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工作台椅与手握工具的设计1控制台设计1.1控制台的形式•1.桌式控制台•2.直柜式控制台•3.组合式控制台•4.弯折式控制台见图6-1控制台（工作台）：是包含操纵装置和显示装置的作业单元。它小到一台便携式打字机，大到一个房间（控制室或控制中心）。图6-1控制台的形式（a）桌式控制台;（b）直柜式控制台；（c）组合式控制台;（d）弯折式控制台返回1.2控制台设计要点1.2控制台设计要点控制台设计的主要内容：工作台尺寸宜人、造型美观、方便使用、给人以舒适感。关键：根据人体尺度，将控制器与显示器布置在作业者正常的作业空间范围内。保证作业者能良好地观察必要的显示器，操作所有的控制器，以及为长时间作业提供舒适的作业姿势。控制台有时在操作者前侧上方也有作业区，所有这些区域都必须在可视可及区内。1.控制台作业面见图6-22.显示器面板形式见图6-33.控制台上方干涉点高度见图6-4DkdHhDd+=+式中h－干涉点高度k－操作者眼高H－显示面板下端高度d－操作者眼点与干涉点的投影距离D－干涉点与显示面板的投影距离图6-2推荐的控制台作业面布置区域图6-2推荐的控制台作业面布置区域返回女性：P2.5长：110~120cm宽：40cm图6-3显示面板的型式图6-3显示面板的型式返回图6-4控制台干涉点高度图6-4控制台干涉点高度返回DkdHhDd+=+1.3常用控制台设计1.3常用控制台设计1.坐姿低台式控制台见图6-5（a）2.坐姿高台式控制台见图6-5（b）3.坐立两用控制台见图6-64.立姿控制台见图6-65.标准控制台见图6-7，尺寸参阅表6-1图6-5坐姿控制台(a)坐姿低台式控制台;(b)坐姿高台式控制台图6-5坐姿控制台(a)坐姿低台式控制台;(b)坐姿高台式控制台返回男性:P50火车驾驶室返回图6-6坐立两用控制台图6-6坐立两用控制台返回男性:P50图6-7一种标准控制台的设计图6-7一种标准控制台的设计返回返回轮船驾驶室中控台机舱控制台2办公台设计2办公台设计6.2.1电子化办公台人体尺度见图6-8，图6-96.2.2电子化办公台可调设计见图6-106.2.3电子化办公台组合设计见图6-11图6-8电子化办公示意图图6-8电子化办公示意图返回图6-9电子化办公台主要尺寸图6-9电子化办公台主要尺寸返回图6-10电子化办公台调节方式图6-10电子化办公台调节方式返回图6-11办公台组合设计图6-11办公台组合设计返回3工作椅设计主要依据坐姿的优点当人站立时，人体的足裸、腰部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力作用，以维持直立状态，而坐时，可免除这些肌力，减少人体能耗，消除疲劳，坐姿态比站立更有利于血液循环，而且有利于保持身体的稳定。目前，大多数办公室人员、脑力劳动者、部分体力劳动者都采用坐姿工作。随着技术的进步，愈来愈多的体力劳动者也将采取坐姿工作，因而工作坐椅设计和相关的坐姿分析日益成为人机工程学工作者和设计师们关注的研究课题。1.脊柱结构3.1坐姿生理学751254腰曲前后图6-12脊柱的形状及组成肩靠腰靠2.腰曲弧线从坐姿生理学角度，应保证腰弧曲线正常。图6-13各种不同姿势下所产生的腰椎曲度—坐姿生理学—坐姿生理学3.腰椎后突和前突图6-14腰椎后突和前凸(a)腰椎后突;(b)腰椎前凸3.2坐姿生物力学1.肌肉活动度脊椎骨依靠其附近的肌肉和腱连接，椎骨的定位借助于肌腱的作用力。一旦脊椎偏离自然状态，肌腱组织就会受到相互压力(拉或压)的作用，使肌肉活动度（活动量）增加，招致疲劳酸痛。实验结果表明，在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活动度高，因为腰椎前向拉直使肌肉组织紧张受力。提供靠背支承腰椎后，活动力则明显减小；当躯干前倾时，背上方和肩部肌肉活动度高，以桌面作为前倾时手臂的支承并不能降低活动度。2.体压分布6-15体压分布曲线压力分布不均匀原则单位：102Pa—坐姿生物力学6-16座面对股骨的影响3.股骨受力分析—坐姿生物力学4.椎间盘受力分析从坐姿生物力学角度，应保证肢体免受异常力作用。图6-17不同坐姿时椎间盘受力分析3.3坐姿人体测量尺寸图6-18对座椅设计有用的人体尺寸4.1一般工作场所坐椅GB/T14774-93《工作座椅一般人类工效学要求》1、座椅设计要点（1）使操作者在工作中保持身体舒适、稳定并能进行准确的控制和操作。（2）座高（360—480mm)和腰靠高(165—210mm)必须是可调节的。4工作椅设计（3）椅坐面和腰靠结构应使其感到安全、舒适。（4）腰靠结构应具有一定的弹性和足够的刚性，腰靠倾角不得超过115度。（5）工作坐椅一般不设扶手，需设扶手的必须保证操作人员作业活动的安全。（6）其结构材料应耐用、阻燃、无毒。坐垫、腰靠、扶手的覆盖层应使用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电材料制造。工作椅设计2.座椅的结构形式图6-19一般工作座椅结构形式3.主要参数坐面倾角α：3—4度腰靠倾角β：110度4.2办公室工作座椅图6-20办公用座椅原型4.3座椅设计的新概念•1.动态座椅见图6-21•2.前倾式座椅见图6-22•3.膝靠式座椅见图6-234.4其它工作座椅1.作业用凳见图6-242.其它支撑物见图6-25图6-21动态座椅设计图6-21动态座椅设计返回图6-22座面前倾的写字、绘图椅图6-22座面前倾的写字、绘图椅返回图6-23膝靠式座椅图6-23膝靠式座椅返回图6-24作业用凳（a）立姿岗位用凳；（b）坐姿岗位用凳；（c）支承旋转凳；（d）单边支凳图6-24作业用凳（a）立姿岗位用凳；（b）坐姿岗位用凳；（c）支承旋转凳；（d）单边支凳返回图6-25作业用支承物（a）脚踏板和搁臂垫组合；（b）脚踏板和支承凳组合；（c）回跳凳；（d）带转动支架的转椅图6-25作业用支承物（a）脚踏板和搁臂垫组合；（b）脚踏板和支承凳组合；（c）回跳凳；（d）带转动支架的转椅返回图6-26人体手部的掌侧观模型6.5手握工具设计5手握工具设计5.1手的解剖及其与工具使用有关的疾患手的解剖及其与工具使用有关的疾患腕关节动作状态图6-27图6-28肱二头肌与桡骨连接的情形二抓握工具动作分类着力抓握：（手指和手掌同时用力）精确抓握：手指力与小臂平行力与小臂垂直着力和控制动作不能同时进行重复性积累损伤病症腱鞘炎：手腕尺偏、掌曲和腕外转，使腕部肌腱弯曲导致腱鞘处发炎；腕道综合症（腕隧道症侯群）：由于腕道内正中神经损伤所引起的不适。表现为手部疼痛、灼热、刺痛及麻木感。网球肘(肱骨外踝炎、主妇肘)：一种肘部组织炎症，由手腕的过度桡偏引起。尤其是当挠偏与掌内转和背屈状态同时出现时，肘部挠骨头与肱骨小头之间的压力增加，导致网球肘。狭窄性腱鞘炎(俗称扳机指)：是由手指反复弯曲动作引起的。在类似扳机动作的操作中，食指或其它手指的顶部指骨须克服阻力弯曲，而中部或根部指骨这时还没有弯曲。导致手指前端弯曲。职业性肩酸痛（50肩）1、一般设计原则必须有效地实现预定的功能；必须与操作者身体成适当比例，使操作者发挥最大效率；适当考虑性别、训练程度和身体素质的差异；作业姿势不能引起过度疲劳。5.2手握式工具设计原则2、解剖学因素避免静肌负荷手臂自然下垂保持手碗处于顺直状态把手弯曲式工具设计避免掌部组织受压力避免手指重复动作3、把手设计参数直径：着力抓握30—40；精密抓握8—16长度：100—125；形状：圆形、三角形、矩形、丁字形、斜丁字形等；弯角：10度左右；双把手工具：抓握空间；用手习惯和性别差异