范范围围是图中粗实线所围成的区域。是图中粗实线所围成的区域。11.2 11.2 作业空间范围作业空间范围作业空间范围作业空间范围第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学手在水平平面内的作业范围11.2 11.2 作业空间范围作业空间范围作业空间范围作业空间范围第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 脚脚的的作作业业范范围围以以脚脚可可能能移移动动的的距距离离来来确确定定。与与手手操操作作相相比比，脚脚的的操操作作力力大大，但但精精确确度度差差，且且活活动动范范围围较小，一般脚操作限于踏板类操纵装置。较小，一般脚操作限于踏板类操纵装置。11.2 11.2 作业空间范围作业空间范围作业空间范围作业空间范围 正正常常的的脚脚作作业业空空间间范范围围位位于于身身体体前前侧侧、座座高高以以下下的的区区域域，其其舒舒适适的的作作业业范范围围取取决决于于身身体体尺尺寸寸与与动动作作的的性质。性质。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学男子坐姿操作时手和脚在垂直平面内的最优作业范围11.2 11.2 作业空间范围作业空间范围作业空间范围作业空间范围第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学手的空间作业范围（每格代表152 mm）坐姿操作时手的空间作业范围如下图所示，图中圆坐姿操作时手的空间作业范围如下图所示，图中圆弧实线表示正常作业范围，圆弧虚线表示最大作业范围，弧实线表示正常作业范围，圆弧虚线表示最大作业范围，阴影线表示右手的最优作业范围。阴影线表示右手的最优作业范围。11.2 11.2 作业空间范围作业空间范围作业空间范围作业空间范围正常作业范围正常作业范围正常作业范围正常作业范围最大作业范围最大作业范围最优作业范围最优作业范围第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 回到本章目录作业场所 操操作作者者坐坐姿姿或或立立姿姿作作业业时时，其其周周围围与与作作业业有有关关的的、包含设备因素在内的作业区域包含设备因素在内的作业区域 ,