人机工程学-空间设计与人机学

第一节 作业空间概述
四、工作空间人体尺寸
手指可动域
第一节 作业空间概述
四、工作空间人体尺寸
重要关节的最大活动范围与舒适活动范围
第一节 作业空间概述
五、姿势、动作与人体机能的关系
（1）与视觉的关系 （2）与循环的关系 （3）与手、上下肢、上半身等运动关系 （4）与身体重心的关系
第一节 作业空间概述
第二节 工作岗位与作业姿势
三、作业姿势的选择
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择
４、Biblioteka Baidu他姿势对应工作岗位
作业者有时还需采用跪姿、俯卧姿、爬姿等一些特殊姿势进行作业。跪姿、俯卧姿、爬姿， 包括坐姿、立姿、坐立姿交替的人体尺度数据，可通过GB/T 13547一一1992《工作空间人体尺 寸》查询和计算。
应根据作业特点和人体尺寸确定受限作业空间的最低尺寸要求，一般根据第95百分位或更 高百分位数的人体测量数值进行设计，还应考虑不同季节、不同要求的着装对操作的影响。
第一节 作业空间概述
五、姿势、动作与人体机能的关系
４、与重心的关系
立姿工作时考虑作业姿势的重心
第二节 工作岗位与作业姿势
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择
分三种类型：坐姿、立姿和坐立姿交替工作岗位。
1．坐姿工作岗位
特点 全身较放松，不易疲 劳，身体稳定，易于集中思考和 精细操作。手和脚可同时工作。 但活动范围小，手和手臂的操纵 力也小。
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择
４、其他姿势对应工作岗位 受限空间
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择
４、其他姿势对应工作岗位 受限空间
第二节 工作岗位与作业姿势
二、作业姿势与人体机能
• 静态力量：人体保持特定姿势或固定位置时需要的力量（如人手握重物的情形） • 动态力量：人体位置或姿势发生变化时动作所需的力量（如运动员的挥拍运动） • 在实际的活动中，静态力量与动态力量相互协调配合。
五、姿势、动作与人体机能的关系
１、与视觉的关系
作业时应考虑眼睛的高度与物体离眼睛的距离。如： • 作业姿势必须降低眼睛高度时，需要下蹲； • 过高时需要踮； • 脚下蹲和踮脚的动作都会增加作业者的疲劳程度。
第一节 作业空间概述
五、姿势、动作与人体机能的关系
２、与循环的关系
作业姿势的设计应考虑人体的血液循环例如： • 长期下蹲会影响血液的循环 • 长时间站立脚会浮肿 • 长时间承受压力人会有发麻的感觉
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择
1．坐姿工作岗位
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择
1．坐姿工作岗位
2.下肢作业空间 与手操作相比，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装置。 正常的脚作业空间位于身体前 侧，座高以下的区域，其舒适 的作业空间取决于身体尺寸与 动作的性质。
第二节 工作岗位与作业姿势
三、作业姿势的选择
“动作经济原则”是一组指导人们如何节约动作、如何提 高动作效率的准则，它的目的是减少工作疲劳与缩短操作时 间。“动作经济原则”可划分为三大类，共22项。 第一类是关于人体的使用， 第二类是关于工作场所的布置， 第三类是关于工具设备的设计。 更综合地说，它可归纳为四点： （1）同时使用两手，避免一手操作一手空闲； （2）力求减少动作单位数，避免不必要的动作； （3）尽可能减少动作距离，避免出现全身性活动； （4）追求舒适的工作环境，减少动作难度，避免不合理的工 作姿势或操作方式。
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择
2．立姿工作岗位 特点 活动范围和操作力大。长时间站 立使人疲劳，对精细工作不利。 适用范围 操纵范围和操纵力大，非连 续的长时间工作。
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择
2．立姿工作岗位 立姿作业空间影响因素： 上肢伸展方向、任务性质和着装；操作者的性别、年龄、种族、残疾等因素。 实际中常根据操作者人群第5百分位的值来设计，使产品可满足95%的人。
1．坐姿工作岗位 （１）上肢作业空间 作业空间的范围主要由 上肢伸展的范围决定， 这一范围又由上肢伸展 的方向和所要完成任务 的性质决定。
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择
1．坐姿工作岗位 坐姿作业面的高度设计，应遵循以下基本原则： ·作业面的高度应能使人的上臂自然下垂，处于舒适放松的 状态，下臂一般应接近水平状态或略下斜，因此作业面的高 度应该设计为在工作时肘部所必的高度； ·作业面的高度使其下部的高度应该提供足够的大腿空间， 应高于两腿交叉时的膝高，使膝部可上下活动； ·如果可能，应该把作业面设计为可调的，以满足尺度不同 的作业者。
第一节 作业空间概述
第一节 作业空间概述
二、工作空间分类
1.近身作业空间 近身作业空间包括3种不同的空间范围： (1)在规定位置上进行作业时，必须触及的空间，即作业范 围； (2)人体作业或进行其他活动时(如进出工作岗位，在工作 岗位进行短暂的放松与休息等)人体自由活动所需的范围， 即作业活动空间； (3)为了保证人体安全，避免人体与危险源(如机械传动部 位等)直接接触所需要的安全防护空间距离。
第一节 作业空间概述
二、工作空间分类
2.个体作业场所 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。 要考虑到信息显示器、操纵控制器的安排设置，以使操纵 者能够适宜地获取信息、进行操作。
第一节 作业空间概述
二、工作空间分类
3.总体作业空间 不同的个体作业场所的布置构成总体作业空间。反映的是 多个作业者或使用者之间作业的相互关系， 从大的范围来讲，就是把所需要的机器、设备和工具，按 照生产任务、工艺流程的特点和人的操作要求进行合理的 空间布局。 从小的范围来讲，就是合理设计工作岗位。
四、工作空间人体尺寸
第一节 作业空间概述
四、工作空间人体尺寸
颈椎可动域 胸椎、腰椎可动域
第一节 作业空间概述
四、工作空间人体尺寸
肩关节可动域 肘关节可动域
第一节 作业空间概述
四、工作空间人体尺寸
股关节可动域
膝关节可动域
小腿的扭曲
第一节 作业空间概述
四、工作空间人体尺寸
手腕关节可动域
踝关节、拇指可动域
适宜坐姿作业
1、持续时间较长的工作宜采用坐姿以减小疲劳 2、精确而细致的工作 3、需要手足并用的工作
第二节 工作岗位与作业姿势
三、作业姿势的选择
“动作经济原则”又称“省工原则”，是使作业（动作的组 成）能以最少的“工”的投入，产生最有效率的效果，达成作业 目的的原则。“动作经济原则”是由吉尔布雷斯（Gilbreth）开 始提倡的，其后经许多工业工程的专家学者研究整理而成。熟悉 掌握“动作经济原则”对有效安排作业动作，提高作业效率，能 起到很大的帮助。
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择
2．立姿工作岗位 立姿作业空间影响因素： 上肢伸展方向、任务性质和着装；操作者的性别、年龄、种族、残疾等因a素。 实际中常根据操作者人群第5百分位的值来设计，使产品可满足95%的人。
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择
3、坐立姿交替工作岗位
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择
４、其他姿势对应工作岗位
受限空间 作业者有时必须在限定的空间中进行作业， 还需要通过某种狭小的通道。在设计时， 必须使作业者能在其中进行作业或通过。 为此，应根据作业特点和人体尺寸确定受 限作业空间的最低尺寸要求。尺寸应以至 少Ｐ９５百分位的人体测量数据为依据。
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本完成一些较精 细的作业。
只适合一些特殊的场合，综合坐姿和立姿的特点。 一般水平台面的高度为914～965mm，相应的座高 为508～762mm，此外距离坐面下约457mm的位置应设计 脚踏，以避免坐姿时双脚悬垂。
提问：悬垂会怎么样？
第二节 工作岗位与作业姿势
三、作业姿势的选择
适宜立姿作业
1、经常改变体位的操作，站立能耗小于频繁起座 2、常用的控制器分布在较大的区域内 3、没有容膝空间，坐着不如站着舒服 4、需要用力比较大的场合，站着容易出力 5、单调的作业容易引起心理疲劳，立位时可以适当的走动。
第二节 工作岗位与作业姿势
三、作业姿势的选择
空间设计与人机学
孙伦 温州商学院艺术设计学院
第三章 空间设计与人机学
1、工作空间概述 2、工作空间与岗位设计 3、生活空间与人体尺寸
第一节 作业空间概述
第一节 作业空间概述
一、工作空间概念
人与作业器具共同完成任务是在一定的作业空间 进行的。人、机所占的空间称为作业空间。
第一节 作业空间概述
第一节 作业空间概述
• 研究人体力量就是研究人与机间的各种操纵力和承受力，主要是人的操纵力，从而 更好地设计与人紧密接触的“机”。
第二节 工作岗位与作业姿势
二、作业姿势与人体机能
１、肌肉力量
第二节 工作岗位与作业姿势
二、作业姿势与人体机能
１、肌肉力量
第二节 工作岗位与作业姿势
二、作业姿势与人体机能
１、肌肉力量
第二节 工作岗位与作业姿势
特点 能交替体现坐姿、立姿工作岗位的优点，对身体和精神均较有益。 适用范围 工作形式较为多样的工作。
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择
3、坐立姿交替工作岗位
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择
3、坐立姿交替工作岗位 既要求坐姿的稳定体位以提高操作的精确度，又
要求体位易于改变的作业场合。 坐立交替的作业姿势可以避免由于长时间站姿操
第一节 作业空间概述
五、姿势、动作与人体机能的关系
３、与手、上肢、下肢、上半身的关系
动作设计要考虑中心点的高度与动作的可动范围，例如： • 用铁锨铲土时上肢是运动中心 • 搬运物体时下肢是运动中心
第一节 作业空间概述
五、姿势、动作与人体机能的关系
４、与重心的关系
动作类型不同，重心位置不同，考虑姿势的重心位置有利于 保持身体的平衡，例如： • 举升重物时身体后倾 • 推拉小车时身体前倾
二、作业姿势与人体机能
１、肌肉力量
第二节 工作岗位与作业姿势
二、作业姿势与人体机能
２、不同姿势的能耗
单位 千卡/分
第二节 工作岗位与作业姿势
三、作业姿势的选择
作业姿势的确定因素
1、工作空间的大小与照明条件 2、体力负荷的大小和用力方向 3、工作场所各种物品的安放位置 4、工作台面的高度，有无容膝空间 5、操作时起座的频率 6、尽量避免一些不良体位 ：长期站立；反复弯腰等
第一节 作业空间概述
三、工作空间设计的一般原则
GB/T 16251—1996《工作系统设计的人类工效学原则》给出工作空 间设计的一般性原则如下：
①操作高度适合操作者的身体尺寸及工作类型，座位、工作面（工作 台）保证躯干自然直立的身体姿势，身体重量得到适当支撑，两肘置于身 体两侧，前臂呈水平状。
②座位调节到适合于人的解剖、生理特点。 ③身体、头、手臂、手、腿、脚有足够的活动空间。 ④操纵装置设置在肌体功能易达或可及的空间，显示装置按功能重要 性和使用频度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。
图9-3 工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸
第一节 作业空间概述
四、工作空间人体尺寸
3．工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸（6项）
表9-3 工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸（男子）（单位：mm）
第一节 作业空间概述
四、工作空间人体尺寸
第一节 作业空间概述
四、工作空间人体尺寸
第一节 作业空间概述
第一节 作业空间概述
四、工作空间人体尺寸
1．工作空间立姿人体尺寸（6项）
图9-1 工作空间立姿人体尺寸
第一节 作业空间概述
四、工作空间人体尺寸
2．工作空间坐姿人体尺寸（5项）
图9-2 工作空间坐姿人体尺寸 表9-2 工作空间坐姿人体尺寸
（单位：mm）
第一节 作业空间概述
四、工作空间人体尺寸
3．工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸（6项）
适用范围 操纵范围和操纵 力不大，精细的或需稳定连续进 行的工作。
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择
1．坐姿工作岗位
（１）上肢作业空间 作业空间的范围主要由 上肢伸展的范围决定， 这一范围又由上肢伸展 的方向和所要完成任务 的性质决定。
第二节 工作岗位与作业姿势
一、工作岗位的类型与选择