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1、第五章 工位设计 第二节 工位尺寸设计 第三节 工位评价23第一节 工位姿势选择12021/6/71作业姿势产品形态2021/6/72工作空间定义：人操作机器时所需要的活动空间，加上机器、设备、工具、用具、被加工物件所占有空间的总和。 机器、设备、工具按操作要求进行合理空间布置。2021/6/73工作空间设计包括：作业场所设计（工厂布局）；工位设计（人的肢体在既定施力点位置的工作状态）；座椅设计。包括：1.作业区域布局设计2.作业台面设计工作岗位（简称工位）是保证单个作业者获得省力、高效和舒适的作业空间、作业机具和作业环境。工作空间工位设计2021/6/74第一节 工位姿势选择 根据工作特点选
2、择作业姿势，有利于身体健康和减少局部肌肉疲劳。2021/6/75第一节 工位姿势选择 2021/6/76第一节 工位姿势选择 坐姿工位一般适于操纵范围和操纵力不大，精细的或需稳定连续进行的工作。 对于长时间工作、集中精力思考、精细工作、手脚同时需要参加工作或经常需要完成前伸超过高于工作面41cm或高于工作面15cm的重复操作的工种，尽量设计为“坐姿工作”。 坐姿作业：2021/6/77第一节 工位姿势选择 坐姿作业：2021/6/78第一节 工位姿势选择 立姿作业：立姿作业适于在较大作业场所频繁走动，操纵范围和操纵力大，非连续的短时间工作。 2021/6/79第一节 工位姿势选择 坐、立姿交替
3、作业：既要求坐姿的稳定体位以提高操作的精确度，又要求体位易于改变的作业方式，可以采用坐、立姿交替作业岗位。 测绘工作2021/6/710一、工位尺寸确定一、工位尺寸确定二、作业台面的深度二、作业台面的深度三、其它尺寸三、其它尺寸第二节 工位尺寸设计2021/6/711操作高度适合于操作者的身体尺寸及工作类型；座位、工作面(工作台)保证躯干自然直立的身体姿势；身体重量得到适当支撑，两肘置于身体两侧，前臂呈水平状。座位调节到适合于人的解剖、生理特点。身体、头、手臂、手、腿、脚有足够的活动空间。操纵装置设置在肌体功能易达或可及的空间；显示装置按功能重要性和使用频度布置在最佳或有效视区内。把手和手柄适
4、合于手功能的解剖学特性。工作空间设计的一般原则GBT 1625119962021/6/712一、工位尺寸确定坐姿工作12m3立姿工作15m3重体力工作18m3作业空间需求2021/6/713（表5.1）坐姿工作岗位操纵范围和操纵力操纵范围和操纵力不大，精细的或需不大，精细的或需稳定连续进行的工稳定连续进行的工作。作。 1.按工位姿势确定尺寸2021/6/714立姿工作岗位 在较大作业场所在较大作业场所频繁走动，操纵频繁走动，操纵范围和操纵力大，范围和操纵力大，非连续的短时间非连续的短时间工作。工作。 （表5.1）1.按工位姿势确定尺寸2021/6/715坐立姿交替工作岗位操纵方式多样。操纵方式
5、多样。（表5.1）1.按工位姿势确定尺寸2021/6/7162021/6/7172.按作业性质确定尺寸I类：使用视力为主，手工精细作业；II类：以臂力重作业为主，一般视力要求；III类：兼顾视力、臂力的作业。2021/6/718立姿下不同作业类型，对人体操作要求不同。2.按作业性质确定尺寸10cm差异2021/6/719作业性质是正确确定立姿、坐姿作业状态下作业台面高度的基本依据。实用的“拇指准则”。作业台面高度“拇指准则”：立姿作业，相对于肘部所在平面高度，作业面低510cm;坐姿作业，作业台面与肘部所在平面等高。2021/6/720作业台面高度坐姿作业，作业台面与肘部所在平面等高。2021
6、/6/7212021/6/722考虑眼高确定作业台面高度 立姿眼高是指地面到眼睛的距离，一般在1470mm1750mm；坐姿眼高是指座位面到眼睛的距离，一般在660mm790mm。 2021/6/723二、作业台面深度2021/6/724二、作业台面深度2021/6/725平直型控制台和弯折型控制台 平直型控制台的宽度若超过1m，会降低认读边缘显示器、操作边缘操纵器的速度。 2021/6/726二、作业台面深度2021/6/727评价几种作业姿势2021/6/728案例分析模度理论选定身高为170厘米人的下垂手臂指端、下垂手臂肘关节、身高三部位为控制点。这些控制点与地面的距离分别为65厘米、1
7、05 厘米、170厘米.显然，这些数值之间具有黄金比率关系(65：105 0619；105：170 0618)。65厘米、105 厘米、170厘米.显然，这些数值之间具有黄金比率关系(65：105 0619；105：170 0618)。在这些数值中插入40厘米、25厘米等，形成以5厘米为模数单位的一套费波纳奇级数：170、130、105、65、40、25设计时，如果产品的各组成部分受到这些数值的制约，同时又把控制、操作、显示器件安置在人的最佳控制和最佳视觉范围内，这将使产品设计既满足人机关系的要求，又表现小出例协调美。肩高2021/6/729研究资料表明：阅读时，倾斜15桌面有利于阅读；写作时
8、，桌面水平最好。三、其它工位尺寸2021/6/730三、其它工位尺寸如何计算的？2021/6/731汽车驾驶员工位设计。案例分析1.分别考虑大、小个头司机（P95男、P5女）伸及域；2.考虑座椅移动量，保证大个头在最后、低位置便于操作；小个头在最前、上位置便于操作；3.作业台面离人体最远处应以大个头驾驶员的最大伸及范围确定，最近处应以小个头驾驶员舒适操作位置确定出座椅前、后、上、下调节量 。 2021/6/732设计目标1：设计合理的操作姿势。女子D10D90工作姿势设计：腰椎有支靠手腕顺直前臂有支托案例分析2021/6/733设计目标2：设计设备的最小高度。不变不变尺寸：尺寸：A设备底座厚度
9、C鞋厚G料斗高度需要需要变化尺寸：变化尺寸：B踏钮垫片厚度D椅面高度E椅面台面高度差F操作高度设备最小高度:H =A+B+C+D+E+F+G案例2021/6/734设计目标2：设计椅面工作台高度差E。包装工作需要眼睛配包装工作需要眼睛配合，属于精细工作，合，属于精细工作，工位高度应在肘部上工位高度应在肘部上方，经过测试结果资方，经过测试结果资料：料：上臂外展625操作较为舒适高效。案例方法1：查阅人体尺寸，画人体姿势操作以及设计图，进行几何计算。方法2：找符合人实测。2021/6/735设计目标2：设计椅面工作台高度差E。案例最终确定：1.保证大个女工操作最大号包装袋2.椅面高度D应该满足大个
10、头女性坐姿需要，取D=Dmax=D90 3.椅面台面高度差E应该满足大个头女性坐姿容腿空间的需要，取E=Emax=E90 2021/6/736设备最小高度:H=A+Bmin+C+D90+E90+Fmax+G=A+B+C+D+E+F+G案例设计目标：设计设备的最小高度。不变尺寸：不变尺寸：A设备底座厚度C鞋厚G料斗高度需要变化尺寸：需要变化尺寸：B踏钮垫片厚度D椅面高度E椅面台面高度差F操作高度说明：考虑尺寸修正量。2021/6/737第三节 工位评价 一、工位评价的原则1.坐姿工位评价1）座椅能否容易调节座椅高度：380560座面宽度P460座面深度：380410坐面倾角：10靠背腰靠靠背尺寸
11、P2003002021/6/738第三节 工位设计评估 2）操作者是否处于合理坐姿是否有足够下肢空间； 座椅调节到腘窝高度；躯干与大腿夹角P90；靠背腰靠是否在作业者腰身位置。2021/6/739第三节 工位设计评估 3）工位台面是否可调节工位台面是否处于上臂自然下垂的肘部稍下位置；对于重体力粗活，台面低于自然放松肘部50100；对于精细或需要视力检测工作，台面高于自然放松肘部50100；足够容腿空间。2021/6/740足够容腿空间2021/6/741第三节 工位设计评估 4）坐姿作业是否需要交替站立或走动2021/6/742第三节 工位设计评估 2.立姿工位设计评估1）工作台面是否可调节工
12、位台面是否处于上臂自然下垂的肘部稍下位置；对于重体力粗活，台面低于自然放松肘部100200；对于精细或需要视力检测工作，台面高于于自然放松肘部100200（或带斜面台面）；足够容腿空间。2021/6/743第三节 工位设计评估 2）是否有足够容腿、脚容足空间2021/6/744第三节 工位设计评估 3）是否有坐立姿两用凳2021/6/745第三节 工位设计评估 3）是否有坐立姿两用凳2021/6/746第三节 工位设计评估 4）立姿作业是否需要交替采用坐姿2021/6/747第三节 工位评价 二、工位姿势的研究方法仪器测量法 主观评价反馈法35姿势观察法1NIOSH提升分析法22021/6/7
13、48研究方法一 姿势观察法姿势靶标定位法（科勒特法） RULA法（上肢快速评估法） Priel法（普里尔法） Gil法（吉尔法） OWAS法 2021/6/749姿势观察法RULA法（上肢快速评估法）观察作业周期内最频繁使用关节，观察在作业中关节处于极限角度时的身体和上肢的姿势，依据关节当前角度对各关节打分，得到最终分数为评价值。 导致上肢不适的因素很多，除了作业姿势因素（整个身体姿势、手腕姿势、手臂姿势等），还受到关节使用频率、上肢施力大小、在整个作业周期内姿势变动情况等因素影响。2021/6/750姿势观察法RULA法（上肢快速评估法）表5.6 人体动作级别级别动作部位和特点操作工作举例1
14、手指动作键盘操作、织毛衣2手指和手腕动作茶叶等级分检、小产品的测量、装配3手指、手腕和前臂的动作服装流水线上的缝纫、小件检测、包装、车辆和工程机械的驾驶和操纵、采茶4手指、手腕、前臂和上臂的动作中小产品装箱、非重型钳工修配、卫生清扫5手指、手腕、前臂、上臂和肩部的动作大中产品装箱与搬运、建筑工地劳动注：“动作部位”指完成主要操作功能的人体部位，不包括起配合作用的辅助动作部位。2021/6/751姿势观察法Priel法（普里尔法） Priel法是研究人员通过观察分析，将作业姿势绘制成草图，在3个正交参考面体系中分析对比14个肢体段工作位置，找出活动最频繁的肢体段与其活动范围。 14个肢体段：双手
15、、双前臂、双上臂、双大腿、双小腿、双脚、颈部、头部。2021/6/752姿势观察法姿势靶标定位法（科勒特法）针对高度重复性工作进行分析，以4个同心圆描述头部、颈部、上下肢在作业周期中位置，相对于标准姿势变化量记录得到作业人体活动范围。 2021/6/753姿势观察法Gil法（吉尔法） 以15为增量记录矢状面上躯干、大腿、小腿、上臂之间角度，分析姿势对舒适度的影响。 2021/6/754姿势观察法OWAS法 记录整个身体姿势、躯干姿势、上肢姿势、下肢姿势，可以定性描述身体姿势状态，帮助识别不良作业姿势。2021/6/755NIOSH提升分析法 NIOSH提升分析法主要针对工人双手搬起重物作业，以
16、避免或减轻工人背部损伤进行研究，给出“提升方程计算式”对工人举升重物能力进行评估，方程的输出结果为许用负载极限RWL和LI（被举升物体重量与许用负载极限之比 ） 。在设计一项任务时确保被举升重物在工人能够承重的范围之内。2021/6/756研究方法二 仪器测量法 借助计算机和人机实验仪器动态捕捉姿势进行分析研究，结合计算机、光学扫描系统、声波电磁系统、脑电事件相关电位（EEG/ERP）分析系统，可以用来研究各种姿势对舒适度影响。 2021/6/757研究方法三 主观评价反馈法被测试者反馈各种姿势舒适度的主观评价方法，具体采用提问法、问卷法等。 2021/6/7581、工作空间设计的一般原则是什么？2、人最适宜手操作区域在哪里？3、有哪些工位？各适合什么工况？有哪些作业类型？如何评价？4、影响工效的因素有哪些？肢体合理施力的方法有哪些？5、如何进行工作空间设计？学习本章后应该思考的问题？2021/6/759部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！
