作业空间参考汇总课件.ppt
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1、作业空间设计,1、基本概念,作业空间 人、机器设备、工装及被加工物所占的空间。(1)近身作业空间作业者在某一固定工作岗位时,考虑人体的静态和动态尺寸,在坐姿或站姿状态下, 为完成作业所及的空间范围。(2)个体作业场所作业者周围与作业者有关的,包括设备等因素在内的作业区域。(3)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。,一、作业空间的概念,作业空间作业空间包含三种不同的空间范围作业接触空间作业活动空间安全防护空间,人体在规定的位置上进行作业时(如操纵机器、维修设备等),必须触及的空间,即作业范围,或称为作业接触空间。人们为完成劳动任务的大部分工时主要在这个范围内度过。,一、
2、作业空间的概念,作业空间作业空间包含三种不同的空间范围作业接触空间作业活动空间安全防护空间,人体在作业时或进行其他活动时(如进出工作岗位、在工作岗位进行短暂的放松与休息等),人体自由活动所需要的范围,即作业活动空间。,一、作业空间的概念,作业空间作业空间包含三种不同的空间范围作业接触空间作业活动空间安全防护空间,为了保障人体安全,避免人体与危险源(如机械转动部位等)直接触所需要的安全防护空间。,2作业空间设计 按照作业者的操作范围、视觉范围以及作业姿势等一系列生理、心理因素对作业对象、机器设备、工具等进行合理的空间布局,给人、物等确定最佳(合理)的流通路线和占有区域,以提高系统的可靠性、舒适性
3、和经济性。(广义) 合理设计工作岗位空间。(狭义),2、作业空间设计的一般要求,1)近身作业空间设计应考虑的因素(1)作业特点 (2)人体尺寸 (3)作业姿势 (4)个体因素 (5)维修活动,2)作业场所布置原则(1)重要性原则 (2)使用频率原则 (3)功能原则 (4)使用顺序原则,(三)总体作业空间设计的依据 组织的生产(作业)方式、工艺(过程)特点决定了总体作业空间结构(即多个个体作业场所的空间结构)。,作业空间设计就是要从根本上解决两个“距离”问题。一是“安全距离”,是为了防止碰到某物(一般指较危险的物品)而设计的障碍物距离作业者的尺寸范围;二是“最小距离”,也就是确定作业者在工作时所
4、必需的最小活动范围。,二、作业空间设计的人体因素,1、人体测量学数据的运用2、视觉要求3、行为影响4、工作体位,1、人体测量学数据的运用,(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,以决定必须考虑的尺度范围 (3)确定数据运用原则 (人体设计原则,可调设计原则,平均设计原则)(4)如有必要,选择合适的数据定位群体的百分位 (5)查找表选择有关数据值(6)如有必要,对数据作适当的修正 (7)考虑测量衣着情况 (8)考虑人体测量学数据的静态和动态性质,2、视觉要求,视野视距 眼高运动规律,水平视野:双眼视区大约60以内的区域,辨别字的视线角度为1020;分辩字母的视线角度为
5、530。对于特定的颜色的辨别,视线角度为3060。最敏锐的视力是在标准视线每侧1的范围内。 垂直视野:以标准视线水平为0基准,则最大视区为视平线以上60和视平线以下70。颜色辨别界限为视平线以上30,视平线以下40。 自然视线:低于标准视线,站立时自然视线低于水平线40,坐着时低于水平线15;在站姿松弛时,自然视线偏离标准线30,在坐姿松弛时,自然视线偏离标准线38。最佳观看展示物的视区在低于标准线30的区域里。,2、视觉要求,视野视距 眼高运动规律,正常作业中,通常采用3876 cm的视距范围。 目标在560cm处最为适宜,低于380cm时会发生目眩,超过76cm时,细节看不清楚。当观察目标
6、需要转动头部时,左右均不宜超过45,上下也均不宜超过30。,2、视觉要求,视野视距 眼高运动规律,立姿眼高是从地面至眼睛的距离,在一般工业人口中,眼高的范围约为(147175)mm。坐姿眼高是从座位面至眼睛的距离,其范围约为(660790)mm。两组数据值均为正常衣着和身体姿势状态。这些尺寸是目视工作必须适应的眼高范围。,2、视觉要求,视野视距 眼高运动规律,(1)眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳;一般先看到水平方向的物体,后看到垂直方向的物体。因此,很多仪表外形设计成横向长方形。 (2)视线的变化习惯于从左到右,从上到下和顺时针方向运动。所以仪表刻度方向设计应遵循这一规律。
7、(3)人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确得多,因而水平式仪表的误读率(28)比垂直式仪表的误读率(35)低。,2、视觉要求,视野视距 眼高运动规律,(4)当眼睛偏离视中心时,在偏离距离相等的情况下,人眼对左上限的观察最优,依次为右上限、左下限、而右下限最差。视区内仪表的布置应考虑这一点。 (5)两眼的运动是协调的、同步的。在正常情况下不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动;在一般操作中,不可能一只眼睛视物而另一只眼睛不视物。因而通常都以双眼视野为设计依据。,3、行为影响,个人心理空间 人的行为惯性,个人心理空间,个人心理空间是指围绕一个人并按其心理要求的尺寸设定的空间
8、。通常把心理空间分为四个范围,紧身区(亲密距离)、近身区(个人距离)、社交区(社交距离)、公共区(公共距离),人际交往的距离除了与个人心理有关之外,还与亲密程度、性别、文化、民族、季节和环境条件有关系。,人体对不同方向的距离要求不同。通常情况下,受人直视或从背后接近被试者所造成的不安感大于可视而非直视条件下的接近。即当有人从正面接近某个个体时,在较远处该个体就会感到不安;当从后面接近时,在该个体已感知的情况下,感受到侵犯的距离稍短些;从侧面接近时,感到不安的距离会更短。 人们要求的正面空间相对于侧面空间要大。,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
9、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。,人的行为惯性,人的捷径反应是指人在日常生活中,为了贪图方便,采用最便捷的途径,直接指向目标的行为倾向。如伸手取物往往直接伸向物品,穿越空地走直线等。当发生危险时,人类也有一些共同的躲避行为。如从众心理、左右躲避等行为。人的这种行为倾向在作业过程中常常是引起事故的原因,因此,在设计总体布局、通道、机器、堆放物时就应该提前考虑到。,4、工作体位,决定工作体位和姿势的因素工作体位1.坐姿作业 2.立姿作业3.坐、立交替的作业,决定工作体位和姿势的因素,操作者在作
10、业过程中,通常采用坐姿、立姿、坐立交替相结合姿势,也有一些作业采用跪姿和卧姿。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。在确定作业姿势时,主要考虑以下因素: 1.作业空间的大小和照明条件; 2.作业负荷的大小和用力方向; 3.作业场所各种仪器、机具和加工件的摆放位置; 4.作业台高度及有没有容膝空间; 5.操作时的起坐频率等因素。,工作体位,1、坐姿作业 坐姿是指身躯伸直或稍向前倾角为100150,上腿平放,下腿一般垂直地面或稍向前倾斜着地,身体处于舒适状态的体位。坐姿作业具有以下特点:不易疲劳,持续工作时间长;身体稳定性好,操作精度高;手脚可以并用作业;脚蹬范围广,能正确操作。
11、 人体最合理的作业姿势就是坐姿作业。对于以下作业应采用坐姿作业:精细而准确的作业;持续时间较长的作业;施力较小的作业;需要手、足并用的作业。,2、立姿作业 立姿通常是指人站立时上体前屈角小于300时所保持的姿势。立姿作业的优点及缺点如下: (1)立姿作业的优点 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,在没有坐位余地的场所,以及显示器、控制器配置在墙壁上的情况,立姿更好。,(2)立姿作业的缺点 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。
12、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,应采用立姿操作。,3. 坐、立交替的作业 某些作业并不要求作业者始终保持立姿或坐姿,在作业的一定阶段,需交换姿势完成操作。这种作业姿势称为坐、立交替的作业姿势。 采用这种作业姿势既可以避免由于长期立姿操作而引起的疲劳,又可以在较大的区域内活动以完成作业,同时稳定的坐姿可以帮助作业者完成一些较精细的作业。 坐、立交替作业的作业面按立姿作业设计,座椅面高度应与作业面高度相匹配,因此应提高座椅高度。一般使人坐在椅面上双脚刚好着地。该类座椅一般设计成可调的。,二、作
13、业空间设计的基本原则,为了使作业空间设计得既经济合理,又能给作业人员的操作带来舒适和方便,作业空间设计时一般应遵守以下原则:1总体布局和局部协调2着眼于人,落实于设备,首先应总体考虑生产现场的总体布局,避免在某个局部的空间内安排得过于密集,造成劳动负荷过大。然后再进行各局部之间的协调。,二、作业空间设计的基本原则,为了使作业空间设计得既经济合理,又能给作业人员的操作带来舒适和方便,作业空间设计时一般应遵守以下原则:1总体布局和局部协调2着眼于人,落实于设备,作业空间设计要着眼于人,落实于设备。即以人为主体进行设计,首先考虑人的需要,为人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
14、)进行合理的排列布置。其中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,必须至少在90%的操作者中具有适应性、兼容性、操纵性和可达性。,三、作业姿势,1、作业姿势的作用2、常见不正确的姿势3、常见作业姿势4、选择的姿势原则,正确的人体姿势和体位可以减少静态疲劳,有利人的身体健康和工作质量,并提高劳动生产率。反之,作业姿势不舒适,就会导致过分的疲劳,年长日久,可能引起劳损(如驼背、腰肌劳损和肩肘腕综合症等),成为职业病的起因。,三、作业姿势,1、作业姿势的作用2、常见不正确的姿势3、常见作业姿势4
15、、选择的姿势原则,1)站着不动的姿势(特别对女性);2)长期地或经常重复地弯腰(指脊背弯曲角超过15);3)躯干扭曲并倾斜的姿势或半坐姿势;4)经常重复地单腿支撑的姿势;5)手臂长时间前伸直或伸开等。,三、作业姿势,1、作业姿势的作用2、常见不正确的姿势3、常见作业姿势4、选择的姿势原则,生产活动中常见的作业姿势一般可以分为坐姿、立姿、坐立交替姿势、卧姿和蹲姿等。,三、作业姿势,1、作业姿势的作用2、常见不正确的姿势3、常见作业姿势4、选择的姿势原则,1)工作场地的大小、照明条件与视觉;2)体力负荷的大小及用力方向;3)工作场所各种物质 (包括必需的工具、加工材料等)的安放位置;4)控作台或工
16、作台的台面高度,有无合适的容膝空间;5)作业时起坐的频率。,一、坐姿作业空间 1坐姿作业的特点,优点宜采用坐姿的作业,最合理的作业姿势是坐姿作业。因此,必须坐着工作的,就一定要保证坐着工作。可以坐着工作的,就应该争取坐着工作。,一、坐姿作业空间 1坐姿作业的特点,优点宜采用坐姿的作业,1)持续时间较长的静态作业。坐姿时,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,可减少疲劳和人体能量的消耗。2)精密度要求高而又要求仔细的作业。坐姿时,当设备振动或移动,人体有较大的稳定度和平衡度。3)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
17、较大力量。,2坐姿作业空间布局设计,坐姿作业空间主要包括工作台、工作座椅、人体活动余隙和作业范围等的尺寸和布局等,坐姿作业设计用到的人体参量如表所示。,坐姿作业空间设计参数(毫米),1)j、k 为推算值,其余为实测值。2)着装时的修正值为:男高、眼高、肩高、肘高加6毫米,穿鞋时再加30毫米,胸厚加10毫米。肩宽加14毫米,臂膝距加20毫米。3)身体放松坐姿修正值为:身高、眼高减44毫米。,1)坐姿工作面的高度,坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性质等因素决定。,从人体参数方面看,一般用坐面高度加1/3坐高或坐姿时肘高减25毫米来确定工作面高度。一般固定的工作面高度是按照坐高或坐姿肘高的第95
18、百分位数值设计的。对于这种固定的工作面,在工作面高度不适合某些人的身高时,可以正确选择坐面和脚垫(踏板)的最佳高度来调整。,1)坐姿工作面的高度,坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性质等因素决定。,从作业性质来说,作业需要的力越大,则工作面高度就应越低;作业要求视力越强,则工作面的高度就应该越高。,a对视力强度、手臂活动精度和灵巧性要求很高的作业,如钟表组装,台面高度一般选为88020毫米,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;,1)坐姿工作面的高度,坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性质等因素决定。,从作业性质来说,作业需要的力越大,则工作面高度就应
19、越低;作业要求视力越强,则工作面的高度就应该越高。,b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,台面高度一般选为84020毫米,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;,1)坐姿工作面的高度,坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性质等因素决定。,从作业性质来说,作业需要的力越大,则工作面高度就应越低;作业要求视力越强,则工作面的高度就应该越高。,c一般的作业要求,如一般的钳工、坐着的办公工作等,台面高度一般为74020毫米,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;,1)坐姿工作面的高度,坐姿工作面的高度主要由
20、人体参数和作业性质等因素决定。,从作业性质来说,作业需要的力越大,则工作面高度就应越低;作业要求视力越强,则工作面的高度就应该越高。,d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,台面高度一般为68020毫米,作业者眼睛到被观察物体的距离大于500毫米。,1)坐姿工作面的高度,坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性质等因素决定。,从作业性质来说,作业需要的力越大,则工作面高度就应越低;作业要求视力越强,则工作面的高度就应该越高。,E视力要求不高的作业,如操作机械等,台面高度一般为60020毫米,作业者眼睛到被观察物体的距离大于400毫米。,工作面高度与工作
21、性质和身高的关系,如果工作面可调,图给出了工作面高度与身高和作业活动性质的关系。,工作面宽度,工作面宽度视作业功能要求而定。单供肘靠之用仅当写字面用作办公桌用作实验台用,最小宽度为100毫米,最佳宽度为200毫米;,最小宽度为305毫米,最佳宽度为405毫米;,最佳宽度为910毫米;,视需要定。为保证大腿容隙,工作面板厚度一般不超过50毫米。,2)容膝空间,在设计坐姿用工作台时,必须根据脚可达到区在工作台下部布置容膝空间,以保证作业者在作业过程中,腿脚能有方便的姿势。,3)座椅的设计(1)座椅设计的一般原则,坐姿改变了以脚支撑全身的状况,有利于发挥脚的作用。但是坐姿不正确,座椅设计不合理,会给
22、身体带来损害。座椅设计要充分考虑对人的生理影响,设计时应遵循以下一般原则:A.给操作人员在操作时提供身体支撑;B.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;C.座椅应能够支撑身体,以避免不良的姿势,同时身体的重量能够均衡地分布在椅面上;D.在不影响手的个别动作时,座椅应有扶手,同时也有脚踏板。,3)座椅的设计(2)座椅的尺寸设计,A.座面高度B.座深C.座宽D.座面倾角E.靠背的高和宽F.靠背与座面夹角G.座垫高度H.扶手高度,椅面高度应根据坐姿腘窝高和坐姿时高的第95百分位设计,矮身材人可通过脚踏板(脚垫)调整。按我国人体尺寸椅面高度宜取42020毫米。 座椅最好设计成高
23、度可调,以适应不同身材操作者需要,调节范围为工作台下270-290毫米,此时上半身操作姿势最方便。,3)座椅的设计(2)座椅的尺寸设计,A.座面高度B.座深C.座宽D.座面倾角E.靠背的高和宽F.靠背与座面夹角G.座垫高度H.扶手高度,正确的设计应使臀部得到全面的支撑,腰部得到靠背的支撑,座面前缘与小腿间留有适当距离,保证小腿可自由活动,坐深应按350400mm选取。座椅放置的深度距离(工作台边缘至固定壁面的距离),至少应在810毫米以上,以便容易向右移动椅子,方便作业者的起立与坐下。,3)座椅的设计(2)座椅的尺寸设计,A.座面高度B.座深C.座宽D.座面倾角E.靠背的高和宽F.靠背与座面夹
24、角G.座垫高度H.扶手高度,座宽应满足臀部就坐所需要的尺度,使人能自如地调整坐姿。一般可取400500mm。,3)座椅的设计(2)座椅的尺寸设计,A.座面高度B.座深C.座宽D.座面倾角E.靠背的高和宽F.靠背与座面夹角G.座垫高度H.扶手高度,因为工作时身体前倾,若倾角过大,会因为身体前倾而使脊椎拉直,破坏正常的腰椎曲线,所以座椅座面倾角一般小于3。,3)座椅的设计(2)座椅的尺寸设计,A.座面高度B.座深C.座宽D.座面倾角E.靠背的高和宽F.靠背与座面夹角G.座垫高度H.扶手高度,靠背的作用是保持脊椎处处于自然形状的放松姿势。靠背可分为腰靠和肩靠,作业场所的座椅大部分属于腰靠。靠背的最大
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