人体作业与空间设计

机械工程与自动化学院人机工程学教师：廖敏22020年2月11日星期二第五章人体作业与空间设计5.1作业姿势设计原则5.2作业姿势设计要点和手段5.3作业空间设计的一般要求5.4作业空间设计5.5作业空间的人体尺寸32020年2月11日星期二5.1作业姿势设计原则5.1.1作业姿势的选择1.确定作业姿势的因素（1）工作空间大小与照明条件；（2）体力负荷大小及用力方向；（3）工作场所各物体的安装位置；（4）工作台面的高度，有无合适的容膝空间；（5）操作时起、坐的频率；（6）操作作业体位。42020年2月11日星期二5.1.1作业姿势的选择2.立姿作业与坐姿作业的分析（1）立姿操作使用情况分析①须要经常改变体位的操作；②常用的控制器分布在较大的区域；③在没有容膝空间的机器旁工作；④需要用力较大的作业；⑤单调的作业易引起心理性疲劳。52020年2月11日星期二5.1.1作业姿势的选择2.立姿作业与坐姿作业的分析（2）坐姿操作使用情况分析①维持时间较长的工作；②精确而细致的操作；③需要手足并用的操作。62020年2月11日星期二5.1.2动作经济与效率法则1.利用人体的原则2.布置工作地点的原则3.设计工具和设备的原则①双手应同时开始，并同时完成动作；②除休息时间外，双手不应同时闲着；③双臂的动作应对称，方向应相反，并同时进行；④双手和身体的动作应利用最低等级，以减少不必要的体力消耗；⑤应当利用力矩协助操作。⑥在动作过程中，使用流畅而连续的曲线运动。⑦作业时眼睛的活动应处于舒适的视觉范围内，避免经常改变视距。①工具和材料应放在固定地点，以减少寻找造成的人力和时间的浪费；②工具、物料和操控器应布置在操作者的最大工作范围内；同时使操作者的手移动距离越小和移动次数越少越好。③工具与物料应按最佳动作顺序排列布置。①尽可能将两种或多种工具组合为一种。②应用手指操作时，必须按各手指的自然能力分配负荷。③工具中各种手柄的设计，应尽量增大与手的接触面积。72020年2月11日星期二5.1.3动作重构原则①取消：取消等待、闲置、多余的动作。②合并：合并可能同时进行的动作。③重排：重排动作顺序。④简化：缩短动作距离，简化动作要素。82020年2月11日星期二5.2作业姿势设计要点和手段在作业姿势设计中，要避免身体出现不自然的状态。92020年2月11日星期二5.2.1作业姿势设计要点在作业姿势设计中，要避免身体出现不自然的状态。102020年2月11日星期二5.2.1作业姿势设计要点在作业姿势设计中，要避免身体出现不自然的状态。112020年2月11日星期二5.2.1作业姿势设计要点在作业姿势设计中，要避免身体出现不自然的状态。好不好122020年2月11日星期二5.2.1作业姿势设计要点在作业姿势设计中，要避免身体出现不自然的状态。132020年2月11日星期二5.2.2作业姿势设计手段1.人体模板。坐姿人体模板142020年2月11日星期二5.2.2作业姿势设计手段举例：利用人体坐姿模板设计汽车驾驶室，以及乘客座椅等相关尺寸。152020年2月11日星期二5.2.2作业姿势设计手段2.人体仿真软件。举例1：SAMMIE系统生成的一个计算机工作台和操作者工作姿态模型。162020年2月11日星期二5.2.2作业姿势设计手段2.人体仿真软件。举例2：CREWCHIFF系统中一个女性操作者正使用扳手拧紧一个螺钉。172020年2月11日星期二5.3作业空间设计的一般要求（1）作业空间根据人体尺寸参数设计，应保证90%以上的使用者在所设计的空间内能顺利完成规定的作业。182020年2月11日星期二5.3作业空间设计的一般要求（2）均衡四肢的作业负荷。192020年2月11日星期二5.3作业空间设计的一般要求（3）避免不必要的空间障碍和违反使用者正常习惯的空间布局。202020年2月11日星期二5.3作业空间设计的一般要求（4）保证紧急条件下人员的撤离和安全。212020年2月11日星期二5.3作业空间设计的一般要求影响作业空间设计的因素。首先，是视觉的可视性要求。222020年2月11日星期二5.3作业空间设计的一般要求影响作业空间设计的因素。其次，是作业的性质对作业空间设计的影响。232020年2月11日星期二5.4作业空间设计5.4.1坐姿作业1.坐姿手工作业岗位。参数见表8-1、表8-2、表8-3。242020年2月11日星期二5.4.1坐姿作业坐姿工作岗位的人体尺寸参数。男性女性252020年2月11日星期二5.4.1坐姿作业坐姿工作岗位的人体尺寸参数。262020年2月11日星期二5.4.1坐姿作业坐姿作业的人体尺寸参数。272020年2月11日星期二5.4.1坐姿作业坐姿作业的人体尺寸参数。282020年2月11日星期二5.4.1坐姿作业2.视觉信息作业岗位人体尺寸。（1）视觉显示终端作业岗位的人体尺寸。292020年2月11日星期二5.4.1坐姿作业2.视觉信息作业岗位人体尺寸。（2）仪表控制作业岗位的人体尺寸。302020年2月11日星期二5.4.1坐姿作业2.视觉信息作业岗位人体尺寸。（3）荧光屏观察作业岗位的人体尺寸。312020年2月11日星期二5.4.2立姿作业1.立姿手工作业岗位。322020年2月11日星期二5.4.2立姿作业立姿作业的人体尺寸参数。1.最有利的抓握范围；2.手操作最适宜范围；3.手操作最大范围；4.手可达的最大范围。332020年2月11日星期二5.4.2立姿作业立姿作业的人体尺寸参数。342020年2月11日星期二5.4.3坐立交替作业（1）坐立交替手工作业岗位。352020年2月11日星期二5.4.3坐立交替作业（2）坐立交替人体尺寸参数。362020年2月11日星期二5.4.4特殊人群的空间设计（1）电梯间设计中考虑了残疾人使用轮椅的情况。372020年2月11日星期二5.4.4特殊人群的空间设计（2）通道设计和搁架设计。382020年2月11日星期二5.4.4特殊人群的空间设计（2）通道和搁架设计。392020年2月11日星期二5.5作业空间的人体尺寸5.5.1有关概念1.近身作业空间指作业者在某一位置时，考虑身体的静态和动态尺寸，在坐姿或站姿状态下所能完成作业的空间范围。2.个体作业场所指操作者周围与作业有关的、包含设备因素在内的作业区域。3.总体作业空间不同个体作业场所的布置构成总体作业空间。402020年2月11日星期二5.5.2作业空间设计时人体测量数据应用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，以决定尺度范围；3.确定数据运用准则；4.数据运用准则确定后，还应选择合适的设计定位群体的百分位；5.查找与定位群体特征相符合的人体测量数据表，选择有关的数据值；6.如有必要，对数据作适当的修正；7.考虑人体测量学数据的静态和动态性质。412020年2月11日星期二5.5.3近身作业空间1.坐姿近身作业空间。第5百分位的人体坐姿抓握尺度范围422020年2月11日星期二5.5.3近身作业空间2.站姿近身作业空间。男性第5百分位的人体站姿单臂近身作业空间432020年2月11日星期二5.5.3近身作业空间2.站姿近身作业空间。男性第5百分位的人体站姿双臂近身作业空间442020年2月11日星期二5.5.3近身作业空间3.脚的作业空间。452020年2月11日星期二5.5.3近身作业空间4.受限作业空间。462020年2月11日星期二5.5.3近身作业空间4.受限作业空间。472020年2月11日星期二5.5.3近身作业空间4.受限作业空间。482020年2月11日星期二5.5.5作业面设计1.水平作业面。492020年2月11日星期二5.5.5作业面设计2.作业面高度。作业面高度确定应遵从以下原则：（1）高度可调节；（2）应使臂部自然下垂；（3）不应使脊椎过度屈曲；一般，作业面高度在肘部以下5~10cm。502020年2月11日星期二5.5.5作业面设计2.作业面高度。站姿作业面高度与作业性质的关系512020年2月11日星期二5.5.5作业面设计2.作业面高度。站姿作业面的高度与身高的关系522020年2月11日星期二讨论1.人的操作时作业姿势设计原则。2.运用动作分析的方法，讨论如何提高人在作业活动中的动作经济性与效率问题？3.举例说明进行人体作业姿势设计的方法和手段。4.作业空间设计时人体测量数据应用。5.受限作业空间是指什么？其人体测量数值的百分位数该怎么取？机械工程与自动化学院