作業(yè)空間設(shè)計(jì)

關(guān)于作業(yè)空間設(shè)計(jì)第1頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第五章作業(yè)空間設(shè)計(jì)第一節(jié)作業(yè)空間概述第二節(jié)工作區(qū)域設(shè)計(jì)第三節(jié)作業(yè)空間的布置

第四節(jié)控制臺(tái)設(shè)計(jì)第五節(jié)座椅設(shè)計(jì)第六節(jié)虛擬工廠(chǎng)和車(chē)間第2頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第一節(jié)作業(yè)空間概述

一、概念1、作業(yè)空間：人在操作機(jī)械時(shí)所需的操作活動(dòng)空間和機(jī)器、設(shè)備、工具和操作對(duì)象所占空間的總和。

它包括：

活動(dòng)空間，心理空間，行動(dòng)空間

第3頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、作業(yè)空間設(shè)計(jì)的任務(wù)

它是指按照作業(yè)者的操作范圍、視覺(jué)范圍以及作業(yè)姿勢(shì)等一系列生理心理因素，對(duì)作業(yè)對(duì)象、機(jī)器、設(shè)備及工具進(jìn)行合理的布置安排，并找出最適合本作業(yè)的人體最佳作業(yè)姿勢(shì)、作業(yè)范圍，以便為作業(yè)者創(chuàng)造一個(gè)最佳的作業(yè)條件。第4頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三3、一個(gè)優(yōu)良的作業(yè)空間（1）有助于提高人機(jī)系統(tǒng)的工作效率；（2）使作業(yè)者舒適、健康、安全。第5頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、作業(yè)空間分類(lèi)根據(jù)作業(yè)空間大小及各自特點(diǎn)，將其分為：1、近身作業(yè)空間

它是指作業(yè)者在某一固定的工作崗位上，保持站姿或坐姿等一定姿勢(shì)時(shí)，由于人體的尺寸限制，作業(yè)者為完成作業(yè)所涉及的空間范圍。如人坐姿打字時(shí)，四肢（主要是上肢）所涉及的空間范圍。(只考慮人)第6頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三例如：計(jì)算機(jī)打字第7頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三坐姿抓握尺度范圍/cm第8頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三站姿單臂近身作業(yè)空間第9頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、個(gè)體作業(yè)場(chǎng)所

它是指作業(yè)者周?chē)c作業(yè)有關(guān)的、包含設(shè)備因素在內(nèi)的作業(yè)區(qū)域。（考慮人及設(shè)備）

如人、電腦、計(jì)算機(jī)桌、椅子；機(jī)床、工具箱等均構(gòu)成個(gè)體作業(yè)場(chǎng)所。第10頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三例如：開(kāi)機(jī)床第11頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三3、總體作業(yè)空間

它是由多個(gè)相互聯(lián)系的個(gè)體作業(yè)場(chǎng)所布置在一起構(gòu)成的作業(yè)空間?？傮w作業(yè)空間更多地強(qiáng)調(diào)多個(gè)個(gè)體作業(yè)場(chǎng)所之間，尤其是多個(gè)作業(yè)者之間的相互聯(lián)系。

如工廠(chǎng)及其車(chē)間，教室。第12頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第13頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三三、作業(yè)空間設(shè)計(jì)的基本要求1、行動(dòng)空間行動(dòng)空間是人在作業(yè)過(guò)程中，為保證信息交流通暢、便捷而需要的運(yùn)動(dòng)空間。為此作業(yè)空間設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足如下要求。第14頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三（1）保證通行順利：作業(yè)空間設(shè)計(jì)，首先應(yīng)考慮人能夠順利通行，這是保證作業(yè)空間適合于操作者的最基本的原則。（2）操作聯(lián)系方便：操作者在聯(lián)系方面的要求，包括操作者與機(jī)器之間的聯(lián)系和操作者相互之間的聯(lián)系兩個(gè)方面。第15頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三（3）機(jī)器布置合理人和機(jī)器安裝位置的關(guān)系，應(yīng)遵循便于人迅速而準(zhǔn)確地使用機(jī)器的原則。（4）信息交流暢通作業(yè)空間設(shè)計(jì)應(yīng)使操作者在操作過(guò)程中能夠看到自己所操縱的機(jī)器和必須與自己聯(lián)系的其他操作者。第16頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、心理空間（1）人身空間人身空間是指環(huán)繞一個(gè)人的隨人移動(dòng)的具有不可見(jiàn)的邊界線(xiàn)的封閉區(qū)域，其他人無(wú)故闖入該區(qū)域，則會(huì)引起人在行動(dòng)上的反應(yīng)。第17頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三人身空間的大小，可以用人與人交往時(shí)彼此保持的物理距離來(lái)衡量。通常分為四種距離，即親密距離（愛(ài)人0-45cm）、個(gè)人距離（朋友同事45-120cm）、社會(huì)距離（社會(huì)活動(dòng)120-360cm）和公共距離（360-750cm）。人身空間受性別、年齡、個(gè)性、民族文化習(xí)俗、社會(huì)地位、熟識(shí)程度的影響。第18頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三(2)領(lǐng)域性它與人身空間的區(qū)別，在于領(lǐng)域的位置是固定的，而不是隨身攜帶的，其邊界通常是可見(jiàn)的，具有可被識(shí)別的標(biāo)記。私有領(lǐng)域（房產(chǎn)）公有領(lǐng)域（大街，商店）要?jiǎng)澐稚鐣?huì)空間，滿(mǎn)足人對(duì)領(lǐng)域的要求，如隔斷第19頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三三、活動(dòng)空間人從事各種作業(yè)都需要有足夠的操作活動(dòng)空間。操作活動(dòng)空間受工作過(guò)程、工作設(shè)備、作業(yè)姿勢(shì)以及在各種作業(yè)姿勢(shì)下工作持續(xù)時(shí)間等因素的影響。作業(yè)中常采用的作業(yè)姿勢(shì)有立姿、坐姿、坐—立姿、單腿跪姿以及仰臥姿等。第20頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第21頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第22頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第二節(jié)工作區(qū)域設(shè)計(jì)

一、水平面工作區(qū)域

操作者采用立姿或坐姿操作時(shí)，上肢在水平面上移動(dòng)形成的軌跡所包括的區(qū)域稱(chēng)為水平面工作區(qū)域。水平面工作區(qū)域可分為最大工作區(qū)域和正常工作區(qū)域。第23頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三1、6以肘關(guān)節(jié)為中心，前臂和手能自由到達(dá)的正常區(qū)域（巴恩斯）2、5以肩關(guān)節(jié)為中心，臂和手伸直的最大區(qū)域（巴恩斯）3、4正常作業(yè)范圍（斯夸爾斯）（最佳區(qū)域）第24頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第25頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三圖中字母解釋E點(diǎn)—被測(cè)者肩峰點(diǎn)的位置；AC—人體肩寬的1/2；C點(diǎn)—運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)肘的位置；D點(diǎn)—手運(yùn)動(dòng)時(shí)肘達(dá)到的終點(diǎn)位置；CD—肘運(yùn)動(dòng)的圓弧軌跡；CP—前臂長(zhǎng)；PQ—手移動(dòng)軌跡曲線(xiàn)。第26頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、垂直面工作區(qū)域垂直面工作區(qū)域也可分為最大工作區(qū)域和正常工作區(qū)域。美國(guó)的法萊（Farley）將最大工作區(qū)域定義為以肩峰點(diǎn)為軸，上肢伸直在矢狀面上移動(dòng)時(shí)，手的移動(dòng)軌跡所包括的范圍；將正常工作區(qū)域定義為上臂自然下垂，以肘關(guān)節(jié)點(diǎn)為軸，前臂和手的移動(dòng)軌跡所包括的范圍。第27頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三三、立體工作區(qū)域?qū)⑺矫婀ぷ鲄^(qū)域和垂直面工作區(qū)域結(jié)合，上肢在三維空間運(yùn)動(dòng)所包括的范圍為立體工作區(qū)域或空間工作區(qū)域。立體工作區(qū)域也可分為最大工作區(qū)域和正常工作區(qū)域。舒適工作區(qū)域一般介于肩與肘之間的空間范圍內(nèi)，此時(shí)手臂活動(dòng)路線(xiàn)最短。第28頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第29頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三四、工作區(qū)域設(shè)計(jì)1.坐姿操作工作區(qū)域設(shè)計(jì)

進(jìn)行工作區(qū)域設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于工作面高度的確定，應(yīng)以提高工作效率和使操作者保持正確姿勢(shì)，減少疲勞為原則。適于從事輕、中作業(yè)且不要求作業(yè)者在作業(yè)過(guò)程中走動(dòng)的工作。

工作面的最佳高度應(yīng)在肘下50mm,但工作面確定在人的肘上25mm至肘下25mm之間，對(duì)工作效率無(wú)明顯不良影響。第30頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三調(diào)節(jié)高度方法：一是調(diào)節(jié)機(jī)器的高度；二是調(diào)節(jié)座椅或腳墊板以調(diào)節(jié)操作者肘部的高度；三是調(diào)節(jié)工件的高度。對(duì)于坐姿作業(yè)，可使工作面高度恒定，通過(guò)調(diào)節(jié)座椅高度，使肘部與工作面之間，保持適宜的高度差，并通過(guò)調(diào)節(jié)擱腳板高度，使操作者的大腿處于近似水平的舒適位置。第31頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三

坐姿操作時(shí)水平面的工作區(qū)域第32頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第33頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第34頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.立姿操作工作區(qū)域設(shè)計(jì)

對(duì)于立姿操作工作面高度的設(shè)計(jì)，通常為肘部以下50-100mm,也可通過(guò)調(diào)節(jié)操作者腳下的腳墊板高度來(lái)調(diào)節(jié)肘部的高度，以保持工作面與肘之間的適宜距離。適于從事中、重作業(yè)以及坐姿作業(yè)崗位的設(shè)計(jì)參數(shù)和工作區(qū)域受到限制的工作。立姿作業(yè)時(shí)的水平面工作區(qū)域與坐姿作業(yè)時(shí)相同。第35頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第36頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三站姿作業(yè)面高度與作業(yè)性質(zhì)的關(guān)系

（a）精密作業(yè)；（b）一般作業(yè)；（c）重荷作業(yè)第37頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三站姿一般作業(yè)面高度與身高的關(guān)系第38頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.坐—立姿交替操作工作區(qū)域設(shè)計(jì)采用坐—立姿交替的作業(yè)姿勢(shì)時(shí)，其水平面工作區(qū)域與采用坐姿作業(yè)時(shí)相同；其垂直面工作區(qū)域與采用立姿作業(yè)時(shí)相同。適于操作者在作業(yè)的過(guò)程中不得不采用不同的作業(yè)姿勢(shì)來(lái)完成的工作。

4.其他作業(yè)姿勢(shì)的空間尺寸采用蹲坐、屈膝、跪、爬、臥等姿勢(shì)進(jìn)行操作時(shí)，需要占用的最小空間尺寸。第39頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第40頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第三節(jié)作業(yè)空間布置

根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的布置原則，在有限的空間內(nèi)定位和安排作業(yè)（包括機(jī)器、設(shè)備及其顯示器、控制器等）。在作業(yè)空間的布置中，不僅要考慮人機(jī)的關(guān)系，還要考慮機(jī)器、元器件之間的關(guān)系。從大的范圍來(lái)說(shuō)，就是如何把所需要的機(jī)器、設(shè)備和工具，按照人的操作要求進(jìn)行空間布置。對(duì)單個(gè)人機(jī)系統(tǒng)而言，是如何合理安排控制器、顯示器的問(wèn)題。第41頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、人機(jī)工程學(xué)的總體布置原則1、根據(jù)人的作業(yè)要求，先考慮總體布置，再考慮局部設(shè)計(jì)；2、先考慮人，后考慮設(shè)備；3、操縱設(shè)備應(yīng)按使用頻率和操作順序進(jìn)行布置；4、把常用控制器、顯示器放在最佳作業(yè)范圍內(nèi)；5、要考慮安全、人流、物流的合理組織。第42頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、機(jī)器、設(shè)備的布置原則1、按作業(yè)順序布置機(jī)器、設(shè)備一般按作業(yè)順序布置。這類(lèi)作業(yè)場(chǎng)所要求制造和裝配是連續(xù)性的。它所生產(chǎn)的產(chǎn)品可以在生產(chǎn)線(xiàn)上以最短的時(shí)間完成加工和裝配，避免了無(wú)謂的原材料和半成品的搬運(yùn)，使生產(chǎn)路線(xiàn)達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的要求。它特別適合專(zhuān)業(yè)化工廠(chǎng)成批大量生產(chǎn)的加工和裝配作業(yè)。第43頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第44頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、按設(shè)備功能布置

它是指將機(jī)器、設(shè)備按其功能分類(lèi)，同一功能的設(shè)備被編作一組，共同完成某一產(chǎn)品的同一道工序。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)器設(shè)備的利用率高，且一旦某一臺(tái)設(shè)備或作業(yè)者出現(xiàn)故障，對(duì)全局不會(huì)造成太大影響。缺點(diǎn)：從一組設(shè)備到另一組設(shè)備間，需搬運(yùn)原材料和半成品，增加了搬運(yùn)時(shí)間和費(fèi)用。我國(guó)機(jī)械加工車(chē)間常見(jiàn)到的布置方式。第45頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第46頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三3、混合布置

它是指將以上兩種方式結(jié)合在一起來(lái)布置機(jī)器設(shè)備。這樣既吸收了兩種方式的優(yōu)點(diǎn)，又避免了它們各自的缺點(diǎn)。在實(shí)際作業(yè)中，工廠(chǎng)根據(jù)不同產(chǎn)品的加工特點(diǎn)以及加工同一產(chǎn)品過(guò)程中的不同工藝要求，采用混合布置方式是比較合適的。第47頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三三、控制面板的布置原則1、按重要程度布置在控制面板上有多個(gè)顯示器、控制器時(shí)，應(yīng)按照各器件對(duì)完成作業(yè)起作用的重要程度來(lái)布置，即最重要的器件應(yīng)布置在人的最佳操作范圍和視覺(jué)范圍內(nèi)。第48頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第49頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、按作業(yè)順序布置

它是指在完成某一作業(yè)的過(guò)程中所使用的控制器、顯示器是有一定順序的，在配置這些器件時(shí)也應(yīng)按照使用順序布置。布置順序要按照從左到右，由上而下的順序排列。第50頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三3、按使用頻率的高低布置

對(duì)于經(jīng)常使用的器件，應(yīng)放在人的最佳操作范圍和最佳視覺(jué)范圍內(nèi)。如：一般對(duì)于使用頻繁的顯示器，在垂直面上應(yīng)布置在作業(yè)者水平視線(xiàn)偏30°角的范圍內(nèi)；在水平面上應(yīng)布置在正中矢狀面偏30°角的范圍內(nèi)。第51頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三4、按功能對(duì)應(yīng)性原則排列

它是指當(dāng)控制面板上的顯示器、控制器較多時(shí)，要成組排列，將功能相關(guān)的器件放在一起，或在位置上相互對(duì)應(yīng)，如手機(jī)的開(kāi)關(guān)。第52頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三面板布置原則與作業(yè)執(zhí)行時(shí)間的關(guān)系第53頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三5、控制器間要有足夠的間距

為了防止誤操作，各控制器之間要留有足夠的間距。如汽車(chē)的剎車(chē)與油門(mén)之間的距離。第54頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三7.3視覺(jué)信息作業(yè)崗位設(shè)計(jì)一、視覺(jué)顯示終端作業(yè)崗位的人機(jī)界面

第四節(jié)作業(yè)空間設(shè)計(jì)的視覺(jué)要求

視覺(jué)顯示終端崗位的人-機(jī)界面第55頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三7.3視覺(jué)信息作業(yè)崗位設(shè)計(jì)

1.人-椅界面首先要求作業(yè)者保持正確坐姿，并采用適當(dāng)尺寸、結(jié)構(gòu)和可以調(diào)節(jié)的座椅。

2.眼-視屏界面要求滿(mǎn)足人的視覺(jué)特點(diǎn)（視距、視野），并選用可旋轉(zhuǎn)和可移動(dòng)的顯示器。

3.手-鍵盤(pán)界面要求上肢能舒適的工作，保持上臂自然下垂，手腕順直，可選擇高度可調(diào)的平板放置鍵盤(pán)，鍵盤(pán)可移動(dòng)，傾斜度可調(diào)。設(shè)計(jì)腕墊，避免引起手腕疲勞綜合癥。

4.腳-地板界面適當(dāng)設(shè)計(jì)臺(tái)、椅、地三者的高度差，避免引起下肢的靜態(tài)負(fù)荷，避免造成大腿受工作臺(tái)面下部的壓迫。

第56頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三1、視覺(jué)顯示終端作業(yè)崗位的人體尺度如圖。

視

覺(jué)

顯

示

終

端

作

業(yè)

崗

位

尺

寸二、信息作業(yè)崗位的人體尺寸

第57頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三7.3視覺(jué)信息作業(yè)崗位設(shè)計(jì)2、儀表控制作業(yè)崗位的人體尺度如圖，該圖中(a)、(b)、(c)分別表示控制臺(tái)結(jié)構(gòu)形式不同，相應(yīng)的作業(yè)崗位尺寸也有一定的差異。

儀表控制臺(tái)作業(yè)崗位尺寸第58頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三7.3視覺(jué)信息作業(yè)崗位設(shè)計(jì)

3、熒光屏觀察作業(yè)崗位的人體尺度

一般辦公狀態(tài)的人體尺度第59頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第五節(jié)控制臺(tái)設(shè)計(jì)一、控制臺(tái)的形式1.桌式控制臺(tái)2.直柜式控制臺(tái)3.組合式控制臺(tái)4.彎折式控制臺(tái)控制臺(tái)（工作臺(tái)）：

是包含操縱裝置和顯示裝置的作業(yè)單元。它小到一臺(tái)便攜式打字機(jī)，大到一個(gè)房間（控制室或控制中心）。第60頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三控制臺(tái)的形式（a）桌式控制臺(tái);（b）直柜式控制臺(tái)；（c）組合式控制臺(tái);（d）彎折式控制臺(tái)第61頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三在現(xiàn)代化的生產(chǎn)系統(tǒng)中，控制器和顯示器往往都裝配在控制臺(tái)上。一臺(tái)設(shè)計(jì)良好的控制臺(tái)，應(yīng)是尺度宜人，操作方便，造型美觀，給人以舒適感。為此，控制臺(tái)的設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮人體尺寸以及人的生理、心理特性。人在控制臺(tái)前的作業(yè)姿勢(shì)有坐姿、立姿、坐—立姿三種。由于作業(yè)姿勢(shì)不同，控制臺(tái)設(shè)計(jì)布置的尺寸范圍也不同。第62頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、坐姿作業(yè)控制臺(tái)設(shè)計(jì)尺寸及布置高臺(tái)式控制臺(tái)尺寸(mm)低臺(tái)式控制臺(tái)尺寸(mm)第63頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三火車(chē)駕駛室第64頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、立姿作業(yè)控制臺(tái)設(shè)計(jì)尺寸及布置

立姿作業(yè)時(shí)控制臺(tái)設(shè)計(jì)尺寸(mm)第65頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三三、坐—立姿作業(yè)控制臺(tái)設(shè)計(jì)尺寸及布置

控制臺(tái)既要適宜于立姿操作又要適宜于坐姿操作，需要提高工作座椅的高度，使操作者半坐在椅面上，一條腿剛好著地。在座椅前控制臺(tái)的適當(dāng)位置設(shè)擱腳板，以防坐姿作業(yè)時(shí)因兩腿懸空而壓迫大腿部靜脈血管。為方便起坐，椅面宜設(shè)計(jì)小些，并帶有腳輪。第66頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第67頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第六節(jié)座椅設(shè)計(jì)

相對(duì)站姿而言，坐姿作業(yè)可以減輕腿部肌肉的負(fù)擔(dān)，有利于血液循環(huán)，降低能力消耗，從而減輕疲勞，提高，工作效率。越來(lái)越多的站姿、體力勞動(dòng)被坐姿、智能化代替。如果坐姿不正確或座椅設(shè)計(jì)部合理，也會(huì)給身體帶來(lái)傷害。因此，多坐姿及座椅設(shè)計(jì)的研究非常必要，這也是目前世界上人因領(lǐng)域正在研究的重要課題。第68頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、坐姿分析人坐著時(shí)，身體主要由脊柱、骨盆、腿和腳支承。脊柱的作用在于支持身體、保護(hù)脊髓，并使人體作廣泛運(yùn)動(dòng)。

第69頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三人體脊柱是由7節(jié)頸椎、12節(jié)胸椎、5節(jié)腰椎，以及骶骨和尾骨組成1.脊柱結(jié)構(gòu)第70頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.腰曲弧線(xiàn)從坐姿生理學(xué)角度，應(yīng)保證腰弧曲線(xiàn)正常。

各種不同姿勢(shì)下所產(chǎn)生的腰椎曲度第71頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三—坐姿生物力學(xué)

座面對(duì)股骨的影響3.股骨受力分析第72頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.椎間盤(pán)受力分析從坐姿生物力學(xué)角度，應(yīng)保證肢體免受異常力作用。

不同坐姿時(shí)椎間盤(pán)受力分析第73頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、座椅的類(lèi)型座椅根據(jù)其使用目的可分為以下三類(lèi)：1.工作用椅，用于辦公室及各種坐姿操作場(chǎng)所。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將舒適性與操作效率一并考慮?？勘场⒏叨葢?yīng)可調(diào)。2.休息用椅，適用于休息室及各種交通運(yùn)輸工具中，以舒適性作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)。3.多功能座椅，適用于多種場(chǎng)所，既可就餐時(shí)使用，也可作為工作用椅或備用椅，故應(yīng)便于搬動(dòng)和堆貯。第74頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第75頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三三、坐椅設(shè)計(jì)

1.坐椅設(shè)計(jì)原則GB/T14774-93《工作座椅一般人類(lèi)工效學(xué)要求》

坐椅設(shè)計(jì)應(yīng)以符合人的生理特性，使人感到舒適為前提，因此，應(yīng)遵循如下設(shè)計(jì)原則：＊坐椅尺寸應(yīng)與就坐者人體測(cè)量尺寸相適宜，并應(yīng)使尺寸可調(diào)。＊坐椅應(yīng)使就坐者保持舒適坐姿，靠背結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)給予腰部以充分的支撐，使脊柱接近于正常自然彎曲狀態(tài)。＊坐椅應(yīng)能支持就坐者的體位并保持其穩(wěn)定。＊坐椅應(yīng)能使就坐變換坐姿，靈活平穩(wěn)地進(jìn)行體態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)。第76頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.坐椅尺寸

座椅的尺寸設(shè)計(jì)包括三個(gè)方面：＊椅面的高度、寬度、深度和椅面傾角；＊靠背的高度、寬度和傾角；＊扶手的高度和面積。第77頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三1）椅面高度

椅面高度應(yīng)使就坐者大腿近似水平，小腿自然垂直，腳掌平放在地面上，既保證不因椅面過(guò)高而使大腿肌肉受壓，又保證不因椅面過(guò)低而增加背部肌肉負(fù)荷。

椅面高度應(yīng)以小腿加足高的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。P5

休息用椅，可取380～450mm對(duì)于工作用椅，可取400～480mm。第78頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三2)椅面寬度。在空間允許的條件下，以寬為好，以方便就坐者變換姿勢(shì)。一般可取400-450mm，扶手椅應(yīng)不小于500mm。P95

3)椅面深度。椅面深度指椅面的前后距離。工作椅取350-400mm，休息椅可取400-430mm。P54)座椅面傾角。座椅面傾角指椅面與水平面的夾角。椅面應(yīng)稍向后下仰，以防長(zhǎng)時(shí)間就坐時(shí)滑落。休息椅可取14°-24°，工作椅可取4°-6°。第79頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三5)靠背的高和寬?？勘车母吆蛯捙c座姿肩高和肩寬有關(guān)，可根據(jù)座椅用途確定。

6)靠背傾角?？勘硟A角是指靠背與椅面之間的夾角。最適宜角度約為115°，學(xué)生座椅可取95°-100°。7)扶手高度。扶手的主要作用在于支承手臂重量，以減輕肩部負(fù)擔(dān)，增加舒適感。8）扶手寬度。不宜過(guò)高，休息椅可取200-230mm?？稍O(shè)計(jì)為活動(dòng)的。第80頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.坐椅設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題＊靠背的形狀和角度，應(yīng)有利于保持良好坐姿，使脊柱接近于正常自然狀態(tài)，減少疲勞。＊對(duì)于工作用椅，為防止座椅的滑動(dòng)和翻倒，椅腳應(yīng)設(shè)計(jì)成5個(gè)，并均勻分布在直徑為400～450mm的圓周上。＊椅面材料應(yīng)透氣性好且不打滑(例如毛料)，以增加臀部的舒適感。椅面前緣應(yīng)呈弧曲面。第81頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三工作椅設(shè)計(jì)座椅的結(jié)構(gòu)形式圖

一般工作座椅結(jié)構(gòu)形式第82頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三主要參數(shù)坐面傾角：3—4度腰靠?jī)A角：110度第83頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.動(dòng)態(tài)座椅見(jiàn)圖a2.前傾式座椅見(jiàn)圖b3.膝靠式座椅見(jiàn)圖c

1.作業(yè)用凳見(jiàn)圖d2.其它支撐物見(jiàn)圖e四、座椅設(shè)計(jì)的新概念五、其他工作座椅第84頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三

圖a動(dòng)態(tài)座椅設(shè)計(jì)第85頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三圖b座面前傾的寫(xiě)字、繪圖椅第86頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三圖c膝靠式座椅第87頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三

圖d作業(yè)用凳

（a）立姿崗位用凳；（b）坐姿崗位用凳；（c）支承旋轉(zhuǎn)凳；（d）單邊支凳第88頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三圖e作業(yè)用支承物

（a）腳踏板和擱臂墊組合；（b）腳踏板和支承凳組合；（c）回跳

凳；（d）帶轉(zhuǎn)動(dòng)支架的轉(zhuǎn)椅第89頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第七節(jié)虛擬車(chē)間與虛擬工廠(chǎng)虛擬工廠(chǎng)（車(chē)間）的概念就是利用計(jì)算機(jī)、仿真、系統(tǒng)建模、圖像生成與顯示技術(shù)等技術(shù)，在人因工程學(xué)原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)研究，分析真實(shí)廠(chǎng)房或?qū)⒁ǔ晒S(chǎng)的生產(chǎn)實(shí)際情況，從而反映工廠(chǎng)的規(guī)劃全貌，并為真實(shí)設(shè)計(jì)提供參考數(shù)據(jù)。

模擬工廠(chǎng)的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，需要對(duì)從原材料到成品所經(jīng)過(guò)的每一場(chǎng)所進(jìn)行模擬，并建立車(chē)間廠(chǎng)房模型，最終完成虛擬工廠(chǎng)和虛擬車(chē)間的設(shè)計(jì)。第90頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、虛擬車(chē)間

車(chē)間和工廠(chǎng)是制造產(chǎn)品的直接場(chǎng)所，是作為總體作業(yè)空間的典型實(shí)例。工廠(chǎng)由基本加工單位—車(chē)間組成，分析車(chē)間的規(guī)劃、布置是建立虛擬工廠(chǎng)的第一步。以機(jī)械加工或裝配車(chē)間為例分析。第91頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三1、確定車(chē)間類(lèi)型車(chē)間類(lèi)型不同，廠(chǎng)方結(jié)構(gòu)不同。

如機(jī)械加工車(chē)間、裝配車(chē)間、儀器儀表車(chē)間等。2、車(chē)間廠(chǎng)房設(shè)計(jì)（1）單層廠(chǎng)房和多層廠(chǎng)房

一般機(jī)械加工車(chē)間、裝配車(chē)間大多為單層廠(chǎng)房，這有利于物料的傳輸；儀器儀表車(chē)間等輕型產(chǎn)品生產(chǎn)車(chē)間采用多層廠(chǎng)房，標(biāo)準(zhǔn)件車(chē)間也可采用多層廠(chǎng)房。第92頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三第93頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三（2）單層廠(chǎng)房開(kāi)間寬度

根據(jù)開(kāi)進(jìn)內(nèi)產(chǎn)品的大小、機(jī)床的大小、排列行數(shù)、工作位置的大小以及通道寬度來(lái)決定。如：輕型產(chǎn)品（儀器儀表、標(biāo)準(zhǔn)件），開(kāi)間寬度為9m、12m、18m;

中型產(chǎn)品（機(jī)床、水泵、汽車(chē)），開(kāi)間寬度為12m、15m、18m;

重型產(chǎn)品（軋鋼設(shè)備、汽輪機(jī)），開(kāi)間寬度為18m、21m、24m。第94頁(yè)，講稿共104頁(yè)，2023年5月2日，星期三（