人機工程學(xué)作業(yè)空間

人機工程學(xué)

MikeQian第六章人的作業(yè)空間

第一節(jié)作業(yè)空間設(shè)計的根本原那么第二節(jié)作業(yè)場所空間布置第三節(jié)作業(yè)姿勢與作業(yè)空間布置第四節(jié)平安防護空間距離第一節(jié)作業(yè)空間設(shè)計的根本原那么作業(yè)空間包含了三種不同的空間范圍:第一種 是人體在規(guī)定的位置上進行作業(yè)時〔如操縱機器、維修設(shè)備等〕,必須觸及 的空間，即作業(yè)范圍，或稱為作業(yè)接觸空間。人們?yōu)橥瓿蓜趧尤蝿?wù)的大部 分工時主要在這個范圍內(nèi)度過。

第二種 是人體在作業(yè)時或進行其他活動時〔如進出工作崗位、在工作崗位進行短 暫的放松與休息等〕，人體自由活動所需要的范圍，即作業(yè)活動空間。第三種 是為了保障人體平安，防止人體與危險源〔如機械轉(zhuǎn)動部位等〕直接觸所需 要的平安防護空間。在進行工作場地和器設(shè)備的設(shè)計與布局時，必須充分考 慮作業(yè)空間的平安人機工程學(xué)設(shè)計問題。

第一節(jié)作業(yè)空間設(shè)計的根本原那么作業(yè)空間設(shè)計的內(nèi)容比較多，這里主要研究：作業(yè)空間設(shè)計中人的因素；工作場所的性質(zhì)對作業(yè)空間的要求；作業(yè)姿勢與作業(yè)空間布局設(shè)計；平安防護空間距離；控制臺與工作座椅設(shè)計等。

第一節(jié)作業(yè)空間設(shè)計的根本原那么在進行作業(yè)空間設(shè)計時，一般應(yīng)遵守以下原那么：

1． 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)和人的作業(yè)要求，首先應(yīng)總體考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的適當(dāng)布局， 防止在某個局部的空間范圍內(nèi)，把機器、設(shè)備、工具和人員等安排得 過于密集，造成空間勞動負荷過大。然后再進行各局部之間的協(xié)調(diào)。 在作業(yè)空間設(shè)計時，總體與局部的關(guān)系是相互依存和相互制約的。 假設(shè)總體布局不好，就不能保證每個局部都有適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)空間。而只保 證個別局部有適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)空間，也不能保證整個工作系統(tǒng)的平安、高 效、舒適與方便的人機工程學(xué)要求。因此，必須正確協(xié)調(diào)總體設(shè)計與 局部設(shè)計相互之間的關(guān)系。

2． 作業(yè)空間設(shè)計要著眼于人，落實于設(shè)備。即結(jié)合操作任務(wù)要求，以人 員為主體進行作業(yè)空間的設(shè)計。也就是首先要考慮人的需要，為操作 者創(chuàng)造舒適的作業(yè)條件，再把有關(guān)的作業(yè)對象〔機器、設(shè)備和工具等〕 進行合理的排列布置。否那么往往會使操作者承受額外的心理上的和體力 上的負擔(dān)，其結(jié)果不僅降低工作效率，而且往往不經(jīng)濟、也不平安?？紤] 人的活動特性時，必須考慮人的認(rèn)知特點和人體動作的自然性、同時性、 對稱性、節(jié)奏性、規(guī)律性、經(jīng)濟性和平安性。在應(yīng)用有關(guān)人體測量數(shù)據(jù)設(shè) 計作業(yè)空間時，必須合格證至少在90%的操作者中具有適應(yīng)性、兼容性、操 縱性和可達性。

第二節(jié)作業(yè)場所空間布置

人們總想經(jīng)濟地利用工作空間，以便在有限的空間范圍中完成更多的工作量或創(chuàng)造更多的財富。但是，經(jīng)濟性是建立在一定條件的根底上的。即工作空間的設(shè)計應(yīng)該使人機—環(huán)境能夠協(xié)調(diào)一致地去共同的總體布局時，必須充分了解在該工作空間內(nèi)所要進行工作的性質(zhì)。一方面 從機器、設(shè)備的功能和結(jié)構(gòu)因素上考慮完成工序所必須的 方便性和經(jīng)濟性；另一方面 從人這個勞動主體上考慮完成工作任務(wù)必須具有的高效率、 舒適性和平安性第二節(jié)作業(yè)場所空間布置

1．工作間操作崗位:

為了使操作人員在工作時行動自如，防止產(chǎn)生不良的心理障礙和身體損傷，最小工作間的地面面積不得小于8m2。每個操作人員在工作崗位上的自由活動面積不得小于1.5m2，并且自由活動場地的寬度不得小于1m。每個操作作者最正確的工作活動面積為4m2。如果出于操作原因，在某些崗位上不能保證1.5m2的自由活動面積，應(yīng)為該操作崗位附近提供一個同樣大的活動面積。

對于每一個在工作間長時間工作的人來說，都有一個根本的空間要求。這個根本空間對主要坐著工作的人，應(yīng)不小于12m3；對主要不是坐著的人，應(yīng)不小于15m3；對重體力勞動者，應(yīng)在18m3以上。不得因追求產(chǎn)量、增加設(shè)備而把實際空間降到最小空間尺寸以下。第二節(jié)作業(yè)場所空間布置

在工作間還存在大小不同的機器設(shè)備。這些機器設(shè)備與設(shè)施之間的布局尺寸，也是作業(yè)空間精心設(shè)計的內(nèi)容。其根本要求為：

〔1〕 加工設(shè)備間距〔以活動機件到達最大范圍計算〕，小型設(shè)備不 小于0.7m；中型設(shè)備不小于1m；大型設(shè)備〔運輸線視同〕不小于2m；

〔2〕 設(shè)備與墻、柱間距〔以活動機件到達最大范圍計算〕，小型設(shè)備不小 于0.7m；中型設(shè)備不小于0.8m；大型設(shè)備不小于0.9m；

〔3〕 操作空間〔設(shè)備間距在外〕；小型設(shè)備不小于0.6m；中型設(shè)備不 小于0.7m；大型設(shè)備〔運輸線視同〕不小于1.1m；

〔4〕 高于2m的運輸線需有牢固護罩。第二節(jié)作業(yè)場所空間布置

2.輔助性工作場地1．出入口

封閉的工作區(qū)域首先應(yīng)有供日常通行的常規(guī)出入口，允許預(yù)期的人員車輛和貨物不受限制地通過。出入口的位置不應(yīng)使進出人員意外地起動控制器或堵塞通往控制器的通道。出入口的寬度和高度應(yīng)視具體情況〔如是否進出車輛及車輛和負荷的大小等〕確定。僅供人員進出的出入口，最小高度不得低于2100毫米，最小寬度不得窄于810～860毫米。出入口一般應(yīng)防止采用門檻，除非為防風(fēng)雨或通風(fēng)而非用不可。封閉的工作場所必須提供輔助入口，以及各種需要的應(yīng)急出口。應(yīng)急出口應(yīng)有便于里邊人員迅速撤出的足夠空間，包括必須攜帶必要裝備或必須穿臃腫防護服的人員，而且不應(yīng)該存在損傷人員或損壞他們所帶設(shè)備的危險。

第二節(jié)作業(yè)場所空間布置

2.輔助性工作場地

通道與走廊

在每一個車間里往往都存在著一條或幾條主通道，然后由假設(shè)干支通道或走馬觀花廊與工作區(qū)域或工作崗位相連。無論是主通道還是走廊，在設(shè)計時都應(yīng)考慮到該工作區(qū)域內(nèi)預(yù)定的人流、物流的頂峰負荷量、流動方向及該區(qū)域的出入口數(shù)量和尺寸。

對僅供人通行的人行道和走廊來說，其尺寸相對可小些。但為了使人們通過不受限制，應(yīng)在人體測量數(shù)據(jù)根底上，為穿臃腫防護服和攜帶裝備的人員留出足夠的余隙。例如，按人體測量尺寸，一個人可以費點力氣通過510毫米寬的走廊。然而考慮了著裝等因素，單人或單向通行的走廊寬度至少應(yīng)為760毫米。寬度AB通道20001500貨物22001500手推車25001500運輸汽車30001800通道寬度第二節(jié)作業(yè)場所空間布置

樓梯、扶梯和斜坡道

第二節(jié)作業(yè)場所空間布置

75度工廠里常有很多扶梯，因為扶梯便于行走，通過時也較快較平安，建造也方便。但人員攜帶物質(zhì)或工具上下扶梯是危險的。為了確保平衡和快速運動，人員必須騰出雙手抓住扶手，因此，用扶梯時，應(yīng)提供一人可以通過的余隙。如需同時往來，那么應(yīng)提供并排獨立的上下扶梯，兩扶梯相鄰側(cè)至少應(yīng)間隔150毫米〔建議間隔200毫米〕，并各有各的扶手。

第二節(jié)作業(yè)場所空間布置

第二節(jié)作業(yè)場所空間布置

現(xiàn)代化的生產(chǎn)大樓或辦公大樓都很高大，為了防止樓梯梯段過長，每層樓在2.44～3.66米高度范圍至少應(yīng)有一個平臺，并建議每10～20個臺階有一個平臺。樓梯臺階間距應(yīng)當(dāng)均等。當(dāng)人們需要攜帶大于9千克的物品登樓梯時，或需登的樓梯不止兩層高時，應(yīng)該使用最大臺階寬度和最小臺階間距。。

斜坡道

在工作場所，常采用斜坡道裝卸貨物，如用人力將器材從一個高度滑到〔或拉上〕另一個高度。這時，斜坡道的尺寸必須考慮人的力量和平安性。斜坡道一般應(yīng)用于20度以下的斜坡上。對于7o～20o間的斜坡，考慮綜合利用斜坡道和樓梯。如果斜坡道用作人行道，除了應(yīng)裝設(shè)扶手，在斜坡道全長上還應(yīng)有至少寬50毫米、間隔150毫米的防滑條第二節(jié)作業(yè)場所空間布置

平臺和護欄

1〕平臺

生產(chǎn)中，常要求作業(yè)人員升至設(shè)備的最正確〔或至少可以忍受〕操作距離之內(nèi)進行作業(yè)，就需要采用平臺圍繞工作區(qū)域或在工作區(qū)域相關(guān)局部之間提供連續(xù)的工作面。平臺不僅設(shè)計負荷應(yīng)大于實際使用負荷，還應(yīng)與其相鄰的設(shè)備外表協(xié)調(diào)一致，使平均整合度在50毫米之內(nèi)，應(yīng)防止產(chǎn)生大于150毫米的間隙、平臺尺寸至少應(yīng)寬610毫米，長910毫米，凈空高度應(yīng)大于1800毫米。考慮到人不僅要能作業(yè)，還要有一定的自由活動度，建議臺寬最好在700毫米以上。為了防止平臺上的工具、折卸的零部件等從邊緣掉下去砸傷下方的人員或設(shè)備，乎臺面板四周應(yīng)裝踢腳板，其高度不得小于150毫米。2〕護欄

當(dāng)護欄或走廊高度高出地面200毫米時，為防止作業(yè)人員從高處工作位置或地板開口掉下去，在所有敞開側(cè)都必須裝設(shè)護攔。護攔的扶手高度應(yīng)根據(jù)第95百分位的人體垂心高度和可能攜帶的最大負荷量對重心高度的影響確定、其數(shù)值應(yīng)大于1050毫米。護攔可采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。采用非網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形式時，護攔的立柱間距應(yīng)小于1000毫米，橫桿間距應(yīng)小于380毫米。從而可以防止作業(yè)人員穿越護攔中間空隙掉下去。扶手直徑最小為30毫米，最大為75毫米，一般可取35毫米。第二節(jié)作業(yè)場所空間布置

第三節(jié)作業(yè)姿勢與作業(yè)空間布置

平安人機工程學(xué)十分重視對人體的作業(yè)姿勢研究。認(rèn)為人體的作業(yè)姿勢必須符合人的身心特點和平安衛(wèi)生要求。同時認(rèn)為不同的作業(yè)姿勢必須有相應(yīng)的作業(yè)空間尺寸和人機界面布置與之匹配。試驗說明，正確的人體姿勢和體位可以減少靜態(tài)疲勞，有利人的身體健康和工作質(zhì)量，并提高勞動生產(chǎn)率。反之，作業(yè)姿勢不舒適，就會導(dǎo)致過分的疲勞，年長日久，可能引起勞損〔如駝背、腰肌勞損和肩肘腕綜合癥等〕，成為疾病的起因。

人體姿勢和體位主要取決于以下各點：

〔1〕工作場地的大小、照明條件與視覺；

〔2〕體力負荷的大小及用力方向；

〔3〕工作場所各種物質(zhì)〔包括必需的工具、加工材料等〕的安放位置；

〔4〕控作臺或工作臺的臺面高度，有無適宜的容膝空間；

〔5〕作業(yè)時起坐的頻率等。

第三節(jié)作業(yè)姿勢與作業(yè)空間布置

在決定工作場地的作業(yè)空間布局設(shè)計時，從生理學(xué)的觀點出發(fā)，應(yīng)該防止或者盡可能把以下不方便或不正確的人體姿勢減到最少：

〔1〕站著不動的姿勢〔特別對女性〕；

〔2〕長期地或經(jīng)常重復(fù)地彎腰〔指脊背彎曲角超過15o〕；

〔3〕軀干扭曲并傾斜的姿勢或半坐姿勢；

〔4〕經(jīng)常重復(fù)地單腿支撐的姿勢；

〔5〕手臂長時間前伸直或伸開等。

毫無疑問，正確的作業(yè)空間的布局設(shè)計是維持正確作業(yè)姿勢的條件，而不良的作業(yè)空間其后果都會反映在不良的作業(yè)姿勢上。因此，從工作任務(wù)的特點來分析對操作動作的要求和選擇最正確的作業(yè)姿勢，并以此出發(fā)去設(shè)計工作崗位的作業(yè)空間，是一種十分有效的方法和途徑第三節(jié)作業(yè)姿勢與作業(yè)空間布置

坐姿作業(yè)的特點

坐著的作業(yè)姿勢常指身軀伸直或稍向前傾10o～15o角，上腿平放，下腿一般垂直地或稍向前傾斜著地，身體處于舒適的體位。

對勞動效果的分析研究說明，人體最合理的作業(yè)姿勢就是坐姿作業(yè)。因此，必須坐著工作的，就一定要保證坐著工作?？梢宰ぷ鞯?，就應(yīng)該爭取坐著工作。以下作業(yè)宜采用坐姿作業(yè)。

1〕持續(xù)時間較長的靜態(tài)作業(yè)。此時需要支持身體的力較小，腿上消耗的能量和負荷較小，血液循環(huán)暢通，可以減少疲勞和人體能量的消耗。

2〕精密度要求高而又要求仔細的作業(yè)。因坐姿情況下，當(dāng)設(shè)備振動或移動時，人體具有較大的穩(wěn)定度和較好的平衡度。

3〕需要手足并用，并對一個以上踏板進行控制的作業(yè)。坐姿時，雙腳容易移動，且可借助座椅支撐對腳控制器施以較大力量。

第三節(jié)作業(yè)姿勢與作業(yè)空間布置

坐姿工作面的高度

坐姿工作面的高度主要由人體參數(shù)和作業(yè)性質(zhì)等因素決定。從人體參數(shù)方面，一般用坐面高度加三分之一坐高或坐姿時高減25毫米來確定工作面高度。從作業(yè)性質(zhì)來說，作業(yè)需要的力越大，那么工作面高度就應(yīng)越低；作業(yè)要求視力越強，那么工作面的高度就應(yīng)該越高A的臺面高度為880±20毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離為120-250毫米，能區(qū)分直徑小于0.5毫米的零件。適合對視力強度、手臂活動的精度和靈巧性要求都很高的作業(yè).

B的臺面高度為840±20毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離為250-350毫米，能區(qū)分直徑小于l毫米的零件，適合對視力強度要求較高的工作，如精確復(fù)制和畫圖等；

C的臺面高度為740±20毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離小于500毫米，能區(qū)分直徑小于10毫米的零件，適合于一般的作業(yè)要求，D的臺面高度為680±20毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離大于500毫米，適合于精度要求不高、需要較大力氣才能完成的手工作業(yè)，第三節(jié)作業(yè)姿勢與作業(yè)空間布置

立姿工作面的高度

立姿工作面的高度不僅跟身高有關(guān)，還與作業(yè)時施力的大小，視力要求和操作范圍等很多因素有關(guān)。在考慮不同身高的工作者對工作面高度的要求時，雖然可以設(shè)計出高度可調(diào)的工作臺，但事實上，可以通過調(diào)整腳墊的高度來調(diào)整作業(yè)者的身高和肘高。A的臺面高度為1050～1150毫米，適用于精密工作，靠肘支承的工作〔如書寫、畫圖等〕；

B的臺面高度為1130毫米，虎心鉗固定在工作臺上的高度；

C的臺面高度為950～1000毫米，適用于要求靈巧的工作，輕手工工作〔如包裝、安裝等〕；

D的臺面高度為800～950毫米，適用于要求用勁大的工作〔如刨床，重的鉗工工作等〕。第四節(jié)平安防護空間距離為了保證平安作業(yè)，國標(biāo)GB5083-85?生產(chǎn)設(shè)備平安衛(wèi)生設(shè)計總那么?規(guī)定，應(yīng)該首先采用直接平安技術(shù)措施，把生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計成不存在任何危險之處。但事實上，由于各種原因，許多設(shè)備要實現(xiàn)無任何危險之處是不可能的。比方，設(shè)備上常有轉(zhuǎn)動部位等等。因此，必須運用間接平安技術(shù)措施，使設(shè)備從結(jié)構(gòu)到布局，均能保證其危險部位不被人體觸及到，化險為夷。其中既經(jīng)濟又有效的預(yù)防保障措施，就是設(shè)計平安防護空間距離(以下簡稱平安距離)。

平安距離有二：一是防止人體觸及機械危險部位的間隔，二是使人體免受非觸及機械性有害因素影響的間隔。第四節(jié)平安防護空間距離防止可及危險部位的平安距

如果人體接觸機械設(shè)備(含附屬裝置)的靜止或運動局部，可能使人致傷，那么在機械設(shè)備設(shè)計時或作業(yè)空間布局設(shè)計時，必須考慮防止可及危險部位的平安距離。

防止可及危險部位的平安距離包括：1)上伸可及平安距離,探越可及平安距離，2)上肢自由擺動平安距離3)上肢伸進可及平安距離。

第四節(jié)平安防護空間距離

1．上伸可及平安距離

當(dāng)雙足跟著地站立，手臂上伸可及的平安距離數(shù)值S，為241