第六-八章作业姿势和空间设计
第6章 作业姿势及安全分析
（1）合理分配人机功能。在机械的整体设计阶段，要分析、 比较人和机的各自特性，合理分配人机功能。在可能的条件 下，尽量通过实现机械化、自动化，减少操作者干预或介入 危险的机会。随着微电子技术的发展，人机功能分配出现向 机械设备转移，人从直接劳动者向监控或监视转变的趋势， 向安全化生产迈进。
（2）适应人体特性。在确定机械设备的有关尺寸和运动时， 应考虑人体测量参数、人的感知反应特性以及人在工作中的 心理特征，避免干扰、紧张、生理或心理上的危险。
§6-4 安全人机工程学简介
安全人机工程学是从安全角度出发，讨论人、 机和人机相互关系的规律，运用系统工程的方法 研究各要素之间的相互作用、相互影响以及它们 之间的协调方式，通过设计使人一机系统的总体 性能达到安全、准确、高效、舒适的目的。机械 系统过程的任何阶段都必须有人参与，人始终起 着主导作用，是最活跃、最难把握，同时也最容 易受到伤害的。由于机械设计违反安全人机学原 则导致的事故时有发生，据国外资料统计，生产 中有 58％一 70％的事故是与忽视人的因素有关。 因此，机械设计应考虑与人体有关的人体测量参 数、人的感知特性、反应特性及人在劳动中的心 理特征，以减少人为差错，最大限度地减轻体力、 脑力消耗及精神紧张感。
§6-3 作业空间的人体尺度
五、作业空间的布置原则 在限定的作业空间内，设定合适的作业面后，显示
器和控制器（或其它作业设备、元件）的定位与安排。 1.重要性原则：优先考虑实现系统作业的目标或达到 其它性能最为重要的元件。 2.使用频率原则：经常使用的 元件应布置于作业者易见易及 的地方。 3.功能原则：把具有相关功能 的元件编组排列。 4.使用顺序原则：按使用顺序 排列布置各元件。
作业姿势和空间设计精讲
引例：基于人性化的电脑桌子设计
六、结 语
在进行产品设计和优化时要从使 用者、使用环境、使用方式、生理、 心理因素等方面进行整体考虑， 并 做出科学的定性与定量的分析与研究， 尽最大可能性满足人的需求，弘扬以 人为本的精神。负责人员必须明确产 品设计或优化的目标就是以人为中心， 如果脱离了人就没有任何存在的价值， 将人性化的设计理念贯穿在整个设计 活动中来体现设计师对人性的关怀。
7/42
作业空间与作业姿势
个人心理空间
人的行为特征
侧重行为 捷径反应和躲避行为
作业姿势
坐姿作业 立姿作业 坐、立交替的作业
确定作业姿势的依据： 作业空间的大小和照明条件 作业负荷的大小和用力方向 作业场所各种仪器、机具和加 工件的摆放位置 作业台高度及有没有容膝空间 操作时的起坐频率等因素
引例：基于人性化的电脑桌子设计
三、对键盘和鼠标高度确定的研究
（1）理想的作业面高度应使上臂自然下垂，小臂接近水平或向下略斜， 避免小臂上举状况的发生 ： 表2坐姿肘离地高（mm） （2）手与键盘、鼠标的关系 最自然的手的姿势是手 左右对称，处于正中线的位 置，在使用键盘或鼠标过程 中，要使手保持正常自然的 姿势，上臂应自然放松，垂
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作业姿势与作业空间设计
坐姿作业空间设计
工作面高度和宽度 作业范围 容膝、容脚空间 椅面高度及活动余隙 脚作业空间
立姿作业空间设计
工作面高度 作业范围 工作活动余隙 立姿作业空间垂直方向布局设计
坐立姿交替作业空间设计 其它作业姿势的作业空间设计 范例
受限作业空间 维修空间
【视频】护眼博士学习桌
直向下，上臂与小臂之间呈略大于90°的角度，放置鼠标的位置高度不易过高， 有利于保持手腕的顺直。
人机工程学 第六章 作业空间设计
西安工程大学
人机工程学
第二节 作业区域设计
• A1—肘与肩之间距离的水平投影长度（上臂与水平面 约成65°夹角，A1=CE=180mm）；
• A2—肘与拇指尖点的距离（A2=CP=380mm）； • θ—上臂的水平投影与工作台边缘的夹角（0°～
90°）。
• 斯夸尔斯指出，通过左右手的移动轨迹---两条曲线的 顶端作切线，并由两切点分别向左右两边各延长25cm 所确定的区域为操作者容易操作的范围。美国海军中 的各种仪表板和控制台采用此法设计，有效的提高了 使用效率。
西安工程大学
人机工程学
第一节 作业空间设计
2、作业姿势 • 在作业中使用良好的作业姿势可使作业者时刻处于轻
松的状态。 三种作业岗位的特征
坐 姿 作 业 岗 位
西安工程大学
立
坐
姿
、
作
立
业
姿
岗
交
位
替
人机工程学
第一节 作业空间设计
⑴ 坐姿
坐姿适用操作力和操作范围不大，精细的或需稳定连 续进行的工作。
• ① 坐姿作业特点：a、不易疲劳，适合持续时间长的工 作；b、身体稳定性好，操作精度高，适合精密作业； c、手脚可以并用作业。
• （3）功能原则：把具有相关功能的元件编组排列；
• （4）使用顺序原则：按使用顺序排列布置各元件。
西安工程大学
人机工程学
第一节 作业空间设计
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。总体 作业空间不是直接的作业场所，它反映的是多个作业 者或使用者之间作业的相互关系，如一个办公室或计 算机房。
人机工程学
第二节 作业区域设计
• 三、垂直面作业区域 • 1、坐姿作业区域 • 采用法莱法则确定坐姿工作面高度 • 最大工作区域的最高点： • （N95+ F5+K5） • 正常工作区域的最高点： • （N95+ M95+ J5） • 其中，K5 为第5百分位数上肢前展长；
CH8作业姿势与动作设计
浙江工业大学工业工程研究所 汤洪涛
作业姿势和人体机能的关系
作业姿势同视觉的关系 最容易看见东西时的眼睛高度和物件离眼睛的距离
D
ZJUT-IE
H
浙江工业大学工业工程研究所 汤洪涛
作业姿势和人体机能的关系
作业姿势同循环的关系 作业姿势同手、上肢、下肢、上半身等的运动关系 作业姿势同身体重心的关系
一．作业姿势与人体机能 二．作业姿势的设计原则 三．作业姿势的设计要点 四．作业姿势设计辅助手段
ZJUT-IE
浙江工业大学工业工程研究所 汤洪涛
作业姿势和人体机能的关系
处理好系统中的人机关系
ZJUT-IE
了解人的动作 姿态特性
决定作业姿势 最为合理的姿势 最少疲劳的姿势 最高效率的姿势
定位动作 逐次动作 有意识动作 人的运 动行为 下意识动作 重复动作 连续动作 调整动作
ZJUT-IE
浙江工业大学工业工程研究所 汤洪涛
作业姿势的设计要点
避免静态肌肉施力 避免弯腰或其他不自然的身 体姿势
ZJUT-IE
浙江工业大学工业工程研究所 汤洪涛
2. 3. 4.
双手同时作业 缩短动作的距离 轻松作业
能否减少基本动素数？ 是否处于难于操作的不合理姿势？ 是否是需要大力气的动作？ 改进动作不仅提高作业效率，还必须考虑作业的舒适性。
浙江工业大学工业工程研究所 汤洪涛
动作经济原则的应用
三大类：
● 与人体动作有关的原则（9条） ● 与工作地布置有关原则（8条） ● 与工具设备有关的原则（5条）
机器上的扛杆、十字杆及手轮人位置，应能使工作者极少 变动姿势，且能最大地利用机械力。
人机工程学_
人机工程学1、人机工程学的定义：人机工程学是以人的生理、心理特性为依据，应用系统工程的观点，分析研究人与机械、人与环境以及机械与环境之间的相互作用，为设计操作简便省力、安全、舒适，人—机—环境的配合达到最佳状态的工程系统提供理论和方法的科学。
因此，人机工程学可定义为：按照人的特性设计和改善人—机—环境系统的科学。
2、发展史（阶段和时间）：第一阶段，经验人机工程学（20世纪初—二战前，美国学者F.W.泰罗首创新管理方法和理论）；第二阶段，科学人机工程学（二战期间---20世纪50年代末）；第三阶段，现代人机工程学（20世纪60年代）3、人机工程学研究的内容：1）人的特性研究；2）机器特性研究；3）环境的特性研究；4）人—机关系的研究；5）人—环境的研究；6）机—环境的研究；7）人—机—环境系统性能的研究；对于工业设计师：1）人体特性的研究（对象：在工业设计中与人体有关的问题）；2）工作场所和信息传递装置的设计（包括：工作空间设计、座位设计、工作台或操作台设计、作业场所的总体布置）；3）环境控制（照明、微小气候、噪声、振动）和安全保护设计；4）人机系统的总体设计；4、目前常用的研究方法有：1）观察分析法（瞬间操作分析法、知觉与运动信息、动作负荷、频率、危象、相关）；2）实测法；3）实验法；4）模拟和模型实验法；5）计算机数值仿真法；第二章人体测量与数据应用1、人体测量的基本术语：（1）、被测者姿势：1）立姿2）坐姿；（2）、测量基准面：1）矢状面；2）正中矢状面（将人体分成左、右对称两面）；3）冠状面（分成前、后两面）；4）横断面（分成上、下两面）；5）眼耳平面。
（3）测量方向：1)在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。
2)在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向称为内侧，将远离正中矢状面的方向称为外侧。
3)在四肢上，将靠近四肢附着部位的称为近位，将远离四肢附着部位的称为远位。
4）对于上肢，将挠骨侧称为挠侧（前臂大拇指一侧），将尺骨侧称为尺侧（前臂小指一侧）。
第6章 作业姿势及安全分析
§6-4 安全人机工程学简介
安全人机工程学是从安全角度出发，讨论人、 机和人机相互关系的规律，运用系统工程的方法 研究各要素之间的相互作用、相互影响以及它们 之间的协调方式，通过设计使人一机系统的总体 性能达到安全、准确、高效、舒适的目的。机械 系统过程的任何阶段都必须有人参与，人始终起 着主导作用，是最活跃、最难把握，同时也最容 易受到伤害的。由于机械设计违反安全人机学原 则导致的事故时有发生，据国外资料统计，生产 中有 58％一 70％的事故是与忽视人的因素有关。 因此，机械设计应考虑与人体有关的人体测量参 数、人的感知特性、反应特性及人在劳动中的心 理特征，以减少人为差错，最大限度地减轻体力、 脑力消耗及精神紧张感。
§6-2 作业姿势的设计原则
4 应利用重力进给、料箱和容器传送物料，并尽可能送 到靠近使用的地方。 5 工具和材料应按最佳动作顺序排列布置。 6 应尽量利用下滑运动传送物料，以避免操作者用手处 理已完工的工作。 7 应提供充足的照明。提供与工作台高度相适应并能保 持良好姿势的座椅。工作台与座椅的高度应使操作者可 以变换操作姿势，可以坐、立交替，舒适感较好。 8 工作地点的环境色应与工作对象的颜色有一定的对比， 以减少眼睛的疲劳。
三、 人 体 不 同 姿 势 的 施 力
§6-1 作业姿势ห้องสมุดไป่ตู้人体机能
四、人体不同姿势的能耗 1.耗氧量：
100
《人因工程学》考核大纲
《人因工程学》考核大纲一：考试科目：人因工程学二：参考教材：三：基本要求：四：考试大纲1. 基本概念第一章：基本知识人因工程学的定义和发展历史、人机系统、人的可靠性、系统可靠性、基本原理和研究方法（研究地点选择、变量选择、被测者选择、数据收集、数据分析、变量范围检验、因变量的要求）第二章：人体生理特性神经系统、视觉（近视、远视等视觉异常）、视觉特性（视力、视角、视野、视力范围、错觉）、视觉工效；听觉、嗅觉；作业姿势的基本类型、确定作业姿势的一般原则、人体能量代谢及测定、我国劳动强度分级标准、最大能量消耗界限、疲劳的测定和控制调节第三章：人体测量静态测量、结构化的人体测量数据、数据的统计含义（适应90%使用者）、人体着装结构尺寸；动态测量、活动空间、伸展域；基准点、工作面、座椅设计、GB10000-88《中国成年人人体尺寸》使用和计算、第四章：累积损伤疾病与操作工具设计累积损伤疾病、产生累积损伤疾病的原因（受力、重复、姿势、休息）、与手有关的累积损伤疾病；合理的工具设计（保持手腕伸直、使组织压迫最小、减小手指的重复活动、安全性）第五章：方法研究工作研究、方法研究、作业测定、方法研究的目的、方法研究的具体内容、方法研究的基本程序、疲劳的测定方法、过程分析、生产流程分析、工艺流程分析、作业分析、人-机作业分析、动作分析第六章：作业测定作业测定的概念、工时消耗分类、工时的计算、标准时间、作业测定的方法与技术、测时与评定、工时利用分析、生产线平衡、预定时间标准法、模特法、工作因素法（WF法）、方法时间衡量法（MTM法）第七章：作业环境高温对生理的影响、减小高温影响的建议、低温的生理影响、低温的指标:风冷指数WCI、反应时间、光的测量、可见性的概念、视觉绩效模型、照明亮度的确定、眩光、响度、等效声级、听力的测度、听力丧失、噪声的特定影响、噪声暴露的度量、噪声的测量、噪声控制、振动的生理影响、视觉绩效、运动绩效、加速度的影响、失重的生理影响第八章：作业空间设计近身作业空间、个体作业场所、总体作业空间、设计原则、作业空间设计的视觉要求、作业空间设计（坐姿、立姿、坐立姿交替）、作业空间的布置、工作台设计（平工作面、竖工作面；坐姿、立姿、坐立姿交替）、2.基本工具和方法：疲劳的测定方法、过程分析、生产流程分析、工艺流程分析、作业分析、人-机作业分析、动作分析、预定时间标准法、模特法、工作因素法（WF法）、方法时间衡量法（MTM法）3.基本计算：作业与休息时间及劳动时间率等的计算、生产线平衡、模特法计算工作定时、作业分析、动作分析等涉及到的计算、五：样题一：选择题1．人因工程学的发展大致经历了这样的一个过程，即。
人机工程要点及试题
人机工程学要点1第1章：1、人机工程学的英文名称？2、人机工程学的综合定义和发展历史？3、人机工程学到底研究什么？4、人机工程学的研究方法？5、了解人机工程学学科体系有什么意义？第2章：1、感觉与知觉的定义；2、感觉与知觉的相同点与区别及其关系；3、知觉的基本特性；4、视觉与本体感觉的定义；5、视野（包括垂直面与水平面内视野与色觉视野）的定义；6、本体感觉的种类。
7、人的个性心理类型及含义。
第3章：1、人类环境行为的类型，形成的因素。
2、环境行为特征、基本模式。
3、人的行为习性。
4、人的行为模式的分类及其要点。
5、环境行为的空间分布包括那些方面？空间分布图形、分布规律、空间状态和空间尺度、空间设计概念和空间组合。
第4章：1、什么是人体测量学？2、你熟悉总体、样本、均值、标准差、适应域、百分位、百分位数的含义吗？3、人体尺寸的应用原则主要掌握什么数据？4、设计一套你认为最合理的上课课桌、桌椅。
（效果图与简单结构工程图）第5章：1、天然采光主要考虑那些因数?2、色彩在室内环境气氛中所起的作用与方法？3、什么是空间界面设计？质地设计的原则与方法？4、空间形成的原因？5、空间构成的分类？6、空间视觉特性的分类？7、什么是空间旷奥度？它的视觉特性？第6章：1、工业设计活动的层面。
2、消费者的类型、消费者心理的共同性和差异性、消费者的行为规律和满意度。
3、工业设计与消费者的关系。
第7章1、工作椅设计：根据人体尺寸及椅子设计原则，分析目前学生用椅的缺点，设计一种适合学生用的椅子。
请注意：你可以根据自己的兴趣，设计其他椅子。
2、根据手握工具的设计原则，设计一种新型鼠标，并分析其设计根据。
第8章作业岗位与空间设计1、作业岗位有哪三种？2、作业岗位的选择的要求及原则？3、手工作业岗位类型有哪三种？4、手作业岗位尺寸设计与人体及与作业有关的作业岗位尺寸有哪些？5、视觉显示终端作业岗位的人机界面包括哪几个界面？6、作业面高度设计的原则是什么？7、作业空间布置考虑顺序如何？第9章人与环境的界面设计1、试述影响影响热环境的要素？2、过冷、过热环境对人体的影响体现在哪些方面？3、根据环境因素试分析高考时间从7月初调整到6月初是考虑了哪些因素？4、试分析光环境对安全的影响。
作业姿势的分类分析及抗疲劳方案
作业姿势的分类分析作业姿势大致可以分为五类，分别是坐姿作业，站姿作业和坐-立交替作业，和卧姿作业，蹲姿作业。
这里重点介绍坐姿，站姿和坐立交替作业的特点，布局设计时需要注意的参数数据，以及因此而对人体产生的疲劳度分析和各种消除疲劳的方式方法。
因工业生产中卧姿和蹲姿作业使用较少和比较特殊，故这里暂且不予介绍！一．坐姿作业1.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。
a.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。
b.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。
c.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。
2. 坐姿工作面的设计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。
3. 坐姿台面高度的设计a. 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. 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. 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. 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、需要较大力气才能完成的手工作业，如包装、大零件安装、打字机上打字等。
作业空间设计
第八章作业空间设计第一节作业空间设计的基本原则作业空间设计时，一般应遵守以下原则：1.根据生产任务和人的作业要求，首先应总体考虑生产现场的适当布局，避免在某个局部的空间范I制内，把机器、设备、工具和人员等安排得过于密集，造成空间劳动负荷过大。
然后再进行各局部之间的协调。
在作业空间设计时，总体与局部的关系是相互依存和相互制约的。
若总体布局不好，就不能保证每个局部都有适当的作业空间。
而只保证个别局部有适当的作业空间，也不能保证整个工作系统的安全、高效、舒适与方便的人机工程学要求。
因此，必须正确协调总体设计与局部设计相互之间的关系。
2.作业空间设计要着眼于人，落实于设备。
即结合操作任务要求，以人员为主体进行作业空间的设计。
也就是首先要考虑人的需要，为操作者创造舒适的作业条件，再把有关的作业对象（机器、设备和工具等）进行合理的排列布置。
否则往往会使操作者承受额外的心理上的和体力上的负担，其结果不仅降低工作效率，而且往往不经济、也不安全。
考虑人的活动特性时，必须考虑人的认知特点和人体动作的自然性、同时性、对称性、节奏性、规律性、经济性和安全性。
在应用有关人体测量数据设计作业空间时，必须合格证至少在90%的操作者中具有适应性、兼容性、操纵性和可达性。
第二节工作空间人体尺寸及应用原则1.工作空间立姿人体尺寸（6项）2.工作空间坐姿人体尺寸（5项）2.工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸（6项）第三节工作空间设计一、工作空间设计的一般原则在GB/T 16251-1996《工作系统设计的人类工效学原则》中，给出了工作空间设计的以下一般性原则：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。
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I韦I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。
《人机工程学》第8章 作业空间与用具设计
图8 - 10 垂直面工作区域(适用于男、 女性立姿作业)
第8章 作业空间与用具设计
表8 - 9 男、 女性操作者立姿作业位置设计参数
第8章 作业空间与用具设计 表8 - 10 正常工作区域和最大工作区域在水平面和垂直面上的距离
第8章 作业空间与用具设计
3. 坐—立姿交替操作工作区域设计 采用坐—立姿交替的作业姿势时， 其水平面工作区
第8章 作业空间与用具设计
由于人的肘部高度各不相同， 因此为使工作面的 高度适合于不同肘高的操作者， 可以采用下列三种方 法： 一是调节机器的高度， 此办法适用于机器有固定 的操作者或者轻便机器； 二是通过高度可调的座椅或 脚垫板调节操作者肘部的高度， 使之与工作面保持适 宜的距离； 三是调节工件的高度。 上述三种办法中， 通常以第二种办法最为经济、 方便。
0.9346倍。
第8章 作业空间与用具设计
图 8 - 1 立姿活动空间
第8章 作业空间与用具设计
图8 - 2 坐姿活动空间
第8章 作业空间与用具设计
图8 - 3 单腿跪姿活动空间
第8章 作业空间与用具设计
图8 - 4 仰卧活动空间
第8章 作业空间与用具设计
1. 立姿活动空间 立姿时人的活动空间取决于身体尺寸、 保持身体 平衡的微小平衡动作以及身体放松状态。 当脚的站立 平面不变时， 为保持平衡， 必须限制上身和手臂能达 到的活动空间。 图8 - 1为立姿活动空间及上身和手
作区域。 美国的法莱（Ｆarley）将最大工作区域定义
为以肩峰点为轴， 上肢伸直在矢状面上移动时， 手的 移动轨迹所包括的范围； 将正常工作区域定义为上臂
自然下垂， 以桡骨点为轴， 前臂在矢状面上移动时，
手的移动轨迹所包括的范围。
人因工程(8作业空间设计)
1
主要内容：
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
《人因工程学》机械工业出版社
2
第一节 作业空间设计概述
一、作业空间设计的有关概念 二、作业空间设计的一般要求
《人因工程学》机械工业出版社
《人因工程学》机械工业出版社
（一）视野
垂直平面的视野：以标准视线水平为 0º 基准, 则最大 视区为视平线以上50º 和视平线以下70º 。颜色辨别界 限为视平线以上30º ，视平线以下40º 。 实际上人的自然视线是低于标准视线的，一般状态下， 站立时自然视线低于水平线 40º ，坐着时低于水平线 15º ；在站姿松弛时，自然视线偏离标准线30º ，在坐 姿松弛时，自然视线偏离标准线38º 。最佳观看展示 物的视区在低于标准线30º 的区域里。
《人因工程学》机械工业出版社 29
一、坐姿作业空间设计
图12-6坐姿立体作业范围(㎜)
图12-7坐姿人体尺寸和工作面高度、 座椅高度的关系示意图
30
《人因工程学》机械工业出版社
一、坐姿作业空间设计
（三）容膝、容脚空间
表12-3 容膝空间尺寸/mm
尺寸部位 容膝孔宽度 容膝孔高度 容膝孔深度 大腿空隙 容腿孔深度 最小尺寸 510 640 460 200 660
人们对正面要求较大，而侧面要求较少。因此，有必要 通过工作场所的布局设计，使工作岗位具有足够的、相 对独立的个人空间，并预先对外来参观人员的通行区域 做出恰当的规划。 有些座椅设计的虽然考虑了人的舒适性和使用效率，但 由于放置的位置和排列不当，总体使用效率并不高。例 如长排放置的多人座椅，中间不加分隔，即使落座者旁 边有空位人们通常也不愿意坐上去，如果加上扶手或隔 开座椅，就可以提高座椅利用率。
第八章 作业姿势与动作设计
8.4.1 设计用人体模板 3.坐姿人体模板的基准线和关节角度调节范围 人体模板肢体上标有基准线，可确定关节调节角度；
标准眼轴线，表示正常视线方向；
鞋上标出的基准线表示人的脚底平面。 坐姿人体模板关节的调节角度范围见表8-3。
4.坐姿人体模板的应用
人因工程学（ Ergonomics ）
西南科技大学
8.2 作业姿势的设计原则
8.2.1 作业姿势的选择 1. 确定作业姿势的因素 ▶工作空间大小与照明； ▶体力负荷大小与用力方向； ▶工作场所物品的安放位臵； ▶工作台高度，有无合适容膝空间； ▶操作时起、坐频率；
▶尽量避免一些不良体位。
人因工程学（ Ergonomics ）
人因工程学（ Ergonomics ）
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本章结束
人因工程学（ Ergonomics ）
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本章所附插图
人因工程学（ Ergonomics ）
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图8-1 立位工作姿势的条件
人因工程学（ Ergonomics ）
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图8-2 肢体活动范围
人因工程学（ Ergonomics ） 西南科技大学
人因工程学（ Ergonomics ） 西南科技大学
人体模板主要用于人因工程辅助设计，如图8-35～ 8-37。
人因工程学（ Ergonomics ）
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8.4.2 设计用人体仿真软件 SAMMIE——最早的商品化人机系统仿真软件，可 进行工作范围测试、干涉检查、视域检测、姿态评估和 平衡计算等。 eM-Human——UG公司开发的一套大型人机系统 仿真软件，可以在虚拟环境下进行工作分析、动作研究、 时间研究等。 ClassicJack，VisJack——美国EAI公司研制的 用于数字化人体建模和人因工程分析的大型软件，可完 成从虚拟人体、虚拟工作环境的建模到人体生物力学分 析、任务分析、工作效率等工作。 ManneQuinPRO CATIA ……
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工作类型 对男性的推荐高度 对女性的推荐高度
精密工作
100-110
95-105
轻度工作
90-95
85-90
重工作
75-90
70-85
肘 高
22/42
立姿作业范围
同样围绕作业者形成一个立体空间
23/42
立姿工作活动余隙
立姿作业活动余隙设计参考尺寸/mm
余隙类型 站立用空间 （工作台至身后墙壁的距离） 身体通过的宽度 身体通过的深度 （侧身通过的前后间距） 行走空间宽度
（2）显示器的上缘或屏幕文字最上端应与人的水平视线等高或略低，过
高时需要不时仰头，使颈 部伸展而过低时又要颈部
表1坐姿时人眼的高度（mm）
倾斜而加大了屈颈力矩，
内更易疲劳，并引起颈部
不适。表1给出的我国男女
坐姿时人眼的高度。
4/42
引例：基于人性化的电脑桌子设计
三、对键盘和鼠标高度确定的研究
（1）理想的作业面高度应使上臂自然下垂，小臂接近水平或向下略斜，
650
（2）宽度
➢ 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
（3）工作面板的厚度一般不超过50mm，以便 保证大腿的容膝空间
16/42
坐姿作业范围
（1）水平作业范围
手 眼 协 调 区
（2）垂直作业范围
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坐姿作业范围
（3）立体作业范围
作业空间
近身作业空间：参考人体的静态和动态尺寸，某一固定工作岗位上作业者在
坐姿或站姿状态下，为完成作业所及的空间范围
个体作业场所：周围与作业者有关的（包括设备、通道等因素）的作业区域
总体作业空间：多个相联系的个体作业场所布置在一起构成的作业空间
作业姿势与作业空间设计 工作场所性质与作业空间设计 【视频】厨房里的人体工程对比
坐立姿交替作业空间设计
其它作业姿势的作业空间设计 受限作业空间
维修空间 【视频】护眼博士学习桌
范例
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坐姿工作面高度和宽度
（1）高度
坐着工作时推荐的工作面高度/mm
工作类型
对男性的 推荐高度
对女性的 推荐高度
精密工作 900—1100 800—1000
轻作业 740—780 700—740
用力作业 680
动态尺寸 双向1220 102028/42来自其它作业姿势的作业空间设计
【视频】空间利用之立体快巴
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【设计案例】流水线工位设计
重盒
【西门子（芜湖）】示意图为改进 后的工位物料取放，之前工位工人 必须频繁的走动取料，既增加了作 业空间要求，又浪费了人力。
制造
重力式小料架
空盒
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【设计案例】迈克冷柜
避免小臂上举状况的发生 ： （2）手与键盘、鼠标的关系
表2坐姿肘离地高（mm）
最自然的手的姿势是手
左右对称，处于正中线的位
置，在使用键盘或鼠标过程
中，要使手保持正常自然的
姿势，上臂应自然放松，垂
直向下，上臂与小臂之间呈略大于90°的角度，放置鼠标的位置高度不易过高， 有利于保持手腕的顺直。
【视频】使用电脑时的人体工程学
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作业空间与作业姿势
人的行为特征
个人心理空间 侧重行为 捷径反应和躲避行为
坐姿作业
作业姿势 立姿作业
坐、立交替的作业
确定作业姿势的依据： ➢ 作业空间的大小和照明条件 ➢ 作业负荷的大小和用力方向 ➢ 作业场所各种仪器、机具和加
工件的摆放位置 ➢ 作业台高度及有没有容膝空间 ➢ 操作时的起坐频率等因素
五、对电脑桌设计的色彩研究
电脑桌的颜色自然与主人的喜好有关，不过也应保持其与室内环境的 色彩协调。不但要满足人生理的需求。还要满足人的审美需求。由于电脑 屏幕较亮，若工作性质要求视线要在屏幕与桌面文件间来回转换，为了避 免眼睛因明暗适应带来的误差和注意力的分散，桌面色彩和屏幕色彩明度 对比不易太大，否则易引起视觉疲劳，桌面宜采用白、浅兰、浅灰等柔和 的浅色调，这也与目前的家居环境或办公环境的浅色调相协调。
适用对象
对于需经常改变体位的作业 工作地的控制装置布置分散，需要手、足活动幅度较大的作业 在没有容膝空间的机台旁作业 用力较大的作业；单调的作业
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作业姿势与作业空间设计
坐姿作业空间设计 立姿作业空间设计
工作面高度和宽度 作业范围 容膝、容脚空间 椅面高度及活动余隙 脚作业空间
工作面高度 作业范围 工作活动余隙 立姿作业空间垂直方向布局设计
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坐姿容膝、容脚空间
容膝空间尺寸
尺寸部位 最小尺寸mm） 最佳尺寸（mm）
容膝孔宽度
510
1000
容膝孔高度
640
680
容膝孔深度
460
660
大腿空隙
200
240
容腿孔深度
660
1000
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坐姿椅面高度及活动余隙
（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。
常用的手控制器、显示器、工作台面等 700～1600
不宜设计控制器
500～700
脚控制器
0～500
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坐立姿交替作业空间设计
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680～780cm为宜 ➢ 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。
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引例：基于人性化的电脑桌子设计
六、结 语
在进行产品设计和优化时要从使 用者、使用环境、使用方式、生理、 心理因素等方面进行整体考虑， 并 做出科学的定性与定量的分析与研究， 尽最大可能性满足人的需求，弘扬以 人为本的精神。负责人员必须明确产 品设计或优化的目标就是以人为中心， 如果脱离了人就没有任何存在的价值， 将人性化的设计理念贯穿在整个设计 活动中来体现设计师对人性的关怀。
部位
百分比 （%）
头疼
14
脖子疼或肩膀疼 24
腰疼
56
大腿疼
19
膝盖和小腿疼 29
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坐姿生理学
（1）坐姿与脊椎 ➢前突 ➢后突 （2） 体压分布
前
后
突
突
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坐姿生理学
（3） 股骨受力分析 （4） 椎间盘受力分析
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椅面高度
➢ 椅面高度应设计得比“小腿加足高”略低一点， 可避免就坐者的大腿紧压在椅面前缘上；
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立姿作业
定义：人站立时上体前屈角小于300时所保持的姿势
优缺点
优点
可活动的空间增大 需经常改变体位的作业，立位比频繁起坐消耗能量少 手的力量增大，即人体能输出较大的操作力
减少作业空间，适合没有坐位余地的场所、显示器和控制 器配置在墙壁上的情况
缺点
不易进行精确和细致的作业 不易转换操作 立姿时肌肉要做出更大的功来支持体重，容易引起疲劳 长期站立容易引起下肢静脉曲张等
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其它作业姿势的作业空间设计
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其它作业姿势的作业空间设计
推荐尺寸
代号 A B C D E
静态 尺寸 300 900 530 710 910
动态 尺寸
510
1190
660
810
1020
代号
F
静态尺寸 910
G
H
1120 760
动态尺寸 1020 1220 910
代号
I
J
静态尺寸 单向760 610
第六-八章作业姿势和空间设计
主要内容
▪ 引例 ▪ 作业空间与作业姿势 ▪ 座椅设计 ▪ 结束
【视频案例】学生床设计
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引例：基于人性化的电脑桌子设计
一、社会背景
目前作业者在使用电脑的键盘或 鼠标时，常常是手臂向前悬空。悬空 的手臂造成了肩颈部的静态疲劳，体 重需要由脊柱来承，工作人员往往是 勾头、塌腰、驼背地工作，其结果是 腰背的疲劳酸痛。另一方面手腕的过 度伸展、翘曲或者是把手腕抵在桌沿 而引发腕部的一系列疾病，如腕管综 合症等。引发这一系列问题的原因就 在于电脑桌设计得不合理，只是将原 来的书桌照搬来做了电脑桌，没有考 虑电脑桌与书桌在使用功能上的不同。
（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。
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坐姿脚作业空间
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立姿工作面高度
立姿工作时推荐的工作面高度/cm
容膝空间
容脚空间 过头顶余隙
最小值 ≥760 ≥510 ≥330 ≥305 ≥200 ≥150×150 ≥2030
推荐值 910 810 380 380
2100
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立姿作业空间垂直方向布局设计
立姿作业空间垂直方向布局尺寸/mm
控制器种类
推荐值
报警装置
1800
极少操纵的手控制器和不抬重要的显示器 1600～1800
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引例：基于人性化的电脑桌子设计
二、对桌面高度选择的研究
（1）人眼与视屏的关系
人眼与视屏应保持一定距离，以保证不受电子射线的伤害。屏面的 大小在水平方向和垂直方向与人眼成不大于30°的夹角，以17英寸显示 屏为例，屏幕边长约为305mm，此时的视距最小为300mm。屏幕越大视距 应越远，一般情况下取为600～700mm。