第八章作業(yè)崗位與空間設(shè)計(jì)上課講義

1、人機(jī)工程學(xué)第一頁(yè)，共42頁(yè)。第八講工作(gngzu)臺(tái)椅與工具設(shè)計(jì)第二頁(yè)，共42頁(yè)。8.1作業(yè)(zuy)崗位的選擇作業(yè)崗位按人作業(yè)時(shí)的姿勢(shì)(zsh)分為坐姿崗位、立姿崗位和坐、立姿交替崗位三類。在人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)選擇哪一類作業(yè)崗位，必須依據(jù)工作任務(wù)的性質(zhì)來(lái)選擇。圖8-1推薦(tujin)的作業(yè)崗位選擇依據(jù)S=坐姿；ST=立姿；S/ST=坐或立姿；ST/C=立姿，備有座椅第三頁(yè)，共42頁(yè)。8.1.1三種(sn zhn)作業(yè)崗位的特征1. 坐姿作業(yè)崗位：適于從事輕、中作業(yè)且不要求作業(yè)者在作業(yè)過(guò)程中走動(dòng)的工作。當(dāng)具有以下基本特征時(shí)，宜選用坐姿崗位。在坐姿操作范圍內(nèi)，短時(shí)作業(yè)周期需要的工具、材料(cil

2、io)、配件等都易于拿取或移動(dòng)。不需用手搬移物品的平均高度超過(guò)工作面以上15cm的作業(yè)。不需作業(yè)者施用較大力量，如搬動(dòng)重物不得超過(guò)4.5kg，否則，應(yīng)采用機(jī)械助力裝置。在上班的絕大多數(shù)時(shí)間內(nèi)從事精密裝配或書(shū)寫(xiě)等作業(yè)。第四頁(yè)，共42頁(yè)。8.1.1三種作業(yè)崗位(gng wi)的特征2. 立姿作業(yè)崗位：適于從事中、重作業(yè)以及坐姿作業(yè)崗位的設(shè)計(jì)(shj)參數(shù)和工作區(qū)域受到限制的工作。當(dāng)具有以下基本特征時(shí)，宜選用立姿崗位。當(dāng)其作業(yè)空間不具備坐姿崗位操作所需的容膝空間時(shí)。在作業(yè)過(guò)程中，常需搬移重量超過(guò)4.5kg物料時(shí)。作業(yè)者經(jīng)常需要在其前方的高、低或延伸的可及范圍內(nèi)進(jìn)行操作。要求操作位置是分開(kāi)的，并需要作

3、業(yè)者在不同的位置崗之間經(jīng)常走動(dòng)。需作業(yè)者完成向下方施力的作業(yè)，如包裝或裝箱作業(yè)等。第五頁(yè)，共42頁(yè)。8.1.1三種(sn zhn)作業(yè)崗位的特征3. 坐、立姿交替崗位：適于操作者在作業(yè)的過(guò)程(guchng)中不得不采用不同的作業(yè)姿勢(shì)來(lái)完成的工作。當(dāng)具有以下基本特征時(shí)，宜選用坐、立姿交替崗位。經(jīng)常需要完成前伸超過(guò)41cm或高于工作面15cm的 重復(fù)操作。如果不考慮人體可及范圍和靜負(fù)荷疲勞的特點(diǎn)，可取坐姿作業(yè)崗位；但考慮人的特點(diǎn)，應(yīng)選擇坐、立姿交替崗位。對(duì)于復(fù)合作業(yè)，有的最好取坐姿操作，有的則適宜立姿操作，從優(yōu)化人機(jī)系統(tǒng)來(lái)考慮，應(yīng)取坐、立姿交替崗位。第六頁(yè)，共42頁(yè)。8.1.2作業(yè)崗位設(shè)計(jì)要求(y

4、oqi)和原則1. 設(shè)計(jì)要求 1）作業(yè)崗位的布局應(yīng)保證工作能在上肢所能達(dá)到的范圍內(nèi)完成，且考慮下肢(xizh)的舒適性。 2）考慮操作動(dòng)作的頻繁程度。 3）考慮作業(yè)者的群體。2. 設(shè)計(jì)原則 1）作業(yè)崗位應(yīng)考慮作業(yè)者的生理特點(diǎn)和動(dòng)作的經(jīng)濟(jì)性原則。 2）作業(yè)崗位的各組成部分應(yīng)符合工作特點(diǎn)和人機(jī)工程學(xué)要求。 3）作業(yè)崗位不允許無(wú)關(guān)物體存在。 4）作業(yè)崗位設(shè)計(jì)應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程的要求。第七頁(yè)，共42頁(yè)。8.2手工作業(yè)崗位(gng wi)設(shè)計(jì)8.2.1手作業(yè)崗位(gng wi)類型在工業(yè)生產(chǎn)中，以手工操作為主的生產(chǎn)崗位稱為(chn wi)手工作業(yè)崗位，國(guó)標(biāo)GB14776-93為崗位設(shè)計(jì)提供了基本原

5、則和確定尺寸的基本方法。1. 坐姿手工作業(yè)崗位，見(jiàn)圖8-22. 立姿手工作業(yè)崗位，見(jiàn)圖8-33. 坐、立姿交替作業(yè)崗位，見(jiàn)圖8-4第八頁(yè)，共42頁(yè)。8.2.2手作業(yè)崗位尺寸(ch cun)設(shè)計(jì)1. 與人體有關(guān)的作業(yè)崗位尺寸2. 由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中與作業(yè)者人體有關(guān)部位(bwi)第5或第95百分位數(shù)值推導(dǎo)出與人體有關(guān)的崗位尺寸，見(jiàn)表8-1尺寸符號(hào)坐姿工作崗位立姿工作崗位坐立姿工作崗位橫向活動(dòng)間距 D1000向后活動(dòng)間距 W1000腿部空間進(jìn)深 T133080330腳空間進(jìn)深 T2530150530坐姿腿空間高度 G340340坐姿腳空間高度 I120腿部空間寬度 B480480B800700B800表8

6、-1 與人體有關(guān)的作業(yè)崗位(gng wi)尺寸，單位mm第九頁(yè)，共42頁(yè)。2. 與作業(yè)有關(guān)(yugun)的作業(yè)崗位尺寸（1）作業(yè)面高度C，通常依據(jù)作業(yè)對(duì)象、工作面上相關(guān)配置(pizh)尺寸確定；對(duì)較大的或形狀復(fù)雜的加工對(duì)象，則以加工對(duì)象方位處于滿足最佳加工條件狀態(tài)下確定。（2）作業(yè)臺(tái)面厚度K，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下關(guān)系：K=A-S5%-Z5% K=A-S95%-Z95% 式中，S5%、S95%為第5和第95百分位數(shù)人體座位面高度；Z5%、Z95%為第5和第95百分位數(shù)人體大腿空間高度。第十頁(yè)，共42頁(yè)。類別舉例坐姿崗位相對(duì)高度H1立姿崗位相對(duì)高度H2P5P95P5P95女男女男女男女男調(diào)整作業(yè)檢驗(yàn)

7、工作精密元件裝配4004505005501050115012001300分檢工作包裝作業(yè)體力消耗大的重大工件組裝25035085095010001050布線作業(yè)體力消耗小的小零件組裝300350400450950105011001200表8-2 作業(yè)崗位相對(duì)高度和工作(gngzu)高度，單位mm（3）坐姿崗位相對(duì)高度H1和立姿崗位工作高度H2，可根據(jù)作業(yè)(zuy)中使用視力和臂力情況，分三類來(lái)確定。第十一頁(yè)，共42頁(yè)。（4）作業(yè)平面高度A的最小限值，對(duì)圖8-2所示的坐姿作業(yè)崗位(gng wi)，可用下式確定：AH1+S-C 或 AH1+U+F-C對(duì)圖8-3所示的立姿作業(yè)崗位(gng wi)，可

8、用下式確定：AH2-C（5）座位面高度S的調(diào)整范圍計(jì)算式如下：S95%-S5%=H1(5%)-H1(95%)（6）腳支撐高度F的調(diào)整范圍計(jì)算式如下：F5%-F95%=S5%-S95%+U95%-U5%（7）大腿空間高度Z和小腿空間高度U的最小值見(jiàn)表8-3表8-3 大腿(dtu)和小腿空間高度最小限值，單位mm尺寸符號(hào)P5P95女性男性女性男性Z135135175175U375415435480第十二頁(yè)，共42頁(yè)。3. 與性別有關(guān)(yugun)的作業(yè)崗位尺寸（1）當(dāng)作業(yè)(zuy)人員性別一致時(shí)，即全部為男性或全部為女性時(shí)，此情況下工作崗位高度H2計(jì)算式為：H2=【H2(5%)+H2(95%)】/

9、2式中，H2(5%)、H2(95%)為某類別作業(yè)(zuy)的男性或女性第5和第95百分位數(shù)立姿崗位高度。（2）當(dāng)作業(yè)(zuy)人員性別不一致時(shí)，工作崗位高度H2計(jì)算式為：H2=【H2(W,95%)+H2(M,5%)】/2式中，H2(W,95%)為某類別作業(yè)(zuy)的女性作業(yè)(zuy)者第95百分位數(shù)立姿崗位高度；H2(M,5%)為某類別作業(yè)(zuy)的男性作業(yè)(zuy)者第5百分位數(shù)立姿崗位高度。以上兩式中有關(guān)數(shù)據(jù)的選擇見(jiàn)表8-2。第十三頁(yè)，共42頁(yè)。8.3視覺(jué)信息作業(yè)崗位設(shè)計(jì)(shj)8.3.1視覺(jué)顯示終端作業(yè)崗位的人機(jī)界面圖8-5視覺(jué)顯示終端崗位(gng wi)的人機(jī)界面第十四頁(yè)，共42

10、頁(yè)。1. 人椅界面(jimin) 在人椅界面上，首先要求作業(yè)者保持正確坐姿：頭部不過(guò)分彎曲，頸部向內(nèi)彎曲；胸部的脊柱向外彎曲；上臂和下臂之間約成90，而上臂近乎垂直；腰部的脊柱向內(nèi)彎曲；大腿下側(cè)不受壓迫；腳平放在地板或腳踏板上。 組成良好人椅界面的另一要求是，采用適當(dāng)尺寸、結(jié)構(gòu)和可以調(diào)節(jié)的座椅，當(dāng)調(diào)節(jié)座椅高度時(shí)，作業(yè)者坐下后，使腳能平放在地板或腳踏板上；調(diào)節(jié)座椅靠背，使其正好處于(chy)腰部的凹處，如此由座椅提供的符合人體解剖學(xué)的支撐作用，而使作業(yè)者保持正確坐姿。第十五頁(yè)，共42頁(yè)。2. 眼視屏界面(jimin) 在眼視屏界面上，首先要求滿足人的視覺(jué)特點(diǎn)：從人體軸線至視屏中心的最大閱讀距離為

11、710760mm，以保護(hù)人眼不受電子射線傷害；俯首(f shu)最大角度不超過(guò)15，以防止疲勞；視屏的最大視角為40，以保持一般不轉(zhuǎn)動(dòng)頭部。 眼視屏界面的另一要求是，選用可旋轉(zhuǎn)和可移動(dòng)的顯示屏，建議顯示器可調(diào)高度約為180mm，顯示器可調(diào)角度為-5+15，以減少反光作用；如設(shè)置固定顯示器，其上限高度與水平視線平齊，以避免頭部上轉(zhuǎn)。第十六頁(yè)，共42頁(yè)。3. 手鍵盤(pán)(jinpn)界面 在手鍵盤(pán)界面上，要求上臂從肩關(guān)節(jié)自然下垂，上臂與前臂的最適宜的角度為7090，以保證肘關(guān)節(jié)受力而不是上臂肌肉受力；還應(yīng)保持手和前臂呈一直線，腕部向上不得超過(guò)20。 在手鍵盤(pán)界面設(shè)計(jì)時(shí)，為適應(yīng)所有成年人的使用，可選擇(

12、xunz)高度固定的工作臺(tái)，但應(yīng)選擇(xunz)高度可調(diào)的平板以放置鍵盤(pán)。鍵盤(pán)在平板上可前后移動(dòng)，其傾斜度在515范圍內(nèi)可調(diào)。在腕關(guān)節(jié)和鍵盤(pán)間應(yīng)留有100mm左右的手腕休息區(qū)；對(duì)連續(xù)作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)的文字、數(shù)據(jù)輸入作業(yè)，手基本不離鍵盤(pán)，可設(shè)置一舒適的腕墊，以避免作業(yè)者引起手腕疲勞綜合癥。第十七頁(yè)，共42頁(yè)。4. 腳地板(dbn)界面 如果臺(tái)、椅、地三者之間高度不合適，則有可能形成作業(yè)者腳不著地，從而引起下肢靜態(tài)負(fù)荷；也有可能形成大腿上抬，而引起大腿受到工作臺(tái)面下部的壓迫。這兩種由不良設(shè)計(jì)引起的后果，都將影響(yngxing)作業(yè)人員的舒適性和安全性。第十八頁(yè)，共42頁(yè)。8.3.2視覺(jué)信息作業(yè)崗位(

13、gng wi)的人體尺寸視覺(jué)顯示終端作業(yè)崗位的人體尺度見(jiàn)圖8-6該圖是通過(guò)前述的人機(jī)界面關(guān)系分析后，將各關(guān)鍵尺寸具體化的結(jié)構(gòu)。儀表控制(kngzh)作業(yè)崗位的人體尺度見(jiàn)圖8-7該圖中(a)、(b)、(c)分別表示因控制(kngzh)臺(tái)結(jié)構(gòu)形式不同，相應(yīng)的作業(yè)崗位尺寸也有一定的差異。熒光屏觀察作業(yè)崗位的人體尺度見(jiàn)圖8-8該圖表示采用坐姿和立姿不同作業(yè)姿勢(shì)時(shí)，作業(yè)崗位中的人機(jī)界面關(guān)系和作業(yè)崗位尺寸的變化。第十九頁(yè)，共42頁(yè)。8.4作業(yè)空間的人體尺度(chd)8.4.1有關(guān)概念作業(yè)空間設(shè)計(jì)應(yīng)以“人”為中心，以人體尺度為重要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。1.近身作業(yè)空間 指作業(yè)者在某一位置時(shí)，考慮身體的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)尺寸，在

14、坐姿或站姿狀態(tài)下所能完成作業(yè)的空間范圍。2.個(gè)體作業(yè)場(chǎng)所 指操作者周圍(zhuwi)與作業(yè)有關(guān)的、包含設(shè)備因素在內(nèi)的作業(yè)區(qū)域，如：汽車駕駛室，計(jì)算機(jī)操作臺(tái)（包括計(jì)算機(jī)、工作臺(tái)與座椅等）。3.總體作業(yè)空間 不同個(gè)體作業(yè)場(chǎng)所的布置構(gòu)成總體作業(yè)空間。總體作業(yè)空間不是直接的作業(yè)場(chǎng)所，它反映的是多個(gè)作業(yè)者或使用者之間作業(yè)的相互關(guān)系，如計(jì)算機(jī)房或辦公室。第二十頁(yè)，共42頁(yè)。8.4.2近身作業(yè)(zuy)空間1.坐姿近身作業(yè)(zuy)空間圖8-9坐姿近身作業(yè)(zuy)空間圖8-10坐姿抓握尺度范圍/cm第二十一頁(yè)，共42頁(yè)。2.站姿近身作業(yè)(zuy)空間圖8-11站姿單臂作業(yè)(zuy)近身空間圖8-12站姿雙

15、臂作業(yè)(zuy)近身空間第二十二頁(yè)，共42頁(yè)。圖8-13腳作業(yè)(zuy)區(qū)域3.腳作業(yè)(zuy)空間第二十三頁(yè)，共42頁(yè)。圖8-14水平(shupng)作業(yè)面的正常尺寸和最大尺寸（cm）4.水平(shupng)作業(yè)面第二十四頁(yè)，共42頁(yè)。5.作業(yè)面高度(god)表8-4 坐姿作業(yè)面高度(god)，單位cm作業(yè)類型男性女性精細(xì)作業(yè)（如鐘表裝配）991058995較精密作業(yè)（如機(jī)械裝配）89948287寫(xiě)字或輕型裝配74787075重荷作業(yè)69726670第二十五頁(yè)，共42頁(yè)。圖8-15站姿作業(yè)面高度與作業(yè)性質(zhì)的關(guān)系(gun x)（a）精密作業(yè) （b）一般作業(yè) （c）負(fù)荷作業(yè)第二十六頁(yè)，共42頁(yè)。

16、圖8-16站姿一般作業(yè)面高度(god)與身高的關(guān)系第二十七頁(yè)，共42頁(yè)。8.4.3受限作業(yè)(zuy)空間應(yīng)根據(jù)作業(yè)特點(diǎn)和人體尺寸確定受限作業(yè)空間的最低尺寸要求(yoqi)。如圖8-17為幾種受限作業(yè)空間尺度，圖8-18為幾種常見(jiàn)通道的空間尺度。許多維修空間都是受限作業(yè)空間，表8-7是由上肢和零件尺寸限定的維修空間，表8-8是由標(biāo)準(zhǔn)工具尺寸和使用方法限定的維修空間。第二十八頁(yè)，共42頁(yè)。8.5作業(yè)(zuy)空間的布置作業(yè)空間的布置：在限定的作業(yè)空間內(nèi)，設(shè)定合適的作業(yè)面后，顯示器和控制器（或其它作業(yè)設(shè)備、元件(yunjin)）的定位與安排。8.5.1作業(yè)場(chǎng)所的布置(bzh)總則1.重要性原則：優(yōu)先

17、考慮實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)作業(yè)的目標(biāo)或達(dá)到其它性能最為重要的元件2.使用頻率原則：經(jīng)常使用的元件應(yīng)布置于作業(yè)者易見(jiàn)易及的地方。3.功能原則：把具有相關(guān)功能的元件編組排列。4.使用順序原則：按使用順序排列布置各元件，見(jiàn)圖8-19。第二十九頁(yè)，共42頁(yè)。8.5.2作業(yè)(zuy)空間布置考慮順序第一位：主顯示器第一位：與主顯示器相關(guān)(xinggun)的主顯示器第一位：控制與顯示的關(guān)聯(lián)（相合性）第一位：按順序使用的元件第一位：使用頻繁的元件應(yīng)處于觀察、操作方便的位置第一位：與本系統(tǒng)或其他相關(guān)(xinggun)系統(tǒng)的布局一致。第三十頁(yè)，共42頁(yè)。第三十一頁(yè)，共42頁(yè)。返回(fnhu)圖8-2坐姿手工(shugng)作

18、業(yè)崗位第三十二頁(yè)，共42頁(yè)。圖8-3立姿手工(shugng)作業(yè)崗位返回(fnhu)第三十三頁(yè)，共42頁(yè)。圖8-4坐、立姿交替手工作業(yè)(zuy)崗位返回(fnhu)第三十四頁(yè)，共42頁(yè)。圖8-6視覺(jué)顯示終端作業(yè)崗位(gng wi)尺寸返回(fnhu)第三十五頁(yè)，共42頁(yè)。圖8-7儀表(ybio)控制作業(yè)崗位尺寸返回(fnhu)第三十六頁(yè)，共42頁(yè)。圖8-8熒光屏作業(yè)(zuy)崗位的人體尺寸返回(fnhu)第三十七頁(yè)，共42頁(yè)。圖8-17幾種(j zhn)受限作業(yè)空間尺度，單位mm代號(hào)ABCDEFGHIJKLMNOPQ高身材男性6404301980 198069051024407401520 10006901450 1020 12207901450 1220中