第三课作业空间设计

作业空间设计作业空间设计作业空间设计作业空间设计目录第一节作业空间设计概述第二节作业空间设计中的人体因素第三节作业姿势与作业空间设计第四节工作场所性质与作业空间设计第五节座椅设计第一节作业空间设计概述一、作业空间设计的有关概念1.作业空间人、机器设备、工装以及被加工物所占的空间。（1）近身作业空间作业者在某一固定工作岗位时，考虑人体的静态和动态尺寸，在坐姿或站姿状态下，作业者为完成作业所及的空间范围。（2）个体作业场所作业者周围与作业有关、包含社会因素在内的作业区域。（3）总体作业空间多个相互联系的个体作业场所布置在一起构成总体作业空间。第一节作业空间设计概述2.作业空间设计从广义上讲：按照作业者的操作范围、视觉范围以及作业姿势等一系列生理、心理因素对作业对象、机器、设备、工具进行合理的空间布局，给人、物等确定最佳的流通路线和占有区域，提高系统总体可靠性和经济性。从狭义上讲：合理设计工作岗位，以保证作业者安全、舒适、高校工作。第一节作业空间设计概述二、作业空间设计的一般要求（一）近身作业空间设计应考虑的因素（1）作业特点（2）人体尺寸（3）作业姿势（4）维修活动（二）作业场所布置原则（1）重要性原则（2）使用频率原则（3）功能原则（4）使用顺序原则第一节作业空间设计概述（三）总体作业空间设计的依据企业的生产方式、工艺特点决定了总体作业空间内的布局，在此基础上，再根据人机关系，按照人的操作要求进行作业场所设计及其他设计。一、人体测量学数据的运用（1）确定对于设计至为重要的人体尺度（2）确定设计对象的使用者群体，以决定必须考虑的尺度范围（3）确定数据运用原则（人体设计原则、可调设计准则、平均设计原则）（4）如有必要，还应选择合适的数据定位群体的百分位（5）查找与定位群体特征相符合的人体测量数据表，选择有关数据值（6）如有必要，对数据作是应当的修正（7）考虑测量衣着情况（8）考虑人体测量学数据的静态和动态性质第二节作业空间设计中的人体因素第二节作业空间设计中的人体因素二、人体视野及所及范围（一）视野（二）主要视力范围（三）眼高（四）视觉运动规律（一）视野视野是指指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围，常以角度来表示。动视野是头部固定不动，自由转动眼球时的可见范围；静视野是头部固定不动时在眼球静止不动状态下的自然可见范围；在水平面内的视野：双眼视区大约60度以内的区域。在垂直平面的视野：以标准视线水平为0度基准，则最大视区为视平线以上60度和视平线以下70度。（二）主要视力范围视力是眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度。根据对物体视觉的清晰度，一般把视野分成三个主要视力范围区：1.中心视力范围（直视区）：人们通常所说的视力，又称中心视力，中心视力范围（视角）为1.5度～3度，其特点是对该区内的事物的视觉最为清晰。2.瞬间视力范围：视角18度，其特点是通过眼球的转动，在有限的时间内就能获得该区内物体的清晰形象。3.有效视力范围：视角30度，其特点是利用头部和眼球的转动，在该区内注视物体时：必须集中注意力方能有足够的清晰视觉。（二）主要视力范围正常人在各种工作时的视力范围比视野要小。因为视力范围是要求能迅速、清晰地看清目标细节的范围，所以视力只能是视野的一部分。（三）眼高眼高是指从瞳孔点至地面的垂直距离。立姿眼高是从地面至眼睛的距离，在一般工业人口中，眼高的范围约为（1470～1750）mm。坐姿眼高是从座位面至眼睛的距离，其范围约为（660～790）mm。P.S.两组数据值均为正常衣着和身体姿势状态。这些尺寸是目视工作必须适应的眼高范围。（三）眼高立姿时的眼高（1470~1750）mm坐姿时的眼高（660~790）mm眼高眼高（四）视觉运动规律眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易引起疲劳。视线的变化习惯从左到右，从上到下和顺时针方向运动。当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相等的情况下，人眼对左上角的观察效率最优，依次为右上角，左下角，而右下角最差。两眼的运动总是协调的、同步的，在正常情况下不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动；在一般操作中，不可能一只眼睛视物，而另一只眼睛不视物。因而通常都以双眼视野为设计依据。人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受。第二节作业空间设计中的人体因素三、工作体位（一）决定工作体位和姿势的因素（二）主要工作体位1.坐姿2.立姿3.坐、立交替（一）决定工作体位和姿势的因素操作者在作业过程中，通常采用坐姿、立姿、坐立交替相结合姿势，也有一些作业采用跪姿和卧姿。在确定作业姿势时，主要考虑以下因素：1.作业空间的大小和照明条件；2.作业负荷的大小和用力方向；3.作业场所各种仪器、机具和加工件的摆放位置；4.作业台高度及有没有容膝空间；5.操作时的起坐频率。（二）主要工作体位一、坐姿坐姿是指身躯伸直或稍向前倾角为10°~15°，上腿平放，下腿一般垂直地面或稍向前倾斜着地，身体处于舒适状态的体位。坐姿作业具有以下特点：不易疲劳，持续工作时间长；身体稳定性好，操作精度高；手脚可以并用作业；脚蹬范围广，能正确操作。人体最合理的作业姿势就是坐姿作业。（二）主要工作体位二、立姿立姿通常是指人站立时上体前屈角小于30°时所保持的姿势。（一）立姿的优点1.可活动的空间增大；2.需经常改变体位的作业，立位比频繁起坐消耗能量少；3.手的力量增大，即人体能输出较大的操作力；4.减少作业空间，在没有坐位余地的场所，以及显示器、控制器配置在墙壁上的情况，立姿更好。（二）主要工作体位二、立姿（二）立姿的缺点1.不易进行精确和细致的作业；2.不易转换操作；3.立姿时肌肉要做出更大的功来支持体重，容易引起疲劳；4.长期站立容易引起下肢静脉曲张等。（二）主要工作体位三、坐、立交替某些作业并不要求作业者始终保持立姿或坐姿，在作业的一定阶段，需交换姿势完成操作。这种作业姿势称为坐、立交替的作业姿势。采用这种作业姿势既可以避免由于长期立姿操作而引起的疲劳，又可以在较大的区域内活动以完成作业，同时稳定的坐姿可以帮助作业者完成一些较精细的作业。并不是所有作业都是适合，只适合一些特殊的作业。（三）人的行为特征人的行为特征和作业空间的关系：英国的心理学家D.肯特说过：“人们不以随意的方式使用空间”。意思是说人们在空间中采取什么样的行为并不是随意的，而是有特定的方式。人对作业空间的要求，不仅有对物理空间的要求，还会受到心理因素的影响，一般来说，人的心理空间要求大于物理空间要求。（三）个人心理空间一、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。接触类型心理距离亲密距离（紧身区）=450个人距离（近身区）450~1200社交距离（社交区）1200~3500公共距离（公共区）3500~9000人际交往心理距离表单位：mm（三）个人心理空间第三节作业姿势与作业空间设计（一）坐姿作业空间设计（二）立姿作业空间设计（三）坐立姿交替作业空间设计（四）斜作业面设计（五）受限作业空间设计（一）坐姿作业空间设计一、工作面高度和宽度工作面宽度视作业功能要求而定：一般若单供靠肘之用，最小宽度为100mm，最佳宽度为200mm；仅当写字用时，最佳宽度为400mm；工作面板的厚度一般不超过50mm，以便保证大腿的容膝空间。（一）坐姿作业空间设计二、作业范围（1）水平作业范围在水平方向上方便地移动手臂所形成的轨迹（覆盖的范围）如下图：（一）坐姿作业空间设计（2）垂直作业范围（一）坐姿作业空间设计（3）立体作业范围立体作业范围指的是将水平和垂直作业范围结合在一起的三位空间，实际上，坐姿作业时，操作者的动作被限制在工作台面以上的空间范围，其作业范为一立体空间。（一）坐姿作业空间设计（4）综合坐姿作业图（一）坐姿作业空间设计三、容膝、容脚空间在坐姿工作台设计过程中，在工作台下部就要有足够的容纳腿脚的区域，就叫容膝、容脚空间。符号尺度部位尺寸最小最大a容膝孔宽度5101000b容膝孔高度640680c容膝孔深度460660d大腿空隙200240e容腿孔深度6601000单位：mm（一）坐姿作业空间设计四、椅面高度及活动余隙坐姿作业离不开座椅，因此设计时要考虑座椅所需的空间及人体活动需要改变座椅位置等余隙要求。（1）座椅的椅面高度一般略低于小腿高度，以便使全部脚掌着地支撑下肢重量，方便下肢移动，减少臀部压力，避免椅子前沿压迫大腿。（2）座椅放置空间的深度距离（台面边缘到固定壁面的距离），至少应在810mm以上，以便作业者起身与坐下时移动椅子。（3）座椅放置空间的宽度距离应保证作业者能自由的伸展手臂，座椅的扶手至侧面的距离应大于610mm。（一）坐姿作业空间设计五、脚作业空间脚作业空间一般范围较小，正常的位于身体前侧、坐高以下的区域。（一）坐姿作业空间设计对脚作业空间的研究主要在于脚踏板的设计，脚与踏板应成90°，对于蹬力较大的脚踏板，大、小腿间的夹角应在105°~135°，以120°为最佳，对瞪力较小的，应在105°~110°范围内。夹角（二）立姿作业空间设计一、工作面高度（二）立姿作业空间设计二、作业范围立姿水平作业范围与坐姿作业时基本相同，垂直范围要大一些。（二）立姿作业空间设计三、工作活动余隙立姿作业时，人的活动性比较大，为保证作业者操作自由、动作舒展，必须使操作者有一定的活动余隙，并尽量大些。可参照下表。（二）立姿作业空间设计四、立姿作业空间垂直方向布局设计控制器类型推荐值报警装置1800极少操作的手控制器和不太重要的显示器1600~1800常用的手控制器、显示器、工作台面等700~1600不宜布置控制器500~700脚控制器0~500立姿作业空间垂直方向布局尺寸表单位：mm（三）坐立姿交替作业空间设计为了克服坐姿、立姿作业的缺点，在工作岗位上经常采用坐—立姿交替作业的方式。这种作此方式的优点在于，能使作业者在工作中变换体位，从而避免由于身体长时间处于一种体位而引起的肌肉疲劳。比如，长时间的单调的坐姿作业会引起心理性疲劳。在设计坐-立交替的工作面时，工作面的高度以站立时的工作高度为准，椅子高以68～78cm为宜，同时提供脚踏板，使人坐着工作时脚有休息的地方，否则人们很难工作持久。（三）坐立姿交替作业空间设计（三）坐立姿交替作业空间设计（四）斜作业面设计作业时，人的视觉注意的区域决定头的姿势。坐姿时，视线与水平线的夹角为32°~44°，站姿时为23°~34°。由于视线倾斜的角度包括头的倾斜和眼球转动两个角度，实际头倾斜角度为坐姿17°~29°，站立8°~22°。实际工作中，头的姿势很难保持在上面所说的范围内，如最常见的在写字台上读写书画，头的倾角就超过了舒服的范围(即8°~22°)，因此，出现了桌面或者作业面倾斜的设计。下图是都已经批量生产的绘图桌。（四）斜作业面设计（四）斜作业面设计测量上面5张设计好的和5设计差的绘图桌，可以发现：（1）设计好的，躯体弯曲为7°~9°；（2）设计差的，躯体弯曲为19°~42°；（3）设计好的，头的倾角为29°~33°；（4）设计差的，头的倾角为30°~36°。特别是当水平作业面过低时，由于头的倾角不可能过多超过30°，人不得不增加躯体的弯曲程度。因此，绘图桌的设计应注意以下几条要求：（1）高度和倾斜度都可调；（2）桌面前缘的高度应在65～130cm内可调；（3）桌面倾斜度应在0°~75°内可调。（五）受限作业空间设计受限作业是指作业者被限定在一定的空间内进行操作。坐姿作业例子工作面高度容膝空间椅面高度作业范围工作角度第四节工作场所性质与作业空间设计一、主要工作岗位的空间尺寸（1）工作间操作者的工作大多在工作间进行，为了使操作人员活动自如，避免产生心理障碍和身体损伤，要求工作地面积大于8㎡，每个操作者的活动面积应大于1.5㎡，宽度大于1m。最佳活动面积为4㎡。作业者工作空间坐姿工作人员≥12不以坐姿为主人员≥15重体力作业者≥18基