人机工程学讲义7.doc

5.1作业空间概述 人与作业器具共同完成任务是在一定的作业空间进行的。人、机所占的空间称为作业空间。按作业空间包含的范围，可把它分为近身作业空间、个体作业场所和总体作业空间。 1.近身作业空间 近身作业空间指作业者在某一位置时，考虑身体的静态和动态尺寸，在坐姿或站姿状态下，其所能完成作业的空间范围。近身作业空间包括3种不同的空间范围： (1)在规定位置上进行作业时，必须触及的空间，即作业范围； (2)人体作业或进行其他活动时(如进出工作岗位，在工作岗位进行短暂的放松与休息等)人体自由活动所需的范围，即作业活动空间； (3)为了保证人体安全，避免人体与危险源(如机械传动部位等)直接接触所需要的安全防护空间距离。 2.个体作业场所 个体作业场所指操作者周围与作业有关的、包含设备因素在内的作业区域，如汽车驾驶室。在作业场所的设计中，除了要保证近身作业空间外，还要考虑到信息显示器、操纵控制器的安排设置，以使操纵者能够适宜地获取信息、进行操作。 3.总体作业空间 不同的个体作业场所的布置构成总体作业空间。总体作业空间反映的是多个作业者或使用者之间作业的相互关系，如一条生产线、一间办公室等。 作业空间设计，从大的范围来讲，就是组织生产、生活现场，把所需要的机器、设备和工具，按照生产任务、工艺流程的特点和人的操作要求进行合理的空间布局。给人、物等确定最佳的流通路线和占有区域，提高系统总体可靠性和经济性。从小的范围来讲，就是合理设计工作岗位，以保证作业者安全、舒适、高效工作。 5.2近身作业空间设计 5.2.1近身作业空间设计应考虑的因素 1.作业特点 人们所从事的工作内容和性质往往有很大差别。性质和内容不同的工作，对作业空间的要求也会有所不同：体力作业比脑力作业的作业空间大，动态作业比静态作业的作业室间大，高温作业比常温作业的作业空间大。例如，车床操作工作所要求的作业室间应比汽车、飞机驾驶员的作业空间大得多。总之，作业空间的大小尺寸与构成特点，都必须首先服从工作需要，要与工作性质和工作内容相适应。 2.人体尺度 作业空间设计必须参照人体尺度数据，特别是在一些空间受限制的作业环境中。作业空间设计中，有时要以使用者总体的第5百分位数的人体尺度为依据，如楼梯踏级宽度；有时要以使用者总体的第50百分位数或平均人体尺度为依据，例如工作面高低；有时要以使用者的第95百分位数的人体尺度为依据，如座位宽度、门框大小等。有的作业空间则必须参照功能人体尺度来设计。有些特殊作业空间吗，还需根据特定人体尺寸来设计。需要注意的是，人体尺度一般是在不着衣或只穿单衣的条件下测量的，而人们在工作中往往要穿上工作服和防护服，设计时须予以考虑。 3.作业姿势 人们在工作中，通常采用的姿势有3种，即坐姿、立姿和坐立交替结合姿势。某些特殊情况下，例如车辆检修、设备维修等，有时采取卧姿、跪姿或俯姿进行工作。显然，采用不同的姿势需要占用的空间不同。因而在设计作业空间时，必须对操作者的作业姿势有所考虑。 4.个体因素 设计作业空间还应考虑使用者性别、年龄、人种、体型因素的差异。如男性身体尺度一般大于女性，专供女性使用的作业空间可比男性专用或男女通用的作业空间设计得小一点；不同年龄阶段使用的作业空间应有不同要求；黄种人躯干对四肢长度的比值大于白种人，但在身体骨架大小、体重、肢体力量等方面不如白种人，因此为不同人种使用的作业空间设计，上下左右空间应按美国人体尺寸设计，而对坐高的设计应以中国人体尺寸为依据。 5.维修活动 在许多人机系统中，需要定期检修或更换机器部件。设计操作工位的作业本间时，必须考虑到维修活动对作业空间的需要，维修活动空间是根据维修中的位置来考虑的。需维修的部件可能在机器的内部，也可能在机器的外部或后侧部。工位设计和机器布置时应为维修机器的各种部件留出维修活动所必需的活动空间。 5.2.2坐姿作业空间 坐姿作业是人体常用的操作姿态，具有持续长工作时间不易疲劳、身体稳定性好、操作精度高、手脚可以并用作业等优点。因此坐姿适合以下作业：精细作业，如书写、计算机操作、小部件的装配；施力较小的作业(提重物时不大于4.5kg)；所需的工具、材料等在坐姿状态下易于拿到的作业。缺点是长时间的坐姿，尤其是不正确的坐姿会对腰部产生不利影响。 1.上肢作业空间 坐姿作业通常在作业面以上进行，作业空间的范围主要由上肢伸展的范围决定，这一范围又由上肢伸展的方向和所要完成任务的性质决定。随作业面高度、手偏离身体中线的距离及手举高度的不同，其舒适的作业范围也在发生变化。如手处于身体中线处，直臂抓握式作业的区域由肩关节转轴高度及该转轴到手心距离决定：直臂接触式作业的区域则由肩关节转轴高度及该转轴到指尖距离决定(图5.1、图5.2)。此外还要受到其他约束条件和着装的影响。 图5.1男女坐姿垂直面作业区域(m