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文檔簡介

三、人因工程及質(zhì)量控制七大手法敏實(shí)集團(tuán)《工業(yè)工程基礎(chǔ)》系列講義2012-5-25人因工程基礎(chǔ)作業(yè)空間設(shè)計(jì)QC七大手法1、人因工程基礎(chǔ)照明噪音顏色疲勞新陳代謝工作設(shè)計(jì)…………人因工程學(xué)(Ergonomics或HumanEngineering)

又稱工效學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、人類工效學(xué)、人體工學(xué)、人因?qū)W等各種名稱,是一門重要的工程技術(shù)學(xué)科。它是管理科學(xué)中工業(yè)工程(IE,IndustrialEngineering)專業(yè)的一個分支,是研究人和機(jī)器、環(huán)境的相互作用及其合理結(jié)合,使設(shè)計(jì)的機(jī)器和環(huán)境系統(tǒng)適合人的生理、心理等特點(diǎn),達(dá)到在生產(chǎn)中提高效率、安全、健康和舒適目的的一門科學(xué)。儀表顏色和誤讀率顏色和誤讀視線區(qū)域誤讀底色文字誤讀率(%)視線上下的視角區(qū)域誤讀率(%)墨綠白170°~15°0.005~0.01淡黃黑1715~300.1天藍(lán)黑1830~450.15白黑1945~600.2淺綠黑2160~750.25深藍(lán)白2175~900.3黑白22灰黃白22降低工作疲勞方法改進(jìn)操作方法合理制定休息制度克服工作內(nèi)容的單調(diào)感合理調(diào)節(jié)作業(yè)速度①改進(jìn)操作方法采用合理工作姿勢。(工作臺及立、坐姿)合理設(shè)計(jì)作業(yè)中的用力方法。利用動作經(jīng)濟(jì)原則。降低動作能級。根據(jù)身體不同體位的特點(diǎn)進(jìn)行操作。適宜的立資工作面高度適宜的立姿工作面高度確定工作面高度的基準(zhǔn)性別工作面高度(mm)精密或輕負(fù)荷作業(yè)一般或中等負(fù)荷作業(yè)重負(fù)荷作業(yè)以地面為基礎(chǔ)男950~1100900~950750~900女900~1050850~900700~850以肘為零線男女共用正10~正25負(fù)-15~正5負(fù)50~負(fù)25作業(yè)姿勢選擇按作業(yè)情況選定作業(yè)姿勢作業(yè)姿勢作業(yè)情況作業(yè)區(qū)域半徑/mm操縱力/N操作活動坐姿350~500<50受限制坐、立姿交替380~50050~100受一定限制立姿>750100~200受限制不大人體動作級別級別樞軸點(diǎn)人體運(yùn)動部位1指節(jié)手指2手腕手及手指3肘關(guān)節(jié)前臂、手及手指4肩關(guān)節(jié)上臂、前臂、手及手指5身樞軀干、上臂、前臂、手及手指②合理制定休息時(shí)間我國正常人的基礎(chǔ)代謝率平均值性別年齡11~1516~1718~1920~3031~4041~5051以上男性195.5193.5164.9157.8158.7154.1149女性192.5181.7154.1146.5146.9142.3138.6動作部位動作細(xì)分RMR動作部位動作細(xì)分RMR手指動作非意識的機(jī)械動作0~0.5全身動作一般動作5.5~6.5有意識的動作0.5~1.0動作較大,用力均勻6.5~8.0手動動作連帶上肢手指動作連帶到小臂1.0~2.0短時(shí)間內(nèi)集中全身力量8.0~10.0手指動作連帶到大臂2.0~3.0上肢動作一般動作3.0~4.0繁重作業(yè)10.0~12.0稍用力動作方式4.0~5.5極繁重作業(yè)12.0以上重要數(shù)數(shù)據(jù)及及計(jì)算算公式式中國平平均男男性身身高168cm,體重重59kg;女性性身高高157cm,體重重52kg體表面面積((㎡))=0.0061×身高((cm)+0.0128××體重((kg)-0.1529人體代代謝率率=(1.2+RMR)×基礎(chǔ)代代謝率率×體表面面積人體最最大存存儲能能量為為100.47kj,產(chǎn)生生能量量極限限為16.75kj/min計(jì)算工工作休休息時(shí)時(shí)間題目::假如公公司某某工作作崗位位一名名男性性員工工年齡齡為23周歲,,身高高170cm,體重重60kg。工作作工作作崗位位為手手工涂涂裝。。問該該員工工可以以連續(xù)續(xù)作業(yè)業(yè)多長長時(shí)間間?作作業(yè)后后需要要多久久體力力可以以恢復(fù)復(fù)?疲疲勞寬寬放率率是多多少??體表面面積=0.0061×170+0.0128××60-0.1529=1.6521㎡查表得得157.8kj/(小時(shí)時(shí).㎡)查表得得手工工涂裝裝為上上肢一一般動動作,,RMR=3.0~4.0,按3.5計(jì)算。。人體代代謝率率=157.8××(1.2+3.5)××1.6521=1225kj/h=20.42kj/min連續(xù)工工作時(shí)時(shí)間=100.47÷(20.42-16.75)=27.4分鐘休息時(shí)時(shí)間=100.47÷(16.75-157.8××1.2÷÷60)=7.4分鐘疲勞寬寬放率率=7.4÷÷27.4=27%一、作業(yè)業(yè)空間間設(shè)計(jì)計(jì)的有有關(guān)概概念1.作業(yè)空空間設(shè)設(shè)計(jì)從廣義義上講講:按按照作作業(yè)者者的操操作范范圍、、視覺覺范圍圍以及及作業(yè)業(yè)姿勢勢等一一系列列生理理、心心理因因素對對作業(yè)業(yè)對象象、機(jī)機(jī)器、、設(shè)備備、工工具進(jìn)進(jìn)行合合理的的空間間布局局,給給人、、物等等確定定最佳佳的流流通路路線和和占有有區(qū)域域,提提高系系統(tǒng)總總體可可靠性性和經(jīng)經(jīng)濟(jì)性性。從狹義義上講講:合合理設(shè)設(shè)計(jì)工工作崗崗位,,以保保證作作業(yè)者者安全全、舒舒適、、高校校工作作。作業(yè)空空間設(shè)設(shè)計(jì)2、作業(yè)業(yè)空間間設(shè)計(jì)計(jì)的一一般要要求(一))近身身作業(yè)業(yè)空間間設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)考考慮的的因素素(1)作業(yè)業(yè)特點(diǎn)點(diǎn)(2)人體體尺寸寸(3)作業(yè)業(yè)姿勢勢(4)個體體因素素(5)維修修活動動(二))作業(yè)業(yè)場所所布置置原則則(1)重要要性原原則(2)使用用頻率率原則則(3)功能能原則則(4)使用用順序序原則則作業(yè)空空間設(shè)計(jì)中中的人人體因因素一、人人體測測量學(xué)學(xué)數(shù)據(jù)據(jù)的運(yùn)運(yùn)用(1)確定定對于于設(shè)計(jì)計(jì)至為為重要要的人人體尺尺度(2)確定定設(shè)計(jì)計(jì)對象象的使使用者者群體體,以以決定定必須須考慮慮的尺尺度范范圍(3)確定定數(shù)據(jù)據(jù)運(yùn)用用原則則(人人體設(shè)設(shè)計(jì)原原則、、可調(diào)調(diào)設(shè)計(jì)計(jì)準(zhǔn)則則、平平均設(shè)設(shè)計(jì)原原則))(4)如有有必要要,還還應(yīng)選選擇合合適的的數(shù)據(jù)據(jù)定位位群體體的百百分位位(5)查找找與定定位群群體特特征相相符合合的人人體測測量數(shù)數(shù)據(jù)表表,選選擇有有關(guān)數(shù)數(shù)據(jù)值值(6)如有有必要要,對對數(shù)據(jù)據(jù)作是是應(yīng)當(dāng)當(dāng)?shù)男扌拚?)考慮慮測量量衣著著情況況(8)考慮慮人體體測量量學(xué)數(shù)數(shù)據(jù)的的靜態(tài)態(tài)和動動態(tài)性性質(zhì)二、人人體視視野及及所及及范圍圍(一))視野野(二))主要要視力力范圍圍(三))眼高高(四))視覺覺運(yùn)動動規(guī)律律視野野是指指指指人人的的頭頭部部和和眼眼球球固固定定不不動動的的情情況況下下,,眼眼睛睛觀觀看看正正前前方方物物體體時(shí)時(shí)所所能能看看得得見見的的空空間間范范圍圍,,常常以以角角度度來來表表示示。。動視視野野是頭頭部部固固定定不不動動,,自自由由轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動眼眼球球時(shí)時(shí)的的可可見見范范圍圍;;靜視視野野是頭頭部部固固定定不不動動時(shí)時(shí)在在眼眼球球靜靜止止不不動動狀狀態(tài)態(tài)下下的的自自然然可可見見范范圍圍;;在水水平平面面內(nèi)內(nèi)的的視視野野:雙雙眼眼視視區(qū)區(qū)大大約約60度以以內(nèi)內(nèi)的的區(qū)區(qū)域域。在垂垂直直平平面面的的視視野野:以以標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)視視線線水水平平為為0度基基準(zhǔn)準(zhǔn),,則則最最大大視視區(qū)區(qū)為為視視平平線線以以上上60度和和視視平平線線以以下下70度。。(一一))視視野野(二二))主主要要視視力力范范圍圍視力力是眼眼睛睛分分辨辨物物體體細(xì)細(xì)微微結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)能能力力的的一一個個生生理理尺尺度度。。根據(jù)據(jù)對對物物體體視視覺覺的的清清晰晰度度,,一一般般把把視視野野分分成成三三個個主主要要視視力力范范圍圍區(qū)區(qū)::1.中心心視視力力范范圍圍((直直視視區(qū)區(qū))):人人們們通通常常所所說說的的視視力力,,又又稱稱中中心心視視力力,,中中心心視視力力范范圍圍((視視角角))為為1.5度~~3度,,其其特特點(diǎn)點(diǎn)是是對對該該區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi)的的事事物物的的視視覺覺最最為為清清晰晰。。2.瞬間間視視力力范范圍圍:視視角角18度,,其其特特點(diǎn)點(diǎn)是是通通過過眼眼球球的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動,,在在有有限限的的時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)就就能能獲獲得得該該區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi)物物體體的的清清晰晰形形象象。。3.有效效視視力力范范圍圍:視視角角30度,,其其特特點(diǎn)點(diǎn)是是利利用用頭頭部部和和眼眼球球的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動,,在在該該區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi)注注視視物物體體時(shí)時(shí)::必必須須集集中中注注意意力力方方能能有有足足夠夠的的清清晰晰視視覺覺。。(二二))主主要要視視力力范范圍圍正常常人人在在各各種種工工作作時(shí)時(shí)的的視視力力范范圍圍比比視視野野要要小小。。因因?yàn)闉橐曇暳αΨ斗秶鷩鞘且笄竽苣苎秆杆偎?、、清清晰晰地地看看清清目目?biāo)標(biāo)細(xì)細(xì)節(jié)節(jié)的的范范圍圍,,所所以以視力力只只能能是是視視野野的的一一部部分分。(三三))眼眼高高眼高高是指指從從瞳瞳孔孔點(diǎn)點(diǎn)至至地地面面的的垂垂直直距距離離。。立姿姿眼眼高高是從從地地面面至至眼眼睛睛的的距距離離,,在在一一般般工工業(yè)業(yè)人人口口中中,,眼眼高高的的范范圍圍約約為為((1470~1750)mm。坐姿姿眼眼高高是從從座座位位面面至至眼眼睛睛的的距距離離,,其其范范圍圍約約為為((660~790)mm。P.S.兩組組數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)值值均均為為正正常常衣衣著著和和身身體體姿姿勢勢狀狀態(tài)態(tài)。。這這些些尺尺寸寸是是目目視視工工作作必必須須適適應(yīng)應(yīng)的的眼眼高高范范圍圍。。(三三))眼眼高高立姿姿時(shí)時(shí)的的眼眼高高(1470~1750)mm坐姿姿時(shí)時(shí)的的眼眼高高(660~790)mm(四四))視視覺覺運(yùn)運(yùn)動動規(guī)規(guī)律律眼睛睛沿水水平平方方向向運(yùn)運(yùn)動動比沿垂垂直直方方向向運(yùn)運(yùn)動動快而而且且不不易易引引起起疲疲勞勞。。視線線的的變變化化習(xí)習(xí)慣慣從左左到到右右,從上上到到下下和順時(shí)時(shí)針針方方向向運(yùn)動動。。當(dāng)眼眼睛睛偏偏離離視視中中心心時(shí)時(shí),,在在偏偏離離距距離離相相等等的的情情況況下下,,人人眼眼對對左上上角角的觀觀察察效效率率最最優(yōu)優(yōu),,依依次次為為右上上角角,,左左下下角角,而而右下下角角最差差。。兩眼眼的的運(yùn)運(yùn)動動總總是是協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)的的、、同同步步的的,,在在正正常常情情況況下下不不可可能能一一只只眼眼睛睛轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動而而另另一一只只眼眼睛睛不不動動;;在在一一般般操操作作中中,,不不可可能能一一只只眼眼睛睛視視物物,,而而另另一一只只眼眼睛睛不不視視物物。。因因而而通通常常都都以雙眼視視野為設(shè)設(shè)計(jì)依據(jù)據(jù)。人眼對直線輪廓廓比對曲線輪廓廓更易于接接受。三、工作作體位(一)決決定工作作體位和和姿勢的的因素(二)主主要工作作體位1.坐姿2.立姿3.坐、立交交替(一)決決定工作作體位和和姿勢的的因素操作者在在作業(yè)過過程中,,通常采采用坐姿姿、立姿姿、坐立立交替相相結(jié)合姿姿勢,也也有一些些作業(yè)采采用跪姿姿和臥姿姿。在確定作作業(yè)姿勢勢時(shí),主主要考慮慮以下因因素:1.作業(yè)空間間的大小小和照明明條件;;2.作業(yè)負(fù)荷荷的大小小和用力力方向;;3.作業(yè)場所所各種儀儀器、機(jī)機(jī)具和加加工件的的擺放位位置;4.作業(yè)臺高高度及有有沒有容容膝空間間;5.操作時(shí)的起起坐頻率。。(二)主要要工作體位位一、坐姿坐姿是指身軀伸伸直或稍向向前傾角為為10°~15°,上腿平放放,下腿一一般垂直地地面或稍向向前傾斜著著地,身體體處于舒適適狀態(tài)的體體位。坐姿作業(yè)具具有以下特點(diǎn):不易疲勞勞,持續(xù)工工作時(shí)間長長;身體穩(wěn)穩(wěn)定性好,,操作精度度高;手腳腳可以并用用作業(yè);腳腳蹬范圍廣廣,能正確確操作。人體最合理的作業(yè)姿勢勢就是坐姿姿作業(yè)。(二)主要要工作體位位二、立姿立姿通常是指人人站立時(shí)上上體前屈角角小于30°時(shí)所保持的的姿勢。(一)立姿姿的優(yōu)點(diǎn)1.可活動的空空間增大;;2.需經(jīng)常改變變體位的作作業(yè),立位位比頻繁起起坐消耗能能量少;3.手的力量增增大,即人人體能輸出出較大的操操作力;4.減少作業(yè)空空間,在沒沒有坐位余余地的場所所,以及顯顯示器、控控制器配置置在墻壁上上的情況,,立姿更好好。(二)主要要工作體位位三、坐、立立交替某些作業(yè)并并不要求作作業(yè)者始終終保持立姿姿或坐姿,,在作業(yè)的的一定階段段,需交換換姿勢完成成操作。這這種作業(yè)姿姿勢稱為坐坐、立交替替的作業(yè)姿姿勢。采用這種作作業(yè)姿勢既既可以避免免由于長期期立姿操作作而引起的的疲勞,又又可以在較較大的區(qū)域域內(nèi)活動以以完成作業(yè)業(yè),同時(shí)穩(wěn)穩(wěn)定的坐姿姿可以幫助助作業(yè)者完完成一些較較精細(xì)的作作業(yè)。并不是所有有作業(yè)都是是適合,只只適合一些些特殊的作作業(yè)。(三)人的的行為特征征人的行為特特征和作業(yè)業(yè)空間的關(guān)關(guān)系:英國的心理理學(xué)家D.肯特說過::“人們不不以隨意的的方式使用用空間”。。意思是說人人們在空間間中采取什什么樣的行行為并不是是隨意的,,而是有特特定的方式式。人對作業(yè)空空間的要求求,不僅有有對物理空空間的要求求,還會受受到心理因因素的影響響,一般來來說,人的的心理空間間要求大于于物理空間間要求。(三)個人人心理空間間一、個人心心理空間個人心理空空間是指圍繞一一個人并按按其心理尺尺寸要求的的空間。接觸類型心理距離親密距離(緊身區(qū))<=450個人距離(近身區(qū))450~1200社交距離(社交區(qū))1200~3500公共距離(公共區(qū))3500~9000人際交往心心理距離表表單單位::mm(三)個人人心理空間間作業(yè)姿勢與與作業(yè)空間間設(shè)計(jì)(一)坐姿姿作業(yè)空間間設(shè)計(jì)(二)立姿姿作業(yè)空間間設(shè)計(jì)(三)坐立立姿交替作作業(yè)空間設(shè)設(shè)計(jì)(四)斜作作業(yè)面設(shè)計(jì)計(jì)(五)受限限作業(yè)空間間設(shè)計(jì)(一)坐姿姿作業(yè)空間間設(shè)計(jì)一、工作面面高度和寬寬度工作面寬度度視作業(yè)功功能要求而而定:一般般若單供靠靠肘之用,,最小寬度度為100mm,最佳寬度度為200mm;僅當(dāng)寫字字用時(shí),最最佳寬度為為400mm;工作面板板的厚度一一般不超過過50mm,以便保證證大腿的容容膝空間。。(一)坐姿姿作業(yè)空間間設(shè)計(jì)二、作業(yè)范范圍(1)水平作業(yè)業(yè)范圍在水平方向向上方便地地移動手臂臂所形成的的軌跡(覆覆蓋的范圍圍)如下下圖:(一)坐姿姿作業(yè)空間間設(shè)計(jì)二、作業(yè)范范圍(1)水平作業(yè)業(yè)范圍在水平方向向上方便地地移動手臂臂所形成的的軌跡(覆覆蓋的范圍圍)如下下圖:(3)立體作業(yè)業(yè)范圍立體作業(yè)范范圍指的是將水水平和垂直直作業(yè)范圍結(jié)結(jié)合在一起起的三位空空間,實(shí)際際上,坐姿作作業(yè)時(shí),操操作者的動動作被限制制在工作臺面面以上的空空間范圍,,其作業(yè)范范為一立體空空間。(一)坐姿姿作業(yè)空間間設(shè)計(jì)(一)坐姿姿作業(yè)空間間設(shè)計(jì)(4)綜合坐姿姿作業(yè)圖(一)坐姿姿作業(yè)空間間設(shè)計(jì)三、容膝、、容腳空間間在坐姿工作作臺設(shè)計(jì)過過程中,在在工作臺下下部就要有有足夠的容容納腿腳的的區(qū)域,就就叫容膝、、容腳空間間。符號尺度部位尺寸最小最大a容膝孔寬度5101000b容膝孔高度640680c容膝孔深度460660d大腿空隙200240e容腿孔深度6601000(一)坐姿姿作業(yè)空間間設(shè)計(jì)四、椅面高高度及活動動余隙坐姿作業(yè)離離不開座椅椅,因此設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)要考考慮座椅所所需的空間間及人體活活動需要改改變座椅位位置等余隙隙要求。(1)座椅的椅椅面高度一一般略低于于小腿高度度,以便使使全部腳掌掌著地支撐撐下肢重量量,方便下下肢移動,,減少臀部部壓力,避避免椅子前前沿壓迫大大腿。(2)座椅放置置空間的深深度距離((臺面邊緣緣到固定壁壁面的距離離),至少少應(yīng)在810mm以上,以便便作業(yè)者起起身與坐下下時(shí)移動椅椅子。(3)座椅放置置空間的寬寬度距離應(yīng)應(yīng)保證作業(yè)業(yè)者能自由由的伸展手手臂,座椅椅的扶手至至側(cè)面的距距離應(yīng)大于于610mm。(一)坐姿姿作業(yè)空間間設(shè)計(jì)五、腳作業(yè)業(yè)空間腳作業(yè)空間間一般范圍圍較小,正正常的位于于身體前側(cè)側(cè)、坐高以以下的區(qū)域域。對腳作業(yè)空空間的研究究主要在于于腳踏板的的設(shè)計(jì),腳腳與踏板應(yīng)應(yīng)成90°,對于蹬力力較大的腳腳踏板,大大、小腿間間的夾角應(yīng)應(yīng)在105°~135°°,以120°為最佳,對對瞪力較小小的,應(yīng)在在105°~110°°范圍內(nèi)。(一)坐姿姿作業(yè)空間間設(shè)計(jì)(二)立姿姿作業(yè)空間間設(shè)計(jì)一、工作面面高度(二)立姿姿作業(yè)空間間設(shè)計(jì)二、作業(yè)范范圍立姿水平作作業(yè)范圍與與坐姿作業(yè)業(yè)時(shí)基本相相同,垂直直范圍要大大一些。(二)立姿姿作業(yè)空間間設(shè)計(jì)三、工作活活動余隙立姿作業(yè)時(shí)時(shí),人的活活動性比較較大,為保保證作業(yè)者者操作自由由、動作舒舒展,必須須使操作者者有一定的的活動余隙隙,并盡量量大些。可可參照下表表。(二)立姿姿作業(yè)空間間設(shè)計(jì)四、立姿作作業(yè)空間垂垂直方向布布局設(shè)計(jì)控制器類型推薦值報(bào)警裝置1800極少操作的手控制器和不太重要的顯示器1600~1800常用的手控制器、顯示器、工作臺面等700~1600不宜布置控制器500~700腳控制器0~500(三)坐立立姿交替作作業(yè)空間設(shè)設(shè)計(jì)為了克服坐坐姿、立姿姿作業(yè)的缺缺點(diǎn),在工工作崗位上上經(jīng)常采用用坐—立姿交替作作業(yè)的方式式。這種作此方方式的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)在于,能能使作業(yè)者者在工作中中變換體位位,從而避避免由于身身體長時(shí)間間處于一種種體位而引引起的肌肉肉疲勞。比比如,長時(shí)時(shí)間的單調(diào)調(diào)的坐姿作作業(yè)會引起起心理性疲疲勞。在設(shè)計(jì)坐-立交替的工工作面時(shí),,工作面的的高度以站站立時(shí)的工工作高度為為準(zhǔn),椅子子高以68~78cm為宜,同同時(shí)提供腳腳踏板,使使人坐著工工作時(shí)腳有有休息的地地方,否則則人們很難難工作持久久。(三)坐坐立姿交交替作業(yè)業(yè)空間設(shè)設(shè)計(jì)(三)坐坐立姿交交替作業(yè)業(yè)空間設(shè)設(shè)計(jì)(四)斜斜作業(yè)面面設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí),,人的視視覺注意意的區(qū)域域決定頭頭的姿勢勢。坐姿姿時(shí),視視線與與水平線線的夾角角為32°~44°°,站姿時(shí)時(shí)為23°~34°°。由于視視線傾斜斜的角度度包括頭頭的傾斜斜和眼球球轉(zhuǎn)動兩兩個角度度,實(shí)際際頭傾斜斜角度為為坐姿17°~29°°,站立8°~22°。實(shí)際工作作中,頭頭的姿勢勢很難保保持在上上面所說說的范圍圍內(nèi),如如最常見見的在寫寫字臺上上讀寫書書畫,頭頭的傾角角就超過過了舒服服的范圍圍(即8°~22°),因此,,出現(xiàn)了了桌面或或者作業(yè)業(yè)面傾斜斜的設(shè)計(jì)計(jì)。下圖是都都已經(jīng)批批量生產(chǎn)產(chǎn)的繪圖圖桌。(四)斜斜作業(yè)面面設(shè)計(jì)(四)斜斜

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