第11章 作业空间设计课件.ppt

1、第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学人因与工效学人因与工效学 上海工程技术大学机械工程学院上海工程技术大学机械工程学院王克用王克用第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学作业空间范围作业空间设计的原则3作业空间设计3工作座椅的静态舒适性设计原理工作台设计3车辆驾驶室的作业空间31 12 23 34 45 56 6返回总目录返回总目录第第11章章 作业空间设计作业空间设计作业空间设计案例3 7 7第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工

2、效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 11.1 11.1 作业空间设计的原则作业空间设计的原则 人操纵机器时所需要的活动空间，加上机器、设人操纵机器时所需要的活动空间，加上机器、设备、工具、用具、被加工对象所占有的空间的总和，备、工具、用具、

3、被加工对象所占有的空间的总和，称为称为作业空间作业空间。作业空间设计，。作业空间设计，就大范围而言就大范围而言，是把，是把所需用的机器、设备和工具，按照人的操作要求进行所需用的机器、设备和工具，按照人的操作要求进行合理的空间布置。就由人操纵的合理的空间布置。就由人操纵的一台机器而言一台机器而言，是从，是从人的需要出发，对机器的操纵装置、显示装置相对于人的需要出发，对机器的操纵装置、显示装置相对于操作者的位置进行合理的安排。操作者的位置进行合理的安排。作业空间设计要着眼于人，在充分考虑操作者需作业空间设计要着眼于人，在充分考虑操作者需要的基础上，为操作者创造既安全、舒适又经济、高要的基础上，为操

4、作者创造既安全、舒适又经济、高效的作业条件。效的作业条件。作业空间设计的作业空间设计的内容内容:(1):(1)空间布置空间布置 (2)(2)座椅座椅设计设计 (3)(3)工作台设计工作台设计 (4)(4)环境设计环境设计 回到本章目录第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学作业空间设计的人机工程学原则 作业空间设计的基本目标是使人机系统以最有作业空间设计的基本目标是使人机系统以最有效、最合理的方式满足作业要求效、最合理的方式满足作业要求,作业空间合理、作业空间合理、经济、安全和舒适。经济、安全和舒适。(1)(1)作业空间设计必须从作业空间设计必须从人的要求人的要求出发，保证人的出发，保证人的

5、安全、健康、舒适、方便。安全、健康、舒适、方便。(2)(2)从客观条件的从客观条件的实际出发实际出发，处理好安全、健康、，处理好安全、健康、舒适、高效、经济诸方面的关系。舒适、高效、经济诸方面的关系。(3)(3)根据根据人体生物力学、人体解剖学和生理学的特人体生物力学、人体解剖学和生理学的特性性,合理布置操纵装置和显示装置。合理布置操纵装置和显示装置。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学(4)(4)按照操纵装置和显示装置的按照操纵装置和显示装置的重要程度重要程度进行布置。进行布置。(5)(5)按操纵装置的使用按操纵装置的使用频率和操作顺序频率和操作顺序进行恰当布置。进行恰当布置。(6)(

6、6)按操纵装置和显示装置的按操纵装置和显示装置的功能功能，将功能相同或相互，将功能相同或相互联系的装置布置在一起，以利于操作者进行操和观察。联系的装置布置在一起，以利于操作者进行操和观察。(7)(7)作业面的布置作业面的布置要考虑人的最适宜的作业姿势、操作要考虑人的最适宜的作业姿势、操作动作及动作范围。动作及动作范围。(8)(8)注意安全及人流、物流的注意安全及人流、物流的合理组织合理组织。应当注意应当注意，以上原则往往难以同时得到满足，以上原则往往难以同时得到满足,在实在实际运用时，要根据实际人机系统的具体情况，统一考际运用时，要根据实际人机系统的具体情况，统一考虑，全面权衡，从总体合理性上

7、加以恰当布置。虑，全面权衡，从总体合理性上加以恰当布置。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学作业空间的人体尺度 作业中常用的作业姿势有作业中常用的作业姿势有坐姿坐姿、立姿立姿、坐坐-立姿立姿。设计作业空间时，必须考虑人体尺寸的约束条件，设计作业空间时，必须考虑人体尺寸的约束条件，以我国成年男性第以我国成年男性第 95 95 百分位身高为基准，女性约为男百分位身高为基准，女性约为男性的性的 0.9346 0.9346 倍。倍。作业空间设计时，作业空间设计时，人体测量人体测量的静态数据的静态数据(结构尺寸结构尺寸)与动态数据与动态数据(功能尺寸功能尺寸)都有用处。都有用处。对大多数设计而言，

8、因为要考虑身体各部位的关联对大多数设计而言，因为要考虑身体各部位的关联与影响，所以必须与影响，所以必须基于功能尺寸作出设计基于功能尺寸作出设计。利用人体测量数据时，数据必须充分反映设计对象利用人体测量数据时，数据必须充分反映设计对象的的使用者群体使用者群体的特征。的特征。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学运用人体测量数据的步骤要点(1)(1)确定对于设计至为重要的确定对于设计至为重要的人体尺度人体尺度 (如座椅设计如座椅设计中，人的坐高、大腿长等中，人的坐高、大腿长等)。(2)(2)确定设计对象的确定设计对象的使用者群体使用者群体，以决定必须考虑的，以决定必须考虑的尺度范围。尺度范围。

9、(3)(3)确定数据确定数据运用准则运用准则：个体设计准则、可调设计准：个体设计准则、可调设计准则、平均设计原则则、平均设计原则。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学汽车驾驶员手伸及界面的空间曲面回到本章目录第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学11.2 11.2 作业空间范围作业空间范围回到本章目录作作业业空空间间设设计计近身作近身作业业空空间设计间设计个体作个体作业场业场所所设计设计总总体作体作业业空空间设计间设计第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学近身作业范围 操作者坐姿或立姿进行作业时，手和脚在水平面和操作者坐姿或立姿进行作业时，手和脚在水平面和垂直面内所能触及的运动轨

10、迹范围，称为垂直面内所能触及的运动轨迹范围，称为作业范围作业范围。作业。作业范围是构成作业空间的主要部分，它有范围是构成作业空间的主要部分，它有平面作业范围平面作业范围和和空空间作业范围间作业范围之分。之分。当需要连续和较长时间操作、需要精确而细致操作、当需要连续和较长时间操作、需要精确而细致操作、需要手足并用操作时，宜采用坐姿。如车辆、飞机驾驶员需要手足并用操作时，宜采用坐姿。如车辆、飞机驾驶员的操作。的操作。坐姿近身作业范围是指作业者在坐姿操作时，其四肢坐姿近身作业范围是指作业者在坐姿操作时，其四肢所及范围的静态尺寸和动态尺寸。所及范围的静态尺寸和动态尺寸。回到本章目录第四章作业空间设计人

11、因与工效学人因与工效学 近身作业范围的尺寸是作业空间设计与布置的主要近身作业范围的尺寸是作业空间设计与布置的主要依据。依据。它主要受功能性臂长的约束，而臂长的功能尺寸它主要受功能性臂长的约束，而臂长的功能尺寸又由作业方位及作业性质决定。又由作业方位及作业性质决定。近身作业范围还受近身作业范围还受衣着衣着的影响。的影响。坐姿作业通常在作业面以上进行，其作业范围为操坐姿作业通常在作业面以上进行，其作业范围为操作者在正常坐姿下作者在正常坐姿下,手和脚可伸及的一定范围的手和脚可伸及的一定范围的三维空三维空间间。随作业面高度、手偏离身体中线的距离及手举高度。随作业面高度、手偏离身体中线的距离及手举高度的

12、不同，其舒适的作业范围也发生变化。的不同，其舒适的作业范围也发生变化。若以手处于身体中线处考虑，直臂作业区域由两个若以手处于身体中线处考虑，直臂作业区域由两个因素决定：肩关节转轴高度及该转轴到手心（抓握）的因素决定：肩关节转轴高度及该转轴到手心（抓握）的距离（若为接触式操作，则到指尖）。距离（若为接触式操作，则到指尖）。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学第 5 百分位的人体坐姿抓握尺度范围:男性 650 mm，女性 580 mm。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 坐姿操作时，操作者的手臂运动在水平面上所形坐姿操作时，操作者的手臂运动在水平面上所形成的运动轨迹范围，称为成的运动

13、轨迹范围，称为水平平面作业范围水平平面作业范围；手向外；手向外伸直、以肩关节为轴心在水平面上所划成的圆弧范国，伸直、以肩关节为轴心在水平面上所划成的圆弧范国，称为称为最大平面作业范围最大平面作业范围；手臂自如弯曲；手臂自如弯曲(一般弯曲成手一般弯曲成手长的长的 3/5)3/5)、以肘关节为轴心在水平面上所划成的圆、以肘关节为轴心在水平面上所划成的圆弧范围，称为弧范围，称为正常平面作业范围正常平面作业范围。由于操作者在作业。由于操作者在作业时肘部也是移动的时肘部也是移动的,所以实际上的水平平面作业范围所以实际上的水平平面作业范围是图中粗实线所围成的区域。是图中粗实线所围成的区域。第四章作业空间设

14、计人因与工效学人因与工效学手在水平平面内的作业范围第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 脚的作业范围脚的作业范围以脚可能移动的距离以脚可能移动的距离来确定。与手来确定。与手操作相比，脚的操作力大，但精确度差，且活动范围操作相比，脚的操作力大，但精确度差，且活动范围较小，一般脚操作限于踏板类操纵装置。较小，一般脚操作限于踏板类操纵装置。正常的脚作业空间范围正常的脚作业空间范围位于身体前侧位于身体前侧、座高以下座高以下的区域的区域，其舒适的作业范围取决于身体尺寸与动作的，其舒适的作业范围取决于身体尺寸与动作的性质。性质。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学男子坐姿操作时手和脚在垂直平面

15、内的最优作业范围第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学手的空间作业范围（每格代表152 mm）坐姿操作时手的空间作业范围如下图所示，图中圆坐姿操作时手的空间作业范围如下图所示，图中圆弧实线表示正常作业范围，圆弧虚线表示最大作业范围，弧实线表示正常作业范围，圆弧虚线表示最大作业范围，阴影线表示右手的最优作业范围。阴影线表示右手的最优作业范围。正常作业范围正常作业范围正常作业范围正常作业范围最大作业范围最大作业范围最优作业范围最优作业范围第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 回到本章目录作业场所 操作者坐姿或立姿作业时，其周围与作业有关的、操作者坐姿或立姿作业时，其周围与作业有关的、包含

16、设备因素在内的作业区域包含设备因素在内的作业区域 ,称为称为作业场所作业场所。当一个操作者操纵一台机器或设备时当一个操作者操纵一台机器或设备时,其作业空间其作业空间与作业场所是与作业场所是一致一致的。的。当许多个操作者操纵许多台机器或设备而共处于一当许多个操作者操纵许多台机器或设备而共处于一个车间或工作室之内的情况下个车间或工作室之内的情况下,其总体作业空间就不是其总体作业空间就不是直接的作业场所直接的作业场所,而是而是由各个作业场所的总和加上必要由各个作业场所的总和加上必要的辅助空间的辅助空间所构成的。所构成的。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 11.3 11.3 作业空间设计作业

17、空间设计 作业空间的布置 作业空间的布置是指作业空间的布置是指在作业空间限定之后，确定合在作业空间限定之后，确定合适的作业面及显示装置、操纵装置的位置。人机系统中，适的作业面及显示装置、操纵装置的位置。人机系统中，作业空间的布置不仅要考虑人与机之间的关系，还要考作业空间的布置不仅要考虑人与机之间的关系，还要考虑机与机、人与人之间的关系。大多数人都在人造环境虑机与机、人与人之间的关系。大多数人都在人造环境里工作和生活里工作和生活,可能是在可能是在小环境小环境中中,如办公室、汽车、如办公室、汽车、实验室等实验室等,也可能是在也可能是在大环境大环境中中,如城市、社区等。这如城市、社区等。这些空间或设

18、施的设计些空间或设施的设计,对人的行为、舒适感及心理满足对人的行为、舒适感及心理满足感会有相当大的影响。感会有相当大的影响。回到本章目录第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学(1)(1)作业空间布置的总则作业空间布置的总则 a.a.重要性原则重要性原则 b.b.使用频率原则使用频率原则 c.c.功能原则功能原则 d.d.使用顺序原则使用顺序原则 进行系统中各元件布置时，不可能只遵循一个原则。进行系统中各元件布置时，不可能只遵循一个原则。通常，重要性原则和使用频率原则主要用于作业场所内通常，重要性原则和使用频率原则主要用于作业场所内元件的区域元件的区域定位定位，而使用顺序原则和功能原则侧重于

19、某，而使用顺序原则和功能原则侧重于某一区城内各元件的一区城内各元件的布置布置。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 选择何种原选择何种原则布置，往往是则布置，往往是根据根据理性判断理性判断来来确定，没有很多确定，没有很多经验可供借鉴。经验可供借鉴。在上述四种在上述四种原则都可以使用原则都可以使用的情况下，按使的情况下，按使用顺序原则布置用顺序原则布置元件，执行时间元件，执行时间最短。最短。面板布置原则与作业执行时间的关系第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学(2)(2)作业空间布置的顺序作业空间布置的顺序对不同类型的元件对不同类型的元件,推荐按以下顺序进行布置：推荐按以下顺序进行布置

20、：主显示器主显示器 与主显示器相关的主操纵器与主显示器相关的主操纵器 有有协调协调性要求的操纵器与显示器性要求的操纵器与显示器 按按顺顺序序使用的元件使用的元件 将使用将使用频繁频繁的元件置于方便的元件置于方便观察、操纵的部位观察、操纵的部位 按按布局一致布局一致的原则协的原则协调本系统内及其它相关系统的布置方案之间的关调本系统内及其它相关系统的布置方案之间的关系。系。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学作业空间设计的人体因素作业空间设计的人体因素 考虑作业空间时不能只局限于作业和周围场所组成的活动空间活动空间，还需考虑是否适应作业者心理及活动等方面的要求，因此除操作空间还要满足心理空间

21、心理空间、活动活动空间空间的要求，找出适合作业的最佳作业姿势、作业范围、视觉范围。作业空间设计需要考虑的人体因素作业空间设计需要考虑的人体因素人体测量学要求人体测量学要求（参考人体测量章节，不再赘述）（参考人体测量章节，不再赘述）人的视觉要求人的视觉要求人的行为影响人的行为影响人的主要工作体位人的主要工作体位 坐姿、立姿还是坐立交替第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学人的视觉要求人的视觉要求 在作业中，大约在作业中，大约70%70%以上的信息是通过视觉传递的。以上的信息是通过视觉传递的。视觉特征视觉特征视力视力 视野视野视距视距视觉疲劳视觉疲劳视觉运动规律视觉运动规律 能够分辨的最小物的

22、视角能够分辨的最小物的视角 （最小临界视角）（最小临界视角）视力视力1 视野视野是指作业者在是指作业者在头部和眼球固定头部和眼球固定不动不动的情况下，眼睛观看正前方物体时能看的情况下，眼睛观看正前方物体时能看到的空间范围，通常视野的大小和形状到的空间范围，通常视野的大小和形状与视网膜上与视网膜上感觉细胞感觉细胞的分布情况有关。的分布情况有关。一般而言，正常人的视野大致相同，双一般而言，正常人的视野大致相同，双眼水平面内视野约为眼水平面内视野约为6060，垂直方向上，垂直方向上为为130130（其中视平线（其中视平线上方上方6060，下方下方7070）,但但作业者在注视操作对象的时候，作业者在注

23、视操作对象的时候，很容易受到环境的影响，而进入人眼的很容易受到环境的影响，而进入人眼的目标只能是视野的一部分。目标只能是视野的一部分。瞪羚：视野局限，双眼间盲区辨色能力：黑白第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 视觉疲劳（眼高）视觉疲劳（眼高）引起视觉疲劳的主引起视觉疲劳的主要因素：要因素：不合理照明不合理照明 布置光源的合布置光源的合理措施理措施 合理控制光源的亮合理控制光源的亮度：度：一般光源亮度一般光源亮度控制在控制在16cd/cm16cd/cm2 2以以下比较合适下比较合适 合理分布光源，合理分布光源，不不要将灯光直接射入要将灯光直接射入人眼及作业域内人眼及作业域内 减少亮度对比

24、减少亮度对比器件高度配置不当器件高度配置不当 （如显示器、控制（如显示器、控制器）器）n 视距是人在作业中正常的观察距离视距是人在作业中正常的观察距离n 作业精度与视距的关系作业精度与视距的关系 作业类作业类型型示例示例视距视距离离固定固定视野直视野直径径作业姿势作业姿势最精细最精细的作业的作业安装最小部件安装最小部件（表、电子元件（表、电子元件等）等）12 25 2040坐姿坐姿精细作精细作业业安装收音机、安装收音机、电视机等电视机等2535 4060 坐姿或站姿坐姿或站姿中等粗中等粗活活印刷、机床操作印刷、机床操作等等50150250坐姿或站姿坐姿或站姿人的视觉要求人的视觉要求第四章作业空

25、间设计人因与工效学人因与工效学视觉运动规律视觉运动规律（1 1）眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳；一般先看到水平方向的物体，后看到垂直方向的物体。劳；一般先看到水平方向的物体，后看到垂直方向的物体。因此，很多仪表外形设计成横向长方形。因此，很多仪表外形设计成横向长方形。（2 2）视线的变化习惯于从左到右，从上到下和顺时针方向视线的变化习惯于从左到右，从上到下和顺时针方向运动。所以仪表刻度方向设计应遵循这一规律。运动。所以仪表刻度方向设计应遵循这一规律。（3 3）人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸人眼对水平方向尺寸和比例的

26、估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确得多，因而水平式仪表的误读率（和比例的估计要准确得多，因而水平式仪表的误读率（2828）比垂直式仪表的误读率（）比垂直式仪表的误读率（3535）低。）低。（4 4）人眼对左上限的观察最优，其次为右上限、左下限，人眼对左上限的观察最优，其次为右上限、左下限，而右下限最差，仪表布置避开这一区域。而右下限最差，仪表布置避开这一区域。（5 5）两眼的运动是协调的、同步的。两眼的运动是协调的、同步的。生活在马达加斯加岛的变色龙能同时向前和向后看第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学人的行为影响人的行为影响 个人心理空间（近体学）个人心理空间（近体学）人与动物的“

27、领地”。动物：争夺地地盘为了保护自已和家家族不受侵害，有益繁殖。蜥蜴：1.83米 狮子：22.9米 超过警戒线：进攻或逃遁个人心理空间个人心理空间是指围绕一个人并按其心理尺寸要求的空间。是指围绕一个人并按其心理尺寸要求的空间。通常把心理空间分为四个范围，即通常把心理空间分为四个范围，即紧身区紧身区（亲密距离）、（亲密距离）、近近身区身区（个人距离）、（个人距离）、社交区社交区（社交距离）、（社交距离）、公共区公共区（公共距（公共距离）离）A紧身距离紧身距离 B近身距离近身距离 C社交距离社交距离 D公共距离公共距离 在进行作业空间设计时，还要注意方向性。通常情况下，受人直视或从背后接近被试者所

28、造在进行作业空间设计时，还要注意方向性。通常情况下，受人直视或从背后接近被试者所造成的不安感，大于可视而非直视条件下的接近。一般，人们要求的正面空间相对于侧面空间要大。成的不安感，大于可视而非直视条件下的接近。一般，人们要求的正面空间相对于侧面空间要大。个人心理空间（个人心理空间（mm）第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学人的行为影响人的行为影响 个人心理空间（近体学）个人心理空间（近体学）企业隔间式办公、玻璃门场企业隔间式办公、玻璃门场所的设计所的设计中国：中国：隔间很矮，基本上抬隔间很矮，基本上抬头就能看见周围同事。头就能看见周围同事。美国：美国：隔间高度有隔间高度有2 2米，即使米

29、，即使站起来也看不见其他同事。站起来也看不见其他同事。澳大利亚某机构进行的研究澳大利亚某机构进行的研究表明，后者能提高工作效率。表明，后者能提高工作效率。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学课下实验作业：课下实验作业：图书馆阅览室从侧面、背后接近一位陌图书馆阅览室从侧面、背后接近一位陌生同学，甚至靠近坐下来阅览，看其觉察后生同学，甚至靠近坐下来阅览，看其觉察后的反应情况。的反应情况。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学人的行为惯性人的行为惯性 在设计总体布局时，还要考虑尽量规避人的捷径反在设计总体布局时，还要考虑尽量规避人的捷径反应和躲避行为。应和躲避行为。n捷径反应（动作经济原则

30、），捷径反应（动作经济原则），是指人在日常生活中为是指人在日常生活中为了贪图方便，采用最便捷的途径，直接指向目标的行为倾了贪图方便，采用最便捷的途径，直接指向目标的行为倾向，例如直接伸手取物、穿越空地走直线等。向，例如直接伸手取物、穿越空地走直线等。人是平面几何学天才，因为天生就知道两点之间线段最短。“世界上本没有路，走的人多了，也便成了路”n躲避行为，躲避行为，指当发生危险时，人类的一些共同躲避行为，指当发生危险时，人类的一些共同躲避行为，例如从众心理，面对飞来的危险一半以上的人以左右方向例如从众心理，面对飞来的危险一半以上的人以左右方向躲避，顺着墙按左转方向前进等。躲避，顺着墙按左转方向前

31、进等。常常引起事故从众心理举例：购物、取款机前取款从众心理举例：购物、取款机前取款左右躲避举例：两人迎面骑自行车过来，左右躲避举例：两人迎面骑自行车过来，躲来躲去却准确地躲来躲去却准确地“亲密接触亲密接触”化学实验出现异常，左右躲避，却堵在门口化学实验出现异常，左右躲避，却堵在门口躲避行为-非亲密者不得不进入此距离，身体尽量少动相触时马上缩回，视线投向远方而不看附近人（公交车、地铁）第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学人的行为惯性人的行为惯性 在设计总体布局时，还要考虑尽量规避人的捷径反在设计总体布局时，还要考虑尽量规避人的捷径反应和躲避行为。应和躲避行为。n同步行为，同步行为，人在遇到

32、自已难以判断和难以接受的事态时，往人在遇到自已难以判断和难以接受的事态时，往往使自已的态度和行为，同周围相同遭遇者保持一致，这叫同步往使自已的态度和行为，同周围相同遭遇者保持一致，这叫同步行为。自我意识薄弱、对威胁和强迫抵抗力较差的人，同步倾向行为。自我意识薄弱、对威胁和强迫抵抗力较差的人，同步倾向很强，其表现多为被支配的、受暗示的、服从权威的。一般女性很强，其表现多为被支配的、受暗示的、服从权威的。一般女性比男性更容易采取同步行为。比男性更容易采取同步行为。人类在亲密交谈或从事同一工作中，也会有同步现象，人类在亲密交谈或从事同一工作中，也会有同步现象，例如，同行者步伐一致，交谈者姿势一致等。

33、当行走中前方例如，同行者步伐一致，交谈者姿势一致等。当行走中前方两人突然向左或向右躲避时，跟随者也会不自主地向同侧面两人突然向左或向右躲避时，跟随者也会不自主地向同侧面躲避。当前方两人向不同侧躲避时，第三人往往随第二人同躲避。当前方两人向不同侧躲避时，第三人往往随第二人同侧躲避。侧躲避。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学作业空间的设计 一个设计合理的作业空间，应使操作者在任一个设计合理的作业空间，应使操作者在任何时刻观察、操作都很方便，并且在较长时间维何时刻观察、操作都很方便，并且在较长时间维持某种作业姿势时，不会产生或尽可能少地产生持某种作业姿势时，不会产生或尽可能少地产生不适和疲劳

34、。不适和疲劳。(1)(1)作业空间设计的步骤作业空间设计的步骤 a.a.作业调查分析作业调查分析 b.b.设计准备设计准备 c.c.初步设计初步设计 d.d.模型测试与分析模型测试与分析 e.e.论证和修改论证和修改第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 人体上肢的最舒适作业区间是一个梯形区。人体上肢的最舒适作业区间是一个梯形区。作业面高度直接影响人体上臂的工作姿势作业面高度直接影响人体上臂的工作姿势。作业面太低，使得。作业面太低，使得背部过分前屈；作业面太高，则须抬高肩部，超过其自然松弛位置，背部过分前屈；作业面太高，则须抬高肩部，超过其自然松弛位置，引起肩部、颈部疲劳。引起肩部、颈部疲

35、劳。坐姿作业面高度如果能设计成可调的，操作者就可根据自身的坐姿作业面高度如果能设计成可调的，操作者就可根据自身的条件调节至合适的位置。条件调节至合适的位置。作业面的高度在作业面的高度在肘部以下肘部以下 5050100 mm100 mm，可使肩部自然下垂，小，可使肩部自然下垂，小臂接近水平。臂接近水平。通常将作业面高度设计成固定的，而将座椅设计成可调的，以通常将作业面高度设计成固定的，而将座椅设计成可调的，以调节人与作业面的相对高度。坐姿作业时调节人与作业面的相对高度。坐姿作业时,操作者的腿部和脚操作者的腿部和脚 部也应有足够的自由活动空间部也应有足够的自由活动空间,腿的最小活动空间应为人的第腿

36、的最小活动空间应为人的第 95 95 百分位百分位的臀部宽度值的臀部宽度值,最小深度应为人的第最小深度应为人的第 95 95 百分位百分位的膝的膝-臀间臀间距值。距值。(2)(2)坐姿作业空间设计坐姿作业空间设计第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 坐姿上肢的最舒适作业区第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学(3)(3)立姿作业空间设计立姿作业空间设计 立姿作业面高度的设计按立姿作业面高度的设计按精密作业精密作业、一般作业一般作业和和重重负荷作业负荷作业三种情况三种情况 ,有三种推荐高度。有三种推荐高度。立姿作业面高度第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 男性肘高平均值为男性肘

37、高平均值为1020mm1020mm，女性肘高平均值为，女性肘高平均值为960 mm960 mm。l 从从地面到地面到500mm500mm高度高度之间只适用脚操纵，若采用手操纵，之间只适用脚操纵，若采用手操纵，则须弯腰，消耗体力。则须弯腰，消耗体力。l 500500700mm700mm之间，手和脚操作都不方便，不宜在此高之间，手和脚操作都不方便，不宜在此高度之间设计操纵装置。度之间设计操纵装置。l 7007001600mm1600mm高度之间，尤其是高度之间，尤其是9009001400mm1400mm高度之间高度之间是最优操作区。是最优操作区。l 160016001800mm1800mm高度之间

38、，手操作不方便，视觉条件略高度之间，手操作不方便，视觉条件略差。只设置不大重要的操纵装置和显示装置，差。只设置不大重要的操纵装置和显示装置，l 1800mm1800mm以上以上，作业者需要仰视，很容易疲劳。一般只，作业者需要仰视，很容易疲劳。一般只设置报警器。设置报警器。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学(4)(4)坐坐-立姿作业空间设计立姿作业空间设计 当作业需要坐姿与立姿当作业需要坐姿与立姿交替使用时，为消除疲劳交替使用时，为消除疲劳,可可采取坐采取坐-立姿操作。对这种体立姿操作。对这种体位交替变换的作业面高度设位交替变换的作业面高度设计，应以保持计，应以保持上臂处于自然上臂处于自

39、然松弛状态松弛状态为准。为准。回到本章目录第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学11.4 11.4 工作台设计工作台设计 工作台是包含工作台是包含操纵装置操纵装置和和显示装置显示装置的作业的作业单元单元,主要用于以监控为目的之作业场所。主要用于以监控为目的之作业场所。工作台设计的工作台设计的关键任务关键任务是将操纵装置与显是将操纵装置与显示装置布置在操作者的示装置布置在操作者的正常作业空间范围内正常作业空间范围内,保证操作者方便而舒适地观察和操作保证操作者方便而舒适地观察和操作,并为操并为操作者长时间作业提供舒适稳定的坐姿。作者长时间作业提供舒适稳定的坐姿。回到本章目录第四章作业空间设计人

40、因与工效学人因与工效学 有的情况下有的情况下,在操作者的在操作者的前侧上方前侧上方也有作业区也有作业区,那那种工作台同样必须保证所有的区域都在操作者种工作台同样必须保证所有的区域都在操作者可视可及可视可及范围之内。范围之内。工作台的整体尺寸按面板上的操纵装置、显示装置工作台的整体尺寸按面板上的操纵装置、显示装置的的布置布置以及以及人体测量数据人体测量数据而定。而定。图图 4-9 4-9 所示为一种推荐的工作台作业面布置区域所示为一种推荐的工作台作业面布置区域,是依据第是依据第 2.5 2.5 百分位的女性操作者的人体测量数据得出百分位的女性操作者的人体测量数据得出的。按照图中的阴影区的形状设计

41、工作台的。按照图中的阴影区的形状设计工作台,可使操作者可使操作者具有良好的具有良好的。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学推荐的工作台设计范围值推荐的工作台设计范围值表表 推荐的工作面高度推荐的工作面高度坐姿工作类型坐姿工作类型男性男性（cmcm）女性女性（cmcm）精细工作精细工作（精细装配）（精细装配）99-10599-10589-9589-95精确工作精确工作（机械装配）（机械装配）89-9489-9482-8782-87轻型装配轻型装配74-7874-7870-7570-75粗加工或粗加工或中间加工中间加工69-7269-7266-7066-70读写读写74-7874-7870-

42、7470-74打字桌面的范围打字桌面的范围60-7060-7060-7060-70计算机键盘计算机键盘58-7158-7158-7158-71l 矮小女性矮小女性(5%女性女性)l 正常握拳范围：正常握拳范围：23.2 cm最大握拳最大握拳范围：范围：59.7 cml 高大男性高大男性(95%男性男性).l 正常握拳范围：正常握拳范围：34.8 cm最大握拳最大握拳范围：范围：76.9 cm第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学一种推荐的工作台作业面布置区域（依据第 2.5 百分位的女性操作者的人体测量数据得出）第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学一种推荐的标准工作台设计回到本章目录

43、 按操作者作业姿势的不同按操作者作业姿势的不同,工作台的形状有工作台的形状有柜式柜式、桌式桌式和和弧形弧形等。操作者采用的体位不同，工作台的尺寸等。操作者采用的体位不同，工作台的尺寸范围也不同。范围也不同。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学回到本章目录工作面高度与上肢姿势工作面高度与上肢姿势说明（说明（1）j.k为推算值，其余为实测值。（为推算值，其余为实测值。（2）差鞋时的修正值：身高、眼高、肩高、肘高加）差鞋时的修正值：身高、眼高、肩高、肘高加30mm。（。（3）身体放松站立修正值：身高、眼高等减）身体放松站立修正值：身高、眼高等减19mm。（。（4）着装时的修正值：胸厚加）着装时

44、的修正值：胸厚加10mm，以工代臀膝距加，以工代臀膝距加20mm。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学回到本章目录工作面高度与上肢姿势工作面高度与上肢姿势英国家庭主妇对厨房作业工作面的偏爱高度英国家庭主妇对厨房作业工作面的偏爱高度任务类型任务类型与肘部的相对位置（与肘部的相对位置（mm)mm)低于低于等于等于高于高于在工作面之上操作（剥在工作面之上操作（剥蔬菜，切面包片）蔬菜，切面包片）545414143232在工作面上操作（抹黄在工作面上操作（抹黄油，切细配料等）油，切细配料等）161611117373施加压力的工作（熨衣施加压力的工作（熨衣物、做馅饼等）物、做馅饼等）41419 95

45、050来源：Ward和Kirk，1970第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学11.5 11.5 工作座椅的静态舒适性设计原理工作座椅的静态舒适性设计原理 坐姿是人体较自然的姿势，有很多优点。随着自动坐姿是人体较自然的姿势，有很多优点。随着自动化程度的提高，越来越多的作业采用坐姿完成。坐姿将化程度的提高，越来越多的作业采用坐姿完成。坐姿将是操作人员未来作业的主要工作姿态。坐姿比立姿更有是操作人员未来作业的主要工作姿态。坐姿比立姿更有利于血液循环。坐姿将以利于血液循环。坐姿将以脚支撑全身的状况脚支撑全身的状况转变为以转变为以臀臀部支撑全身部支撑全身，有利于发挥脚的作用。，有利于发挥脚的作用。

46、坐姿也存在一些缺点，主要是限制了人体的活动范坐姿也存在一些缺点，主要是限制了人体的活动范围，尤其是需要上肢出力的场合，往往需要站立作业，围，尤其是需要上肢出力的场合，往往需要站立作业，而频繁的起坐交替也会导致疲劳。而频繁的起坐交替也会导致疲劳。回到本章目录第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 长期维持坐姿还会长期维持坐姿还会影响人的健康影响人的健康,引起腹肌松弛引起腹肌松弛,下肢肿胀，静脉压力增大，大腿局部受到压力，增加下肢肿胀，静脉压力增大，大腿局部受到压力，增加血液回流阻力血液回流阻力,脊柱非正常弯曲脊柱非正常弯曲,以及对某些内脏器以及对某些内脏器官造成损害。官造成损害。应当使人坐着

47、时应当使人坐着时,体重合理分布体重合理分布,大大腿平放腿平放,双足着地双足着地,上臂不负担身体的重量上臂不负担身体的重量,肌肉放肌肉放松松,血液循环通畅血液循环通畅,姿态舒适。姿态舒适。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学舒适坐姿的生理特征脊柱的构造 坐姿状态下，支撑身体的坐姿状态下，支撑身体的是脊柱、骨盆、腿和脚。脊柱是脊柱、骨盆、腿和脚。脊柱是人体的主要支柱，由是人体的主要支柱，由 24 24 节节椎骨以及椎骨以及 5 5 块骶骨块骶骨(已连成一已连成一体体)和和 4 4 块尾骨块尾骨(已连成一体已连成一体)连结组成连结组成。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 其中椎骨自上而

48、下又分为颈椎其中椎骨自上而下又分为颈椎 (共共 7 7节节)、胸椎、胸椎(共共 12 12 节节)、腰椎腰椎(共共 5 5 节节)三部分，每两节椎骨之间由软骨组织和韧带相联系三部分，每两节椎骨之间由软骨组织和韧带相联系,使人体得以进行屈伸、侧曲和扭转动作等有限度的活动。颈椎支使人体得以进行屈伸、侧曲和扭转动作等有限度的活动。颈椎支撑头部，胸椎与肋骨构成胸腔，撑头部，胸椎与肋骨构成胸腔，腰椎、骶骨和椎间盘承担人体坐腰椎、骶骨和椎间盘承担人体坐姿的主要负荷。姿的主要负荷。各节椎骨所承受的重量自上而下逐节增加各节椎骨所承受的重量自上而下逐节增加,椎骨由上往下逐椎骨由上往下逐渐变粗变大。这是脊柱的基本

49、生理形态。渐变粗变大。这是脊柱的基本生理形态。腰椎几乎承受人的上体的全部重量腰椎几乎承受人的上体的全部重量,并且要实现弯腰、侧曲、并且要实现弯腰、侧曲、扭转等人体运动扭转等人体运动,最容易受到损伤或产生腰曲变形。最容易受到损伤或产生腰曲变形。从侧面观察脊柱从侧面观察脊柱,可看到颈、胸、腰、骶四个弯曲部位可看到颈、胸、腰、骶四个弯曲部位,其其中颈曲和腰曲中颈曲和腰曲凸向前凸向前,胸曲和骶曲胸曲和骶曲凸向后凸向后。在此情况下。在此情况下,椎骨的椎骨的支承表面相互位置正常支承表面相互位置正常,椎间盘没有错位的趋势。一旦人体改变椎间盘没有错位的趋势。一旦人体改变这种自然弯曲状态，就会引起椎间盘压力改变

50、，致使腰部疼痛。这种自然弯曲状态，就会引起椎间盘压力改变，致使腰部疼痛。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学人体在各种不同姿势下的腰椎弯曲形状 表示人体松弛侧卧表示人体松弛侧卧时，脊柱呈自然弯曲状态；时，脊柱呈自然弯曲状态；是最接近人体脊柱是最接近人体脊柱自然弯曲状态的坐姿；自然弯曲状态的坐姿；是当人体的躯干与是当人体的躯干与大腿的夹角呈大腿的夹角呈 9090时情形，时情形，此时脊柱严重变形，椎间此时脊柱严重变形，椎间盘上的压力不能正常分布。盘上的压力不能正常分布。第四章作业空间设计人因与工效学人因与工效学 因此，欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然弯曲因此，欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然