安全人机工程学-安全人机工程实践与运用

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坐姿作业的垂直面作业范围的设计如图7－4（b） 所示。
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由水平面作业范围和垂直面作业范围构成的坐姿空间作业范围 的舒适区域介于肩与肘之间，此时，手臂的活动路线最短最舒 适，能迅速而准确地进行操作。见图7－5A 例如，当坐姿作业是小件组装，要把8个部件装配起来，则作 业者面前至少需有250×250平方毫米的操作面积。供料箱应分 布在作业者前方大于250毫米处（即装配区的周围）和工作场所 中 心 左 方 或 右 方 410 毫 米 之 内 ， 并 且 不 得 高 于 工 作 面 500 毫 米 （最好在工作面上方250毫米处，以减轻肩部肌肉疲劳）。经常 取用的物件应置于操作面之前150～300毫米之内，使作业者无 需向前弯曲身体就能拿到。大而重的物件需靠近场地前面，允 许作业者有时（每小时几次）到场外取物。
的安放位置； 控作台或工作台的台面高度，有无合适的容膝空间； 作业时起坐的频率等。
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应该尽量避免的姿势
① 站着不动的姿势（特别对女性）； ② 长期或经常重复地弯腰（指脊背弯曲角超过 15°）； ③ 躯干扭曲并倾斜的姿势或半坐姿势； ④ 经常重复地单腿支撑的姿势； ⑤ 手臂长时间向前伸直或伸开等。
第 95
坐姿身高
95 8
90 1
958 858
908
958 809 855901坐姿眼高74 9
69 5
695 749
793
847 695 739
783
坐姿肩高
55 7
51 8
518 557
598
641 518 556
594
胸厚
24 5
23 9
245 186 212
245 170
199
239
坐姿肘间宽
坐姿作业空间主要包括工作台、工作座椅、人体活动 余隙和作业范围等的尺寸和布局等，其设计用人体参量 和选用原则如表1所示。
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符号
B D F G H I J K M N
表1 坐姿作业空间设计参数（毫米）
男子百分位数
女子百分位数
人体测量项目
男
女
男女 混合 第 5 第 50 第 95 第 5 第 50
图7-1 坐姿工作面高度
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a的台面高度为880±20毫米，作业者眼睛到被观察物体的 距离为120-250毫米，能区分直径小于0.5毫米的零件。适合
对视力强度、手臂活动的精度和灵巧性要求都很高的作业，
如钟表组装；
b的台面高度为840±20毫米，作业者眼睛到被观察物体的 距离为250-350毫米，能区分直径小于l毫米的零件，适合对
尺寸
容
最小
最大
膝
空
510
1000
间
640
680
尺 寸
460
660
（
200
240
毫
米
660
1000
）
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3）椅面高度及活动余隙
工作座椅需占用的空间，不仅包括座椅本身的几何尺寸， 还包括了人体活动需要改变座椅位置等余隙要求。
椅面高度应根据坐姿腘窝高和坐姿时高的第95百分位数 值设计，矮身材的人可以通过脚踏板（脚垫）调整。 一般椅面高度比工作面高度低270-290毫米时，上半身操 作姿势最方便。因此，椅面高度宜取420±20毫米。
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2、关于作业姿势 坐姿--坐着的作业姿势常指身躯伸直或稍向前倾 10o～15o角，上腿平放，下腿一般垂直地或稍向前 倾斜着地，身体处于舒适的体位。 立姿---通常指人站立时上体前屈角小于30o时所 保持的姿势（前屈角大于30o为前屈姿势）。 坐－立交替姿势 卧姿 蹲姿
37 1
34 8
348 371
422
489 348 404
478
坐姿大腿厚
15 1
15 1
151 112
130
151 113 130
151
前壁前展长
32 3
29 2
292 323 351
378 292
318
345
上肢前展长
61 2
55 4
554 612
664
716 554 602
653
坐姿肘高
29 8
因此，坐—立姿交替作业能吸收各自的长处，弥补各 方面的短处，应尽可能用坐—立姿交替作业方式，代 替单纯的立姿作业方式。
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选择人体姿势和体位应该考虑下列各点
工作场地的大小、照明条件与视觉； 体力负荷的大小及用力方向； 工作场所各种物质 （包括必需的工具、加工材料等）
（3）工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸 GB/T13547-1992给出了6项
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三、工作空间的设计
1、工作空间设计的一般原则
（1）操作高度应适合于操作者的身体尺寸及工作类型， 座位、工作面（工作台）应保证适宜的身体姿势，即身体 躯干自然直立，身体重量能得到适当支撑，两肘置于身体 两侧，前臂呈水平状。
能完成的手工作业，如包装、大零件安装、打字机上打字等。
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图7-2 工作台和座位高度与工作性质和人身高的关系
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2） 容膝空间
在设计坐姿用工作台时，必须根据脚可达到区在工 作台下部布置容膝空间，以保证作业者在作业过程 中，腿脚能有方便的姿势。
视力强度要求较高的工作，如微型机械和仪表的组装，精确
复制和画图等；
c的台面高度为740±20毫米，作业者眼睛到被观察物体 的距离小于500毫米，能区分直径小于10毫米的零件，适合
于一般的作业要求，如一般的钳工工作、坐着的办公工作等；
d的台面高度为680±20毫米，作业者眼睛到被观察物体的 距离大于500毫米，适合于精度要求不高、需要较大力气才
立姿作业空间设计参数
符号
人体测量项 目
男
女
男女 混合
男子百分位数
第5
第 50
第 95
女子百分位数
第5
第 50
第 95
A
身高
177 165 177 158 167 177 148 157 165
5953
8
5
4
0
9
C
眼高
148 137 137 147 156 166 137 145 154
6114
8
4
需要手足并用，并对一个以上踏板进行控制的作业。 坐姿时，双脚容易移动，且可借助座椅支撑对脚控 制器施以较大力量。
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立姿作业的特点
以下作业选用立姿作业优于坐姿作业： （1）需要经常改变体位的作业。站着频繁的起坐消耗能 最少些； （2）常用的控制器分布在较远区域、需要手足有较大运 动幅度的作业。因站姿时作业者可以走动，可以看见或使 用坐姿作业者够不到的部件； （3）需要用力较大的作业。立势时手臂力量较大，易于 操作大操纵杆。
安全人机
第七章 安全人机工程的实践与运用
主讲人： 李 奇 职 称： 讲师
主要内容
第一节 第二节
工作空间设计
第一节 工作空间设计
人与机器结合完成生产任务是在一定的作业空间进 行的。人们在从事某项作业时，为完成该项工作， 人体所必须的活动范围或空间，称为工作空间，亦 称作业空间，它包括人的操作活动范围和机器设备 中的显示器和控制器所及范围。
工作面宽度视作业功能要求而定。若单供肘靠之用， 最小宽度为100mm，最佳宽度为200mm；仅当写字面 用，最小宽度为305mm，最佳宽度为405mm；作办公 桌用，最佳宽度为910mm；作试验台用，视需要而定。 为保证大腿容隙，工作面板厚度一般不超过50mm。
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二、工作空间人体尺寸
《工作空间人体尺寸》（GB/T13547-1992）给 出的3组、17项与工作空间有关的中国成年人人体 尺寸的数据，在工作空间的设计时需要遵循
（1）工作空间立姿人体尺寸 GB/T13547-1992给出了6项
（2）工作空间坐姿人体尺寸 GB/T13547-1992给出了5项
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作业空间设计： 从大的范围来讲，是指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。 从小的范围来讲，就是合理设计工作岗位，以 保证作业者安全、舒适、高效工作。
腿脚的七种姿势（两腿伸直，脚在右角上，腿在座 位下弯曲，一只脚在前、一只脚在后，两腿交叉， 两脚交叉，脚放在脚控制器上）和最小最佳的容膝 空间尺寸。
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符号
a b c d e
尺度部位
容膝孔宽度 容膝孔高度 容膝孔深度
大腿空隙 容腿孔深度
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容 膝 空 间
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图 － 坐 姿 与 立 姿 空 间 作 业 范 围
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（2）立姿作业空间布局设计 立姿作业空间主要包括工作台、作业范围和工作
活动余隙等的尺寸和布局。 其设计用人体参量和选用原则如下表所示。
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一、有关概念
1、关于作业空间 （1） 近身作业空间。指作业者在某一固定工作岗 位时，考虑身体的静态和动态尺寸，在坐姿或站姿 下，其所能完成作业的空间范围。（作业范围、作 业活动空间、安全防护空间） （2）个体作业场所。指操作者周围与作业有关的、 设备因素在内的作业区域，简称作业场所。 （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。 （4）受限作业空间。进出开口有局限性，非预定 作业者连续停留的作业空间就是受限作业空间。
28 4
298 228
263
298 215 251
284
坐姿窝高
44 8
40 5
448 383
413
448 342 382
405
1）坐姿工作面的设计
坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性质等因 素决定
图7－1给出了坐姿作业时，作业性质对工作面高度 的要求。
图7－2给出了工作面高度与身高和作业活动性质的 关系
工作空间设计应遵守的安全人机工程学原则 （1）根据生产任务和人的作业要求，总体考虑现
场布局，避免在某个局部的空间范围内机器、设备、 工具和人员过于密集，造成空间劳动负荷过大，然 后再进行各局部之间的协调。
（2）工作空间设计要着眼于人、落实于设备。
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1、不同作业姿势下的活动空间布局设计 （1）坐姿作业空间布局设计
此外，立姿作业时，还有作业者可变换位置，减少疲劳和 厌烦；可利用平展的工作面而无需任何容膝空间等重要优 点。
立姿作业的缺点在于：不易进行精确而细致的工作；不易 转换操作；立姿时肌肉要作出更多的功以支持体重，故易 引起疲劳；下肢负担较重，长期站立易引起下肢静脉曲张 等等。
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座椅放置的深度距离 （工作台边缘至固定壁面的距离）， 至少应在810毫米以上，以便容易向右移动椅子，方便作 业者的起立与坐下等活动。
工作座椅的扶手至侧面固定臂面的距离最小为610毫米， 以利作业者自由伸展胳膊等。
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4）坐姿作业范围
坐姿作业的水平面作业范围的设计如图7－4（a） 所示。
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坐姿作业的特点
人体最合理的作业姿势就是坐姿作业。下列作业宜 采用坐姿作业。
持续时间较长的静态作业。此时需要支持身体的力 较小，腿上消耗的能量和负荷较小，血液循环畅通， 可以减少疲劳和人体能量的消耗。
精密度要求高而又要求仔细的作业。因坐姿情况下， 当设备振动或移动时，人体具有较大的稳定度和较 好的平衡度。
坐—立姿交替作业的特点
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。例如，长时间的单调的坐姿作业会引起 心理性疲劳，改成立姿适当走动，有助于维持工作能 力，而长时间的立姿作业会产生肌肉疲劳，坐下来就 可以得到消除。
（2）座位调节到适合于人的解剖、生理特点。
（3）为身体的活动，特别是头、手臂、手、腿、脚的活 动提供足够的空间。
（4）操纵装置设置在肌体功能易达或可及的空间范围内， 显示装置按功能重要性和使用频度依次布置在最佳或有效 视区内。
（5）把手和手柄适合于手功能的解剖学特性。
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