安全人机工程学(5.2)

1.工作空间设计：
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。
1）一般原则
为了使工作空间设计得既经济合理，又能给工作者的操作带来舒适和方便， 应遵循：
生产现场的布局要合理；总体与局部相互之间的布局关系。 设计着眼于人，落实于设备； 从实际出发，遵循事物本身的规律办事。
4）安全距离设计

由于各种原因，许多设备要实现无任何危险之处是很难的， 因此就必须考虑与其保持一定的安全距离。安全距离有二：
机械防护安全距离—是防止人体触及机械部位的间隔；主要

取决于人体测量参数；

非机械防护安全距离—是使人体免受非机械性有害因素影响 的间隔；主要取决于危害源的强度和人体的生理耐受阈限。 可分为三类： ① ② ③ 防止可及危险部位的安全距离； 防止受挤压的安全距离； 防止踩空致伤的盖板开口安全距离；

安全距离的设计依据： L、Rm应采用第99百分位上男女中较大的数值作为最小安 全距离，采用第1百分位上男女中较小的数值作为最大安全 空隙。

机械防护安全距离的具体尺寸参见GB5083—1985《生产设 备安全卫生设计总则》
（2）人体与带电导体的安全距离
人体与带电导体的安全距离视电压的高低和操作条件而定。
⑦把设备、控制器和显示器等，尤其是重要设备仪 器布置在操作者的手或脚的可及范围与视野的有效 位置。
设计最佳作业空间要统一考虑，全面均衡。
首先要考虑符合人的生理心理需要，为操作 者创造舒适的作业条件，在此基础上再考虑 显示、控制等仪器的布置，才能达到使操作 者既准确、高效，又不易疲劳，从而可以减 少或避免事故。


椅面高度：应根据坐姿腘窝高和坐姿肘高的第95百分位数值 设计。椅面高度比工作面高度低270~290mm时，上半身操 作姿势最方便，取420±20mm。 坐椅放置的深度距离（工作面边缘至固定壁面的距离）： ≮810mm，以便作业者方便移动。 工作坐椅的扶手至侧面固定壁面的距离：最小为610mm， 以方便作业者伸开胳膊等。
④坐姿作业范围

坐姿作业的水平面作业范围和垂直作业范围设计如图
坐姿作业范围布局设计图
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 舒适区域如图所 示： 它介于肩与肘之 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。

（2）立姿作业空间布局设计



如考虑人体活动特性时，应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、经济性和安全性等；在应用人体测量数据时应考虑 操作者的适应性、兼容性和操纵性等。
2）不同工作姿势下的活动空间布局设计 （1）坐姿作业空间布局设计
主要包括工作台、工作坐椅、人体活动余隙和作业范围等的尺寸和布局等。

坐姿工作面高度
工作面宽度：
视作业功能要求而定。单肘：Kmin=100，Kopm=200；写字： Kmin=305，Kopm=405；办公桌： Kopm=910；试验台：视需要而定；为 保证大腿容隙，厚度≯50mm。
②容膝空间： 是保证作业者在工作过 程中腿、脚能有方便的 姿势。
容 膝 空 间
③椅面高度及活动余隙：


①坐姿工作面的高度： 坐姿工作面的高度主要由 人体的人机学参数和作业 性质等因素决定。 人机学：一般用座面高度 加三分之一坐姿身高或坐 姿肘高减25mm来确定工作 面高度； 作业性质：作业需要的力 越大，则工作面的高度越 低，作业视力要求越强， 则工作面高度就越高。
工作台和座位高度与工作性 质和人身高的关系
舒服，也使身体能靠近工作台，扩大上肢在工作台上的可及深度。容膝 空间最好有200mm以上，容足空间最好达到150×150mm2以上；

过头顶余隙：（地面至顶板的距离） ≮2030mm，最好在2100mm以
上；
③临时座位：立姿工作容易疲劳，条件允许时，应提供临时座位供作
业者短时休息。但临时座位不应影响立姿作业自由走动和操作；


工作椅布局：

椅子可以移动（立姿操作）； 椅子高度可调（不同身高）； 坐姿作业时应提供脚踏板，以免 造成座面前缘压迫大腿，使血液 循环受阻。
坐—立姿交替作业垂直面布局设计图
（4）其它姿势的作业空间：

检修通道的布局与最小尺寸 根据可能的通行姿势设计合理的检修通道。在确定具体尺寸时，应考虑 人体携带零部件和工具的方式所需的工作余隙，还应考虑人在通道内的 视觉要求。下表是人体形态尺寸对各种通行方式的最小空间尺寸要求。



A台面：适合于对视力强度、手臂活动的精 度及灵活性都很高的作业；H=880±20mm； 视距h=120~125mm；能区分0.5mm的零件。 B台面：适合于对视力强度要求较高的作业； H=840±20mm；视距h=250~350mm；能 区分＜10mm的零件。 C台面：适合于一般作业；H=740±20mm； 视距h＜500mm；能区分0.5mm的零件。 D台面：适合于精度要求不高、需要较大力 气才能完成的手工作业；H=660±20mm； 视距h=120~125mm；能区分0.5mm的零件。

全身进入的各种姿势所需的最小作业空间尺寸，应根据有关 人体测量项目的第95百分位数进行设计.具体尺寸如图和下 表
3）最佳作业空间的选择

为了设计出最佳作业空间，除考虑人体静态测量值尺寸和活 动范围外，还应考虑操作者的心理特性、行动特性、协同作 业、以及显示、控制仪器的布局等因素。
坐姿最佳空间作业范围

低压，≮100mm； 高压无遮拦，10kV以下≮700mm；20~35kV≮1000mm； 在线工作， 10kV以下≮1000mm；35kV≮2500mm。
2.座椅的设计
1）座椅设计的的一般原则 坐姿改变了以脚支撑全身的状况，有利于发挥脚的作用。当 然，坐姿不正确，座椅设计不合理，会给身体带来严重损害。 所以座椅设计要充分考虑对人的生理影响。 （1）座椅应给操作人员在操作时提供身体支撑； （2）座椅的尺寸要适当；其高度和位置可以调整到适合各种 身材的人使用，使操作人员工作顺利； （3）座椅应能够适当地支撑住身体，以免不良的姿势，同时 身体的重量能够均衡地分布在椅面上； （4）在不影响手的个别动作时，座椅应有扶手，同时也有脚 踏板，使座椅到脚停止位置的距离较好。
（1）机械防护安全距离设计

其大小等于身体尺寸或最大可及范围与附加的代数和
S d (1 K ) L
式中
Sd—安全距离，mm；
S d (1 K ) Rm

L —人体尺寸，mm； Rm—最大可及范围，mm； K —附加量系数。 K的取值范围： 身高等大尺寸，K=0.03； 上、下肢等中等尺寸、大腿围度，K=0.05 手、指、足面高、脚宽等小尺寸、头胸等重要部位，K=0.10

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 ①立姿工作面的高度： 立姿工作面的高度与身高、作业时施力的 大小、视力要求和操作范围等注音素有关。 因此应按身高和肘高的第95百分位数设计。 对男女共用的工作面高度按男性的数值设 计。 A台面：适合于精密工作、靠肘支撑的工作； H=1050~1150mm； B台面：适合于虎口钳固定在工作台面上的 高度， H=1130mm； C台面：适合于要求灵巧的工作、轻手工工 作；H=950~1000mm； D台面：适合于要求用劲大的工作， H=800~950mm。 工作面的宽度视需要而定。
2）座椅的设计
座面高度：380~450mm；可调； 坐深：350~450mm； 座宽：400~500mm； 座面倾角：≯3° 靠背的高和宽：高480~630mm，宽350~480mm； 靠背与座面的夹角：95°~105°； 坐垫高度：25mm； 扶手高度：200~230mm，间距500~600mm，运输 工具可取400~500mm。

②立姿工作活动余隙 为保证作业者操作自由、动作舒展，必须使站立位置有一定 的活动余隙，并按有关的人机学参数的第95百分位数加上冬 季防寒服时的修正值进行设计。 站立用空间：（工作台边缘到后墙）≮760mm，最好达到910mm以
上；

身体通过的宽度：≮510mm，最好保持在810mm以上； 身体通过深度： ≮330mm，最好能满足380mm以上； 行走空间宽度： ≮305mm，一般宜在380mm以上； 容膝容足空间：为使操作者再工作台前能够屈膝和向前伸脚，既站着
①充分考虑作业者的心理特性; ②充分考虑作业者的行动空间; ③对于多人集体作业应考虑协同作业空间；
④考虑设备本身的特点进行设计;
如设备的功能、形状、数量和使用情况等，尽量把功能相同 和相互联系的部件放在一起，以利于操作、监视和管理。
⑤考虑控制装置的合理布局 ⑥根据人体测量学、解剖学和生物力学的特征来布 置机器、控制器和工具；
第五章
人机系统的安全设计
－2.岗位设计
岗位设计指工作场所、工作姿态、作业空间、
座椅设计等。岗位设计不仅要求适应人体生 理、心理、生物力学特性，而且还要利用人 体测量数据进行合理的人机结合面设计，其 中包括：显示器的显示明显、控制装置使用 方便，控制器布置合理，使人机处于良好的 结合状态。此外报警、显示、控制等装置迅 速、及时、有效地进行工作并与人处于正常 的状态。

④立姿作业范围：正常 区（垂直）肩峰点是由 肩高的第5百分位数，二 分之一胸厚的第95百分 位数和二分之一肩宽的 第5百分位数共同决定
立姿垂直面的布局设计
立姿作业Leabharlann Baidu围
（3）坐—立姿作业空间布局设计

坐—立姿作业空间设计用人体参数与选用原则，是在设计立姿作业空间 的人体测量项目参数的基础上，增加了坐姿腘窝高n和大腿厚i，其布局 设计如图： 坐—立姿交替作业的工作面高度 及水平面和垂直面的最大作业范 围和舒适作业范围，均与单独采 用立姿作业的设计结果相同。 坐—立姿交替作业的工作座椅的 座面高是立姿时的工作面高度减 去工作台面板厚度和大腿厚度的 第95百分位数所确定的。