人機工程學第8章 作業(yè)空間與用具設計

1、第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 第第8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 8.1 作業(yè)空間設計的基本要求作業(yè)空間設計的基本要求 8.2 工作區(qū)域設計工作區(qū)域設計 8.3 座椅設計座椅設計 8.4 手握式工具設計手握式工具設計 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 8.1 作業(yè)空間設計的基本要求作業(yè)空間設計的基本要求 8.1.1 行動空間 行動空間是人在作業(yè)過程中， 為保證信息交流通暢、 便捷而需要的運動空間。 為此， 作業(yè)空間設計應滿足如下要求。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 1. 保證通行順利 作業(yè)空間設計， 首先應考慮人

2、能夠順利通行， 這是保證作業(yè)空間適合于操作者的最基本的原則。 2. 操作聯(lián)系方便 操作者在聯(lián)系方面的要求， 包括操作者與機器之間的聯(lián)系和操作者相互之間的聯(lián)系兩個方面。 3. 機器布置合理 人和機器安裝位置的關系， 應遵循便于人迅速而準確地使用機器的原則。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 4. 信息交流暢通 作業(yè)空間設計應使操作者在操作過程中能夠看到自己所操縱的機器和必須與自己聯(lián)系的其他操作者。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 8.1.2 心理空間 人在某一場所作業(yè)時， 對該場所的作業(yè)空間是用心理空間來感受的。 心理空間設計的要求可以從人身空間、 領域

3、以及周圍墻壁色彩、 照明、 通風換氣等環(huán)境條件考慮。 實驗證明，對人的人身空間和領域的侵擾， 可使人產生不安感、 不舒適感和緊張感， 難以保持良好的心理狀態(tài)， 進而影響工作效率。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 1. 人身空間 人身空間是指環(huán)繞一個人的隨人移動的具有不可見的邊界線的封閉區(qū)域， 其他人無故闖入該區(qū)域， 則會引起人在行動上的反應， 例如轉過身去或靠向一側， 企圖躲避入侵者， 有時甚至還會發(fā)生口角和爭斗。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 人身空間的大小， 可以人與人交往時彼此保持的物理距離來衡量。 通常分為四種距離， 即親密距離、 個人距離

4、、 社會距離和公共距離。 不同的距離(區(qū)域)， 允許進入的人的類別不同， 如表8 - 1所示。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 表8 1 人身空間的分區(qū)及其說明 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 人身空間以身體為中心， 但在不同的方向要求的距離是不同的。 通過實驗發(fā)現(xiàn)， 人們站立時， 接近物體的距離總小于接近人的距離； 不同性別的人， 身體前、 后、 側部的接近距離不同， 構成了人體周圍的八角形的“緩沖帶”， 如表8 - 所示。 同時還發(fā)現(xiàn)， 被試女性走過站立男性時距離比被試男性走過女性時的距離遠。

5、 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 表8 - 到接近對象的距離 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 2. 領域性 與人身空間相類似， 領域性也是一種涉及人對空間要求的行為規(guī)則。 它與人身空間的區(qū)別， 在于領域的位置是固定的， 而不是隨身攜帶的， 其邊界通常是可見的， 具有可被識別的標記。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 8.1.3 活動空間 人從事各種作業(yè)都需要有足夠的操作活動空間。 操作活動空間受工作過程、 工作設備、 作業(yè)姿勢以及在各種作業(yè)姿勢下工作持續(xù)時間等因素的影響。 作業(yè)中常采用的作業(yè)姿勢有立姿、 坐姿、 坐立姿、 單腿跪姿

6、以及仰臥姿等。 圖8 - 1圖8 - 為各種作業(yè)姿勢時的活動空間， 這些活動空間均以我國成年男性第95百分位數(shù)(身高1775mm)為基準。 女性均為男性的0.9346倍。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖 8 - 1 立姿活動空間 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 2 坐姿活動空間 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 3 單腿跪姿活動空間 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 4 仰臥活動空間 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 1. 立姿活動空間 立姿時人的活動空間取

7、決于身體尺寸、 保持身體平衡的微小平衡動作以及身體放松狀態(tài)。 當腳的站立平面不變時， 為保持平衡， 必須限制上身和手臂能達到的活動空間。 圖8 - 1為立姿活動空間及上身和手臂的活動范圍。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 2. 坐姿活動空間 圖8 - 2為坐姿活動空間及上身、 手臂和腿的活動范圍。 圖8 - 2(a)為主視圖， 零點位于正中矢狀面上。 3. 單腿跪姿活動空間 圖8 - 3為單腿跪姿活動空間及上身和手臂的活動范圍。 4 . 仰臥姿活動空間 圖8 - 4為仰臥姿的活動空間及手臂和腿的活動范圍。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 8.2 工作

8、區(qū)域設計工作區(qū)域設計 8.2.1 水平面工作區(qū)域 操作者采用立姿或坐姿操作時， 上肢在水平面上移動形成的軌跡所包括的區(qū)域稱為水平面工作區(qū)域。 水平面工作區(qū)域可分為最大工作區(qū)域和正常工作區(qū)域。 巴恩斯根據美國人體測量數(shù)據繪制出的水平面工作區(qū)域如圖8 - 5所示。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 5 男性上肢水平面工作區(qū)域(cm)第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 6所示的PQ曲線為斯夸而斯所描繪的正常工作區(qū)域。 由圖可知， 被測者肩峰點的位置為E點， AC為人體肩寬的1/2， 運動開始時肘的位置為C點， 手移動時肘達到的終點位置為D點，

9、 肘運動的軌跡為圓弧CD。 圓弧CD的切線與前臂CP的夾角為42。 在正常工作區(qū)域內， 一般認為在大多數(shù)情況下， 手的操作姿勢為拇指與食指捏住， 因而把前臂長取為380 mm(系美國人尺寸， 下同)。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 手移動軌跡PQ曲線可由下列 參數(shù)方程確定 X=A1cosA2cos65（7390） YA1sinA2sin65（7390） (8 - 1) 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 8.2.2 垂直面工作區(qū)域 垂直面工作區(qū)域也可分為最大工 作區(qū)域和 正常工作區(qū)域。 美國的法萊（arley）將最大工作區(qū)域定義為以肩峰點為軸， 上肢伸

10、直在矢狀面上移動時， 手的移動軌跡所包括的范圍； 將正常工作區(qū)域定義為上臂自然下垂， 以橈骨點為軸， 前臂在矢狀面上移動時， 手的移動軌跡所包括的范圍。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 6 斯夸爾斯的水平面正常工作區(qū)域(mm) 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 7 立體工作區(qū)域示意圖第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 8.2.3 立體工作區(qū)域 將水平面工作區(qū)域和垂直面工作區(qū)域結合， 上肢在三維空間運動所包括的范圍為立體工作區(qū)域或空間工作區(qū)域。 圖8 - 7為采用巴恩斯法、 斯夸爾斯和法萊法得到的立體工作區(qū)域圖， 其

11、空間形狀呈貝殼狀。 立體工作區(qū)域也可分為最大工作區(qū)域和正常工作區(qū)域。 舒適工作區(qū)域一般介于肩與肘之間的空間范圍內， 此時手臂活動路線最短。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 8.2.4 工作區(qū)域設計 不論操作者采取何種作業(yè)姿勢(可參照表8 - 3選擇)進行作業(yè)， 在利用巴恩斯法、 斯夸爾斯法和法萊法確定最大工作區(qū)域和正常工作區(qū)域時， 應注意： 由于人體測量數(shù)據是在裸體、 身體挺直的條件下測得的， 因此， 在設計中使用這些數(shù)據時， 必須加以修正(見表8 - 4)； 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 根據中指指尖點所能達到的距離設計工作區(qū)域是不恰當?shù)模?必須

12、根據手的不同操作姿勢在中指指尖點可達范圍的基礎上進行修正。 赫茲伯格(Hertzberg)提出的修正值為用指尖按鍵時減13 mm； 推鍵時減25 mm； 用食指和拇指操作時減76 mm； 用手抓握時減127 mm。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 表8 - 3 按作業(yè)情況選定作業(yè)姿勢第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 表8 - 4 人體測量參數(shù)的建議修正值 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 1. 坐姿操作工作區(qū)域設計 進行工作區(qū)域設計時， 對于工作面高度的確定， 應以提高工作效率和使操作者保持正確姿勢， 減少疲勞為原則。 許多研究表明

13、， 最佳工作面高度應略低于人的肘高。 康茲(S.A.Konz)認為， 工作面的最佳高度應在肘下50 mm,但工作面確定在人的肘上25 mm至肘下25 mm之間， 對工作效率無明顯不良影響。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 由于人的肘部高度各不相同， 因此為使工作面的高度適合于不同肘高的操作者， 可以采用下列三種方法： 一是調節(jié)機器的高度， 此辦法適用于機器有固定的操作者或者輕便機器； 二是通過高度可調的座椅或腳墊板調節(jié)操作者肘部的高度， 使之與工作面保持適宜的距離； 三是調節(jié)工件的高度。 上述三種辦法中， 通常以第二種辦法最為經濟、 方便。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具

14、設計作業(yè)空間與用具設計 對于坐姿作業(yè)， 可使工作面高度恒定， 根據操作者肘高和作業(yè)特點， 通過調節(jié)座椅高度， 使肘部與工作面之間， 保持適宜的高差， 并通過調節(jié)擱腳板高度， 使操作者的大腿處于近似水平的舒適位置。 表8 - 5給出了男、 女坐姿操作時固定的工作面高度以及相應的座椅(坐平面)高度和擱腳板高度的調節(jié)范圍。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 8為坐姿操作時水平面的工作區(qū)域。 圖中肩峰點P以椅背Q為基準， P至Q的距離為1/2胸厚， 至工作臺邊緣的水平距離S也為1/2胸厚； K為上肢前展長， J為前臂長， H為肩寬， 均取其第5百分位數(shù)； 胸厚G取其第95

15、百分位數(shù)。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 表8 - 5 坐姿作業(yè)工作面高 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 8 為坐姿操作時水平面的工作區(qū)域第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 9 垂直面工作區(qū)域(適用于男、 女性坐姿作業(yè))第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 9為坐姿操作時垂直面的工作區(qū)域。 圖中肩高F和肘高M， 均以坐平面PP為基準； N為坐姿窩高， 取其第95百分位數(shù)； 肩高F取其第5百分位數(shù)； 肘高M取其第95百分位數(shù)。 表8 - 6是我國男、 女性操作者坐姿作業(yè)人體參數(shù)。 表8 -

16、7是根據表8 - 6所確定的最大工作區(qū)域和正常工作區(qū)域的距離。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 表8 - 6 男、 女性操作者坐姿作業(yè)位置設計參數(shù) 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 表8 - 7 正常工作區(qū)域和最大工作區(qū)域在水平面和垂直面上的距離(適用于男、 女坐姿作業(yè)的布局) 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 2. 立姿操作工作區(qū)域設計 對于立姿操作工作面高度的設計， 也可通過調節(jié)操作者腳下的腳墊板高度來調節(jié)肘部的高度， 以保持工作面與肘之間的適宜距離。 表8 - 8給出了不同

17、工作特點時適宜 的工作面高度。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 表8 - 8 適宜的立姿工作面高度 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 立姿作業(yè)時的水平面工作區(qū)域與坐姿作業(yè)時相同。 圖8 - 10為立姿作業(yè)時垂直面的工作區(qū)域。 肩高E取其第5百分位數(shù)； 肘高L取其第95百分位數(shù)。 表8 - 9是我國男、 女性操作者的立姿作業(yè)人體參數(shù)。 表8 - 10是根據表8 - 9所確定的最大工作區(qū)和正常工作區(qū)的距離。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 10 垂直面工作區(qū)域(適用于男、 女性立姿作業(yè))第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)

18、空間與用具設計 表8 - 9 男、 女性操作者立姿作業(yè)位置設計參數(shù) 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 表8 - 10 正常工作區(qū)域和最大工作區(qū)域在水平面和垂直面上的距離第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 3. 坐立姿交替操作工作區(qū)域設計 采用坐立姿交替的作業(yè)姿勢時， 其水平面工作區(qū)域與采用坐姿作業(yè)時相同； 其垂直面工作區(qū)域與采用立姿作業(yè)時相同。 表8 - 11為美國男、 女性操作者采用坐立姿作業(yè)時的人體參數(shù)。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 表8 - 11 采取坐、 立姿交替操作的作業(yè)位置設計參數(shù) 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作

19、業(yè)空間與用具設計 4. 其他作業(yè)姿勢的空間尺寸 采用蹲坐、 屈膝、 跪、 爬、 臥等姿勢進行操作時， 需要占用的最小空間尺寸見圖8 - 11和表8 - 12。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 11 跪臥等作業(yè)姿勢需要占用的空間(a) 蹲坐； (b) 屈膝； (c) 跪； (d) 爬； (e) 俯臥； (f) 仰臥 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 表8 - 12 成年人跪、 臥工作姿勢的最小占用空間第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 8.2.5 腳的工作區(qū)域 坐姿操作時， 在軀干不動的條件下， 腳的工作區(qū)域如圖8 - 12(

20、a)所示。 圖中A為腳的最大工作區(qū)域， B為適宜工作區(qū)域， C、 D分別為腳動開關踏板和控制踏板的適宜工作區(qū)域。 立姿作業(yè)時， 由于下肢需要支承全身重量， 并保持人在各種狀態(tài)下的平衡和穩(wěn)定， 因此， 下肢操作活動范圍不能太大。 圖8 - 12(b)中， A為最大工作區(qū)域， B為適宜工作區(qū)域。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 12 腳的工作區(qū)域(a) 坐姿操作； (b) 立姿操作 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 8.2.6 垂直作業(yè)面的布置 作業(yè)面的布置與作業(yè)姿勢、 操作動作、 操縱力、 視角以及作業(yè)空間的總體布局等因素有關。 表8 - 13

21、為立姿操作時， 垂直作業(yè)面的布置內容以及人體操作特征。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 表8 - 13 垂直作業(yè)面布置與操作特征第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 8.3 座椅設計座椅設計 8.3.1 坐姿分析 1. 坐姿對人體脊柱形態(tài)的影響 人坐著時， 身體主要由脊柱、 骨盆、 腿和腳支承。 脊柱位于人體的背部中央， 是構成人體的中軸。 其上端承托顱骨， 胸段借肋骨與胸骨連結構成胸廓， 骶、 尾骨與髖骨共同連成骨盆。 脊柱的作用在于支持身體、 保護脊髓， 并使人體作廣泛運動。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 成人的脊柱長約700

22、mm,一般由26塊椎骨組成， 其中頸椎7塊、 胸椎12塊、 腰椎5塊、 骶骨由5塊愈合為一塊、 尾骨由45塊愈合為一塊， 如圖8 - 13所示。 人處于不同坐姿時， 脊柱形態(tài)不同。 如圖8 - 14所示. 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 13 脊柱的構造 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 14 不同姿勢時的脊柱形狀 (a) 正面； (b) 側面第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 研究表明， 過于松軟的椅面， 使臀部與大腿的肌肉受壓面積增大， 不僅增加了軀干的不穩(wěn)定性， 而且不易改變坐姿， 容易產生疲勞。 圖8 -

23、15表示不同坐姿時的體壓分布。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 15 座面上的體壓分布 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 8.3.2 座椅的類型 座椅根據其使用目的可分為以下三類： 第一類為工作用椅。 這類座椅用于辦公室及各種坐姿操作場所。 設計時應將舒適性與操作效率一并考慮。 靠背根據工作性質， 可上下調節(jié)或前后調節(jié)， 最好支撐在5節(jié)腰椎處。 座面應近似于水平。 高度應可調， 使其與工作面高度配合恰當。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 第二類為休息用椅， 這類座椅適用于休息室及各種交通運輸工具中， 如飛機、 汽車、 火

24、車、 輪船中的乘客座椅。 這類座椅應以舒適性作為設計重點。 圖8 - 16(a)為休息用椅的側面輪廓， 是在設計過程中通過實驗確定的。 第三類為多功能座椅。 適用于多種場所， 既可就餐時使用， 也可作為工作用椅或備用椅， 故應便于搬動和堆貯， 其側面輪廓如圖8 - 16(b)所示。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 16 座椅側面輪郭(每格100100 mm) (a) 休息用椅； (b) 多功能座椅 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 8.3.3 座椅設計 1. 座椅設計原則 座椅設計應以符合人的生理特性， 使人感到舒適為前提， 因此， 應遵循如

25、下設計原則： 座椅尺寸應與就坐者人體測量尺寸相適宜， 并應使尺寸可調； 座椅應使就坐者保持舒適坐姿，靠背結構和尺寸應給予腰部以充分的支撐， 使脊柱接近于正常自然彎曲狀態(tài)； 座椅應能支持就坐者的體位并保持其穩(wěn)定； 座椅應能使就坐變換坐姿， 靈活平穩(wěn)地進行體態(tài)自動調節(jié)。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 2. 座椅尺寸 座椅的尺寸設計包括三個方面： 椅面的高度、 寬度、 深度和椅面傾角； 靠背的高度、 寬度和傾角； 扶手的高度和面積。 1) 椅面高度。 椅面高度應使就坐者大腿近似水平， 小腿自然垂直， 腳掌平放在地面上，既保證不因椅面過高而使大腿肌肉受壓， 又保證不因椅面過低而

26、增加背部肌肉負荷。 因此，椅面高度應以小腿加足高的第5百分位數(shù)進行設計。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 座椅因用途不同， 椅面高度要求也不同。 對于休息用椅， 可取380450 mm,對于工作用椅， 可取400480 mm。工作座椅的高度應為可調的， 使其與工作面高度保持適宜的高度差。 辦公用椅的調節(jié)范圍為330530 mm。第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 2) 椅面寬度。 在空間允許的條件下， 以寬為好， 以方便就坐者變換姿勢。 3) 椅面深度。 椅面深度指椅面的前后距離。 4) 座椅面傾角。 座椅面 傾角指椅面與水平面的夾角。 5) 靠背的高和

27、寬。 靠背的高和寬與座姿肩高和肩寬有關， 可根據座椅用途確定。 6) 靠背傾角。 靠背傾 角是指靠背與椅面之間的夾角。 7) 扶手高度。 扶手的主要作用在于支承手臂重量， 以減輕肩部負擔， 增加舒適感。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖 8 - 17和圖8 - 18分別提供了高靠背和中靠背辦公座椅與工作面、 擱腳板的 配合尺寸。 圖8 - 19提供了各類座椅的大概尺度。 表8 - 14為駕駛員座椅和乘客座椅的尺寸， 可供設計時參考。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 17 高靠背辦公座椅、 工作面、 擱腳板的配合尺寸(mm) 第第8 8章章

28、 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 18 中靠背辦公座椅、 工作面、 擱腳板的配合尺寸(mm)第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 19 各類座椅的大概尺度(mm)第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 表8 - 14 駕駛員、 乘客座椅尺寸第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 3. 座椅設計中應注意的問題 1) 靠背的作用在于支持軀干， 而主要在于支持腰部。 因此， 其形狀和角度， 對于保持良好坐姿， 使脊柱接近于正常自然狀態(tài)， 減少疲勞具有重要意義。 2) 對于工作用椅， 其穩(wěn)定性極為重要。 為防止座椅的滑動和翻倒， 椅

29、腳應設計成5個， 并均勻分布在直徑為400450 mm的圓周上。 4) 椅面材料應透氣性好且不打滑(例如毛料)， 以增加臀部的舒適感。 椅面前緣應呈弧曲面。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 8.4 手握式工具設計手握式工具設計 8.4.1 手握式工具分析 人手具有極大的靈活性。 從抓握動作來看， 可分為著力抓握和精確抓握。 著力抓握時， 抓握軸線和手臂幾乎垂直， 稍屈的手指與手掌形成夾握， 拇指施力。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 根據力的作用線不同， 可分為力與小臂平行(如鋸)、 力與小臂成夾角(如錘擊)及扭力(如使用螺絲起子)。 精確抓握時，

30、工具由手指和拇指的屈肌夾住。 精確抓握一般用于控制性作業(yè)(如小刀、 鉛筆)。 操作工具時， 動作不應同時具有著力與控制兩種性質， 因為在著力狀態(tài)讓肌肉也起控制作用會加速疲勞， 降低效率。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 8.4.2 手握式工具設計原則 為了保證使用效率和健康， 工具必須滿足以下基本要求： 有效地實現(xiàn)預定的功能； 與操作者身體成適當比例， 使操作者發(fā)揮最大效率； 按照作業(yè)者的力度和作業(yè)能力來設計； 適當考慮性別、 訓練程度和身體素質上的差異； 工具要求的作業(yè)姿勢不能引起疲勞。 設計手握式工具時， 應遵循以下人機工程學原則。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計

31、作業(yè)空間與用具設計 圖8 - 20 鉻鐵把手的設計(a) 不良設計； (b) 優(yōu)良設計第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 1. 避免靜態(tài)肌肉負荷 當使用工具時， 臂部必須上舉或長時間抓握， 會使肩、 臂及手部肌肉處于靜態(tài)施力， 導致疲勞， 降低作業(yè)效率。 第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 如在水平作業(yè)面上使用直桿式工具， 則必須肩部外展， 肘部抬高， 因此應對這種工具設計作出修改。 在工具的工作部分與把手部分做成彎曲式過渡， 可以使手臂自然下垂。 例如， 傳統(tǒng)的鉻鐵是直桿式的， 當在工作臺上操作時， 如果被焊物體平放于臺面， 則手臂必須抬起來才能施焊。 改進的設計是將鉻鐵做成彎把式， 操作時手臂就可能處于較自然的水平狀態(tài)， 減少了抬臂產生的靜態(tài)肌肉負荷。 (見圖8 - 20)第第8 8章章 作業(yè)空間與用具設計作業(yè)空間與用具設計 2. 保持手腕處于順直狀態(tài) 手腕順直操作時， 腕處于正中的放松狀態(tài)， 但當手腕處于掌屈、 背屈、 尺偏等別扭的狀態(tài)時， 就會產生腕部酸痛、 握力減小。 如長時間這樣操作， 會引起腕道綜合癥、 腱鞘炎等癥狀。 如圖8 - 21是鋼絲鉗傳統(tǒng)設計a與改進后的設計b的比較，傳統(tǒng)設計的鋼絲鉗造成掌側偏