作業(yè)空間設計課件

《人因與工效學》

上海工程技術大學機械工程學院王克用第十一章作業(yè)空間設計《人因與工效學》上海工程技術大學機械工程學院第作業(yè)空間范圍作業(yè)空間設計的原則3作業(yè)空間設計3工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理工作臺設計3車輛駕駛室的作業(yè)空間3123456返回總目錄第11章作業(yè)空間設計作業(yè)空間設計案例37作業(yè)空間范圍作業(yè)空間設計的原則3作業(yè)空間設計3工作座椅的靜態(tài)第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件11.1作業(yè)空間設計的原則

人操縱機器時所需要的活動空間，加上機器、設備、工具、用具、被加工對象所占有的空間的總和，稱為作業(yè)空間。作業(yè)空間設計，就大范圍而言，是把所需用的機器、設備和工具，按照人的操作要求進行合理的空間布置。就由人操縱的一臺機器而言，是從人的需要出發(fā)，對機器的操縱裝置、顯示裝置相對于操作者的位置進行合理的安排。作業(yè)空間設計要著眼于人，在充分考慮操作者需要的基礎上，為操作者創(chuàng)造既安全、舒適又經濟、高效的作業(yè)條件。作業(yè)空間設計的內容:(1)空間布置(2)座椅設計(3)工作臺設計(4)環(huán)境設計

回到本章目錄11.1作業(yè)空間設計的原則回到本章目錄作業(yè)空間設計的人機工程學原則

作業(yè)空間設計的基本目標是使人機系統(tǒng)以最有效、最合理的方式滿足作業(yè)要求,作業(yè)空間合理、經濟、安全和舒適。(1)作業(yè)空間設計必須從人的要求出發(fā)，保證人的安全、健康、舒適、方便。(2)從客觀條件的實際出發(fā)，處理好安全、健康、舒適、高效、經濟諸方面的關系。(3)根據(jù)人體生物力學、人體解剖學和生理學的特性,合理布置操縱裝置和顯示裝置。11.1作業(yè)空間設計的原則作業(yè)空間設計的人機工程學原則11.1作業(yè)空間設計的原則(4)按照操縱裝置和顯示裝置的重要程度進行布置。(5)按操縱裝置的使用頻率和操作順序進行恰當布置。(6)按操縱裝置和顯示裝置的功能，將功能相同或相互聯(lián)系的裝置布置在一起，以利于操作者進行操和觀察。(7)作業(yè)面的布置要考慮人的最適宜的作業(yè)姿勢、操作動作及動作范圍。(8)注意安全及人流、物流的合理組織。

應當注意，以上原則往往難以同時得到滿足,在實際運用時，要根據(jù)實際人機系統(tǒng)的具體情況，統(tǒng)一考慮，全面權衡，從總體合理性上加以恰當布置。

11.1作業(yè)空間設計的原則(4)按照操縱裝置和顯示裝置的重要程度進行布置。11.1作業(yè)空間的人體尺度

作業(yè)中常用的作業(yè)姿勢有坐姿、立姿、坐-立姿。

設計作業(yè)空間時，必須考慮人體尺寸的約束條件，以我國成年男性第95百分位身高為基準，女性約為男性的0.9346倍。

作業(yè)空間設計時，人體測量的靜態(tài)數(shù)據(jù)(結構尺寸)與動態(tài)數(shù)據(jù)(功能尺寸)都有用處。對大多數(shù)設計而言，因為要考慮身體各部位的關聯(lián)與影響，所以必須基于功能尺寸作出設計。利用人體測量數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)必須充分反映設計對象的使用者群體的特征。11.1作業(yè)空間設計的原則作業(yè)空間的人體尺度11.1作業(yè)空間設計的原則運用人體測量數(shù)據(jù)的步驟要點(1)確定對于設計至為重要的人體尺度

(如座椅設計中，人的坐高、大腿長等)。(2)確定設計對象的使用者群體，以決定必須考慮的尺度范圍。(3)確定數(shù)據(jù)運用準則：個體設計準則、可調設計準則、平均設計原則。11.1作業(yè)空間設計的原則運用人體測量數(shù)據(jù)的步驟要點11.1作業(yè)空間設計的原則汽車駕駛員手伸及界面的空間曲面回到本章目錄11.1作業(yè)空間設計的原則汽車駕駛員手伸及界面的空間曲面回到本章目錄11.1作業(yè)空間11.2作業(yè)空間范圍回到本章目錄作業(yè)空間設計近身作業(yè)空間設計個體作業(yè)場所設計總體作業(yè)空間設計11.2作業(yè)空間范圍回到本章目錄作業(yè)空間近身作業(yè)空間設計近身作業(yè)范圍

操作者坐姿或立姿進行作業(yè)時，手和腳在水平面和垂直面內所能觸及的運動軌跡范圍，稱為作業(yè)范圍。作業(yè)范圍是構成作業(yè)空間的主要部分，它有平面作業(yè)范圍和空間作業(yè)范圍之分。當需要連續(xù)和較長時間操作、需要精確而細致操作、需要手足并用操作時，宜采用坐姿。如車輛、飛機駕駛員的操作。坐姿近身作業(yè)范圍是指作業(yè)者在坐姿操作時，其四肢所及范圍的靜態(tài)尺寸和動態(tài)尺寸?；氐奖菊履夸?1.2作業(yè)空間范圍近身作業(yè)范圍回到本章目錄11.2作業(yè)空間范圍

近身作業(yè)范圍的尺寸是作業(yè)空間設計與布置的主要依據(jù)。它主要受功能性臂長的約束，而臂長的功能尺寸又由作業(yè)方位及作業(yè)性質決定。近身作業(yè)范圍還受衣著的影響。

坐姿作業(yè)通常在作業(yè)面以上進行，其作業(yè)范圍為操作者在正常坐姿下,手和腳可伸及的一定范圍的三維空間。隨作業(yè)面高度、手偏離身體中線的距離及手舉高度的不同，其舒適的作業(yè)范圍也發(fā)生變化。若以手處于身體中線處考慮，直臂作業(yè)區(qū)域由兩個因素決定：肩關節(jié)轉軸高度及該轉軸到手心（抓握）的距離（若為接觸式操作，則到指尖）。

11.2作業(yè)空間范圍近身作業(yè)范圍的尺寸是作業(yè)空間設計與布置的主要依據(jù)。它第5百分位的人體坐姿抓握尺度范圍:男性650mm，女性580mm。11.2作業(yè)空間范圍第5百分位的人體坐姿抓握尺度范圍:11.2作業(yè)空間

坐姿操作時，操作者的手臂運動在水平面上所形成的運動軌跡范圍，稱為水平平面作業(yè)范圍；手向外伸直、以肩關節(jié)為軸心在水平面上所劃成的圓弧范國，稱為最大平面作業(yè)范圍；手臂自如彎曲(一般彎曲成手長的3/5)、以肘關節(jié)為軸心在水平面上所劃成的圓弧范圍，稱為正常平面作業(yè)范圍。由于操作者在作業(yè)時肘部也是移動的,所以實際上的水平平面作業(yè)范圍是圖中粗實線所圍成的區(qū)域。

11.2作業(yè)空間范圍坐姿操作時，操作者的手臂運動在水平面手在水平平面內的作業(yè)范圍11.2作業(yè)空間范圍手在水平平面內的作業(yè)范圍11.2作業(yè)空間范圍

腳的作業(yè)范圍以腳可能移動的距離來確定。與手操作相比，腳的操作力大，但精確度差，且活動范圍較小，一般腳操作限于踏板類操縱裝置。11.2作業(yè)空間范圍

正常的腳作業(yè)空間范圍位于身體前側、座高以下的區(qū)域，其舒適的作業(yè)范圍取決于身體尺寸與動作的性質。腳的作業(yè)范圍以腳可能移動的距離來確定男子坐姿操作時手和腳在垂直平面內的最優(yōu)作業(yè)范圍11.2作業(yè)空間范圍男子坐姿操作時手和腳在垂直平面內的最優(yōu)作業(yè)范圍11.2作手的空間作業(yè)范圍（每格代表152mm）

坐姿操作時手的空間作業(yè)范圍如下圖所示，圖中圓弧實線表示正常作業(yè)范圍，圓弧虛線表示最大作業(yè)范圍，陰影線表示右手的最優(yōu)作業(yè)范圍。11.2作業(yè)空間范圍正常作業(yè)范圍正常作業(yè)范圍最大作業(yè)范圍最優(yōu)作業(yè)范圍手的空間作業(yè)范圍（每格代表152mm）坐姿操作時手

回到本章目錄作業(yè)場所

操作者坐姿或立姿作業(yè)時，其周圍與作業(yè)有關的、包含設備因素在內的作業(yè)區(qū)域,稱為作業(yè)場所。當一個操作者操縱一臺機器或設備時,其作業(yè)空間與作業(yè)場所是一致的。當許多個操作者操縱許多臺機器或設備而共處于一個車間或工作室之內的情況下,其總體作業(yè)空間就不是直接的作業(yè)場所,而是由各個作業(yè)場所的總和加上必要的輔助空間所構成的。11.2作業(yè)空間范圍回到本章目錄作業(yè)場所11.2作業(yè)空間范圍11.3作業(yè)空間設計作業(yè)空間的布置

作業(yè)空間的布置是指在作業(yè)空間限定之后，確定合適的作業(yè)面及顯示裝置、操縱裝置的位置。人機系統(tǒng)中，作業(yè)空間的布置不僅要考慮人與機之間的關系，還要考慮機與機、人與人之間的關系。大多數(shù)人都在人造環(huán)境里工作和生活,可能是在小環(huán)境中,如辦公室、汽車、實驗室等,也可能是在大環(huán)境中,如城市、社區(qū)等。這些空間或設施的設計,對人的行為、舒適感及心理滿足感會有相當大的影響?；氐奖菊履夸?1.3作業(yè)空間設計回到本章目錄(1)作業(yè)空間布置的總則

a.重要性原則

b.使用頻率原則

c.功能原則

d.使用順序原則

進行系統(tǒng)中各元件布置時，不可能只遵循一個原則。通常，重要性原則和使用頻率原則主要用于作業(yè)場所內元件的區(qū)域定位，而使用順序原則和功能原則側重于某一區(qū)城內各元件的布置。

11.3作業(yè)空間設計(1)作業(yè)空間布置的總則11.3作業(yè)空間設計

選擇何種原則布置，往往是根據(jù)理性判斷來確定，沒有很多經驗可供借鑒。在上述四種原則都可以使用的情況下，按使用順序原則布置元件，執(zhí)行時間最短。面板布置原則與作業(yè)執(zhí)行時間的關系11.3作業(yè)空間設計選擇何種原則布置，往往是根據(jù)理性判斷來確定，沒有(2)作業(yè)空間布置的順序對不同類型的元件,推薦按以下順序進行布置：主顯示器與主顯示器相關的主操縱器有協(xié)調性要求的操縱器與顯示器按順序使用的元件將使用頻繁的元件置于方便觀察、操縱的部位按布局一致的原則協(xié)調本系統(tǒng)內及其它相關系統(tǒng)的布置方案之間的關系。11.3作業(yè)空間設計(2)作業(yè)空間布置的順序11.3作業(yè)空間設計作業(yè)空間設計的人體因素11.3作業(yè)空間設計考慮作業(yè)空間時不能只局限于作業(yè)和周圍場所組成的活動空間，還需考慮是否適應作業(yè)者心理及活動等方面的要求，因此除操作空間還要滿足心理空間、活動空間的要求，找出適合作業(yè)的最佳作業(yè)姿勢、作業(yè)范圍、視覺范圍。作業(yè)空間設計需要考慮的人體因素人體測量學要求（參考人體測量章節(jié)，不再贅述）人的視覺要求人的行為影響人的主要工作體位坐姿、立姿還是坐立交替作業(yè)空間設計的人體因素11.3作業(yè)空間設計考慮作業(yè)空間時不人的視覺要求在作業(yè)中，大約70%以上的信息是通過視覺傳遞的。視覺特征視力視野視距視覺疲勞視覺運動規(guī)律

能夠分辨的最小物的視角（最小臨界視角）

視力＝1

視野是指作業(yè)者在頭部和眼球固定不動的情況下，眼睛觀看正前方物體時能看到的空間范圍，通常視野的大小和形狀與視網膜上感覺細胞的分布情況有關。一般而言，正常人的視野大致相同，雙眼水平面內視野約為60°，垂直方向上為130°（其中視平線上方60°，下方70°）,但作業(yè)者在注視操作對象的時候，很容易受到環(huán)境的影響，而進入人眼的目標只能是視野的一部分。

瞪羚：視野局限，雙眼間盲區(qū)辨色能力：黑白11.3作業(yè)空間設計人的視覺要求在作業(yè)中，大約70%以上的信息是通過視覺傳遞的。視覺疲勞（眼高）引起視覺疲勞的主要因素：不合理照明布置光源的合理措施合理控制光源的亮度：一般光源亮度控制在16cd/cm2以下比較合適合理分布光源，不要將燈光直接射入人眼及作業(yè)域內

減少亮度對比器件高度配置不當（如顯示器、控制器）視距是人在作業(yè)中正常的觀察距離作業(yè)精度與視距的關系

作業(yè)類型示例視距離固定視野直徑作業(yè)姿勢最精細的作業(yè)安裝最小部件（表、電子元件等）12

~2520~40坐姿精細作業(yè)安裝收音機、電視機等25~3540~60坐姿或站姿中等粗活印刷、機床操作等<50<80坐姿或站姿粗活包裝、粗磨等50~15030~250站姿遠視黑板、開汽車>150>250坐姿或站姿11.3作業(yè)空間設計人的視覺要求視覺疲勞（眼高）視距是人在作業(yè)中正常的觀察距離作業(yè)類型示例視視覺運動規(guī)律（1）眼睛沿水平方向運動比沿垂直方向運動快而且不易疲勞；一般先看到水平方向的物體，后看到垂直方向的物體。因此，很多儀表外形設計成橫向長方形。（2）視線的變化習慣于從左到右，從上到下和順時針方向運動。所以儀表刻度方向設計應遵循這一規(guī)律。（3）人眼對水平方向尺寸和比例的估計比對垂直方向尺寸和比例的估計要準確得多，因而水平式儀表的誤讀率（28％）比垂直式儀表的誤讀率（35％）低。（4）人眼對左上限的觀察最優(yōu)，其次為右上限、左下限，而右下限最差，儀表布置避開這一區(qū)域。（5）兩眼的運動是協(xié)調的、同步的。

生活在馬達加斯加島的變色龍能同時向前和向后看11.3作業(yè)空間設計視覺運動規(guī)律11.3作業(yè)空間設計人的行為影響個人心理空間（近體學）人與動物的“領地”。動物：爭奪地地盤為了保護自已和家家族不受侵害，有益繁殖。蜥蜴：1.83米獅子：22.9米超過警戒線：進攻或逃遁個人心理空間是指圍繞一個人并按其心理尺寸要求的空間。通常把心理空間分為四個范圍，即緊身區(qū)（親密距離）、近身區(qū)（個人距離）、社交區(qū)（社交距離）、公共區(qū)（公共距離）A—緊身距離B—近身距離C—社交距離D—公共距離

在進行作業(yè)空間設計時，還要注意方向性。通常情況下，受人直視或從背后接近被試者所造成的不安感，大于可視而非直視條件下的接近。一般，人們要求的正面空間相對于側面空間要大。個人心理空間（mm）11.3作業(yè)空間設計人的行為影響個人心理空間（近體學）人與動物的“領地”。動物：人的行為影響個人心理空間（近體學）企業(yè)隔間式辦公、玻璃門場所的設計中國：隔間很矮，基本上抬頭就能看見周圍同事。美國：隔間高度有2米，即使站起來也看不見其他同事。澳大利亞某機構進行的研究表明，后者能提高工作效率。11.3作業(yè)空間設計人的行為影響個人心理空間（近體學）企業(yè)隔間式辦公、玻璃門場所課下實驗作業(yè)：圖書館閱覽室從側面、背后接近一位陌生同學，甚至靠近坐下來閱覽，看其覺察后的反應情況。11.3作業(yè)空間設計課下實驗作業(yè)：11.3作業(yè)空間設計人的行為慣性

在設計總體布局時，還要考慮盡量規(guī)避人的捷徑反應和躲避行為。捷徑反應（動作經濟原則），是指人在日常生活中為了貪圖方便，采用最便捷的途徑，直接指向目標的行為傾向，例如直接伸手取物、穿越空地走直線等?！耸瞧矫鎺缀螌W天才，因為天生就知道兩點之間線段最短?！笆澜缟媳緵]有路，走的人多了，也便成了路”

躲避行為，指當發(fā)生危險時，人類的一些共同躲避行為，例如從眾心理，面對飛來的危險一半以上的人以左右方向躲避，順著墻按左轉方向前進等。常常引起事故從眾心理舉例：購物、取款機前取款左右躲避舉例：兩人迎面騎自行車過來，躲來躲去卻準確地“親密接觸”

化學實驗出現(xiàn)異常，左右躲避，卻堵在門口躲避行為---非親密者不得不進入此距離，身體盡量少動相觸時馬上縮回，視線投向遠方而不看附近人（公交車、地鐵）11.3作業(yè)空間設計人的行為慣性在設計總體布局時，還要考慮盡量規(guī)避人的行為慣性

11.3作業(yè)空間設計

在設計總體布局時，還要考慮盡量規(guī)避人的捷徑反應和躲避行為。同步行為，人在遇到自已難以判斷和難以接受的事態(tài)時，往往使自已的態(tài)度和行為，同周圍相同遭遇者保持一致，這叫同步行為。自我意識薄弱、對威脅和強迫抵抗力較差的人，同步傾向很強，其表現(xiàn)多為被支配的、受暗示的、服從權威的。一般女性比男性更容易采取同步行為。

人類在親密交談或從事同一工作中，也會有同步現(xiàn)象，例如，同行者步伐一致，交談者姿勢一致等。當行走中前方兩人突然向左或向右躲避時，跟隨者也會不自主地向同側面躲避。當前方兩人向不同側躲避時，第三人往往隨第二人同側躲避。人的行為慣性11.3作業(yè)空間設計在設計總體作業(yè)空間的設計

一個設計合理的作業(yè)空間，應使操作者在任何時刻觀察、操作都很方便，并且在較長時間維持某種作業(yè)姿勢時，不會產生或盡可能少地產生不適和疲勞。(1)作業(yè)空間設計的步驟

a.作業(yè)調查分析

b.設計準備

c.初步設計

d.模型測試與分析

e.論證和修改11.3作業(yè)空間設計作業(yè)空間的設計11.3作業(yè)空間設計

人體上肢的最舒適作業(yè)區(qū)間是一個梯形區(qū)。

作業(yè)面高度直接影響人體上臂的工作姿勢。作業(yè)面太低，使得背部過分前屈；作業(yè)面太高，則須抬高肩部，超過其自然松弛位置，引起肩部、頸部疲勞。坐姿作業(yè)面高度如果能設計成可調的，操作者就可根據(jù)自身的條件調節(jié)至合適的位置。作業(yè)面的高度在肘部以下50～100mm，可使肩部自然下垂，小臂接近水平。通常將作業(yè)面高度設計成固定的，而將座椅設計成可調的，以調節(jié)人與作業(yè)面的相對高度。坐姿作業(yè)時,操作者的腿部和腳部也應有足夠的自由活動空間,腿的最小活動空間應為人的第95百分位的臀部寬度值,最小深度應為人的第95百分位的膝-臀間距值。(2)坐姿作業(yè)空間設計11.3作業(yè)空間設計人體上肢的最舒適作業(yè)區(qū)間是一個梯形區(qū)。(2)坐姿

坐姿上肢的最舒適作業(yè)區(qū)11.3作業(yè)空間設計坐姿上肢的最舒適作業(yè)區(qū)11.3作業(yè)空間設計(3)立姿作業(yè)空間設計立姿作業(yè)面高度的設計按精密作業(yè)、一般作業(yè)和重負荷作業(yè)三種情況,有三種推薦高度。立姿作業(yè)面高度11.3作業(yè)空間設計(3)立姿作業(yè)空間設計立姿作業(yè)面高度11.3作業(yè)空間設計

男性肘高平均值為1020mm，女性肘高平均值為960mm。從地面到500mm高度之間只適用腳操縱，若采用手操縱，則須彎腰，消耗體力。

500～700mm之間，手和腳操作都不方便，不宜在此高度之間設計操縱裝置。

700～1600mm高度之間，尤其是900～1400mm高度之間是最優(yōu)操作區(qū)。

1600～1800mm高度之間，手操作不方便，視覺條件略差。只設置不大重要的操縱裝置和顯示裝置，

1800mm以上，作業(yè)者需要仰視，很容易疲勞。一般只設置報警器。11.3作業(yè)空間設計男性肘高平均值為1020mm，女性肘高平均值為960mm(4)坐-立姿作業(yè)空間設計

當作業(yè)需要坐姿與立姿交替使用時，為消除疲勞,可采取坐-立姿操作。對這種體位交替變換的作業(yè)面高度設計，應以保持上臂處于自然松弛狀態(tài)為準?；氐奖菊履夸?1.3作業(yè)空間設計(4)坐-立姿作業(yè)空間設計當作業(yè)需要坐姿與立姿交11.4工作臺設計

工作臺是包含操縱裝置和顯示裝置的作業(yè)單元,主要用于以監(jiān)控為目的之作業(yè)場所。工作臺設計的關鍵任務是將操縱裝置與顯示裝置布置在操作者的正常作業(yè)空間范圍內,保證操作者方便而舒適地觀察和操作,并為操作者長時間作業(yè)提供舒適穩(wěn)定的坐姿?；氐奖菊履夸?1.4工作臺設計回到本章目錄

有的情況下,在操作者的前側上方也有作業(yè)區(qū),那種工作臺同樣必須保證所有的區(qū)域都在操作者可視可及范圍之內。工作臺的整體尺寸按面板上的操縱裝置、顯示裝置的布置以及人體測量數(shù)據(jù)而定。圖4-9所示為一種推薦的工作臺作業(yè)面布置區(qū)域,是依據(jù)第2.5百分位的女性操作者的人體測量數(shù)據(jù)得出的。按照圖中的陰影區(qū)的形狀設計工作臺,可使操作者具有良好的手-眼協(xié)調性能。

11.4工作臺設計有的情況下,在操作者的前側上方也有作業(yè)區(qū),那種工作11.4工作臺設計推薦的工作臺設計范圍值表推薦的工作面高度坐姿工作類型男性（cm）女性（cm）精細工作（精細裝配）99-10589-95精確工作（機械裝配）89-9482-87輕型裝配74-7870-75粗加工或中間加工69-7266-70讀寫74-7870-74打字桌面的范圍60-7060-70計算機鍵盤58-7158-71矮小女性(5%女性)正常握拳范圍：23.2cm最大握拳范圍：59.7cm高大男性(95%男性).正常握拳范圍：34.8cm最大握拳范圍：76.9cm11.4工作臺設計推薦的工作臺設計范圍值表推薦的工一種推薦的工作臺作業(yè)面布置區(qū)域（依據(jù)第2.5百分位的女性操作者的人體測量數(shù)據(jù)得出）11.4工作臺設計一種推薦的工作臺作業(yè)面布置區(qū)域11.4工作臺設計一種推薦的標準工作臺設計回到本章目錄

按操作者作業(yè)姿勢的不同,工作臺的形狀有柜式、桌式和弧形等。操作者采用的體位不同，工作臺的尺寸范圍也不同。11.4工作臺設計一種推薦的標準工作臺設計回到本章目錄按操作者作業(yè)姿勢回到本章目錄11.4工作臺設計工作面高度與上肢姿勢說明（1）j.k為推算值，其余為實測值。（2）差鞋時的修正值：身高、眼高、肩高、肘高加30mm。（3）身體放松站立修正值：身高、眼高等減19mm。（4）著裝時的修正值：胸厚加10mm，以工代臀膝距加20mm?；氐奖菊履夸?1.4工作臺設計工作面高度與上肢姿勢說明（回到本章目錄11.4工作臺設計工作面高度與上肢姿勢英國家庭主婦對廚房作業(yè)工作面的偏愛高度任務類型與肘部的相對位置（mm)低于等于高于在工作面之上操作（剝蔬菜，切面包片）541432在工作面上操作（抹黃油，切細配料等）161173施加壓力的工作（熨衣物、做餡餅等）41950來源：Ward和Kirk，1970回到本章目錄11.4工作臺設計工作面高度與上肢姿勢英國家11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理

坐姿是人體較自然的姿勢，有很多優(yōu)點。隨著自動化程度的提高，越來越多的作業(yè)采用坐姿完成。坐姿將是操作人員未來作業(yè)的主要工作姿態(tài)。坐姿比立姿更有利于血液循環(huán)。坐姿將以腳支撐全身的狀況轉變?yōu)橐酝尾恐稳?，有利于發(fā)揮腳的作用。坐姿也存在一些缺點，主要是限制了人體的活動范圍，尤其是需要上肢出力的場合，往往需要站立作業(yè)，而頻繁的起坐交替也會導致疲勞。

回到本章目錄11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理回到本章目錄長期維持坐姿還會影響人的健康,引起腹肌松弛,下肢腫脹，靜脈壓力增大，大腿局部受到壓力，增加血液回流阻力,脊柱非正常彎曲,以及對某些內臟器官造成損害。理想的座椅應當使人坐著時,體重合理分布,大腿平放,雙足著地,上臂不負擔身體的重量,肌肉放松,血液循環(huán)通暢,姿態(tài)舒適。11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理長期維持坐姿還會影響人的健康,引起腹肌松弛,下肢腫脹，舒適坐姿的生理特征脊柱的構造

坐姿狀態(tài)下，支撐身體的是脊柱、骨盆、腿和腳。脊柱是人體的主要支柱，由24節(jié)椎骨以及5塊骶骨(已連成一體)和4塊尾骨(已連成一體)連結組成。11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理舒適坐姿的生理特征脊柱的構造坐姿狀態(tài)下，支撐身體的是

其中椎骨自上而下又分為頸椎(共7節(jié))、胸椎(共12節(jié))、腰椎(共5節(jié))三部分，每兩節(jié)椎骨之間由軟骨組織和韌帶相聯(lián)系,使人體得以進行屈伸、側曲和扭轉動作等有限度的活動。頸椎支撐頭部，胸椎與肋骨構成胸腔，腰椎、骶骨和椎間盤承擔人體坐姿的主要負荷。各節(jié)椎骨所承受的重量自上而下逐節(jié)增加,椎骨由上往下逐漸變粗變大。這是脊柱的基本生理形態(tài)。

腰椎幾乎承受人的上體的全部重量,并且要實現(xiàn)彎腰、側曲、扭轉等人體運動,最容易受到損傷或產生腰曲變形。從側面觀察脊柱,可看到頸、胸、腰、骶四個彎曲部位,其中頸曲和腰曲凸向前,胸曲和骶曲凸向后。在此情況下,椎骨的支承表面相互位置正常,椎間盤沒有錯位的趨勢。一旦人體改變這種自然彎曲狀態(tài)，就會引起椎間盤壓力改變，致使腰部疼痛。11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理其中椎骨自上而下又分為頸椎(共人體在各種不同姿勢下的腰椎彎曲形狀曲線B

表示人體松弛側臥時，脊柱呈自然彎曲狀態(tài)；曲線C

是最接近人體脊柱自然彎曲狀態(tài)的坐姿；曲線F

是當人體的軀干與大腿的夾角呈90°時情形，此時脊柱嚴重變形，椎間盤上的壓力不能正常分布。

11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理人體在各種不同姿勢下的腰椎彎曲形狀曲線B表示人體松弛側臥

因此，欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然彎曲形態(tài),軀干與大腿之間必須有大約135°的夾角,并且座椅的設計應使坐者的腰部有適當?shù)闹?以使腰曲弧形自然彎曲,腰背肌肉處于放松狀態(tài)。人坐著時,大腿和上身的重量必須由座椅來支承。人體結構在骨盆下面有兩塊圓骨，稱為坐骨結節(jié)。這兩塊小面積能夠支持大部分上身的重量。覆蓋在它們外面的皮膚能獲得豐富的動脈血液供應，就象腳底一樣；而在臀部的邊緣部分，血液循環(huán)則大不一樣，在這部分靜脈較多(包含較少的氧)；當人坐著的時候，覆蓋著坐骨結節(jié)的皮膚能夠更好地經受住持久的壓力。11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理因此，欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然彎曲形態(tài),使股骨處于正常位置的平坦座面11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理使股骨處于正常位置的平坦座面11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性

座面上的臀部壓力分布應是：在坐骨結節(jié)處最大,由此向外,壓力逐漸減小,直至與座面前緣接觸的大腿下部,壓力為最小。不同用途的座椅,兩點支承的作用不一樣。休息用的座椅,體、腿夾角較大(舒適角度約為115°),坐著時身體向后傾斜,只要肩胛部分支承穩(wěn)靠,沒有腰靠也能得到舒適的坐姿,因此是以肩靠起主要作用。一般操作用座椅,由于操作的要求,身體需要略向前傾,肩胛骨部分幾乎接觸不到靠背,因此,只有腰靠起支承作用,一般無需設置肩靠。11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理座面上的臀部壓力分布應是：在坐骨結節(jié)處最大,由

腰靠支承是使背疼和疲勞減到最輕的主要措施。腿的主動脈緊靠著大腿下表面和膝蓋的后面,在這個部位上，任何持續(xù)的壓力都會給人造成極端的不舒適和腫脹感覺。借助于適當減短座深、把座墊前緣修圓和采用較軟的泡沫塑料座墊等措施可防止發(fā)生這種情況。正確的坐姿應當是支持脊柱使之逼近這一自然彎曲弧形。

脊柱支持在正常彎曲弧形11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理腰靠支承是使背疼和疲勞減到最輕的主要措施。脊

坐骨下面的座面應當近似是水平的。如果座面是斗形的，則彎曲的座面會使股骨趨于向上轉動(箭頭所示)而受載，造成髖部肌肉承受反常的壓迫，從而引起不舒適感。故需注意避免采用斗形座面。應當注意，斗形的座面不論從什么觀點看，都是不適用的，因為它不能適應人體大小的整個系列，它還把身體重量平均地分配在整個臀部，而不是讓較多的重量集中在坐骨下面斗形座面將股骨推向上方，使股骨處于受載狀態(tài)11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理坐骨下面的座面應當近似是水平的。斗形座面將股骨推向上

座椅的設計必須有可能讓人經常地改變自己的姿勢和位置，以便減輕壓力和活動伸展各部分肌肉。

扶手高度應當可以調整，以適應各種不同身材的操作者使用。扶手的內側表面應當有襯墊，以承受大腿的側壓力。座墊表面的各個邊緣應當稍稍向上傾斜，以便阻止臀部向邊緣滑動而使操作者能夠坐穩(wěn)?？勘撑c座墊之間的夾角應當為95°左右，至少是90°，以避免因骨盆向前歪斜而彎腰，造成肌肉緊張和受束縛。11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理座椅的設計必須有可能讓人經常地改變自己的姿勢和

為了使操作者腳踩著地板，同時上身靠在靠背上舒適地進行操作,地板擱腳的部位應當朝前上方傾斜,與水平面的夾角約為20°。對于某些運輸車輛，特別是地板擱腳部位傾斜度不夠的車輛，建議將座面設計成稍稍傾斜,沿座深方向前高后低,相差約25～40mm

。操作者操縱腳踏板時，小腿與大腿間的舒適夾角應為110°～120°，腳與小腿的舒適夾角應為85°～90°。操縱腳踏板時大腿、小腿與腳面之間的夾角11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理為了使操作者腳踩著地板，同時上身靠在靠背上舒適地

概括起來，舒適的坐態(tài)生理，應保證腰曲弧形處于正常自然狀態(tài)，腰背肌肉處于松弛狀態(tài)，從上體通向大腿的血管不受壓迫，保持血液正常循環(huán)。舒適坐姿的關節(jié)角度最舒適的坐姿：臀部稍離靠背向前移，使上體略向后傾斜；保持體腿夾角在90°～115°之間；小腿向前伸，大腿與小腿有合適的夾角；小腿與腳面之間有合適的夾角。11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理概括起來，舒適的坐態(tài)生理，應保證腰曲弧形處于正工作座椅的設計

工作座椅是供坐姿工作人員使用的一種由支架、腰靠、座面等構件組成的坐具。座位空間及座椅的尺寸設計應保證適應人體舒適坐姿的生理特征,提供實現(xiàn)舒適坐態(tài)的支承條件。(1)工作座椅設計的主要準則:

a.

人體軀干的重量應由坐骨、臀部及脊椎按適當比例分別支承,其主要部分應由坐骨結節(jié)承擔。

b.

人體上身應保持穩(wěn)定。

c.

人體腰椎下部(第4～5節(jié)腰椎之間)應有適當?shù)难恐С小?/p>

d.

座面的高度應確保大腿的肌肉和血管不受壓迫。

e.

坐者應能方便、自如地變換姿勢而不致滑脫。

f.

座椅的位置和尺寸應與工作臺、顯示裝置、操縱裝置相配合，以提高操作者的操作舒適性和方便性。11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理工作座椅的設計11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理(2)對工作座椅設計的基本要求

a.工作座椅的結構型式應盡可能與坐姿工作的各種操作活動要求相適應,應能使操作者在工作過程中保持身體舒適、穩(wěn)定并能進行準確的控制和操作。

b.工作座椅的座高和腰靠高必須是可調節(jié)的。座高調節(jié)范圍在GB10000-88中“小腿加足高”

,女性(18～55歲)第5百分位到男性(18～60歲)第95百分位數(shù),即360～480mm之間。工作座椅座面高度的調節(jié)方式可以是無級的或間隔20mm為一檔的有級調節(jié)。工作座椅腰靠高度的調節(jié)方式為165～210mm間的無級調節(jié)。

c.工作座椅可調節(jié)部分的結構,必須易于調節(jié),保證調節(jié)好的位置在座椅使用過程中不會改變或松動。11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理(2)對工作座椅設計的基本要求11.5工作座椅的靜態(tài)舒適d.工作座椅各零部件的外露部分不得有易傷人的尖角銳邊,各部結構不得存在可能造成擠壓、剪鉗傷人的部分。安全性

e.操作者無論坐在座椅前部、中部還是往后靠,工作座椅座面和腰靠結構均應使坐者感到安全、舒適。

f.工作座椅腰靠結構應具有一定的彈性和足夠的剛性。在座椅固定不動的情況下,腰靠承受250N的水平方向作用力時,腰靠傾角β不得超過115°。

g.工作座椅一般不設扶手,需設扶手的座椅必須保證操作人員作業(yè)活動的安全性。

h.工作座椅的結構材料和裝飾材料應耐用、阻燃、無毒。座墊、腰靠、扶手的覆蓋層應使用柔軟、防滑、透氣性好、吸汗的不導電材料制造。

i.工作座椅座面,在水平面內可以是能夠繞座椅轉動軸回轉的,也可以是不能回轉的。11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理d.工作座椅各零部件的外露部分不得有易傷人的尖角銳邊(3)工作座椅的結構和主要參數(shù)

工作座椅的主要參數(shù)的取值范圍列于表4-3，表中所列參數(shù),已經考慮了操作者穿鞋和著冬裝的因素?；氐奖菊履夸浵タ渴阶巫?立兩用椅11.5工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理(3)工作座椅的結構和主要參數(shù)

工作座椅的主要參11.6車輛駕駛室的作業(yè)空間

車輛駕駛室的作業(yè)空間設計以駕駛員、駕駛座椅、顯示裝置、操縱裝置以及駕駛室的門、窗、頂棚、板壁之間的合理匹配為基本依據(jù)。車輛駕駛室的作業(yè)空間應寬敞適度,易于出入。要給駕駛員的腳和手留有足夠的活動空間,駕駛室的內部高度最好能使第95百分位的男駕駛員站起來時不碰到頭部,至少當他挺直坐在高度調節(jié)到最高位置的座椅上面時,頭頂離駕駛室頂部內表面還有一定的間距,駕駛室的門和上下車梯踏板的尺寸及其相關位置均應保證駕駛員出入駕駛室的安全和方便。

回到本章目錄11.6車輛駕駛室的作業(yè)空間回到本章目錄

操縱裝置相對于駕駛座椅的位置應適合于駕駛員方便操作。顯示裝置相對于駕駛座椅的位置應適合于駕駛員準確認讀。門、窗玻璃相對于駕駛座椅的位置應使駕駛員操作時有良好的視野。車輛駕駛座椅的舒適性設計要比一般室內坐姿操作用的工作座椅復雜得多,它通常包括靜態(tài)舒適性、動態(tài)舒適性(又稱振動舒適性)、操作舒適性三方面的設計任務,而這三方面的設計標準卻往往由于實際要求的相互矛盾而難以完全滿足。例如，完全按乘坐的靜態(tài)舒適性要求選擇的扶手高度可能會妨礙駕駛員手臂的操縱動作。11.6車輛駕駛室的作業(yè)空間操縱裝置相對于駕駛座椅的位置應適合于駕駛員方便操

概括起來，好的駕駛座椅設計必須保證駕駛員在連續(xù)幾個小時操作的情況下，身體能夠得到很好的支持。這就要求座椅各個部分的位置是可調節(jié)的，以適應從第5百分位的女駕駛員到第95百分位的男駕駛員范圍內所有人的不同需要。應當有不同密度的適宜座墊和靠背墊來支持身體的敏感部位。座椅必須有額外的空間，允許駕駛員坐在座椅的任一邊或改變在座椅上的角度，以便暫時使他的肌肉放松。11.6車輛駕駛室的作業(yè)空間概括起來，好的駕駛座椅設計必須保證駕駛員在連續(xù)幾個小

設計者在確定駕駛座椅在車輛上的安裝位置之前，必須先確定坐著的駕駛員與座椅結構的相對位置。為了提供人體測量數(shù)據(jù)，美國汽車工程師協(xié)會SAE已將車輛駕駛座椅設計的參考點標準化(SAEJ1163)，這個參考點稱為座椅標志點(SeatIndexPoint，簡稱SIP)。人體身軀與大腿的轉動中心為H點,SIP點和大個子男人的H點重合,座椅標志點SIP的位置由兩個基準平面,即靠背基準平面和座椅基準平面確定，兩平面相交在座椅基準點(SeatReferencePoint，簡稱SRP),知道了SRP點，即可找出SIP點。11.6車輛駕駛室的作業(yè)空間設計者在確定駕駛座椅在車輛上的安裝位置之前，必須先確人體H點與座椅標志點之間的關系11.6車輛駕駛室的作業(yè)空間人體H點與座椅標志點之間的關系11.6車輛駕駛室的作業(yè)空

為便于實際應用，SAE把SIP點到靠背基準平面的距離135mm,SIP點到座椅基準平面的距離97mm定為標準尺寸。這個標準尺寸適合第97.5百分位的男子，而對于第2.5百分位的女子，其身軀與大腿的轉動中心H點同SIP點并不重合，有25mm的差距，這個差距就被忽略了。

SAE明確規(guī)定，任何駕駛座椅的座椅基準平面和靠背基準平面只能用SAE的標準人體模型或圖6-21所示的測量裝置來確定。這樣，座椅制造者和車輛設計工程師就有了一個共同的標準定位點。11.6車輛駕駛室的作業(yè)空間為便于實際應用，SAE把SIP點到靠背基準SAE座椅標志點測量裝置11.6車輛駕駛室的作業(yè)空間SAE座椅標志點測量裝置11.6車輛駕駛室的作業(yè)空間

對于大、中型拖拉機和工程機械,駕駛員出入駕駛室的方便性和安全性也應該滿足人體因素的要求。依據(jù)我國的成年人人體尺寸,上下車梯的最低一級踏板的離地高度不宜超過550mm,最高一級踏板與門檻的垂直距離不宜超過300mm,相鄰兩踏板間的垂直距離不宜超過300mm,車梯各踏板的內側寬度不宜小于250mm。要求不用手臂拉力的輔助，腳就能跨上階梯,所有臺階的最小寬度都要容許兩只腳能同時放下。這些限制尺寸是根據(jù)下階梯時的安全和方便性確定的，因為下階梯比上階梯更危險。11.6車輛駕駛室的作業(yè)空間對于大、中型拖拉機和工程機械,駕駛員出入駕駛室的方便性

階梯應設置扶手，扶手的斷面應選取圓形，根據(jù)長度的不同，斷面直徑為20～30mm，兩端應當封間或向下彎曲，這樣當駕駛員倒退著下階梯時,手就不會在扶手末端因不在意而滑脫。車梯越陡，安全性越差。在梯子是垂直的情況下，從頂部跨下第一步時，由于看不見第一個臺階，不能確定這個臺階的寬度，也不能確定下來的距離是多少，不論哪一點判斷錯誤，都會造成嚴重的意外事故。因此，很有必要把階梯做成與垂直面成20°以上的傾斜度的車梯。其后面應當封閉，以防腳和腿通過兩個臺階之間的空隙滑出去。梯面最小深度宜取為180mm。在車梯上腳可能接觸到的任何運動零件，都應當設置防護罩。車梯踏板的表面應設計成在各種天氣條件下均能有效防滑的花紋,能把污泥通過表面的縫隙擠壓出去，并使腳與防滑花紋保持充分接觸。11.6車輛駕駛室的作業(yè)空間階梯應設置扶手，扶手的斷面應選取圓形，根據(jù)長度的GB/T12552-90《載貨汽車駕駛員操作位置尺寸》,GB/T13053-91《客車駕駛區(qū)尺寸》,GB/T6235-97《農業(yè)拖拉機駕駛座及主要操縱裝置尺寸》,以及我國機械行業(yè)標準JB/T6716-93《農業(yè)拖拉機駕駛室門道、緊急出口與駕駛員的工作位置尺寸》,JB/T715-93《農業(yè)拖拉機駕駛座標志點》等標準中,規(guī)定了有關車輛駕駛室的作業(yè)空間布置和尺寸推薦數(shù)據(jù)。

11.6車輛駕駛室的作業(yè)空間GB/T12552-90《載貨汽車駕駛員操作一種轎車駕駛室的推薦設計11.6車輛駕駛室的作業(yè)空間一種轎車駕駛室的推薦設計11.6車輛駕駛室的作業(yè)空間廚房空間設計11.7作業(yè)空間設計應用案例廚房空間設計11.7作業(yè)空間設計應用案例銀行柜臺設計－雙通道改進①玻璃窗;②進通道(順直部分);③出通道(變曲部分);④順直的手臂圖出納人員的手臂動作示意進口出口11.7作業(yè)空間設計應用案例銀行柜臺設計－雙通道改進①玻璃窗;圖出納人員的手臂動作學生公寓學習空間設計11.7作業(yè)空間設計應用案例學生公寓學習空間設計11.7作業(yè)空間設計應用案例電腦桌設計圖二顯示可拖動的主機和固定好的鼠標線

圖一可移動主機座

圖三升降式鍵盤架

圖四總體尺寸圖

11.7作業(yè)空間設計應用案例電腦桌設計圖二顯示可拖動的主機和固定好的鼠標線圖一可移作業(yè)P294:

1、2、4、10作業(yè)P294:返回總目錄本章結束返回總目錄本章結束《人因與工效學》

上海工程技術大學機械工程學院王克用第十一章作業(yè)空間設計《人因與工效學》上海工程技術大學機械工程學院第作業(yè)空間范圍作業(yè)空間設計的原則3作業(yè)空間設計3工作座椅的靜態(tài)舒適性設計原理工作臺設計3車輛駕駛室的作業(yè)空間3123456返回總目錄第11章作業(yè)空間設計作業(yè)空間設計案例37作業(yè)空間范圍作業(yè)空間設計的原則3作業(yè)空間設計3工作座椅的靜態(tài)第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件第11章作業(yè)空間設計課件11.1作業(yè)空間設計的原則

人操縱機器時所需要的活動空間，加上機器、設備、工具、用具、被加工對象所占有的空間的總和，稱為作業(yè)空間。作業(yè)空間設計，就大范圍而言，是把所需用的機器、設備和工具，按照人的操作要求進行合理的空間布置。就由人操縱的一臺機器而言，是從人的需要出發(fā)，對機器的操縱裝置、顯示裝置相對于操作者的位置進行合理的安排。作業(yè)空間設計要著眼于人，在充分考慮操作者需要的基礎上，為操作者創(chuàng)造既安全、舒適又經濟、高效的作業(yè)條件。作業(yè)空間設計的內容:(1)空間布置(2)座椅設計(3)工作臺設計(4)環(huán)境設計

回到本章目錄11.1作業(yè)空間設計的原則回到本章目錄作業(yè)空間設計的人機工程學原則

作業(yè)空間設計的基本目標是使人機系統(tǒng)以最有效、最合理的方式滿足作業(yè)要求,作業(yè)空間合理、經濟、安全和舒適。(1)作業(yè)空間設計必須從人的要求出發(fā)，保證人的安全、健康、舒適、方便。(2)從客觀條件的實際出發(fā)，處理好安全、健康、舒適、高效、經濟諸方面的關系。(3)根據(jù)人體生物力學、人體解剖學和生理學的特性,合理布置操縱裝置和顯示裝置。11.1作業(yè)空間設計的原則作業(yè)空間設計的人機工程學原則11.1作業(yè)空間設計的原則(4)按照操縱裝置和顯示裝置的重要程度進行布置。(5)按操縱裝置的使用頻率和操作順序進行恰當布置。(6)按操縱裝置和顯示裝置的功能，將功能相同或相互聯(lián)系的裝置布置在一起，以利于操作者進行操和觀察。(7)作業(yè)面的布置要考慮人的最適宜的作業(yè)姿勢、操作動作及動作范圍。(8)注意安全及人流、物流的合理組織。

應當注意，以上原則往往難以同時得到滿足,在實際運用時，要根據(jù)實際人機系統(tǒng)的具體情況，統(tǒng)一考慮，全面權衡，從總體合理性上加以恰當布置。

11.1作業(yè)空間設計的原則(4)按照操縱裝置和顯示裝置的重要程度進行布置。11.1作業(yè)空間的人體尺度

作業(yè)中常用的作業(yè)姿勢有坐姿、立姿、坐-立姿。

設計作業(yè)空間時，必須考慮人體尺寸的約束條件，以我國成年男性第95百分位身高為基準，女性約為男性的0.9346倍。

作業(yè)空間設計時，人體測量的靜態(tài)數(shù)據(jù)(結構尺寸)與動態(tài)數(shù)據(jù)(功能尺寸)都有用處。對大多數(shù)設計而言，因為要考慮身體各部位的關聯(lián)與影響，所以必須基于功能尺寸作出設計。利用人體測量數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)必須充分反映設計對象的使用者群體的特征。11.1作業(yè)空間設計的原則作業(yè)空間的人體尺度11.1作業(yè)空間設計的原則運用人體測量數(shù)據(jù)的步驟要點(1)確定對于設計至為重要的人體尺度

(如座椅設計中，人的坐高、大腿長等)。(2)確定設計對象的使用者群體，以決定必須考慮的尺度范圍。(3)確定數(shù)據(jù)運用準則：個體設計準則、可調設計準則、平均設計原則。11.1作業(yè)空間設計的原則運用人體測量數(shù)據(jù)的步驟要點11.1作業(yè)空間設計的原則汽車駕駛員手伸及界面的空間曲面回到本章目錄11.1作業(yè)空間設計的原則汽車駕駛員手伸及界面的空間曲面回到本章目錄11.1作業(yè)空間11.2作業(yè)空間范圍回到本章目錄作業(yè)空間設計近身作業(yè)空間設計個體作業(yè)場所設計總體作業(yè)空間設計11.2作業(yè)空間范圍回到本章目錄作業(yè)空間近身作業(yè)空間設計近身作業(yè)范圍

操作者坐姿或立姿進行作業(yè)時，手和腳在水平面和垂直面內所能觸及的運動軌跡范圍，稱為作業(yè)范圍。作業(yè)范圍是構成作業(yè)空間的主要部分，它有平面作業(yè)范圍和空間作業(yè)范圍之分。當需要連續(xù)和較長時間操作、需要精確而細致操作、需要手足并用操作時，宜采用坐姿。如車輛、飛機駕駛員的操作。坐姿近身作業(yè)范圍是指作業(yè)者在坐姿操作時，其四肢所及范圍的靜態(tài)尺寸和動態(tài)尺寸?；氐奖菊履夸?1.2作業(yè)空間范圍近身作業(yè)范圍回到本章目錄11.2作業(yè)空間范圍

近身作業(yè)范圍的尺寸是作業(yè)空間設計與布置的主要依據(jù)。它主要受功能性臂長的約束，而臂長的功能尺寸又由作業(yè)方位及作業(yè)性質決定。近身作業(yè)范圍還受衣著的影響。

坐姿作業(yè)通常在作業(yè)面以上進行，其作業(yè)范圍為操作者在正常坐姿下,手和腳可伸及的一定范圍的三維空間。隨作業(yè)面高度、手偏離身體中線的距離及手舉高度的不同，其舒適的作業(yè)范圍也發(fā)生變化。若以手處于身體中線處考慮，直臂作業(yè)區(qū)域由兩個因素決定：肩關節(jié)轉軸高度及該轉軸到手心（抓握）的距離（若為接觸式操作，則到指尖）。

11.2作業(yè)空間范圍近身作業(yè)范圍的尺寸是作業(yè)空間設計與布置的主要依據(jù)。它第5百分位的人體坐姿抓握尺度范圍:男性650mm，女性580mm。11.2作業(yè)空間范圍第5百分位的人體坐姿抓握尺度范圍:11.2作業(yè)空間

坐姿操作時，操作者的手臂運動在水平面上所形成的運動軌跡范圍，稱為水平平面作業(yè)范圍；手向外伸直、以肩關節(jié)為軸心在水平面上所劃成的圓弧范國，稱為最大平面作業(yè)范圍；手臂自如彎曲(一般彎曲成手長的3/5)、以肘關節(jié)為軸心在水平面上所劃成的圓弧范圍，稱為正常平面作業(yè)范圍。由于操作者在作業(yè)時肘部也是移動的,所以實際上的水平平面作業(yè)范圍是圖中粗實線所圍成的區(qū)域。

11.2作業(yè)空間范圍坐姿操作時，操作者的手臂運動在水平面手在水平平面內的作業(yè)范圍11.2作業(yè)空間范圍手在水平平面內的作業(yè)范圍11.2作業(yè)空間范圍

腳的作業(yè)范圍以腳可能移動的距離來確定。與手操作相比，腳的操作力大，但精確度差，且活動范圍較小，一般腳操作限于踏板類操縱裝置。11.2作業(yè)空間范圍

正常的腳作業(yè)空間范圍位于身體前側、座高以下的區(qū)域，其舒適的作業(yè)范圍取決于身體尺寸與動作的性質。腳的作業(yè)范圍以腳可能移動的距離來確定男子坐姿操作時手和腳在垂直平面內的最優(yōu)作業(yè)范圍11.2作業(yè)空間范圍男子坐姿操作時手和腳在垂直平面內的最優(yōu)作業(yè)范圍11.2作手的空間作業(yè)范圍（每格代表152mm）

坐姿操作時手的空間作業(yè)范圍如下圖所示，圖中圓弧實線表示正常作業(yè)范圍，圓弧虛線表示最大作業(yè)范圍，陰影線表示右手的最優(yōu)作業(yè)范圍。11.2作業(yè)空間范圍正常作業(yè)范圍正常作業(yè)范圍最大作業(yè)范圍最優(yōu)作業(yè)范圍手的空間作業(yè)范圍（每格代表152mm）坐姿操作時手

回到本章目錄作業(yè)場所

操作者坐姿或立姿作業(yè)時，其周圍與作業(yè)有關的、包含設備因素在內的作業(yè)區(qū)域,稱為作業(yè)場所。當一個操作者操縱一臺機器或設備時,其作業(yè)空間與作業(yè)場所是一致的。當許多個操作者操縱許多臺機器或設備而共處于一個車間或工作室之內的情況下,其總體作業(yè)空間就不是直接的作業(yè)場所,而是由各個作業(yè)場所的總和加上必要的輔助空間所構成的。11.2作業(yè)空間范圍回到本章目錄作業(yè)場所11.2作業(yè)空間范圍11.3作業(yè)空間設計作業(yè)空間的布置

作業(yè)空間的布置是指在作業(yè)空間限定之后，確定合適的作業(yè)面及顯示裝置、操縱裝置的位置。人機系統(tǒng)中，作業(yè)空間的布置不僅要考慮人與機之間的關系，還要考慮機與機、人與人之間的關系。大多數(shù)人都在人造環(huán)境里工作和生活,可能是在小環(huán)境中,如辦公室、汽車、實驗室等,也可能是在大環(huán)境中,如城市、社區(qū)等。這些空間或設施的設計,對人的行為、舒適感及心理滿足感會有相當大的影響?；氐奖菊履夸?1.3作業(yè)空間設計回到本章目錄(1)作業(yè)空間布置的總則

a.重要性原則

b.使用頻率原則

c.功能原則

d.使用順序原則

進行系統(tǒng)中各元件布置時，不可能只遵循一個原則。通常，重要性原則和使用頻率原則主要用于作業(yè)場所內元件的區(qū)域定位，而使用順序原則和功能原則側重于某一區(qū)城內各元件的布置。

11.3作業(yè)空間設計(1)作業(yè)空間布置的總則11.3作業(yè)空間設計

選擇何種原則布置，往往是根據(jù)理性判斷來確定，沒有很多經驗可供借鑒。在上述四種原則都可以使用的情況下，按使用順序原則布置元件，執(zhí)行時間最短。面板布置原則與作業(yè)執(zhí)行時間的關系11.3作業(yè)空間設計選擇何種原則布置，往往是根據(jù)理性判斷來確定，沒有(2)作業(yè)空間布置的順序對不同類型的元件,推薦按以下順序進行布置：主顯示器與主顯示器相關的主操縱器有協(xié)調性要求的操縱器與顯示器按順序使用的元件將使用頻繁的元件置于方便觀察、操縱的部位按布局一致的原則協(xié)調本系統(tǒng)內及其它相關系統(tǒng)的布置方案之間的關系。11.3作業(yè)空間設計(2)作業(yè)空間布置的順序11.3作業(yè)空間設計作業(yè)空間設計的人體因素11.3作業(yè)空間設計考慮作業(yè)空間時不能只局限于作業(yè)和周圍場所組成的活動空間，還需考慮是否適應作業(yè)者心理及活動等方面的要求，因此除操作空間還要滿足心理空間、活動空間的要求，找出適合作業(yè)的最佳作業(yè)姿勢、作業(yè)范圍、視覺范圍。作業(yè)空間設計需要考慮的人體因素人體測量學要求（參考人體測量章節(jié)，不再贅述）人的視覺要求人的行為影響人的主要工作體位坐姿、立姿還是坐立交替作業(yè)空間設計的人體因素11.3作業(yè)空間設計考慮作業(yè)空間時不人的視覺要求在作業(yè)中，大約70%以上的信息是通過視覺傳遞的。視覺特征視力視野視距視覺疲勞視覺運動規(guī)律

能夠分辨的最小物的視角（最小臨界視角）

視力＝1

視野是指作業(yè)者在頭部和眼球固定不動的情況下，眼睛觀看正前方物體時能看到的空間范圍，通常視野的大小和形狀與視網膜上感覺細胞的分布情況有關。一般而言，正常人的視野大致相同，雙眼水平面內視野約為60°，垂直方向上為130°（其中視平線上方60°，下方70°）,但作業(yè)者在注視操作對象的時候，很容易受到環(huán)境的影響，而進入人眼的目標只能是視野的一部分。

瞪羚：視野局限，雙眼間盲區(qū)辨色能力：黑白11.3作業(yè)空間設計人的視覺要求在作業(yè)中，大約70%以上的信息是通過視覺傳遞的。視覺疲勞（眼高）引起視覺疲勞的主要因素：不合理照明布置光源的合理措施合理控制光源的亮度：一般光源亮度控制在16cd/cm2以下比較合適合理分布光源，不要將燈光直接射入人眼及作業(yè)域內

減少亮度對比器件高度配置不當（如顯示器、控制器）視距是人在作業(yè)中正常的觀察距離作業(yè)精度與視距的關系

作業(yè)類型示例視距離固定視野直徑作業(yè)姿勢最精細的作業(yè)安裝最小部件（表、電子元件等）12

~2520~40坐姿精細作業(yè)安裝收音機、電視機等25~3540~60坐姿或站姿中等粗活印刷、機床操作等<50<80坐姿或站姿粗活包裝、粗磨等50~15030~250站姿遠視黑板、開汽車>150>250坐姿或站姿11.3作業(yè)空間設計人的視覺要求視覺疲勞（眼高）視距是人在作業(yè)中正常的觀察距離作業(yè)類型示例視視覺運動規(guī)律（1）眼睛沿水平方向運動比沿垂直方向運動快而且不易疲勞；一般先看到水平方向的物體，后看到垂直方向的物體。因此，很多儀表外形設計成橫向長方形。（2）視線的變化習慣于從左到右，從上到下和順時針方向運動。所以儀表刻度方向設計應遵循這一規(guī)律。（3）人眼對水平方向尺寸和比例的估計比對垂直方向尺寸和比例的估計要準確得多，因而水平式儀表的誤讀率（28％）比垂直式儀表的誤讀率（35％）低。（4）人眼對左上限的觀察最優(yōu)，其次為右上限、左下限，而右下限最差，儀表布置避開這一區(qū)域。（5）兩眼的運動是協(xié)調的、同步的。

生活在馬達加斯加島的變色龍能同時向前和向后看11.3作業(yè)空間設計視覺運動規(guī)律11.3作業(yè)空間設計人的行為影響個人心理空間（近體學）人與動物的“領地”。動物：爭奪地地盤為了保護自已和家家族不受侵害，有益繁殖。蜥蜴：1.83米獅子：22.9米超過警戒線：進攻或逃遁個人心理空間是指圍繞一個人并按其心理尺寸要求的空間。通常把心理空間分為四個范圍，即緊身區(qū)（親密距離）、近身區(qū)（個人距離）、社交區(qū)（社交距離）、公共區(qū)（公共距離）A—緊身距離B—近身距離C—社交距離D—公共距離

在進行作業(yè)空間設計時，還要注意方向性。通常情況下，受人直視或從背后接近被試者所造成的不安感，大于可視而非直視條件下的接近。一般，人們要求的正面空間相對于側面空間要大。個人心理空間（mm）11.3作業(yè)空間設計人的行為影響個人心理空間（近體學）人與動物的“領地”。動物：人的行為影響個人心理空間（近體學）企業(yè)隔間式辦公、玻璃門場所的設計中國：隔間很矮，基本上抬頭就能看見周圍同事。美國：隔間高度有2米，即使站起來也看不見其他同事。澳大利亞某機構進行的研究表明，后者能提高工作效率。11.3作業(yè)空間設計人的行為影響個人心理空間（近體學）企業(yè)隔間式辦公、玻璃門場所課下實驗作業(yè)：圖書館閱覽室從側面、背后接近一位陌生同學，甚至靠近坐下來閱覽，看其覺察后的反應情況。11.3作業(yè)空間設計課下實驗作業(yè)：11.3作業(yè)空間設計人的行為慣性

在設計總體布局時，還要考慮盡量規(guī)避人的捷徑反應和躲避行為。捷徑反應（動作經濟原則），是指人在日常生活中為了貪圖方便，采用最便捷的途徑，直接指向目標的行為傾向，例如直接伸手取物、穿越空地走直線等。——人是平面幾何學天才，因為天生就知道兩點之間線段最短?！笆澜缟媳緵]有路，走的人多了，也便成了路”

躲避行為，指當發(fā)生危險時，人類的一些共同躲避行為，例如從眾心理，面對飛來的危險一半以上的人以左右方向躲避，順著墻按左轉方向前進等。常常引起事故從眾心理舉例：購物、取款機前取款左右躲避舉例：兩人迎面騎自行車過來，躲來躲去卻準確地“親密接觸”

化學實驗出現(xiàn)異常，左右躲避，卻堵在門口躲避行為---非親密者不得不進入此距離，身體盡量少動相觸時馬上縮回，視線投向遠方而不看附近人（公交車、地鐵）11.3作業(yè)空間設計人的行為慣性在設計總體布局時，還要考慮盡量規(guī)避人的行為慣性

11.3作業(yè)空間設計

在設計總體布局時，還要考慮盡量規(guī)避人的捷徑反應和躲避行為。同步行為，人在遇到自已難以判斷和難以接受的事態(tài)時，往往使自已的態(tài)度和行為，同周圍相同遭遇者保持一致，這叫同步行為。自我意識薄弱、對威脅和強迫抵抗力較差的人，同步傾向很強，其表現(xiàn)多為被支配的、受暗示的、服從權威的。一般女性比男性更容易采取同步行為。

人類在親密交談或從事同一工作中，也會有同步現(xiàn)象，例如，同行者步伐一致，交談者姿勢一致等。當行走中前方兩人突然向左或向右躲避時，跟隨者也會不自主地向同側面躲避。當前方兩人向不同側躲避時，第三人往往隨第二人同側躲避。人的行為慣性11.3作業(yè)空間設計在設計總體作業(yè)空間的設計

一個設計合理的作業(yè)空間，應使操作者在任何時刻觀察、操作都很方便，并且在較長時間維持某種作業(yè)姿勢時，不會產生或盡可能少地產生不適和疲勞。(1)作業(yè)空間設計的步驟

a.作業(yè)調查分析

b.設計準備

c.初步設計

d.模型測試與分析

e.論證和修改11.3作業(yè)空間設計作業(yè)空間的設計11.3作業(yè)空間設計

人體上肢的最舒適作業(yè)區(qū)間是一個梯形區(qū)。

作業(yè)面高度直接影響人體上臂的工作姿勢。作業(yè)面太低，使得背部過分前屈；作業(yè)面太高，則須抬高肩部，超過其自然松弛位置，引起肩部、頸部疲勞。坐姿作業(yè)面高度如果能設計成可調的，操作者就可根據(jù)自身的條件調節(jié)至合適的位置。作業(yè)面的高度在肘部以下50～100mm，可使肩部自然下垂，小臂接近水平。通常將作業(yè)面高度設計成固定的，而將座椅設計成可調的，以調節(jié)人與作業(yè)面的相對高度。坐姿作業(yè)時,操作者的腿部和腳部也應有足夠的自由活動空間,腿的最小活動空間應為人的第95百分位的臀部寬度值,最小深度應為人的第95百分位的膝-臀間距值。(2)坐姿作業(yè)空間設計11.3作業(yè)空間設計人體上肢的最舒適作業(yè)區(qū)間是一個梯形區(qū)。(2)坐姿

坐姿上肢的最舒適作業(yè)區(qū)11.3作業(yè)空間設計坐姿上肢的最舒適作業(yè)區(qū)11.3作業(yè)空間設計(3)立姿作業(yè)空間設計立姿作業(yè)面高度的設計按精密作業(yè)、一般作業(yè)和重負荷作業(yè)三種情況,有三種推薦高度。立姿作業(yè)面高度11.3作業(yè)空間設計(3)立姿作業(yè)空間設計立姿作業(yè)面高度11.3作業(yè)空間設計

男性肘高平均值為1020mm，女性肘高平均值為960mm。從地面到500mm高度之間只適用腳操縱，若采用手操縱，則須彎腰，消耗體力。

500～700mm之間，手和腳操作都不方便，不宜在此高度之間設計操縱裝置。

700～1600mm高度之間，尤其是900～1400mm高度之間是最優(yōu)操作區(qū)。

1600～1800mm高度之間，手操作不方便，視覺條件略差。只設置不大重要的操縱裝置和顯示裝置，

1800mm以上，作業(yè)者需要仰視，很容易疲勞。一般只設置報警器。11.3作業(yè)空間設計男性肘高平均值為1020mm，女性肘高平均值為960mm(4)坐-立姿作業(yè)空間設計

當作業(yè)需要坐姿與立姿交替使用時，為消除疲勞,可采取坐-立姿操作。對這種體位交替變換的作業(yè)面高度設計，應以保持上臂處于自然松弛狀態(tài)為準?；氐奖菊履夸?1.3作業(yè)空間設計(4)坐-立姿作業(yè)空間設計當作業(yè)需要坐姿與立姿交11.4工作臺設計

工作臺是包含操縱裝置和顯示裝置的作業(yè)單元,主要用于以監(jiān)控為目的之作業(yè)場所。工作臺設計的關鍵任務是將操縱裝置與顯示裝置布置在操作者的正常作業(yè)空間范圍內,保證操作者方便而舒適地觀察和操作,并為操作者長時間作業(yè)提供舒適穩(wěn)定的坐姿?；氐奖菊履夸?1.4工作臺設計回到本章目錄

有的情況下,在操作者的前側上方也有作業(yè)區(qū),那種工作臺同樣必須保證所有的區(qū)域都在操作者可視可及范圍之內。工作臺的整體尺寸按面板上的操縱裝置、顯示裝置的布置以及人體測量數(shù)據(jù)而定。圖4-9所示為一種推薦的工作臺作業(yè)面布置區(qū)域,是依據(jù)第2.5百分位的女性操作者的人體測量數(shù)據(jù)得出的。按照圖中的陰影區(qū)的形狀設計工作臺,可使操作者具有良好的手-眼協(xié)調性能。

11.4工作臺設計有的情況下,在操作者的前側上方也有作業(yè)區(qū),那種工作11.4工作臺設計推薦的工作臺設計范圍值表推薦的工作面高度坐姿工作類型男性（cm）女性（cm）精細工作（精細裝配）99-10589-95精確工作（機械裝配）89-9482-87輕型裝配74-7870-75粗加工或中間加工69-7266-70讀寫74-7870-74打字桌面的范圍60-7060-70計算機鍵盤58-7158-71矮小女性(5%女性)正常握拳范圍：23.2cm最大握拳范圍：