工作臺(tái)椅與工具設(shè)計(jì)

1、第6章 工作臺(tái)椅與工具設(shè)計(jì)第5章鏈接 第7章鏈接6.1 控制臺(tái)設(shè)計(jì)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）。6.1.1 控制臺(tái)的形式，見圖6-11. 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)6.1.2 控制臺(tái)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 控制臺(tái)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：工作臺(tái)尺寸宜人、造型美觀、方便使用、給人以舒適感。 關(guān)鍵：根據(jù)人體尺度，將控制器與顯示器布置在作業(yè)者正常的作業(yè)空間范圍內(nèi)。保證作業(yè)者能良好地觀察必要的顯示器，操作所有的控制器，以及為長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)提供舒適的作業(yè)姿勢(shì)。控制臺(tái)有時(shí)在操作者前側(cè)上方也有作業(yè)區(qū)，所有這些區(qū)域都

2、必須在可視可及區(qū)內(nèi)。1. 控制臺(tái)作業(yè)面，見圖6-22. 顯示器面板形式，見圖6-33. 控制臺(tái)上方干涉點(diǎn)高度，見圖6-4 式中 h干涉點(diǎn)高度k操作者眼高H顯示面板下端高度d操作者眼點(diǎn)與干涉點(diǎn)的投影距離D干涉點(diǎn)與顯示面板的投影距離6.1.3 常用控制臺(tái)設(shè)計(jì)1. 坐姿低臺(tái)式控制臺(tái)，見圖6-5（a）2. 坐姿高臺(tái)式控制臺(tái)，見圖6-5（b）3. 坐立兩用控制臺(tái)，見圖6-64. 立姿控制臺(tái)，見圖6-65. 標(biāo)準(zhǔn)控制臺(tái)，見圖6-7，尺寸參閱表6-16.2 辦公臺(tái)設(shè)計(jì)6.2.1 電子化辦公臺(tái)人體尺度，見圖6-8，圖6-96.2.2 電子化辦公臺(tái)可調(diào)設(shè)計(jì)，見圖6-106.2.3 電子化辦公臺(tái)組合設(shè)計(jì)，見圖6-

3、116.3 工作座椅設(shè)計(jì)的主要依據(jù) 當(dāng)人站立時(shí)，人體的足裸、腰部、臀部和脊椎等關(guān)節(jié)部位受到靜肌力作用，以維持直立狀態(tài)，而坐時(shí)，可免除這些肌力，減少人體能耗，消除疲勞，坐姿態(tài)比站立更有利于血液循環(huán)，而且有利于保持身體的穩(wěn)定。 目前，大多數(shù)辦公室人員、腦力勞動(dòng)者、部分體力勞動(dòng)者都采用坐姿工作 。隨著技術(shù)的進(jìn)步，愈來(lái)愈多的體力勞動(dòng)者也將采取坐姿工作，因而工作坐椅設(shè)計(jì)和相關(guān)的坐姿分析日益成為人機(jī)工程學(xué)工作者和設(shè)計(jì)師們關(guān)注的研究課題。6.3.1 坐姿生理學(xué) 1. 脊柱結(jié)構(gòu)，見圖6-12 2. 腰曲弧線，見圖6-13 3. 腰椎后突和前突，見圖6-146.3.2 坐姿生物力學(xué) 脊椎骨依靠其附近的肌肉和腱連

4、接，椎骨的定位借助于肌腱的作用力。一旦脊椎偏離自然狀態(tài)，肌腱組織就會(huì)受到相互壓力(拉或壓)的作用，使肌肉活動(dòng)度（活動(dòng)量）增加，招致疲勞酸痛。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活動(dòng)度高，因?yàn)檠登跋蚶笔辜∪饨M織緊張受力。提供靠背支承腰椎后，活動(dòng)力則明顯減小；當(dāng)軀干前傾時(shí)，背上方和肩部肌肉活動(dòng)度高，以桌面作為前傾時(shí)手臂的支承并不能降低活動(dòng)度。 1. 肌肉的活動(dòng)度 2. 體壓分布，見圖6-15 3. 股骨受力分析，見圖6-16 4. 椎間盤受力分析，見圖6-17 6.3.3 坐姿人體測(cè)量尺寸，見圖6-186.4 工作座椅設(shè)計(jì)6.4.1 一般工作場(chǎng)所座椅GB/T14774-93 工作座椅一般人

5、類工效學(xué)要求1. 座椅設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）使操作者在工作中保持身體舒適、穩(wěn)定并能進(jìn)行準(zhǔn)確的控制和操作。 （2）座高（360480mm)和腰靠高(165 210mm)必須是可調(diào)節(jié)的。（3）椅坐面和腰靠結(jié)構(gòu)應(yīng)使其感到安全、舒適。（4）腰靠結(jié)構(gòu)應(yīng)具有一定的彈性和足夠的剛性，腰靠?jī)A角不得超過(guò)115度。（5）工作坐椅一般不設(shè)扶手，需設(shè)扶手的必須保證操作人員作業(yè)活動(dòng)的安全。（6）其結(jié)構(gòu)材料應(yīng)耐用、阻燃、無(wú)毒。坐墊、腰靠、扶手的覆蓋層應(yīng)使用柔軟、防滑、透氣性好、吸汗的不導(dǎo)電材料制造。2. 座椅結(jié)構(gòu)形式，見圖6-193. 座椅主要參數(shù)，參閱表6-26.4.2 辦公室工作座椅，見圖6-206.4.3 座椅設(shè)計(jì)的新概念

6、1. 動(dòng)態(tài)座椅，見圖6-21 2. 前傾式座椅，見圖6-223. 膝靠式座椅，見圖6-236.4.4 其它工作座椅 1. 作業(yè)用凳，見圖6-24 2. 其它支撐物，見圖6-256.5 手握式工具設(shè)計(jì) 6.5.1 手的解剖及與工具有關(guān)的疾患，見圖6-26，圖6-27，圖6-28 抓握工具動(dòng)作分類著力抓握：（手指和手掌同時(shí)用力）精確抓握：手指力與小臂平行力與小臂垂直著力和控制動(dòng)作不能同時(shí)進(jìn)行重復(fù)性積累損傷病癥腱鞘炎：手腕尺偏、掌曲和腕外轉(zhuǎn)，使腕部肌腱彎曲導(dǎo)致腱鞘處發(fā)炎； 腕道綜合癥（腕隧道癥侯群）：由于腕道內(nèi)正中神經(jīng)損傷所引起的不適。表現(xiàn)為手部疼痛、灼熱、刺痛及麻木感。 網(wǎng)球肘(肱骨外踝炎、主婦肘

7、)：一種肘部組織炎癥，由手腕的過(guò)度橈偏引起。尤其是當(dāng)撓偏與掌內(nèi)轉(zhuǎn)和背屈狀態(tài)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，肘部撓骨頭與肱骨小頭之間的壓力增加，導(dǎo)致網(wǎng)球肘。 狹窄性腱鞘炎(俗稱扳機(jī)指)：是由手指反復(fù)彎曲動(dòng)作引起的。在類似扳機(jī)動(dòng)作的操作中，食指或其它手指的頂部指骨須克服阻力彎曲，而中部或根部指骨這時(shí)還沒(méi)有彎曲。導(dǎo)致手指前端彎曲。職業(yè)性肩酸痛6.5.2 手握式工具設(shè)計(jì)原則 1. 一般原則必須有效地實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能； 必須與操作者身體成適當(dāng)比例，使操作者發(fā)揮最大效率； 適當(dāng)考慮性別、訓(xùn)練程度和身體素質(zhì)的差異；作業(yè)姿勢(shì)不能引起過(guò)度疲勞。 2. 解剖學(xué)因素 （1）避免靜肌負(fù)荷，見圖6-29 （2）保持手腕處于順直狀態(tài)，見圖6-

8、30，圖6-31，圖6-32 （3）避免掌部組織受壓力，見圖6-33 （4）避免手指重復(fù)動(dòng)作，見圖6-343. 把手設(shè)計(jì) 直徑：通常著力抓握30-40mm，精密抓握8-16mm 長(zhǎng)度：一般合適度為100-125mm 形狀：視用途而定，一般圓形、三角形、矩形、 丁字形、斜丁字形等； 彎角：最佳為10度左右 雙把手工具：抓握空間；見圖6-35 用手習(xí)慣與性別差異：見圖6-36第 6 章 結(jié) 束回 總 目 錄第 7 章7.1.2疲勞 疲勞是一種人體的生理狀態(tài),在作業(yè)過(guò)程中,作業(yè)者作業(yè)機(jī)能衰退、作業(yè)能力下降、有時(shí)并伴有疲倦感等主觀癥狀的現(xiàn)象，就叫作業(yè)疲勞。是一系列復(fù)雜現(xiàn)象的綜合體，既有人的生理和心理因

9、素，又有機(jī)器系統(tǒng)的因素，還受環(huán)境和社會(huì)因素的影響。一、 疲勞的特點(diǎn)與分類疲勞的特點(diǎn)：操作者為了某種目的，通過(guò)自已的努力可以在短時(shí)期內(nèi)掩蓋疲勞效應(yīng)，相反，若心理上的某種不適或不滿情緒又會(huì)提前或加速疲勞的出現(xiàn)。疲勞的分類： 1肌肉疲勞：個(gè)別器官疲勞或全身疲勞。前者發(fā)生在僅需個(gè)別器官或肢體參加緊張作業(yè)如：計(jì)算機(jī)操作人員的肩肘痛、眼疲勞，打字員手指、腕疲勞等。后者主要是全身參與較為繁重的體力勞動(dòng)所致，表現(xiàn)為全身肌肉、關(guān)節(jié)酸痛，困乏思睡，作業(yè)能力明顯下降工，失誤增多，操作遲鈍等。2 精神疲勞： 智力 技術(shù)性 心理性 智力：長(zhǎng)期從事緊張的腦力勞動(dòng)引起的頭昏腦脹、全身乏力嗑睡或失眠等，常與心理因素有關(guān)。 技

10、術(shù)性：常見于體力與腦力并用的勞動(dòng)和神經(jīng)相當(dāng)緊張的作業(yè)，如駕駛員 心理性：?jiǎn)握{(diào)作業(yè)引起，如監(jiān)視儀表的人員、信號(hào)率越低越易疲勞，使警覺(jué)性下降。這時(shí)體力并不疲勞，而是大腦皮層的一個(gè)部位經(jīng)常興奮引起的抑制。3 生物疲勞（周期性疲勞） 根據(jù)疲勞周期的長(zhǎng)短分為周期性疲勞和月、周、日周期性疲勞。這種疲勞出現(xiàn)的周期越長(zhǎng)，似乎越具有社會(huì)因素和心理因素的影響。人的生物節(jié)律和生物備動(dòng)度的晝夜動(dòng)力學(xué)。是有周期性的智力曲線、情緒曲線 體力曲線都有高潮期和低潮期。這種周期是可以通過(guò)辦法調(diào)整的。實(shí)例：有人參加考試 下午2:004:00 是其一天中智力及情緒最低潮期，考前一個(gè)月開始調(diào)整，在此時(shí)間段做真題?？荚嚂r(shí)達(dá)到最好狀態(tài)。

11、 引起疲勞的原因及某些規(guī)律原因超生理負(fù)荷的激烈動(dòng)作和持久的體力或腦力勞動(dòng)工作單調(diào) 使人不愉快和厭煩，另外還會(huì)使人注意力失調(diào)。注意力是最易疲勞的心理機(jī)能之一環(huán)境不良 溫度 濕度 照明 振動(dòng) 噪聲等不適應(yīng)人的心理和生理需要，會(huì)增加勞動(dòng)強(qiáng)度和疲勞感精神因素 受強(qiáng)烈刺激、焦慮、煩惱、工作責(zé)任感及人際不和導(dǎo)致不振身體狀況不好人機(jī)工程設(shè)計(jì)不合理: 1 勞動(dòng)姿勢(shì)與體位選擇不合理 2 生產(chǎn)設(shè)備與工具設(shè)計(jì)不合理,不能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和人的緊張情緒 3 人機(jī)界面設(shè)計(jì)不合理不符合人的感覺(jué)功能和心理特點(diǎn) 4 未按生物力學(xué)原則合理使用體力 5 工作空間過(guò)小某些規(guī)律疲勞可以恢復(fù) 青年人比老年人恢復(fù)快，產(chǎn)生疲勞小，因其心血管和

12、呼吸系統(tǒng)旺盛，供血、供氧機(jī)能強(qiáng)；體力上的疲勞比精神上的疲勞恢復(fù)快。心理上造成的疲勞常與心理狀態(tài)同步存在，同步消失。疲勞有一定的累積效應(yīng) 未完全恢復(fù)的疲勞可在一定程度上延續(xù)到次日。人對(duì)疲勞有適應(yīng)能力 連續(xù)工作反而不覺(jué)累，（馬拉松長(zhǎng)跑到最后不覺(jué)累 機(jī)械邁腿）生理周期的影響 低潮期月經(jīng)期疲勞自我感受較重，高潮期輕環(huán)境因素的影響 如噪聲可加重疲勞，優(yōu)美音樂(lè)舒張血管，松弛緊張情緒并減輕疲勞。二、 降低作業(yè)疲勞的措施a 提高作業(yè)的自動(dòng)化水平b 正確選擇作業(yè)姿勢(shì)和體位 c 合理設(shè)計(jì)作業(yè)中用力方法 d 改善作業(yè)內(nèi)容，避免單調(diào)重復(fù)性作業(yè)e 合理設(shè)計(jì)作業(yè)空間及環(huán)境 附錄本章所附插圖圖6-1 a 桌式（顯示 、控制

13、器件少）b 直柜式（器件多） c 組合式 （電器 元?dú)饧涔瘢ヾ彎折式（長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)控制）返回圖6-2 推薦的控制臺(tái)作業(yè)面布置區(qū)域返回女性：P2.5長(zhǎng)：110120cm寬：40cm圖6-3 面板模式返回圖6-4 控制臺(tái)干涉點(diǎn)高度返回圖6-5 a 坐姿低臺(tái)式工作臺(tái) b坐姿高臺(tái)式工作臺(tái) 返回火車駕駛室返回波音747駕駛艙返回圖6-6 坐立兩用工作臺(tái)返回圖6-7 一種標(biāo)準(zhǔn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)返回表6-1返回返回輪船駕駛室控制臺(tái)機(jī)艙控制臺(tái)返回圖6-8 電子化辦公臺(tái)返回圖6-9電子化辦公臺(tái)主要尺寸返回圖6-10電子化辦公臺(tái)調(diào)節(jié)方式返回 可調(diào)防靜電辦公臺(tái)返回圖6-11辦公臺(tái)組合設(shè)計(jì) 返回返回圖6-12 脊柱的形狀及組

14、成圖6-13 各種不同姿勢(shì)下所產(chǎn)生的腰椎曲度返回從坐姿生理學(xué)角度，應(yīng)保證腰弧曲線正常。圖6-14 a 腰椎后突 b 腰椎前突返回圖6-15 體壓分布曲線返回壓力分布不均勻原則單位：102Pa圖6-16 座面對(duì)股骨的影響返回圖6-17 不同姿勢(shì)時(shí)椎間盤受力分析返回從坐姿生物力學(xué)角度，應(yīng)保證肢體免受異常力作用。從坐姿生理學(xué)角度，應(yīng)保證腰曲弧線正常。圖6-18 對(duì)座椅設(shè)計(jì)有用的人體尺寸返回圖6-19 一般工作椅結(jié)構(gòu)形式返回圖6-20 辦公用座椅原形返回圖6-21 “動(dòng)態(tài)”座椅的設(shè)計(jì)返回圖6-22 座面前傾的寫字 繪圖返回圖6-23 膝靠式座椅返回圖6-24 a 立姿崗位用凳 b坐姿崗位用凳 c 支撐

15、旋轉(zhuǎn)凳 d 單邊支凳返回圖6-25 作業(yè)用支撐物（a）腳踏板和擱臂組合（b）腳踏板和支撐凳組合（c）回跳凳（d）帶轉(zhuǎn)動(dòng)支架的轉(zhuǎn)椅返回立姿工作崗位，如果工作面較低，為減輕彎腰引起的人體疲勞，可采用支撐物 。給操作者身體一個(gè)平衡力，同時(shí)操作活動(dòng)又不受此力的影響。實(shí)踐表明：操作者靠在此類支撐物上，比其他凳上更便于改變姿勢(shì)和方便操作。返回返回圖6-26 人體手部的掌側(cè)觀模型返回圖6-27 腕關(guān)節(jié)動(dòng)作狀態(tài) 返回圖6-28 肱二頭肌與橈骨連接的情形返回圖6-29 烙鐵把手的設(shè)計(jì)返回避免靜肌負(fù)荷手臂自然下垂圖6-30使用傳統(tǒng)和改進(jìn)的兩種鋼絲鉗操作的X光照片比較（a）傳統(tǒng) 造成掌側(cè)偏 ，改良后使握把彎曲，維持手腕的順直狀態(tài)，不用側(cè)偏返回保持手碗處于順直狀態(tài)圖6-31 使用不同鋼絲鉗后患腱鞘炎病人數(shù)比較10-12周內(nèi)，傳統(tǒng)鉗，患者顯著增加 ，改進(jìn)鉗無(wú)此現(xiàn)象返回圖6-32 把手彎曲式工具設(shè)計(jì)返回一般將工具把手與工作部