工作臺的設(shè)計

1、第一節(jié) 工作臺的基本類型 工作臺一般均由面板和支承部分構(gòu)成。根據(jù)組合形式不同，一般可分為桌式工作臺、柜式工作臺和平臺式工作臺三種。 1)桌式工作臺 桌式工作臺是常見的工作臺，它包括各種辦公桌、課桌、微機操作臺及各類服務(wù)性柜臺等（圖6.45）。桌式工作臺的特點是結(jié)構(gòu)簡單，視野開闊，采光好，桌面上可任意組放各類供操作使用的物品。桌面下方可根據(jù)需要任意組合分割出供儲備的使用空間。桌式工作臺的桌面一般多做成水平的，也可根據(jù)需要做成帶10-20傾角的斜面。因為桌式工作臺在使用時多采用坐姿，所以，在設(shè)計和選用時必須充分考慮工作座椅的配套問題。 圖6.45 桌式工作臺 2)柜式工作臺 柜式工作臺是指控制器和

2、顯示器均固定安裝在面板上的專用工作臺。按工作臺面板組合形式的不同，一般又可分為直柜式工作臺、彎折式工作臺和弧面形工作臺等。 直柜式工作臺 該形式工作臺的支承部分多是一字形排列的箱柜，臺面由幾塊面板按平面、豎面或斜面組合而成。其特點是臺面沿橫向尺寸較大，既可單件使用，也可多件組合使用；既可一人操作，也可供多人同時操作(圖646)。 圖6.46 柜式工作臺彎折式工作臺 該形式工作臺是在直柜式工作臺的基礎(chǔ)上演變而成的。即根據(jù)需要把直柜式工作臺的左、右兩邊各彎折一次，形成三面相交的形式。其基本要求是，彎折后各面板的中心距人眼的垂直距離應(yīng)大致相等，并保證在最佳視野范圍內(nèi)(圖647)。 圖6.47 彎折式

3、工作臺圖6.48 弧形面工作臺弧面形工作臺 該形式工作臺是在彎折式工作臺基咄上的進一步變形(圖648)。弧面形工作臺的特點是，弧面上布置的各顯示器與操作拘視距相等，觀察時不需調(diào)節(jié)視距，因而準確、便捷。各控制器與人肢體活動距離一致，因而操作也能較為方便、快捷。若不需觀察和監(jiān)視臺外情況，還可做成球面形。 柜式工作臺的操作一般多采用坐姿或站、坐姿。因此在沒計時必須充分考慮不同操作姿勢的座椅配套問題，同時還應(yīng)充分考慮到容膝空間問題。 3)平臺式工作臺 平臺式工作臺多見于工廠里供施力加工的工作臺，如鉗工操作臺和木工操作臺等。平臺式工作臺的特點是，結(jié)構(gòu)較為簡單且敦實。由于該形式工作臺多用于施力加工，因此其

4、造型尺度也不同于桌式工作臺和柜式工作臺(圖649)。 圖6.49 平臺式工作臺(mm) 第二節(jié) 工作臺的造型尺度 1)操作姿勢的選擇 人的任何操作動作都是在一定姿勢下進行的。姿勢不同，肢體活動的空間范圍也不同，因此工作臺的造型尺度也不同。一般來說，人在工作臺上的操作姿勢多為立姿、坐姿或立、坐姿交替三種。 據(jù)測定，人立姿作業(yè)的能量消耗約為坐姿操作的16倍，若上身傾斜操作時可高達10倍。另外，坐姿操作的準確性通常都高于立姿。所以，在工作條件允許的情況下，作業(yè)姿勢應(yīng)盡可能地采用坐姿。對于作業(yè)時間持續(xù)較長，操作精度要求較高，需要手腳并用的場合，更應(yīng)優(yōu)先選用坐姿操作。只有在手或腳操作時需要較大空間且要經(jīng)

5、常改變操作體位的，或沒有容膝空間而使坐姿操作有困難的情況下，才宜采用立姿操作。 2)桌式工作臺的造型尺度 桌式工作臺一般分為操作型、裝配型和服務(wù)型三種。其基本操作姿勢多為坐姿。操作型工作臺的基本特點是，臺面上供操作用的各種裝置相對固定安放，人在臺上僅完成某些操作動作。如微機操作臺等。通常情況下，這類操作臺的臺面應(yīng)做成水平面向下約15的斜面，顯示屏平面應(yīng)在正平面向后約15左右的位置為佳。其它參數(shù)可參照柜式工作臺的造型尺度。 裝配型工作臺主要是供較小機件的裝配或包裝等工作使用的。因此，臺面必須做成平面，面積也應(yīng)根據(jù)放置機件的大小和數(shù)量而定。其高度可參照圖表640所列參數(shù)選定。該圖是以男性身高，并取

6、95百分位。 服務(wù)型工作臺除了應(yīng)滿足人與物的造型尺度外，還應(yīng)考慮到與服務(wù)對象的相互關(guān)系。下面以圖651為例來分析討論。 圖6.51 服務(wù)型工作臺的參考尺寸(mm) 由圖(a)可看出，工作臺上都有一屏障，使工作人員與服務(wù)對象有一種隔離感。其次，室內(nèi)地面比服務(wù)廳地面高出260mm，從設(shè)計者來說可能是為了讓坐著的工作人員與站著的被服務(wù)對象視線保持平行。但是，當工作人員站立時就會對服務(wù)對象產(chǎn)生一種居高臨下感。顯然，這種設(shè)計是不合適的。圖(b)是經(jīng)過改進后的工作臺，其顯著特點是拆除了屏障。從某種意義上講也消除了工作人員與服務(wù)對象的心理屏障。另一方面也擴大了空間，活躍了氣氛。其次是室內(nèi)外地面高度一致，改過

7、去工作人員的俯視為仰視，即使站立工作時也僅為平視。在顧客是上帝的今天，工作臺造型尺度上的這種細小問題，也是值得有關(guān)人士思考和借鑒的。 工作臺的容膝空間 在設(shè)計坐姿工作臺時，必須根據(jù)腳的正常活動范圍在工作臺下部沒置容膝空間，以保證操作者在作業(yè)過程中，腿腳能有方便自然的姿勢，減少疲勞。圖652和表641列出了幾種常用的容膝空間尺寸，可供設(shè)計時參考。 圖6.52 容膝空間(mm) 3)平臺式工作臺 在工作場合或家庭事務(wù)中，站著操作的工作臺并不鮮見。如廚房里的清洗臺，工廠里的木工操作臺和鉗工操作臺等。 據(jù)有關(guān)研究人員對成年男性清洗器皿時肌肉活動的測試結(jié)果顯示，人在距身體前方200mm，高為900mm的

8、點位，人體能量消耗最少，越遠離這一點，體能消耗越增大(圖6.53)。一般來說，女性按此高度減去50mm即可。值得注意的是，該測試高度是便于工作的點位，并不是工作臺的高度。如烹調(diào)臺則應(yīng)減去菜板的高度等。 圖6.53 立姿工作點的選擇 圖6.54 立姿工作面高度(mm) 圖654和表642列出了站姿操作的臺面高度尺寸及其適應(yīng)范圍，可供參考。該圖是以成年男性為基礎(chǔ)并取95百分位。 4)柜式工作臺 柜式工作臺是操縱控制裝置中普遍采用的工作臺，其中尤以直柜式工作臺最為常見。直柜式工作臺的造型尺度是根據(jù)操縱控制裝置的功能范圍，人體適宜的操作姿勢而定。下面分別討論。 (1)坐姿操作的直柜式工作臺造型尺度(圖

9、6.55)。圖(a)為視平線在工作臺之上，可監(jiān)視工作臺之外的信息，一般用于控制裝置和顯示裝置都不太多的場合。圖(b)為視平線在工作臺之間，一般多用于控制裝置和顯示裝置較多的場合。 (a)坐式 （視線在控制臺之上） (b) 坐式（視線在控制臺之下） 圖6.55 控制臺面板的布置及視野(mm) (2)站姿操作的工作臺造型尺度見圖656所示。通常情況下，單純采用站姿操作較少，一般多采用站一坐姿可交替的操作方式為基礎(chǔ)進行設(shè)計和布局直柜式工作臺。 圖6.56 站姿(mm) 圖6.57 站姿與坐姿交替(mm) (3)站一坐姿操作的工作臺造型尺度見圖657所示。站一坐姿交替操作的優(yōu)點在于：能使操作者在作業(yè)中

10、變換體位，從而避免由于身體長時間處于一種體位而引起的肌肉疲勞。由于站-坐姿操作的姿勢是可變的，而工作臺的尺寸是不變的，因此采用站一坐姿勢操作時，首先與工作臺相配套使用的座椅在高度方向應(yīng)是可調(diào)節(jié)的，以適應(yīng)不同身高人的使用。其次是椅子必須是可移動的，以便在坐姿改為站姿操作時可方便地向后移動。另外，工作臺下部必須設(shè)置腳踏板，以便坐姿操作時放腳，通常要求腳踏板的高度也應(yīng)是可調(diào)節(jié)的。其調(diào)節(jié)范圍一般取在20-230mm之間。第三節(jié) 工作臺面板布局 工作臺的形式一經(jīng)確定，面板上顯示器和控制器的合理布局就是關(guān)鍵問題。為了保證工作效率和減少人體疲勞，面板的設(shè)計原則應(yīng)盡可能地讓操作者不轉(zhuǎn)動頭部和眼睛，更不必移動操

11、作位置，便可方便地操作，并可從顯示器上獲取全部信息。為此，面板區(qū)域的合理劃分，控制器與顯示器的合理配置就成為首要問題。 1)面板的區(qū)域劃分 實驗結(jié)果表明：當視距為800mm時，人的正確認讀時間與水平視野的范圍如圖658所示的關(guān)系。由圖中可看出，當水平視野在20范圍內(nèi)為有效認讀范圍，當超過24時，其正確認讀的時間便急劇增加。因此建議常用的主要儀表應(yīng)盡可能配置在視野中心3范圍內(nèi)，一般性的儀表可布置在2040范圍內(nèi)，次要的儀表可布置在40-60的范圍內(nèi)，80以外的視野范圍一般不允許布置儀表。 圖659所示是有關(guān)學(xué)者對控制器分區(qū)布局設(shè)計的研究成果(以坐姿為基礎(chǔ))。 離座位中心零的距離（mm)圖660所

12、示是兩種控制臺面板布局設(shè)計的示意圖，可供設(shè)計布局時參考。圖中代號含義見表643。 圖6.60 控制臺分區(qū)布局 2)控制器與顯示器的布置方法 控制器與顯示器的布置涉及問題很多，但就單項的控制器或顯示器的布置一般可采用以下幾種方法。 按重要程度配置 即把最重要的控制器布置在最佳操作區(qū)域內(nèi)，依次類推；把最重要的顯示器布置在最佳的視域內(nèi)，依次類推。 按使用頻率配置 即把經(jīng)常使用的控制器布置在最佳操作區(qū)域內(nèi)，把需要經(jīng)常認讀的顯示器配置在最佳視區(qū)內(nèi)。 按使用順序配置 即把控制器的操作順序按人習(xí)慣動作(如水平方向習(xí)慣從左到右，垂直方向習(xí)慣從上到下等)的順序進行配置。同時也把顯示器的認讀順序按人的視感覺習(xí)慣順序進行配置(如水平方向習(xí)慣從左到右，垂直方向習(xí)慣從上到下，周圍方向習(xí)慣于按順時針方向等)。 3)控制器與顯示器的配置原則 控制器和顯示器在生產(chǎn)操作中常常是組合在一起使用的。兩者配合得是否合理，將直接影響信息傳遞的速度和質(zhì)量。一般來說，控制器與顯示器的配置應(yīng)遵循以下原則。 空間一致性 是指顯示器與控制器在空間相互位置關(guān)系的一致性。實驗表明：圖(a)的排列方式較好，圖(b)的排列方式比圖(a)稍遜。但如果是三排以上的顯示器和控制器，建議一律采用圖(b)的排列方式。 運動一致性 是指同一對象的控制與顯示，在運動方向上的一致性。一般旋鈕順時針為增