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1、1第八章作业空间设计2本章内容本章内容作业空间设计的有关概念作业空间设计的有关概念1作业空间设计的一般要求作业空间设计的一般要求2作业空间设计中的人体因素作业空间设计中的人体因素3作业姿势与作业空间设计作业姿势与作业空间设计4工作场所性质与作业空间设计工作场所性质与作业空间设计531、作业空间设计的有关概念 1.1 1.1 作业空间作业空间 人在从事某项作业时,为完成该项工作,人在从事某项作业时,为完成该项工作,人体所必须的活动范围或空间。人体所必须的活动范围或空间。人的操作活动范围人的操作活动范围机器的显示器和控制器的范围机器的显示器和控制器的范围作业空间设计作业空间设计51、作业空间设计的
2、有关概念 (1 1)近身作业空间。)近身作业空间。指作业者在某一固定的工作岗位指作业者在某一固定的工作岗位上保持站姿或坐姿等一定的工作姿势时,由于人体的静态或上保持站姿或坐姿等一定的工作姿势时,由于人体的静态或动态的尺寸限制,作业者为完成作业所涉及的空间范围。动态的尺寸限制,作业者为完成作业所涉及的空间范围。(2 2)个体作业场所。)个体作业场所。指作业者周围与作业有关的、包指作业者周围与作业有关的、包含设备因素在内的作业区域,简称为作业场所。如电脑、计含设备因素在内的作业区域,简称为作业场所。如电脑、计算机桌、电脑椅就构成一个完整的个体作业场所。与近身作算机桌、电脑椅就构成一个完整的个体作业
3、场所。与近身作业空间相比,更为复杂,还包括了相关设备所需的场地。业空间相比,更为复杂,还包括了相关设备所需的场地。(3 3)总体作业空间。)总体作业空间。多个相互联系的个体作业场所布多个相互联系的个体作业场所布置在一起就构成了总体作业空间。总体作业空间不是直接的置在一起就构成了总体作业空间。总体作业空间不是直接的作业场所,作业场所,它更多地强调多个个体作业场所之间尤其是多个它更多地强调多个个体作业场所之间尤其是多个作业者之间的相互关系。作业者之间的相互关系。61.2 1.2 作业空间设计作业空间设计狭义:狭义:合理设计工作岗位空间,以保证作业者安全、舒合理设计工作岗位空间,以保证作业者安全、舒
4、适、高效工作。适、高效工作。广义:广义:按照作业者的操作范围、视觉范围、作业姿势等按照作业者的操作范围、视觉范围、作业姿势等生理、心理因素对作业对象、机器设备、工具等进行合生理、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(理的空间布局,给人、物等确定最佳(合理合理)的流通路)的流通路线和占有区域,以提高系统的可靠性、舒适性和经济性。线和占有区域,以提高系统的可靠性、舒适性和经济性。72 作业空间设计的一般要求2.1 2.1 近身作业空间设计应考虑的因素近身作业空间设计应考虑的因素体力体力 脑力,高温脑力,高温 常温常温百分位选择,考虑衣着百分位选择,考虑衣着坐姿
5、、立姿,坐立交替坐姿、立姿,坐立交替性别、年龄、人种、体形性别、年龄、人种、体形作业特点作业特点人体尺寸人体尺寸作业姿势作业姿势个体因素个体因素维修活动维修活动82 作业空间设计的一般要求2.2 2.2 作业场所布置原则作业场所布置原则(1 1)重要性原则)重要性原则 (2 2)使用频率原则)使用频率原则 (3 3)功能原则)功能原则 (4 4)使用顺序原则)使用顺序原则 2.3 2.3 总体作业空间设计的依据总体作业空间设计的依据 组织的生产(作业)方组织的生产(作业)方式、工艺(过程)特点决定式、工艺(过程)特点决定了总体作业空间结构。了总体作业空间结构。9平均执行时间/min201510
6、50低 中 高频率重要性功能使用顺序原则的适用性图图8-1 8-1 面板布置原则与作业执行时间的关系面板布置原则与作业执行时间的关系103 作业空间设计中的人体因素 3.1 3.1 作业空间设计时人体测量学数据运用作业空间设计时人体测量学数据运用(1 1)确定对于设计至为重要的)确定对于设计至为重要的人体尺寸;人体尺寸;(2 2)确定设计对象的)确定设计对象的使用者群体使用者群体,以决定必须考虑的尺,以决定必须考虑的尺寸范围;寸范围;(3 3)确定数据运用)确定数据运用原则;原则;(4 4)选择合适的数据定位群体的)选择合适的数据定位群体的百分位;百分位;(5 5)查找表选择有关数据值;)查找
7、表选择有关数据值;(6 6)如有必要,对数据作适当的修正;)如有必要,对数据作适当的修正;(7 7)考虑)考虑测量衣着情况;测量衣着情况;(8 8)考虑人体测量学数据的静态和动态性质。)考虑人体测量学数据的静态和动态性质。工作空间人体尺寸工作空间人体尺寸(GB/T13547-1992GB/T13547-1992)113 作业空间设计中的人体因素 3.2 3.2 人体视野及所及范围人体视野及所及范围(1 1)视野)视野(2 2)主要视力范围)主要视力范围 (3 3)眼高)眼高(4 4)视觉运动规律)视觉运动规律12 (1 1)视野)视野 视野是指人的头部和眼球固定不动的情况下,眼睛视野是指人的头
8、部和眼球固定不动的情况下,眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围,常以角度来观看正前方物体时所能看得见的空间范围,常以角度来表示。表示。视野的大小和形状与视网膜上感觉细胞的分布状视野的大小和形状与视网膜上感觉细胞的分布状况有关,正常人两眼的视野大致相同。况有关,正常人两眼的视野大致相同。在水平面内的视野是:双眼视区大约在水平面内的视野是:双眼视区大约6060以内的区域,以内的区域,辨别汉字的视线角度为辨别汉字的视线角度为10102020;分辩字母的视线角度为;分辩字母的视线角度为1 15 53030,在各自视线范围以外,汉字和字母模糊,趋于,在各自视线范围以外,汉字和字母模糊,趋于消失。对于
9、特定的颜色的辨别,视线角度为消失。对于特定的颜色的辨别,视线角度为30306060。最。最敏锐的视力是在标准视线每侧敏锐的视力是在标准视线每侧1 1的范围内。的范围内。13 垂直平面的视野:以标准视线水平为垂直平面的视野:以标准视线水平为0 0基准基准,则最大则最大视区为视平线以上视区为视平线以上5050和视平线以下和视平线以下7070。颜色辨别界限为。颜色辨别界限为视平线以上视平线以上3030,视平线以下,视平线以下4040。实际上人的自然视线是低于标准视线的,一般状态实际上人的自然视线是低于标准视线的,一般状态下,站立和坐姿时自然视线低于水平线下,站立和坐姿时自然视线低于水平线1515;在
10、站姿松弛;在站姿松弛时,自然视线偏离标准线时,自然视线偏离标准线3030,在坐姿松弛时,自然视线,在坐姿松弛时,自然视线偏离标准线偏离标准线3838。最佳观看展示物的视区在低于标准线。最佳观看展示物的视区在低于标准线3030的区域里。的区域里。14 (2 2)主要视力范围)主要视力范围 根据对物体视觉的清晰度,一般把视野分成三个主要根据对物体视觉的清晰度,一般把视野分成三个主要视力范围区:视力范围区:中心视力范围(直视区)。人们通常所说的视力,中心视力范围(直视区)。人们通常所说的视力,是指视网膜中心窝处的视力,又称中心视力。是指视网膜中心窝处的视力,又称中心视力。1.51.53 3,其特点是
11、对该区内的事物的视觉最为清晰。其特点是对该区内的事物的视觉最为清晰。瞬间视力范围,视角瞬间视力范围,视角1818,其特点是通过眼球的转动,其特点是通过眼球的转动,在有限的时间内就能获得该区内物体的清晰形象。在有限的时间内就能获得该区内物体的清晰形象。有效视力范围,视角有效视力范围,视角5050,其特点是利用头部和眼球,其特点是利用头部和眼球的转动,在该区内注视物体时,必须集中注意力方能有足的转动,在该区内注视物体时,必须集中注意力方能有足够的清晰视觉。够的清晰视觉。15Human CAD Human CAD 视野仿真模拟图视野仿真模拟图16 (3 3)眼高)眼高 人眼具有视觉特性,在目视工作中
12、人眼的适应性至关人眼具有视觉特性,在目视工作中人眼的适应性至关重要。人眼适应性与人眼的高度及显示器、控制器的位置重要。人眼适应性与人眼的高度及显示器、控制器的位置有关。显示器、控制器的配置应当满足人的视觉特性的要有关。显示器、控制器的配置应当满足人的视觉特性的要求。配置不当将引起作业者的视觉疲劳,从而导致作业的求。配置不当将引起作业者的视觉疲劳,从而导致作业的效率降低,安全和可靠性也无法保障。效率降低,安全和可靠性也无法保障。立姿眼高是从地面至眼睛的距离,在一般工业人口中,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(眼高的范围约为(1471470 01751750 0)mm
13、mm。坐姿眼高是从座位面坐姿眼高是从座位面至眼睛的距离,其范围约为(至眼睛的距离,其范围约为(660660790790)mmmm。两组数据值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。适应的眼高范围。立姿时的眼高立姿时的眼高(14701750)mm坐姿时的眼高坐姿时的眼高(660790)mm眼高眼高18(4 4)视觉运动规律)视觉运动规律 眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳劳;一般先看到水平方向的物体,后看到垂直方向的物体。一般先看到水平方向的物体,后看
14、到垂直方向的物体。因此,很多仪表外形设计成横向长方形。因此,很多仪表外形设计成横向长方形。视线的变化习惯于视线的变化习惯于从左到右,从上到下和顺时针方向从左到右,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。运动。所以仪表刻度方向设计应遵循这一规律。人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向的估人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向的估计要准确得多,因而水平式仪表的误读率计要准确得多,因而水平式仪表的误读率(2828)比垂直式比垂直式仪表的误读率仪表的误读率(3535)低。低。当眼睛偏离视中心时,在偏离距离相等的情况下,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
15、限的观察最优,依次为右上限、左下限、而右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。下限最差。视区内仪表的布置应考虑这一点。两眼的运动是协调的、同步的。在正常情况下不可能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。野为设计依据。19123420三、作业空间设计中的人体因素 3.3 3.3 作业姿势作业姿势 (1 1)决定作业姿势的因素)
16、决定作业姿势的因素 (2 2)作业姿势的种类)作业姿势的种类 坐姿作业坐姿作业 立姿作业立姿作业 坐、立交替的作业坐、立交替的作业21(1 1)决定作业姿势的因素)决定作业姿势的因素 操作者在作业过程中,通常采用坐姿、立姿或坐立交操作者在作业过程中,通常采用坐姿、立姿或坐立交替相结合姿势,也有一些特殊作业采用跪姿和卧姿。在作替相结合姿势,也有一些特殊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。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:在确定作业姿势时,主要考虑以下因素:1.1.作业空间的大小和照明条件;作业空间的大小和照明条件;2.2.作业负荷的大小和用力方向;作业负荷的大小和用力方向;3.3.作业场所各种仪器、机具和加工件的摆放位置;作业场所各种仪器、机具和加工件的摆放位置;4.4.作业台高度及有没有容膝空间;作业台高度及有没有容膝空间;5.5.操作时的起坐频率等因素。操作时的起坐频率等因素。22坐姿作业坐姿作业 坐姿是指身躯伸直或稍向前倾角为坐姿是指身躯伸直或稍向前倾角为10101515,上腿平,上腿平放