人体作业与空间设计.ppt
人 机 工 程 学,教师：廖 敏,2,2023年6月12日星期一,第五章 人体作业与空间设计,5.1 作业姿势设计原则,5.2 作业姿势设计要点和手段,5.3 作业空间设计的一般要求,5.4 作业空间设计,5.5 作业空间的人体尺寸,3,2023年6月12日星期一,5.1 作业姿势设计原则,5.1.1 作业姿势的选择1.确定作业姿势的因素（1）工作空间大小与照明条件；（2）体力负荷大小及用力方向；（3）工作场所各物体的安装位置；（4）工作台面的高度，有无合适的容膝空间；（5）操作时起、坐的频率；（6）操作作业体位。,4,2023年6月12日星期一,5.1.1 作业姿势的选择,2.立姿作业与坐姿作业的分析（1）立姿操作使用情况分析须要经常改变体位的操作；常用的控制器分布在较大的区域；在没有容膝空间的机器旁工作；需要用力较大的作业；单调的作业易引起心理性疲劳。,5,2023年6月12日星期一,5.1.1 作业姿势的选择,2.立姿作业与坐姿作业的分析（2）坐姿操作使用情况分析维持时间较长的工作；精确而细致的操作；需要手足并用的操作。,6,2023年6月12日星期一,5.1.2 动作经济与效率法则,1.利用人体的原则2.布置工作地点的原则3.设计工具和设备的原则,双手应同时开始，并同时完成动作；除休息时间外，双手不应同时闲着；双臂的动作应对称，方向应相反，并同时进行；双手和身体的动作应利用最低等级，以减少不必要的体力消耗；应当利用力矩协助操作。在动作过程中，使用流畅而连续的曲线运动。作业时眼睛的活动应处于舒适的视觉范围内，避免经常改变视距。,工具和材料应放在固定地点，以减少寻找造成的人力和时间的浪费；工具、物料和操控器应布置在操作者的最大工作范围内；同时使操作者的手移动距离越小和移动次数越少越好。工具与物料应按最佳动作顺序排列布置。,尽可能将两种或多种工具组合为一种。应用手指操作时，必须按各手指的自然能力分配负荷。工具中各种手柄的设计，应尽量增大与手的接触面积。,7,2023年6月12日星期一,5.1.3 动作重构原则,取消：取消等待、闲置、多余的动作。合并：合并可能同时进行的动作。重排：重排动作顺序。简化：缩短动作距离，简化动作要素。,8,2023年6月12日星期一,5.2 作业姿势设计要点和手段,在作业姿势设计中，要避免身体出现不自然的状态。,9,2023年6月12日星期一,5.2.1 作业姿势设计要点,在作业姿势设计中，要避免身体出现不自然的状态。,10,2023年6月12日星期一,5.2.1 作业姿势设计要点,在作业姿势设计中，要避免身体出现不自然的状态。,11,2023年6月12日星期一,5.2.1 作业姿势设计要点,在作业姿势设计中，要避免身体出现不自然的状态。,好 不好,12,2023年6月12日星期一,5.2.1 作业姿势设计要点,在作业姿势设计中，要避免身体出现不自然的状态。,13,2023年6月12日星期一,5.2.2 作业姿势设计手段,1.人体模板。,坐姿人体模板,14,2023年6月12日星期一,5.2.2 作业姿势设计手段,举例：利用人体坐姿模板设计汽车驾驶室，以及乘客座椅等相关尺寸。,15,2023年6月12日星期一,5.2.2 作业姿势设计手段,2.人体仿真软件。举例1：SAMMIE系统生成的一个计算机工作台和操作者工作姿态模型。,16,2023年6月12日星期一,5.2.2 作业姿势设计手段,2.人体仿真软件。举例2：CREW CHIFF系统中一个女性操作者正使用扳手拧紧一个螺钉。,17,2023年6月12日星期一,5.3 作业空间设计的一般要求,（1）作业空间根据人体尺寸参数设计，应保证90%以上的使用者在所设计的空间内能顺利完成规定的作业。,18,2023年6月12日星期一,5.3 作业空间设计的一般要求,（2）均衡四肢的作业负荷。,19,2023年6月12日星期一,5.3 作业空间设计的一般要求,（3）避免不必要的空间障碍和违反使用者正常习惯的空间布局。,20,2023年6月12日星期一,5.3 作业空间设计的一般要求,（4）保证紧急条件下人员的撤离和安全。,21,2023年6月12日星期一,5.3 作业空间设计的一般要求,影响作业空间设计的因素。首先，是视觉的可视性要求。,22,2023年6月12日星期一,5.3 作业空间设计的一般要求,影响作业空间设计的因素。其次，是作业的性质对作业空间设计的影响。,23,2023年6月12日星期一,5.4 作业空间设计,5.4.1 坐姿作业1.坐姿手工作业岗位。参数见表8-1、表8-2、表8-3。,24,2023年6月12日星期一,5.4.1 坐姿作业,坐姿工作岗位的人体尺寸参数。,男性,女性,25,2023年6月12日星期一,5.4.1 坐姿作业,坐姿工作岗位的人体尺寸参数。,26,2023年6月12日星期一,5.4.1 坐姿作业,坐姿作业的人体尺寸参数。,27,2023年6月12日星期一,5.4.1 坐姿作业,坐姿作业的人体尺寸参数。,28,2023年6月12日星期一,5.4.1 坐姿作业,2.视觉信息作业岗位人体尺寸。（1）视觉显示终端作业岗位的人体尺寸。,29,2023年6月12日星期一,5.4.1 坐姿作业,2.视觉信息作业岗位人体尺寸。（2）仪表控制作业岗位的人体尺寸。,30,2023年6月12日星期一,5.4.1 坐姿作业,2.视觉信息作业岗位人体尺寸。（3）荧光屏观察作业岗位的人体尺寸。,31,2023年6月12日星期一,5.4.2 立姿作业,1.立姿手工作业岗位。,32,2023年6月12日星期一,5.4.2 立姿作业,立姿作业的人体尺寸参数。,1.最有利的抓握范围；2.手操作最适宜范围；3.手操作最大范围；4.手可达的最大范围。,33,2023年6月12日星期一,5.4.2 立姿作业,立姿作业的人体尺寸参数。,34,2023年6月12日星期一,5.4.3 坐立交替作业,（1）坐立交替手工作业岗位。,35,2023年6月12日星期一,5.4.3 坐立交替作业,（2）坐立交替人体尺寸参数。,36,2023年6月12日星期一,5.4.4 特殊人群的空间设计,（1）电梯间设计中考虑了残疾人使用轮椅的情况。,37,2023年6月12日星期一,5.4.4 特殊人群的空间设计,（2）通道设计和搁架设计。,38,2023年6月12日星期一,5.4.4 特殊人群的空间设计,（2）通道和搁架设计。,39,2023年6月12日星期一,5.5 作业空间的人体尺寸,5.5.1 有关概念1.近身作业空间 指作业者在某一位置时，考虑身体的静态和动态尺寸，在坐姿或站姿状态下所能完成作业的空间范围。2.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。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。,40,2023年6月12日星期一,作业空间设计时人体测量数据应用,1.确定对于设计至为重要的人体尺度；2.确定设计对象的使用者群体，以决定尺度范围；3.确定数据运用准则；4.数据运用准则确定后，还应选择合适的设计定位群体的百分位；5.查找与定位群体特征相符合的人体测量数据表，选择有关的数据值；6.如有必要，对数据作适当的修正；7.考虑人体测量学数据的静态和动态性质。,41,2023年6月12日星期一,5.5.3 近身作业空间,1.坐姿近身作业空间。,第5百分位的人体坐姿抓握尺度范围,42,2023年6月12日星期一,5.5.3 近身作业空间,2.站姿近身作业空间。,男性第5百分位的人体站姿单臂近身作业空间,43,2023年6月12日星期一,5.5.3 近身作业空间,2.站姿近身作业空间。,男性第5百分位的人体站姿双臂近身作业空间,44,2023年6月12日星期一,5.5.3 近身作业空间,3.脚的作业空间。,45,2023年6月12日星期一,5.5.3 近身作业空间,4.受限作业空间。,46,2023年6月12日星期一,5.5.3 近身作业空间,4.受限作业空间。,47,2023年6月12日星期一,5.5.3 近身作业空间,4.受限作业空间。,48,2023年6月12日星期一,5.5.5 作业面设计,1.水平作业面。,49,2023年6月12日星期一,5.5.5 作业面设计,2.作业面高度。作业面高度确定应遵从以下原则：（1）高度可调节；（2）应使臂部自然下垂；（3）不应使脊椎过度屈曲；一般，作业面高度在肘部以下510cm。,50,2023年6月12日星期一,5.5.5 作业面设计,2.作业面高度。,站姿作业面高度与作业性质的关系,51,2023年6月12日星期一,5.5.5 作业面设计,2.作业面高度。,站姿作业面的高度与身高的关系,52,2023年6月12日星期一,讨论,1.人的操作时作业姿势设计原则。2.运用动作分析的方法，讨论如何提高人在作业活动中的动作经济性与效率问题？3.举例说明进行人体作业姿势设计的方法和手段。4.作业空间设计时人体测量数据应用。5.受限作业空间是指什么？其人体测量数值的百分位数该怎么取？,Thank You!,
