【正文】 安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 1頁第七章 安全人機(jī)工程的實(shí)踐與運(yùn)用 安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 2頁第一節(jié) 工作空間 設(shè)計 ? 人與機(jī)器結(jié)合完成生產(chǎn)任務(wù)是在一定的作業(yè)空間進(jìn)行的。人們在從事某項(xiàng)作業(yè)時，為完成該項(xiàng)工作，人體所必須的活動范圍或空間，稱為工作空間，亦稱作業(yè)空間，它包括人的操作活動范圍和機(jī)器設(shè)備中的顯示器和控制器所及范圍。? 作業(yè)空間設(shè)計，從大的范圍來講，是指按照作業(yè)者的操作范圍、視覺范圍以及作業(yè)姿勢等一系列生理、心理因素對作業(yè)對象、機(jī)器、設(shè)備、工具進(jìn)行合理的空間布局，給人、物等確定最佳的流通路線和占有區(qū)域，提高系統(tǒng)總體可靠性和經(jīng)濟(jì)性。從小的范圍來講，就是合理設(shè)計工作崗位，以保證作業(yè)者安全、舒適、高效工作。安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 3頁一、有關(guān)概念 關(guān)于作業(yè)空間? （ 1） 近身作業(yè)空間 。指作業(yè)者在某一固定工作崗位時，考慮身體的靜態(tài)和動態(tài)尺寸，在坐姿或站姿下，其所能完成作業(yè)的空間范圍。? （ 2）個體作業(yè)場所 。指操作者周圍與作業(yè)有關(guān)的、 設(shè)備因素在內(nèi)的作業(yè)區(qū)域，簡稱作業(yè)場所。? （ 3）總體作業(yè)空間 。多個相互聯(lián)系的個體作業(yè)場所布置在一起構(gòu)成總體作業(yè)空間。? （ 4）受限作業(yè)空間 。進(jìn)出開口有局限性，非預(yù)定作業(yè)者連續(xù)停留的作業(yè)空間就是受限作業(yè)空間。安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 4頁關(guān)于作業(yè)姿勢? 坐姿 坐著的作業(yè)姿勢常指身軀伸直或稍向前傾 10o～ 15o角，上腿平放，下腿一般垂直地或稍向前傾斜著地，身體處于舒適的體位。 ? 立姿 通常指人站立時上體前屈角小于 30o時所保持的姿勢（前屈角大于 30o為前屈姿勢）。? 坐－立交替姿勢、? 臥姿? 蹲姿 安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 5頁? 坐姿作業(yè)的特點(diǎn)? 人體最合理的作業(yè)姿勢就是坐姿作業(yè)。下列作業(yè)宜采用坐姿作業(yè)。? 持續(xù)時間較長的靜態(tài)作業(yè)。此時需要支持身體的力較小，腿上消耗的能量和負(fù)荷較小，血液循環(huán)暢通，可以減少疲勞和人體能量的消耗。? 精密度要求高而又要求仔細(xì)的作業(yè)。因坐姿情況下，當(dāng)設(shè)備振動或移動時，人體具有較大的穩(wěn)定度和較好的平衡度。? 需要手足并用，并對一個以上踏板進(jìn)行控制的作業(yè)。坐姿時，雙腳容易移動，且可借助座椅支撐對腳控制器施以較大力量。 安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 6頁? 立姿作業(yè)的特點(diǎn)? 以下作業(yè)選用立姿作業(yè)優(yōu)于坐姿作業(yè) ：（ 1）需要經(jīng)常改變體位的作業(yè)。站著頻繁的起坐消耗能最少些；（ 2）常用的控制器分布在較遠(yuǎn)區(qū)域、需要手足有較大運(yùn)動幅度的作業(yè)。因站姿時作業(yè)者可以走動，可以看見或使用坐姿作業(yè)者夠不到的部件；（ 3）需要用力較大的作業(yè)。立勢時手臂力量較大，易于操作大操縱桿。此外，立姿作業(yè)時，還有作業(yè)者可變換位置，減少疲勞和厭煩；可利用平展的工作面而無需任何容膝空間等重要優(yōu)點(diǎn)。? 立姿作業(yè)的缺點(diǎn)在于 ：不易進(jìn)行精確而細(xì)致的工作；不易轉(zhuǎn)換操作；立姿時肌肉要作出更多的功以支持體重，故易引起疲勞；下肢負(fù)擔(dān)較重，長期站立易引起下肢靜脈曲張等等。安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 7頁? 坐 — 立姿交替作業(yè)的特點(diǎn)為了克服坐姿、立姿作業(yè)的缺點(diǎn)，在工作崗位上經(jīng)常采用坐 — 立姿交替作業(yè)的方式。? 這種作此方式的優(yōu)點(diǎn)在于，能使作業(yè)者在工作中變換體位，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。例如，長時間的單調(diào)的坐姿作業(yè)會引起心理性疲勞，改成立姿適當(dāng)走動，有助于維持工作能力，而長時間的立姿作業(yè)會產(chǎn)生肌肉疲勞，坐下來就可以得到消除。? 因此，坐 — 立姿交替作業(yè)能吸收各自的長處，彌補(bǔ)各方面的短處，應(yīng)盡可能用坐 — 立姿交替作業(yè)方式，代替單純的立姿作業(yè)方式。安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 8頁選擇人體姿勢和體位應(yīng)該考慮下列各點(diǎn)? 工作場地的大小、照明條件與視覺；? 體力負(fù)荷的大小及用力方向；? 工作場所各種物質(zhì) （包括必需的工具、加工材料等）的安放位置；? 控作臺或工作臺的臺面高度，有無合適的容膝空間；? 作業(yè)時起坐的頻率等。安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 9頁? 應(yīng)該 盡量 避免 的 姿 勢? ① 站著不 動 的姿 勢 （特 別對 女性）；? ② 長 期或 經(jīng) 常重復(fù)地彎腰（指脊背彎曲角超 過 15176。 ）；? ③ 軀干扭曲并 傾 斜的姿 勢 或半坐姿勢 ；? ④ 經(jīng) 常重復(fù)地 單 腿支撐的姿 勢 ；? ⑤ 手臂 長時間 向前伸直或伸開等。安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 10頁二、工作空間人體尺寸 ? 《 工作空間人體尺寸 》 （ GB/T135471992）給出的 3組、 17項(xiàng)與工作空間有關(guān)的中國成年人人體尺寸的數(shù)據(jù)，在工作空間的設(shè)計時需要遵循? （ 1）工作空間立姿人體尺寸GB/T135471992給出了 6項(xiàng)? （ 2）工作空間坐姿人體尺寸GB/T135471992給出了 5項(xiàng)? （ 3）工作空間跪姿、俯臥姿、爬姿人體尺寸GB/T135471992給出了 6項(xiàng)安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 11頁三、工作空間的設(shè)計 ? 工作空間設(shè)計的一般原則? （ 1）操作高度應(yīng)適合于操作者的身體尺寸及工作類型，座位、工作面（工作臺）應(yīng)保證適宜的身體姿勢，即身體軀干自然直立，身體重量能得到適當(dāng)支撐，兩肘置于身體兩側(cè)，前臂呈水平狀。? （ 2）座位調(diào)節(jié)到適合于人的解剖、生理特點(diǎn)。? （ 3）為身體的活動，特別是頭、手臂、手、腿、腳的活動提供足夠的空間。? （ 4）操縱裝置設(shè)置在肌體功能易達(dá)或可及的空間范圍內(nèi)，顯示裝置按功能重要性和使用頻度依次布置在最佳或有效視區(qū)內(nèi)。? （ 5）把手和手柄適合于手功能的解剖學(xué)特性 。安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 12頁? 工作空間設(shè)計應(yīng)遵守的安全人機(jī)工程學(xué)原則? （ 1）操作高度應(yīng)適合于操作者的身體尺寸及工作類型，座位、工作面（工作臺）應(yīng)保證適宜的身體姿勢，即身體軀干自然直立，身體重量能得到適當(dāng)支撐，兩肘置于身體兩側(cè)，前臂呈水平狀。? （ 2）座位調(diào)節(jié)到適合于人的解剖、生理特點(diǎn)。? （ 3）為身體的活動，特別是頭、手臂、手、腿、腳的活動提供足夠的空間。? （ 4）操縱裝置設(shè)置在肌體功能易達(dá)或可及的空間范圍內(nèi)，顯示裝置按功能重要性和使用頻度依次布置在最佳或有效視區(qū)內(nèi)。? （ 5）把手和手柄適合于手功能的解剖學(xué)特性 。安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 13頁? 不同作業(yè)姿勢下的活動空間布局設(shè)計? （ 1）坐姿作業(yè)空間布局設(shè)計 坐姿作業(yè)空間主要包括工作臺、工作座椅、人體活動余隙和作業(yè)范圍等的尺寸和布局等，其設(shè)計用人體參量和選用原則如表 1所示。安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 14頁表 1坐姿作業(yè)空間設(shè)計參數(shù)（毫米） 符號 人體測量項(xiàng)目 男 女 男女混合男子百分位數(shù) 女子百分位數(shù)第 5 第 50 第 95 第 5 第 50 第 95B 坐姿身高 958 901 958 858 908 958 809 855 901D 坐姿眼高 749 695 695 749 793 847 695 739 783F 坐姿肩高 557 518 518 557 598 641 518 556 594G 胸厚 245 239 245 186 212 245 170 199 239H 坐姿肘間寬 371 348 348 371 422 489 348 404 478I 坐姿大腿厚 151 151 151 112 130 151 113 130 151J 前壁前展長 323 292 292 323 351 378 292 318 345K 上肢前展長 612 554 554 612 664 716 554 602 653M 坐姿肘高 298 284 298 228 263 298 215 251 284N 坐姿窩高 448 405 448 383 413 448 342 382 405安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 15頁1）坐姿工作面的設(shè)計? 坐姿工作面的高度主要由人體參數(shù)和作業(yè)性質(zhì)等因素決定? 圖 7－ 1給出了坐姿作業(yè)時，作業(yè)性質(zhì)對工作面高度的要求。? 圖 7－ 2給出了工作面高度與身高和作業(yè)活動性質(zhì)的關(guān)系? 工作面寬度視作業(yè)功能要求而定。若單供肘靠之用，最小寬度為 100mm，最佳寬度為200mm；僅當(dāng)寫字面用，最小寬度為 305mm，最佳寬度為 405mm；作辦公桌用，最佳寬度為 910mm；作試驗(yàn)臺用，視需要而定。為保證大腿容隙，工作面板厚度一般不超過 50mm。 安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 16頁圖 71坐姿工作面高度 安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 17頁? a的臺面高度為 880177。20毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離為 120250毫米，能區(qū)分直徑小于 米的零件。適合對視力強(qiáng)度、手臂活動的精度和靈巧性要求都很高的作業(yè)，如鐘表組裝；? b的臺面高度為 840177。20毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離為 250350毫米，能區(qū)分直徑小于 l毫米的零件，適合對視力強(qiáng)度要求較高的工作，如微型機(jī)械和儀表的組裝，精確復(fù)制和畫圖等；? c的臺面高度為 740177。20毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離小于 500毫米，能區(qū)分直徑小于 10毫米的零件，適合于一般的作業(yè)要求，如一般的鉗工工作、坐著的辦公工作等；? d的臺面高度為 680177。20毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離大于 500毫米，適合于精度要求不高、需要較大力氣才能完成的手工作業(yè)，如包裝、大零件安裝、打字機(jī)上打字等。 安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 18頁圖 72工作臺和座位高度與工作性質(zhì)和人身高的關(guān)系 安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/1星期一 第 19頁? 2） 容膝空間? 在設(shè)計坐姿用工作臺時，必須根據(jù)腳可達(dá)到區(qū)在工作臺下部布置容膝空間，以保證作業(yè)者在作業(yè)過程中，腿腳能有方便的姿勢。? 下圖 1和表 71示出了腿腳的七種姿勢（兩腿伸直，腳在右角上，腿在座位下彎曲，一只腳在前、一只腳在后，兩腿交叉，兩腳交叉，腳放在腳控制器上）和最小最佳的容膝空間尺寸。 安全人機(jī)工程學(xué)︵第七章︶湖南工學(xué)院安全工程系2023/3/