工作台椅与工具设计.ppt

工作台椅与工具的设计,6.1 控制台设计,6.1.1 控制台的形式1.桌式控制台2.直柜式控制台3.组合式控制台4.弯折式控制台,控制台（工作台）：是包含操纵装置和显示装置的作业单元。它小到一台便携式打字机，大到一个房间（控制室或控制中心）。,工作台椅与工具的设计,6.1 控制台设计,桌式控制台,直柜式控制台,组合式控制台,弯折式控制台,工作台椅与工具的设计,6.1 控制台设计,6.1.2 控制台设计要点,控制台设计的主要内容：工作台尺寸宜人、造型美观、方便使用、给人以舒适感。关键：根据人体尺度，将控制器与显示器布置在作业者正常的作业空间范围内。保证作业者能良好地观察必要的显示器，操作所有的控制器，以及为长时间作业提供舒适的作业姿势。控制台有时在操作者前侧上方也有作业区，所有这些区域都必须在可视可及区内。,工作台椅与工具的设计,6.1 控制台设计,1、控制台作业面,图6-2 推荐的控制台作业面布置区域,女性：P2.5,工作台椅与工具的设计,6.1 控制台设计,2.显示器面板形式,图6-3 显示面板的型式,工作台椅与工具的设计,6.1 控制台设计,3.控制台上方干涉点高度,图6-4 控制台干涉点高度,式中 h干涉点高度 k操作者眼高 H显示面板下端高度 d操作者眼点与干涉点的投影距离 D干涉点与显示面板的投影距离,工作台椅与工具的设计,6.1 控制台设计,工作台椅与工具的设计,6.1 控制台设计,6.1.3 常用控制台设计,坐姿低台式控制台,设计要点1、控制台高度应低于人的水平视线2、控制器设置在斜度为20度的面板上,工作台椅与工具的设计,6.1 控制台设计,6.1.3 常用控制台设计,坐姿高台式控制台,设计要点1、重要仪器布置于水平向上10向下30，斜度为10 的面板上2、水平向上1045放置次要显示器。3、水平向上/3050放置各种控制器,工作台椅与工具的设计,6.1 控制台设计,火车驾驶室,工作台椅与工具的设计,6.1 控制台设计,6.1.3 常用控制台设计,坐立两用控制台,设计要点1、重要仪器布置于水平向上10向下45，斜度为60 的面板上2、水平向上1030放置次要显示器。,男性:P50,工作台椅与工具的设计,6.1 控制台设计,图6-7 一种标准控制台的设计,标准控制台,工作台椅与工具的设计,6.1 控制台设计,工作台椅与工具的设计,6.1 控制台设计,工作台椅与工具的设计,6.1 控制台设计,工作台椅与工具的设计,6.2办公台设计,6.2.1 电子化办公台人体尺度,图6-8 电子化办公示意图,工作台椅与工具的设计,6.2办公台设计,6.2.1 电子化办公台人体尺度,图6-9 电子化办公台主要尺寸,工作台椅与工具的设计,6.2办公台设计,6.2.2 电子化办公台可调设计,图6-10 电子化办公台调节方式,工作台椅与工具的设计,6.2办公台设计,6.2.3 电子化办公台组合设计,图6-11 办公台组合设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,A、装饰性：审美观念B、功能性：支持人的身体,1、椅子的功能,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作椅设计主要依据,当人站立时，人体的足裸、腰部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力作用，以维持直立状态，而坐时，可免除这些肌力，减少人体能耗，消除疲劳，坐姿态比站立更有利于血液循环，而且有利于保持身体的稳定。目前，大多数办公室人员、脑力劳动者、部分体力劳动者都采用坐姿工作。随着技术的进步，愈来愈多的体力劳动者也将采取坐姿工作，因而工作坐椅设计和相关的坐姿分析日益成为人机工程学工作者和设计师们关注的研究课题。,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,1.脊柱结构,坐姿生理学,7,5,12,5,4,腰曲,图6-12 脊柱的形状及组成,前,后,肩靠,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,2.腰曲弧线,从坐姿生理学角度，应保证腰弧曲线正常。,图6-13 各种不同姿势下所产生的腰椎曲度,坐姿生理学,人 处于不同坐姿时，脊柱形态不同。当人侧卧，大、小腿稍作弯曲时，脊柱呈自然弯曲状态，此时，椎间盘、韧带和肌肉的受力最小，人感到最舒适（见图B线）。,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,3.腰椎后突和前突,图6-14 腰椎后突和前凸(a)腰椎后突;(b)腰椎前凸,无腰靠或腰靠不明显,腰靠过分前凸,坐姿生理学,腰靠合理才能腰椎前凸合理,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,坐姿生物力学,体压分布,好的坐椅应使身体的重量分布合理。人坐着时人体上部和大腿的重量由座面来承担，由解剖学看人的坐骨结节处是人最能承重的部分，坐着时人体大约75%的体重由它及每块结节处的25cm2面积范围肌肉来支持。,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,臀部体压分布曲线,压力过大会使血液循环和神经传导受到影响,坐骨处承压能力最大,大腿根处承压能力几乎为零,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,坐姿生物力学,6-16 座面对股骨的影响,3.股骨受力分析,避免斗型坐面,股骨受压迫使髋部肌肉反常压迫使肘部肩部受力,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,32,坐姿生物力学,4.椎间盘受力分析,腰曲弧线正常时椎间盘上受力均匀（a图）,图6-17 不同坐姿时椎间盘受力分析,腰曲弧线向前弯曲椎间盘前端间隙变小受推挤和摩擦，腰部不舒适易病变（b图）,汽车驾驶员舒适的坐姿角度（c图）,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,坐姿人机工程学,理想坐椅：应使就坐者体重分布合理，大腿近似呈水平状态，两足自然着地，上臂不负身体的重量，肌肉放松，操作时躯干稳定性好，坐姿变换方便，给人以舒适感。,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,B、设计原则 座椅设计应符合人的生理特性，使人感到舒适为前提条件。座椅尺寸应与就坐者人体测量尺寸相适宜，并应使尺寸可调节。坐椅应使就坐者保持舒适坐姿。靠背结构和尺寸应给予腰部以充分的支撑，使脊柱接近于正常自然弯曲状态。座椅应能支持就坐者的体位并保持其稳定。坐椅能使就坐者变换坐姿，灵活而平衡他进行体态自动调节。,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,图6-18 对座椅设计有用的人体尺寸,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,按使用目的分类：工作椅、休闲椅、多功能椅。工作椅：用于各类工作场所，舒适性与效率都要考虑。休闲椅（或休息椅）：家居、休息场所、各类交通工具以舒适性作为设计重点。多功能椅：可用于多种类型的场所。也可以按使用环境来分类：室内用椅、室外用椅、交通工具用椅。,座椅的分类,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,坐椅设计细则,A、座高,地面到就坐者在坐面上坐骨结节支承处的高度。座面高度按小腿长+鞋跟高来确定，按我国体尺度，可取380450mm。,如果座面是可调的，调节范围可以是：330530mm。,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,B、坐宽,满足臀部就坐所需的尺度，人能自如地调坐姿。按女性臀尺寸的第95百分位数值进行设计，一般可取400450mm，对于扶手椅应不小于500mm。如果空间允许，以宽大为好，能保证就坐者方便地变换坐姿，比人的肘间宽稍大些，餐椅可适当放宽，以600680mm为宜。,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,C、坐深,坐深是指坐面的前后距离。其尺寸应满足三条件：使臀部得到充分支持；腰部须得到靠背的支持；椅面前缘与小腿间留有适当距离 通常工作椅可取：350mm400mm 休息椅可取：400mm430mm,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,D、坐面倾角,椅面与水平面的夹角。坐面略向后倾斜，以防止长时间坐着时臀部向前滑动，并方便背部背向靠背。工作用椅由于工作时身体需向前倾，倾角不宜大，可取46。休息椅后倾角须大些，有得于肌肉的放松，可取1424。,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,E、靠背,靠背应适当地支持腰凹，使腰关节能自由运动。靠背压于腰部的面积愈宽愈好，因此靠背的水平开头就适合于腰围。靠背倾角是指靠背与椅面之间的夹角，按保持脊柱的正常自然形态增加舒适感作为设计要求，最适宜的角度为115。也可以依据坐椅的用途来确定。,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作用椅：95105，一般100为宜。学生用椅：在保持警觉条件下，可取95100。休息用椅：105110。,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,F、扶手高度,扶手的用途主要在于支持手臂重，以减轻肩部负担，增加舒适感。在就坐、起坐和变换坐姿时，手臂可利用扶手来支撑身体，并可在不稳定条件下利用扶手保持身体的稳定。扶手的高度是指椅面到扶手上表面的距离，一般在椅面有效厚度以上200230mm。两扶手间距在500600mm之间。,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,驾驶用坐椅的设计尺寸（单位：mm）,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,汽车乘客坐椅设计尺寸,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,火车坐椅设计尺寸,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,座椅欣赏,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,6.3工作座椅的设计,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,手握工具采用人机工程学设计设计目的,人们的生产、生活离不开各类工具，这些工具的尺寸与形状很大一部分不符合人机工程学的设计原则。长期使用易造成身体损伤、病变；生产的效率低下。因此有必要根据人机工程学的原理对手握工具进行合理的设计。,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,手的解剖,手的组成：骨、动脉、神经和肌腱等部分组成,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,手臂的解剖,二,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,抓握工具动作分类,着力抓握：（手指和手掌同时用力）,精确抓握：手指,力与小臂平行,力与小臂垂直,着力和控制动作不能同时进行,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,重复性积累损伤病症 腱鞘炎：手腕尺偏、掌曲和腕外转，使腕部肌腱弯曲导致腱鞘处发炎；腕道综合症（腕隧道症侯群）：由于腕道内正中神经损伤所引起的不适。表现为手部疼痛、灼热、刺痛及麻木感。网球肘(肱骨外踝炎、主妇肘)：一种肘部组织炎症，由手腕的过度桡偏引起。尤其是当挠偏与掌内转和背屈状态同时出现时，肘部挠骨头与肱骨小头之间的压力增加，导致网球肘。狭窄性腱鞘炎(俗称扳机指)：是由手指反复弯曲动作引起的。在类似扳机动作的操作中，食指或其它手指的顶部指骨须克服阻力弯曲，而中部或根部指骨这时还没有弯曲。导致手指前端弯曲。,手握工具不当设计易造成的病症,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,手握式工具设计原则,1、一般设计原则必须有效地实现预定的功能；必须与操作者身体成适当比例，使操作者发挥最大效率；适当考虑性别、训练程度和身体素质的差异；作业姿势不能引起过度疲劳。,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,2、解剖学因素,避免静肌负荷 手臂自然下垂,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,保持手腕处于顺直状态,工具把手与工作部分弯曲10患腱鞘炎的几率大大降低,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,把手弯曲式工具设计,保持手腕处于顺直状态,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,避免掌部组织受压力,掌部和手指承受较大压力时会影响血液循环、导致麻木刺痛感。设计时应增大接触面积,传统设计,改良设计,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,避免手指重复动作,食指反复做扳机动作时易导致扳机指（狭窄性腱鞘炎）此类动作可用拇指或指压板替代。,拇指操作 指压板操作,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,把手设计参数直径：着力抓握30mm40mm；精密抓握8mm16mm长度：100mm125mm；形状：圆形、三角形、矩形、丁字形、斜丁字形等；弯角：10度左右；,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,双把手工具：抓握空间；,要注意抓握空间最大握力的关系,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,用手习惯和性别差异,要注意考虑左、右手习惯和性别上的差异,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,采用人机工程学设计的工具,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,工作台椅与工具的设计,手握工具的设计,