作业姿势与空间设计精讲共42页文档

引例：基于人性化的电脑桌子设计
六、结 语
在进行产品设计和优化时要从使 用者、使用环境、使用方式、生理、 心理因素等方面进行整体考虑， 并 做出科学的定性与定量的分析与研究， 尽最大可能性满足人的需求，弘扬以 人为本的精神。负责人员必须明确产 品设计或优化的目标就是以人为中心， 如果脱离了人就没有任何存在的价值， 将人性化的设计理念贯穿在整个设计 活动中来体现设计师对人性的关怀。
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作业空间与作业姿势
个人心理空间
人的行为特征
侧重行为 捷径反应和躲避行为
作业姿势
坐姿作业 立姿作业 坐、立交替的作业
确定作业姿势的依据： 作业空间的大小和照明条件 作业负荷的大小和用力方向 作业场所各种仪器、机具和加 工件的摆放位置 作业台高度及有没有容膝空间 操作时的起坐频率等因素
引例：基于人性化的电脑桌子设计
三、对键盘和鼠标高度确定的研究
（1）理想的作业面高度应使上臂自然下垂，小臂接近水平或向下略斜， 避免小臂上举状况的发生 ： 表2坐姿肘离地高（mm） （2）手与键盘、鼠标的关系 最自然的手的姿势是手 左右对称，处于正中线的位 置，在使用键盘或鼠标过程 中，要使手保持正常自然的 姿势，上臂应自然放松，垂
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作业姿势与作业空间设计
坐姿作业空间设计
工作面高度和宽度 作业范围 容膝、容脚空间 椅面高度及活动余隙 脚作业空间
立姿作业空间设计
工作面高度 作业范围 工作活动余隙 立姿作业空间垂直方向布局设计
坐立姿交替作业空间设计 其它作业姿势的作业空间设计 范例
受限作业空间 维修空间
【视频】护眼博士学习桌
直向下，上臂与小臂之间呈略大于90°的角度，放置鼠标的位置高度不易过高， 有利于保持手腕的顺直。

43图129蹬力较大的脚操作器作业空间图1210蹬力较小的脚操作器作业空间第三节作业姿势与作业空间设计44二立姿作业空间设计一工作面高度比立姿肘高低15cm图1211工作面调整的高度第三节作业姿势与作业空间设计45工作类型对男性的推荐高度对女性的推荐高度精密工作10011095105轻度工作90958590重工作75907085表124西方国家推荐的立姿工作时工作面高度cm第三节作业姿势与作业空间设计4680859095100105110150185身高图1212作业面的高度与身高的关系cm第三节作业姿势与作业空间设计47二作业范围图1213立姿作业的作业范围第三节作业姿势与作业空间设计48三工作活动余隙余隙类型最小值推荐值站立用空间工作台至身后墙壁的距离760910身体通过的宽度510810身体通过的深度侧身通过的前后间距330380行走空间宽度305380容膝空间200容脚空间150150过头顶余隙20302100表125立姿作业活动余隙设计参考尺寸mm第三节作业姿势与作业空间设计49四立姿作业空间垂直方向布局设计控制器种类推荐值报警装置1800极少操纵的手控制器和不太重要的显示器16001800常用的手控制器显示器工作台面等7001600不宜设计控制器500700脚控制器0500表126立姿作业空间垂直方向布局尺寸mm第三节作业姿势与作业空间设计50三坐立姿交替作业空间设计图1214坐立交替工位设计cm在设计坐立交替的工作面时工作面的高度以站立时的工作高度为准椅子高以6878cm为宜?同时提供脚踏板使人坐着工作时脚有休息的地方否则人们很难工作持久
第二节 作业空间设计中的人体因素
一、作业空间设计时人体测量学数据运用 （1）确定对于设计至为重要的人体尺度 （2）确定设计对象的使用者群体 （3）确定数据运用原则 （4）如有必要，选择合适的数据定位群体的百分位 （5）查找表选择有关数据值 （6）如有必要，对数据作适当的修正 （7）考虑测量衣着情况 （8）考虑人体测量学数据的静态和动态性质

第4章 作业空间布局与工位设计
人机工程学
ERGNOMICS
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第4章 作业空间布局与工位设计
4.1 作业姿势记录与分析 4.2 作业姿势评价与设计 4.3 作业空间与作业面设计
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4.1 作业姿势记录、分析与评价
记录姿势
描述、定义 姿势
•笔录、计算机现场记录、录像 •专业仪器 •主观反馈
•总结 红色和橙色人体工学木偶试图以下蹲的或弯腰的姿势从装有门和层板的下柜中取出物品。 黄色人体工学木偶从全拉式抽屉中取物，它的身体姿势明显优于前两者。即使在拿取抽屉最下层物品 时，人体工学木偶的颜色也为黄色，因为这样可以规避部分重量。 需要弯腰或下蹲而取出层板上的存储物，这种有害身体的姿势通过设置抽屉而得以免除。这样，人们 可以凭借自然的姿势轻松取物。
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案例：多媒体控制台的设计
3、多媒体控制台主要尺寸的确定
•控制台长、宽度方向主要尺寸 •显示装置角度和大小 •控制台上方干涉点高度h（如图）
干涉点高度h的计算公式？
•d为操作者眼点与干涉点的投影距离，为控制台总宽度，d=lO00mm； •D为干涉点与第1排学生的投影距离，D=2000mm。
k和H值分别根据哪个人体尺寸来确定？其百分位如何选择？
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4.1 作业姿势记录、分析与评价
•OWAS法 （Ovako Woring Posture Analysis System）
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4.1 作业姿势记录、分析与评价
OWAS姿势编码（Karhu,1977）
背部
上肢
下肢
负荷 1. 2.
3.
<5kg 5～10kg >10kg

浙江工业大学工业工程研究所 汤洪涛
作业姿势和人体机能的关系
作业姿势同视觉的关系 最容易看见东西时的眼睛高度和物件离眼睛的距离
D
ZJUT-IE
H

浙江工业大学工业工程研究所 汤洪涛
作业姿势和人体机能的关系
作业姿势同循环的关系 作业姿势同手、上肢、下肢、上半身等的运动关系 作业姿势同身体重心的关系
一．作业姿势与人体机能 二．作业姿势的设计原则 三．作业姿势的设计要点 四．作业姿势设计辅助手段
ZJUT-IE

浙江工业大学工业工程研究所 汤洪涛
作业姿势和人体机能的关系
处理好系统中的人机关系
ZJUT-IE
了解人的动作 姿态特性
决定作业姿势 最为合理的姿势 最少疲劳的姿势 最高效率的姿势
定位动作 逐次动作 有意识动作 人的运 动行为 下意识动作 重复动作 连续动作 调整动作
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浙江工业大学工业工程研究所 汤洪涛
作业姿势的设计要点
避免静态肌肉施力 避免弯腰或其他不自然的身 体姿势
ZJUT-IE

浙江工业大学工业工程研究所 汤洪涛
2. 3. 4.

双手同时作业 缩短动作的距离 轻松作业
能否减少基本动素数？ 是否处于难于操作的不合理姿势？ 是否是需要大力气的动作？ 改进动作不仅提高作业效率，还必须考虑作业的舒适性。
浙江工业大学工业工程研究所 汤洪涛

动作经济原则的应用
三大类：
● 与人体动作有关的原则（9条） ● 与工作地布置有关原则（8条） ● 与工具设备有关的原则（5条）
机器上的扛杆、十字杆及手轮人位置，应能使工作者极少 变动姿势，且能最大地利用机械力。

4、简化
① 使用最低级次的工作。
② 减少每一动作的复杂性。
③ 使用最简单的动素组合来完成动作。 ④ 缩短动作距离。 ⑤ 使手柄、操纵杆、脚踏板的按钮都在手脚可及之处。
6.3作业姿势的设计要点
作业动作的类型
动作 分类
有意识动作：受大脑皮层基本运动区指挥，目的性强； 下意识动作：不受基本运动区指挥，只受本能和习惯指使；
动作重构的原则
1、取消
① 取消所有可能取消的作业、步骤和动作（包括身体、足、手臂或眼的动 作）。 ② 取消工作中的不规律性，使动作称为自发性，并将各种物品固定放置在 操作者前面临近处。 ③ 取消不方便或不正常的动作。 ④ 取消必须使用肌力才能维持的姿势。
⑤ 取消必须使用肌力的工作，而以运输工具取代之。
类似的一些研究说法
Cumulative Trauma Disorders（CTDs）累积性损伤 Work-related Disorders 职业性损伤
表现为软组织、肌腱的损伤；关节肿痛、肌肉酸痛
发病部位主要以腰背部、肩颈、手臂为主
常见症状：下背痛、颈肩疾患、腰椎间盘突出、腕隧道症候群、腱鞘炎
动作经济与效率法则
动作经济原则又称动作经济与效率法则，是一种为保证动作经济 而又有效的经验性法则。 吉尔布雷斯提出，巴恩斯改进，三大类，22条。 以人的生理、心理特点为基础，以减轻人在操作过程中的疲劳为 目的而建立的。
1、利用人体的原则
•双手应同时开始，并同时完成动作； •除休息时间外，双手不应同时闲着； •双臂的动作应对称，方向应相反，并同时进行； •双手和身体的动作应利用最低等级，以减少不必要的体力消耗； •应当利用力矩协助操作，当一旦必须用力克服力矩时，则应将其降至最低限度； •在动作过程中，使用流畅而连续的曲线运动，这比用方向突然发生急剧变化的直 线运动为佳；

7.3.1 作业动作的类型 1. 定位动作 2. 逐次动作 3. 重复动作 4. 连续动作 5. 调整动作
7.3.2 避免静态肌肉受力
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
设计要点如下： 避免弯腰及其它不自然的姿势，见图7-8（a） 避免长时间抬手作业，见图7-8（b） 坐姿工作比立姿工作省力 双手作业时，手的运动方向相反或不对称 作业位置与视距的关系，见图7-9 常用工具、零件、材料与操作者的位置关系 手在较高位置作业时，应增设支承物 利用重力作用，见图7-10
7.3.3 避免弯腰提起重物，见图7-11
7.4 作业姿势设计的辅助手段 7.4.1 设计用人体模板，见图7-12，图7-13，图7-14 7.4.2 设计用人体仿真软件，见图7-15，图7-16
第 7 章 结 束
回总目录 第8章
附录
本章所附插图
图7-1
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图7-2
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图7-3
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图7-4
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图7-5
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图7-6
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图7-7
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图7-8
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图7-9
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图7-10
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图7-11
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图7-12
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图7-13
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图7-14
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图7-15
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图7-16
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7.2 作业姿势的设计原则
7.2.1 作业姿势的选择 1. 确定作业姿势的因素 2. 立姿作业与坐姿作业的分析 7.2.2 动作经济与效率法则 1. 利用人体的原则 2. 布置工作地点的原则 3. 设计工具和设备的原则
7.2.3 动作重构原则
1. 2. 3. 4.
取消 合并 重排 简化

靠背正中有凸起的龙椅和一分钟按钮情境需求高层公寓的窗户情境与情绪图81立位工作姿势的条件返回图82肢体活动范围图83人体各部位活动范围返回图84人体在不同姿势下的施力状态a操作姿态b活动姿态返回图85不同姿势的相对氧耗量a仰卧100b坐姿103105c立姿108110d跪姿130140e弯腰150160图86姿势与肢体活动程度图87各种作业姿势相对应的能耗kcalmin返回表81人体动作的级别返回图88两种多功能操纵杆图89汽车转向盘多个操纵器的综合返回图810手指操作示例图811qwerty键盘和dvorak键盘返回图812不同把手形状对应的旋拧力矩图813利用虎口增大旋拧力矩返回图814不同施力状态下肌肉的需血量和供血量返回图815不良的作业姿势弯腰图816两种播种姿势的对比图817中等身材成年男子施力点的适宜高度示例返回图818不良的作业姿势抬臂返回图819适应视觉的姿势返回图820保持从高到低的方向装卸货物返回图821两种单人搬运包装箱的情况对比图822便于四人搬运的大包装箱表82几种搬运方式的能量消耗及对比受试者体重50kg负重30kg行走1000m返回图823脊柱的形状及组成图824直腰与弯腰提起重物示意图返回图825一种轿车驾驶室尺寸推荐设计返回图826坐姿人体模板侧视图图827坐姿人体模板俯视图图828坐姿人体模板正视图返回表83坐姿人体模板关节角度调节范围返回图829人体模板用于小汽车和拖拉机驾驶室设计图830人体模板用于普通车床设计图831人体模板用于坐立姿两用工作台设计返回图832公众休闲条椅返回图833人们在长排椅上的入座过程图834通过综合判定进行认知的一个示例返回图835日本邮局营业窗口的改进设计返回图836买一次月票受一次屈辱返回图837不同情境下的公共小憩设施示例返回
本章结束
人因工程设计心理学的应用示例

第二节 作业动作的设计


4.简化(Simplify)
“简化”所必需的工作环节，对程序的改进，除去可 取消和合并之外，余下的还可进行必要的简化. a.使用最低级别的工作； b.减少每一个动作的复杂性； c.使用最简单的动素组合来完成动作； d.缩短动作距离； e.使手柄、操作杆、脚踏板和按钮都在手脚的可及 范围内；
第二节 作业动作的设计


3.重排(Rearrange)
“重排”所必需的工作程序，取消和合并以后， 还要将所有程序按照合理的逻辑进行重徘顺 序，或者在改变其他要素顺序后，重新安排 工作顺序和步骤。 a.使工作平均分配于两手，两手的动作最好呈 对称性。 b.作业组作业的时候，把工作平均分配给各成 员。
右 手
要素作业 (操作) 等待 取电烙铁 焊电容C1 持住电烙铁 焊电阻R2 持住电烙铁 改进 双手同时作业。 右手持电烙铁逐个 焊接元器件，减少 脱落调整作业，保 证焊接质量。
焊电阻R3
取电阻R4 焊电阻R4 取电阻R5 焊电阻R5 取下一个主体 等待
7
8 9 10 11 12 13
焊电阻R3
持住电烙铁 焊电阻R4 持住电烙铁 焊电阻R5 放电烙铁 放主体
符号
序 号 1 2 3 4 5 6 7
符号
要素作业(操 作)
等待主体 取电容 装电容 取电阻 调整电容 装电阻R2 装电阻R3
问题点 料盒散乱， 调整的操作过多，连 续装插元器件容易出 现脱落调整操作，是 否可以重排？ 连续焊多个接点容易 产生疲劳，影响焊接 质量。右手操作过多 ，是否可以重排？
持住主体
身体部位 头到躯干 躯干 大腿至髋关节
小腿到大腿
脚到小腿 脚到躯干

参考文献
• 陈彬主编：《制图基础》 • 朱昊主编：《设计基础》 • 邓虹主编：《印刷学基础》
作业工具和材料的储存与管理
储存和管理的意义
合理的工具和材料储存管理可以提高工作效率， 减少浪费和损坏，同时保证工作区域整洁。
储存设备分类
储存设备包括存储架、存储柜、仓库等，每种 设备都有其独特的用途和功能。
储存设备布局原则
储存设备的布局需要考虑物品种类、使用频率 以及储存空间之间的差异，保证工作区域整洁 有序。
储存管理的方法和技巧
储存管理的方法包括标签分类、清单管理和二 次分类等技巧，可以有效提高储存管理的效率。
作业空间的安全与卫生管理
作业场地的安全与卫生意义 安全规范和措施
保持作业场地的安全与卫生对员 工的身体健康和工作效率都有重 要的作用。
安全规范包括急救措施、消防措 施以及安全检查等，卫生措施包 括定期清理和杀菌。
《作业空间设计》PPT课 件
为了提高工作效率和舒适度，优秀的作业空间设计非常重要。本课程将介绍 如何设计一个理想的作业空间。
言
为什么需要好的作业空间设计?
合理的空间设计可以增加工作效率，减少工作压力，并提升工作生产率。
研究的目的和意义
本课程旨在帮助大家了解作业空间设计的基本概念，掌握作业空间设计原则，并提供实用的 技巧和方法。
作业空间设计原则
1
空间区域划分原则
2
空间划分原则包括按照工作流程安排空
间、合理核定空间面积、合理设置通道
以及优化员工工作区域等。
3
概述
作业空间设计必须考虑员工的工作需求， 充分利用空间，提高工作效率。
空间布局设计原则
空间布局设计原则包括合理设置工作台、 选择舒适的工作椅、合理布局工作台周 围的空间以及设置适当的光照和通风等。

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5.4 作业空间设计
5.4.1 坐姿作业 1. 坐姿手工作业岗位。参数见表8-1、 表8-2、表8-3。
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5.4.1 坐姿作业
坐姿工作岗位的人体尺寸参数。
男性
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女性
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①双手应同时开始，并同时完成动作；
②除休息时间外，双手不应同时闲着； ①③工双具臂和的材动料作应应放对在称固，定方地向点应，相以反减，少并寻同找 造时成进的行人；力和时间的浪费； ①尽可能将两种②④或工双多具手种、和工物身具料体组和的合操动为控作一器应种应利。布用置最在低操等作级者，的以最 ②应用手指操作大减时工少，作不必范必须围要按内的各；体手同力指时消的使耗自操；然作能者的手移动距离 力分配负荷。 越⑤小应和当移利动用次力数矩越协少助越操好作。。 ③工具中各种手③⑥柄工在的具动设与作计物过，料程应应中尽按，量最使增佳用大动流与作畅手顺而序连排续列的布曲置线。 的接触面积。 运动。
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5.3 作业空间设计的一般要求
（2）均衡四肢的作业负荷。
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5.3 作业空间设计的一般要求
（3）避免不必要的空间障碍和违反使 用者正 常习惯 的空间 布局。
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人体作业与空间设计
会计学
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第五章 人体作业与空间设计
5.1 作业姿势设计原则 5.2 作业姿势设计要点和手段 5.3 作业空间设计的一般要求 5.4 作业空间设计 5.5 作业空间的人体尺寸