第十二章 作业空间设计 思考三个问题 人因工程学 为什么要研究或讲究 作业空间设计？ 什么是作业空间设计？ 作业空间设计 如何进行作业空

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1 第十二章 作业空间设计 思考三个问题 人因工程学 为什么要研究或讲究 作业空间设计？ 什么是作业空间设计？ 作业空间设计 如何进行作业空
第十二章 作业空间设计 思考三个问题 作业空间设计 什么是作业空间设计？ 为什么要研究或讲究 作业空间设计？ 如何进行作业空 间设计？ 人因工程学

2 主要内容： 1 2 3 4 5 人因工程学 第一节 作业空间设计概述 第二节 作业空间设计中的人体因素 第三节 作业姿势与作业空间设计
第四节 工作场所性质与作业空间设计 4 第五节 座椅设计 5 人因工程学

3 第一节 作业空间设计概述 第一节 一、作业空间设计的有关概念 二、作业空间设计的一般要求 人因工程学

4 人因工程学

5 人因工程学

6 人因工程学

7 第一节 作业空间设计概述 一、作业空间设计的有关概念 人因工程学 1.作业空间 人、机器设备、工装及被加工物所占的空间。 （1）近身作业空间
作业者在某一固定工作岗位时，考虑人体的静态和动态尺寸，在坐姿或站姿状态下， 为完成作业所及的空间范围。 （2）个体作业场所 作业者周围与作业者有关的，包括设备等因素在内的作业区域。 （3）总体作业空间 多个相联系的个体作业场所布置在一起构成的作业空间。 人因工程学

8 人因工程学

9 人因工程学

10 第一节 作业空间设计概述 一、作业空间设计的有关概念 人因工程学 2．作业空间设计
按照作业者的操作范围、视觉范围以及作业姿势等一系列生理、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（合理）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。（广义） 合理设计工作岗位空间。（狭义） 人因工程学

11 第一节 作业空间设计概述 人因工程学 二、作业空间设计的一般要求 （一）近身作业空间设计应考虑的因素 （1）作业特点 （2）人体尺寸
（3）作业姿势 （4）个体因素 （5）维修活动 (以后设备维护方便) 人因工程学

12 第一节 作业空间设计概述 人因工程学 （二）作业场所布置原则 主要研究人与设备之间布局 （1）重要性原则 （2）使用频率原则 （3）功能原则
（4）使用顺序原则 仪表板布局原则与作业执行时间关系 人因工程学

13 第一节 作业空间设计概述 （三）总体作业空间设计的依据 人因工程学
组织的生产（作业）方式、工艺（过程）特点决定了总体作业空间结构（即多个个体作业场所的空间结构）。 人因工程学

14 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 人因工程学 （1）确定对于设计至为重要的人体尺寸
（2）确定设计对象的使用者群体，以决定必须考虑的尺寸范围 （3）确定数据运用原则 （人体设计原则，可调设计原则，平均 设计原则） （4）如有必要，选择合适的数据定位群体的百分位 （5）查表选择有关数据值 （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 人因工程学

15 第二节 作业空间设计中的人体因素 二、人体视野及所及范围 人因工程学 （一）视野 （二）主要视力范围 （三）眼高 （四）视觉运动规律
如，影剧院中，观众的“作业”空间（座位）设计 人因工程学

16 第二节 作业空间设计中的人体因素 （一） 视野 人因工程学
视野是指人的头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，常以角度来表示。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60º以内的区域， 辨别字的视线角度为10º～20º； 分辩字母的视线角度为5º～30º 在各自视线范围以外，字和字母模模糊糊，趋于消失。 对于特定的颜色的辨别，视线角度为30º～60º。 最敏锐的视力是在标准视线每侧1º的范围内。 人因工程学

17 第二节 作业空间设计中的人体因素 垂直平面的视野： （一） 视野 人因工程学
以标准视线水平为0º基准，则最大视区为视平线以上60º和视平线以下70º。颜色辨别界限为视平线以上30º，视平线以下40º。 实际上人的自然视线是低于标准视线的，一般状态下，站立时自然视线低于水平线40º，坐着时低于水平线15º； 在站姿松弛时，自然视线偏离标准线30º， 在坐姿松弛时，自然视线偏离标准线38º。 最佳观看展示物的视区在低于标准线30º的区域里。 人因工程学

18 第二节 作业空间设计中的人体因素 （二）主要视力范围 人因工程学
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： 1.中心视力范围（直视区）。视角为1.5º～3º，其特点是对该区内的事物的视觉最为清晰。 2.瞬间视力范围，视角18º，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。 3.有效视力范围，视角30º，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够的清晰视觉。 人因工程学

19 第二节 作业空间设计中的人体因素 （二）主要视力范围 有时，对被观察物体并不要求获得十分细致的清晰程度，所以注意力不必集中，视力也不紧张。此外，视力范围与被观察的目标距离有关。目标在560mm处最为适宜，低于380mm时会发生目眩，超过760mm时，细节看不清楚。当观察目标需要转动头部时，左右均不宜超过45º，上下也均不宜超过30º。 人因工程学

20 第二节 作业空间设计中的人体因素 （三）眼高
人眼具有视觉特性，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，眼高的范围约为（147～175）mm。 坐姿眼高是从座位面至眼睛的距离，其范围约为（660～790）mm。 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适应的眼高范围。 人因工程学

21 第二节 作业空间设计中的人体因素 （四）视觉运动规律 （1）眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳；一般先看到水平方向的物体，后看到垂直方向的物体。因此，很多仪表外形设计成横向长方形。 （2）视线的变化习惯于从左到右，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。 （3）人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确得多，因而水平式仪表的误读率（28％）比垂直式仪表的误读率（35％）低。 人因工程学

22 第二节 作业空间设计中的人体因素 （四）视觉运动规律 （4）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。 （5）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。 人因工程学

23 第二节 作业空间设计中的人体因素 三、工作体位 人因工程学 （一）决定工作体位和姿势的因素 （二）工作体位 1.坐姿作业 2.立姿作业
3.坐、立交替的作业 人因工程学

24 第二节 作业空间设计中的人体因素 操作者在作业过程中，通常采用坐姿、立姿、坐立交替相结合姿势，也有一些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。在确定作业姿势时，主要考虑以下因素： 1.作业空间的大小和照明条件； 2.作业负荷的大小和用力方向； 3.作业场所各种仪器、机具和加工件的摆放位置； 4.作业台高度及有没有容膝空间； 5.操作时的起坐频率等因素。 人因工程学

25 第二节 作业空间设计中的人体因素 （二）工作体位
1.坐姿作业 坐姿是指身躯伸直或稍向前倾角为100～150，上腿平放，下腿一般垂直地面或稍向前倾斜着地，身体处于舒适状态的体位。 坐姿作业具有以下特点：不易疲劳，持续工作时间长；身体稳定性好，操作精度高；手脚可以并用作业；脚蹬范围广，能正确操作。 人体最合理的作业姿势就是坐姿作业。对于以下作业应采用坐姿作业：精细而准确的作业；持续时间较长的作业；施力较小的作业；需要手、足并用的作业。 人因工程学

26 第二节 作业空间设计中的人体因素 （二）工作体位 人因工程学 2.立姿作业
立姿通常是指人站立时上体前屈角小于300时所保持的姿势。立姿作业的优点及缺点如下： （1）立姿作业的优点 可活动的空间增大；需经常改变体位的作业，立位比频繁起坐消耗能量少；手的力量增大，即人体能输出较大的操作力；减少作业空间，在没有坐位余地的场所，以及显示器、控制器配置在墙壁上的情况，立姿更好。 人因工程学

27 第二节 作业空间设计中的人体因素 （2）立姿作业的缺点 （二）工作体位 人因工程学
不易进行精确和细致的作业；不易转换操作；立姿时肌肉要做出更大的功来支持体重，容易引起疲劳；长期站立容易引起下肢静脉曲张等。 对于需经常改变体位的作业；工作地的控制装置布置分散，需要手、足活动幅度较大的作业；在没有容膝空间的机台旁作业；用力较大的作业；单调的作业，应采用立姿操作。 人因工程学

28 第二节 作业空间设计中的人体因素 （二）工作体位
3. 坐、立交替的作业 某些作业并不要求作业者始终保持立姿或坐姿，在作业的一定阶段，需交换姿势完成操作。这种作业姿势称为坐、立交替的作业姿势。 采用这种作业姿势既可以避免由于长期立姿操作而引起的疲劳，又可以在较大的区域内活动以完成作业，同时稳定的坐姿可以帮助作业者完成一些较精细的作业。 坐、立交替作业的作业面按立姿作业设计，座椅面高度应与作业面高度相匹配，因此应提高座椅高度。一般使人坐在椅面上双脚刚好着地。该类座椅一般设计成可调的。 人因工程学

29 第二节 作业空间设计中的人体因素 （三）人的行为特征
人对作业空间的要求，还受社会和心理因素影响。一般来说，人的心理空间要大于操作空间要求。当人的心理空间要求受到限制时，会产生不愉快的消极反应或回避反应。因此，在作业空间设计时，必须考虑人的社会和心理因素。 1.个人心理空间 2.人的捷径反应和躲避行为 人因工程学

30 第二节 作业空间设计中的人体因素 （三）人的行为特征 人因工程学 1.个人心理空间 接触类型 心理距离 亲密距离 ≤450 个人距离
表 12-1人际交往心理距离/mm 接触类型 心理距离 亲密距离 ≤450 个人距离 450～1200 社交距离 1200～3500 公共距离 3500～9000 图12-2 人身空间区域 人因工程学

31 第二节 作业空间设计中的人体因素 （三）人的行为特征
人们对正面要求较大，而侧面要求较少。因此，有必要通过工作场所的布局设计，使工作岗位具有足够的、相对独立的个人空间，并预先对外来参观人员的通行区域做出恰当的规划。 有些座椅设计的虽然考虑了人的舒适性和使用效率，但由于放置的位置和排列不当，总体使用效率并不高。例如长排放置的多人座椅，中间不加分隔，即使落座者旁边有空位人们通常也不愿意坐上去，如果加上扶手或隔开座椅，就可以提高座椅利用率。 人因工程学

32 第二节 作业空间设计中的人体因素 （三）人的行为特征
2.人的捷径反应和躲避行为 人的捷径反应是指人在日常生活中，为了贪图方便，采用最便捷的途径，直接指向目标的行为倾向。如伸手取物往往直接伸向物品，穿越空地走直线等。 当发生危险时，人类也有一些共同的躲避行为。如从众心理、左右躲避等行为。人的这种行为倾向在作业过程中常常是引起事故的原因，因此，在设计总体布局、通道、机器、堆放物时就应该提前考虑到。 人因工程学

33 第三节 作业姿势与作业空间设计 一、坐姿作业空间设计 （一）工作面高度和宽度 人因工程学 工作类型 对男性的推荐高度 对女性的推荐高度
表 坐着工作时推荐的工作面高度/mm 工作类型 对男性的推荐高度 对女性的推荐高度 精密工作 轻作业 用力作业 680 650 人因工程学

34 第三节 作业姿势与作业空间设计 工作面宽度视作业功能要求而定: 一、坐姿作业空间设计 人因工程学
一般若单供靠肘之用，最小宽度为100mm，最佳宽度为200mm； 仅当写字用时，最佳宽度为400mm； 工作面板的厚度一般不超过50mm，以便保证大腿的容膝空间。 人因工程学

35 一、坐姿作业空间设计 （二）作业范围 人因工程学 （1）水平作业范围 在水平方向上方便地移动手臂所形成的轨迹（覆盖的范围）
图12-3平面正常范围和最大范围，以及斯夸尔斯提出的正常范围/cm 人因工程学

36 一、坐姿作业空间设计 （二）作业范围 （2）垂直作业范围 图12-4坐姿作业时手的垂直作业范围/mm 人因工程学

37 一、坐姿作业空间设计 （二）作业范围 （3）立体作业范围 图12-5 坐姿上肢运动范围 人因工程学

38 一、坐姿作业空间设计 图12-6坐姿立体作业范围(㎜) 图12-7坐姿人体尺寸和工作面高度、 座椅高度的关系示意图 人因工程学

39 一、坐姿作业空间设计 （三）容膝、容脚空间 人因工程学 尺寸部位 最小尺寸 最佳尺寸 容膝孔宽度 510 1000 容膝孔高度 640
表12-3 容膝空间尺寸/mm 尺寸部位 最小尺寸 最佳尺寸 容膝孔宽度 510 1000 容膝孔高度 640 680 容膝孔深度 460 660 大腿空隙(工作台下台面至椅面距离) 200 240 容腿孔深度 人因工程学

40 一、坐姿作业空间设计 （四）椅面高度及活动余隙 （1）座椅的椅面高度一般略低于小腿高度，以便使全部脚掌着地支撑下肢重量，方便下肢移动，减少臀部压力，避免椅子前沿压迫大腿。 （2）座椅放置空间的深度距离（台面边缘到固定壁面的距离），至少应在810mm以上，以便作业者起身与坐下时移动椅子。 （3）座椅放置空间的宽度距离应保证作业者能自由的伸展手臂，座椅的扶手至侧面的距离应大于610mm。 人因工程学

41 一、坐姿作业空间设计 （五）脚作业空间 图12-8 正常脚作业空间 人因工程学

42 一、坐姿作业空间设计 人因工程学 图12-10蹬力较小的脚操作器作业空间 图 12-9蹬力较大的脚操作器作业空间
图中主要尺寸为:椅高 mm, 脚操作器的尺寸设计:高度,水平投影; 数据550mm反映的是小腿与大腿之间角度 图 12-9蹬力较大的脚操作器作业空间 人因工程学

43 二、立姿作业空间设计 （一）工作面高度 图 12-11工作面调整的高度 人因工程学

44 二、立姿作业空间设计 人因工程学 工作类型 对男性的推荐高度 对女性的推荐高度 精密工作 100-110 95-105 轻度工作 90-95
表12-4 立姿工作时推荐的工作面高度/cm 工作类型 对男性的推荐高度 对女性的推荐高度 精密工作 95-105 轻度工作 90-95 85-90 重工作 75-90 70-85 人因工程学

45 二、立姿作业空间设计 作业面高度 身高 图12-12 作业面的高度与身高的关系/cm 人因工程学

46 二、立姿作业空间设计 人因工程学

47 二、立姿作业空间设计 （二）作业范围 图 立姿作业的作业范围/㎜ 人因工程学

48 （作业者身前工作台边缘至身后墙壁之间的距离
二、立姿作业空间设计 （三）工作活动余隙 表12-5 立姿作业活动余隙设计参考尺寸/mm 余隙类型 最小值 推荐值 站立用空间 （作业者身前工作台边缘至身后墙壁之间的距离 ≥760 910 身体通过的宽度 ≥510 810 身体通过的深度 （侧身通过的前后间距） ≥330 380 行走空间宽度 ≥305 容膝空间 ≥200 容脚空间 ≥150×150 过头顶余隙(地面至顶板的距离) ≥2030 2100 人因工程学

49 二、立姿作业空间设计 （四）立姿作业空间垂直方向布局设计 人因工程学 控制器种类 推荐值 报警装置 1800
表 12-6 立姿作业空间垂直方向布局尺寸/mm 控制器种类 推荐值 报警装置 1800 极少操纵的手控制器和不抬重要的显示器 1600～1800 常用的手控制器、显示器、工作台面等 700～1600 不宜设计控制器 500～700 脚控制器 0～500 人因工程学

50 三、坐立姿交替作业空间设计 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680～780cm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。 图12-14坐立交替工位设计(cm) 人因工程学

51 四、其它作业姿势的作业空间设计 1.受限作业空间设计 图12-15 受限作业的空间尺寸/mm 人因工程学

52 图12-16标准工具尺寸和使用方法限定的维修空间/mm
四、其它作业姿势的作业空间设计 2.维修空间设计 图12-16标准工具尺寸和使用方法限定的维修空间/mm 人因工程学

53 图 12-17由上肢和零件尺寸限定的维修空间/mm
四、其它作业姿势的作业空间设计 图 12-17由上肢和零件尺寸限定的维修空间/mm 人因工程学

54 第四节 工作场所性质与作业空间设计 一、主要工作岗位的空间尺寸 人因工程学 (1)操作者工作间 作业性质 工作空间 坐姿工作人员 ≥12
表 12-7 基本空间要求/m3 作业性质 工作空间 坐姿工作人员 ≥12 不以坐姿为主人员 ≥15 重体力作业者 ≥18 人因工程学

55 一、主要工作岗位的空间尺寸 （2）机器设备与设施间的布局尺寸 人因工程学 间距 设备类型 小型 中型 大型 加工设备间距 ≥0.7 ≥1
表 12-8机器设备与设施布局间的尺寸/m 间距 设备类型 小型 中型 大型 加工设备间距 ≥0.7 ≥1 ≥2 设备与墙、柱间距 ≥0.6 ≥0.9 操作空间 ≥1.1 人因工程学

56 一、主要工作岗位的空间尺寸 （3）办公室管理岗位和设计工作岗位 人因工程学 最小面积/m² 活动空间/m³ 最低高度/m 管理人员 ≥5
表 12-9办公室人员的空间尺寸 最小面积/m² 活动空间/m³ 最低高度/m 管理人员 ≥5 ≥15 ≥3 设计人员 ≥6 ≥20 人因工程学

57 一、主要工作岗位的空间尺寸 图12-18 办公台的空间布置 人因工程学

58 二、辅助性工作场地的空间设计 （1）出入口 人因工程学 出口形状 尺 寸 最小 最佳 矩形 405×610 510×710 正方形(边长)
常规出入口 810mm× 2100mm 表 应急出口的尺寸/mm 出口形状 尺 寸 最小 最佳 矩形 405×610 510×710 正方形(边长) 460 560 圆形(直径) 710 人因工程学

59 二、辅助性工作场地的空间设计 （2）通道和走廊 图 各种情况下通道的尺寸/㎜ 人因工程学

60 二、辅助性工作场地的空间设计 图12-20 通道和走廊的 最小空隙 人因工程学

61 二、辅助性工作场地的空间设计 （3）楼梯、梯子和斜坡道 1）楼梯 2）梯子 3）斜坡道 （4）平台和护栏 人因工程学

62 二、辅助性工作场地的空间设计 人因工程学 1）楼梯.
楼梯的斜度应设计为30º～35º角左右，坡度在20º以下应设计为坡道，50º以上应该使用梯子。 表 楼梯的设计参数 坡度 抬步高度/mm 踏脚板深/mm 30º 160 280 35º 180 260 40º 200 240 45º 220 50º 人因工程学

63 二、辅助性工作场地的空间设计 2）梯子 3）斜坡道 人因工程学 常用的梯子有移动式和固定式两种
固定的梯子一般设计有扶手，称为登梯，其坡度为50º～75º之间。 移动的梯子一般可折叠，使用时应使其坡度大于70º，以免出现滑移。梯子的坡度决定其抬步高度和踏板深度，坡度越大，踏板越浅，而抬步高度也越大，具体尺寸可参考楼梯设计参数。 3）斜坡道 坡道是在作业区域连接两个不同高度作业面的地面通道，经常用于装卸货物、运输重物等。斜坡道的设计要考虑的是人的力量和安全性，一般对于手推车和运货车，斜度不能超过15º，无动力时设计坡道要缓一些。 坡道也要设计防滑表面，并在两边安装扶手，搬运设备还要设计刹车装置。 人因工程学

64 二、辅助性工作场地的空间设计 （4）平台和护栏 人因工程学 1）平台
在生产中，经常需要将作业人员升至一定高度进行作业，这时就需要建立围绕工作区域或在工作区域的相关部分建立连续工作面，这种工作面叫平台。 平台的设计要求负荷要大于实际负荷，并与相邻工作设备表面的高度差小于±50mm，平台的尺寸应大于910×700mm，空间高度大于1800mm，此外，还要在平台面板四周装踢脚板，高度应大于150mm。 人因工程学

65 二、辅助性工作场地的空间设计 2）护栏 人因工程学
当作业者的工作平台高于地面1.2m时，或为保证作业者远离危险部位时，都应该设计合理的护栏以保证作业者的安全。 图12-21 护栏的合理设计 人因工程学

66 二、辅助性工作场地的空间设计 当作业者的工作平台高度小于2m时，护栏高度0.9m以上 当作业者工作平台高度大于2m小于20m时,护栏高度
人因工程学

67 二、辅助性工作场地的空间设计 阳台护栏 人因工程学

68 伸手不可及的距离是护栏高度和目标高度的函数
二、辅助性工作场地的空间设计 图 栏杆与防护物的间距关系/cm 伸手不可及的距离是护栏高度和目标高度的函数 人因工程学

69 第四节 工作场所性质与作业空间设计 三、工位器具的设计 人因工程学 （一）工位器具的选用 （二）工件器具设计要求
（三）工位器具的使用和布置要求 人因工程学

70 工位器具按其结构形式可分为箱式、托板式、盘式、筐式、吊式、挂式、架式和柜式等。
人因工程学

71 第四节 工作场所性质与作业空间设计 人因工程学

72 第四节 工作场所性质与作业空间设计 （一）工位器具的选用 人因工程学
工位器具按其用途可分为通用和专用两种：通用的工位器具一般适用于单件小批生产；专用的工位器具一般适用于成批生产。 选用方法如下： （1）原材料毛坯等不需隔离放置的工件可选用箱式和架式。 （2）大型零部件等可选用托板式。 （3）小工件、标准件等可选用盘式。 （4）需要酸洗、清洗、电镀或热处理的工件可选用筐式。 （5）细长的轴类工件可选用吊挂式、架式。 （6）贵重及精密件如工具、量具可选用柜式。 人因工程学

73 第四节 工作场所性质与作业空间设计 （二）工件器具设计要求 人因工程学
（1）周转运输首先应考虑工件存放条件、使用的工序和存放数量，需防护部位及使用过程残屑和残液的收集处理等，并要求利用和现场定置管理。 （2）应使工件摆放条理有序，并保证工件处于自身最小变形状态，防止磕砸划伤部位应采用加垫等保护措施。 （3）应便于统计工件数量。 （4）要减少物件搬运及拿取工件的次数，一次移动工件数量要 多，但同时应对人体负荷、操作频度和作业现场条件加以综合考虑。 （5）依靠人力搬运的工位器具应有适当把手和手持部位。 人因工程学

74 第四节 工作场所性质与作业空间设计 （二）工件器具设计要求 人因工程学
（6）重量大于25kg或不便使用人力搬运的工位器具应有供起重的吊耳、吊钩等辅助装置，需用叉车起重的应在工位器具底部留有适当的插入空间，起吊装置应有足够的强度并使其分布对称于重心，以便起重抬高时按正常速度运输不至于发生倾复事故。 （7）应保证拿取工件方便并有效地节省容器空间。应按拿取工件时的手、臂、指等身体部位伸入形式，留出最小入手空间。 （8）工位器具的尺寸设计要考虑手工作业时人的生理和心理特征，及合理的作业范围。 人因工程学

75 第四节 工作场所性质与作业空间设计 （二）工件器具设计要求 人因工程学
（9）对需要身体贴近进行作业的工件器具，应在其底部留有适当的放脚空间。 （10）安全性.工位器具不得有妨碍作业的尖角、毛刺、锐边、凸起等，需堆码放置时应有定位装置以防滑落。带抽屉的工位器具在抽屉拉出一定行程的位置应设有防滑脱的安全保险装置。 人因工程学

76 第四节 工作场所性质与作业空间设计 （三）工位器具的使用和布置要求 人因工程学
（1）放置的场所、方向和位置一般应相对固定，方便拿取，避免因寻找而产生走路、弯腰等多于动作。 （2）放置的高度应与设备等工作面高度相协调，必要时应设有自动调节升降高度的装置，以保持适当的工作面高度。 （3）堆码高度应考虑人的生理特征、现场条件、稳定性和安全。 （4）带抽屉的工位器具应根据拉出的状态，在其两侧或正面留出手指、手掌和身体的活动距离。 人因工程学

77 第四节 工作场所性质与作业空间设计 （三）工位器具的使用和布置要求 人因工程学
（5）为便于使用和管理，应按技术特征用文字、符号或颜色进行编码或标示，以利于识别。 （6）编码或标示应清晰鲜明，位置要醒目，同类工位器具标示应一致。 人因工程学

78 第五节 座椅设计 一、座椅设计的重要性 1.坐姿作业的优点 （1）减轻人的腿部的负荷 （2）能量消耗较少 （3）身体平衡较易控制 人因工程学

79 第五节 座椅设计 一、座椅设计的重要性 2．坐姿作业的问题 人因工程学 部位 百分比(%) 头疼 14 脖子疼或肩膀疼 24 腰疼 56
表 坐着办公人员的抱怨 部位 百分比(%) 头疼 14 脖子疼或肩膀疼 24 腰疼 56 大腿疼 19 膝盖和小腿疼 29 人因工程学

80 第五节 座椅设计 2．坐姿作业问题原因 人因工程学
为什么坐着工作看起来舒服，而又有这样高的比例的抱怨呢? 这是因为坐着工作时，人的脊椎的压力发生了根本的转变。 图12-23给出了在站立时和坐下时人的脊椎的形状。在站立时，人的脊椎相对的直一些，向前凸（图12-23a）。坐下时人的脊椎后凸（图12-23b），而且在腰椎以下要承受较大的压力。 人因工程学

81 第五节 座椅设计 a） b） 图12-23 腰椎的前凸和后凸 a）腰椎的前凸 b）腰椎的后凸 人因工程学

82 第五节 座椅设计 2．坐姿作业的问题 人因工程学
实验表明，在坐、立两种不同姿势下，人的第三根腰椎与第四根腰椎之间的压力，以站立时的压力为100%，直着坐着时，压力为140%，弯着身子坐下时，压力为190%，增加了近一倍。人的脊椎在短时间内是能够承受高于空手直立时所产生的压力的。坐着工作的人长所累月地使脊椎超负荷运行，脊椎之间的脊椎盘慢慢地失去了弹性，功能开始下降，在严重的情况下，脊椎盘之内的液汁甚至被挤出脊椎盘，使脊椎的功能彻底丧失。不正确的坐姿，不合适的椅子更加快了这种速度. 人因工程学

83 第五节 座椅设计 二、座椅的基本类型和结构 （1）专用工作椅 （2）多用座椅 （3）休息椅 图 座椅 的基本结构 人因工程学

84 第五节 座椅设计 人因工程学 表12-13 座椅的主要参数/mm 参数 符号 数值 坐高 a 360～480 坐宽 b 400 坐深 c
380 腰靠长 d 330 腰靠宽 e 250 腰靠厚 f 40 腰靠高 g 165～210 圆弧半径 R 550 倾覆半径 r 195 椅面倾角 α 30～4º 靠背倾角 β 110º 人因工程学

85 第五节 座椅设计 三、座椅设计原则 人因工程学
（1）座椅的尺寸应与使用者的人体尺寸相适应。在设计座椅前，要明确设计的座椅供谁坐用。要把使用者群体的人体尺寸测量数据作为确定座椅设计参数的重要依据。 （2）座椅设计应尽可能使就坐者保持自然的或接近自然的姿势，且要使坐者必要时可以在坐位上不时变换自己的坐姿。 （3）座椅设计应符合人体生物力学原理。座椅的结构与形态要有利于人体重力的合理分布和有利于减轻背部与脊柱的疲劳与变形。 人因工程学

86 第五节 座椅设计 三、座椅设计原则 人因工程学 （4）座椅要尽可能设计得使坐用者活动方便，操作省力，体感舒适。
（5）座椅要设计得牢固、稳定，防止坐者倾翻、滑倒。 人因工程学

87 第五节 座椅设计 四、座椅主要部分的设计要求 人因工程学 （1）椅面高度
椅面高度应设计得比“小腿加足高”略低一点，可避免就坐者的大腿紧压在椅面前缘上，椅面前缘以低于小腿加足高5 cm左右比较适宜。或者以座椅使用者群体“小腿加足高”的第5百分位数值作参照，使椅面高度稍低于这一测量值。这样可以避免发生腿短的人坐着时足碰不着地面的现象。根据我国人体尺寸的测量数据，成年人使用的座椅面离地高度不宜超过40cm。 人因工程学

88 第五节 座椅设计 （2）深度与宽度 座椅的深度要设计成使人的腰背自然地倚靠在靠背上时椅面前缘不会抵到小腿。设计座椅深度一般以“臀膝距”尺寸作为参考。取第5百分位数的3/4作为设计依据。这样，可使短腿者就坐时能倚着靠背而不会使膝部压在椅缘上。按照我国成人的人体尺寸测量数据，坐位深度以取35～40cm为宜。为了使坐位深度能适合各种身材的人使用，最好把座椅靠背设计成前后可以调节的。 人因工程学

89 第五节 座椅设计 （2）深度与宽度 坐位宽度要按大身材人的体宽尺寸设计。一般以女性成人臀部测量的第95百分位数测量值作为设计坐位宽度的依据。我国成人使用的座椅面宽度不宜小于40cm。对左右连接排列成行的坐位，要适当增大宽度，这时应参照坐姿“两肘间宽”的第95百分位数进行设计。不宜小于50cm。 人因工程学

90 第五节 座椅设计 （3）坐位面倾角 不同用途的座椅，坐面倾角应有不同的要求。供休息用的座椅，椅面一般后倾200左右。音乐厅、讲演厅、会议室等场合使用的座椅，椅面可设计成50～150。对办公座椅的椅面倾角，一般以后倾30左右为宜。 人因工程学

91 第五节 座椅设计 （4）靠背 人因工程学 1）靠背尺寸。靠背按其高度尺寸可以分为四类：低靠背、中靠背、高靠背和全靠背。
低靠背只支撑腰部，因而又称为腰靠。低靠背一般取上下高15～25cm，左右宽30～40cm。腰靠的位置最好放置在第3和第4腰椎部上下。因为坐姿作业时脊柱的这部分最容易疲劳。在双手运动范围较大的操作椅上使用低靠背最为合适。 中靠背除了低靠背具有的支撑腰椎部的功能外，还可支撑到胸椎下半部。其上下高度可取40cm左右。中靠背座椅使人的腰背部受到一定支撑，比较省力，因此适用面较广。教室、会议室、办公室等场合的用椅及一般通用椅常采用这一种靠背。 人因工程学

92 第五节 座椅设计 高靠背指高度达到肩部的靠背。高靠背座椅由于其形状可设计成与脊柱自然弯度相似，坐起来特别省力，因此广泛用于办公室、休息室、电影院、音乐厅、交通车等场合。 高靠背加上头部位置就成了全靠背。这种设计常应用于飞机机舱、长途客车以及躺椅等主要供休息用的坐位设计中。 人因工程学

93 第五节 座椅设计 人因工程学 2）靠背角。靠背角指靠背与椅面的夹角。靠背角的大小对坐姿和脊柱、背肌的负荷程度有重要影响。
一般认为坐位的靠背可在950～1100范围内选取； 办公用椅以1000左右为宜，阅读用椅则以1010～1040时最好； 休息椅靠背角的最佳范围为1050～1100。甚至还可大一些。 人因工程学

94 第五节 座椅设计 3）靠背形状 人的脊柱有几个向前向后的自然弯曲，靠背形状要设计成与脊柱的自然弯曲状相适应。脊柱腰椎段是承受上体重量的关键部位，它呈较大的前凸弯曲形状。靠背应在腰椎倚靠的部位适度隆起，使人后靠在上面时能与腰椎段的自然弯曲状恰贴，并使上体前倾。从事桌面操作时，不使腰椎段后凸，以免腰椎间盘产生过度压力。 人因工程学

95 第五节 座椅设计 （5）扶手 （6）坐垫 人因工程学
扶手有用来放置手臂、起坐时的扶持及分隔坐位、防止与相邻者碰触的作用。扶手高度以坐者上臂下垂时的肘部高度或略低于肘部高度为宜。扶手宽度不应小于10cm。 （6）坐垫 设置坐垫的主要目的是使坐者的体重压力能较均匀地分布在椅面上。如图12-25所示。这是比较理想的体重压力分布。要达到这一分布状态，就需要按照臀部骨盘肌肉的形态特点设计坐垫。 人因工程学

96 图12-25 用从坐骨结节至外周的等压线表示臀区合乎理想的体重分布
第五节 座椅设计 每根等压线上面的数值单位为g／cm2 图 用从坐骨结节至外周的等压线表示臀区合乎理想的体重分布 人因工程学

97 第五节 座椅设计 图 12-26显示器终端用椅的尺寸范围 人因工程学

98 复习思考题 人因工程学 1.什么是作业空间？近身作业空间？ 2.作业空间设计的含义？ 3.作业空间设计的一般要求 4.作业场所布置原则
5.总体作业空间设计的依据 6.视觉运动规律? 7.坐姿作业的特点？ 8.坐姿作业空间设计内容？ 9.立姿作业空间设计内容？ 人因工程学

99 案例：基于人性化的电脑桌设计研究 人因工程学 一、社会背景： 目前作业者在使用电脑的键盘或鼠标时，常常是手臂向前悬空。
悬空的手臂造成了肩颈部的静态疲劳，体重需要由脊柱来承担， 工作人员往往是勾头、塌腰、驼背地工作，其结果是腰背的疲劳 酸痛。另一方面手腕的过度伸展、翘曲或者是把手腕抵在桌沿而 引发腕部的一系列疾病，如腕管综合症等。引发这一系列问题的 原因就在于电脑桌设计得不合理，只是将原来的书桌照搬来做了 电脑桌，没有考虑电脑桌与书桌在使用功能上的不同。 人因工程学

100 二、对桌面高度选择的研究 人眼与视屏的关系： 人因工程学
人眼与视屏应保持一定距离，以保证不受电子射线的伤害。屏面的大小在水平方向和垂直方向与人眼成不大于30°的夹角，以17英寸显示屏为例，屏幕边长约为305mm，此时的视距最小为。屏幕越大视距应越远，一般情况下取为600～700mm。 人因工程学

101 二、对桌面高度选择的研究 显示器的上缘或屏幕文字最上端应与人的水平视线等高或略低,过高时需要不时仰头,使颈部伸展而过低时又要颈部倾斜而加大了屈颈力矩,使人在相同时间内更易疲劳,并引起颈部不适。表1给出的我国男女坐姿时人眼的高度 人因工程学

102 三、对键盘和鼠标高度确定的研究 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 ： 人因工程学

103 三、对键盘和鼠标高度确定的研究 手与键盘、鼠标的关系 人因工程学
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 人因工程学

104 四、对电脑桌使用的作业环境研究 人因工程学 和音箱不能离得太近，距离应在120mm以上，以免显示器被磁化。
光源放置要避免光线经显示器反射进入人眼引起眩光。显示器 和音箱不能离得太近，距离应在120mm以上，以免显示器被磁化。 显示器的摆放也影响着工作效率，人在坐姿时的自然视线是与水 平视线成向下的15°夹角，为获得最佳的观察精度，显示器表面应 与视线近似垂直，直立的屏面在观察时，不仅不能获得最佳的观察 精度，而且还需要勾头，产生眼睛、颈部的不舒适感。故显示器表 面应稍向后仰，大约10～20角。 人因工程学

105 五、对电脑桌设计的色彩研究 人因工程学 电脑桌的颜色自然与主人的喜好有关，不过也应保持其与室内环
境的色彩协调。不但要满足人生理的需求。还要满足人的审美需 求。由于电脑屏幕较亮，若工作性质要求视线要在屏幕与桌面文 件间来回转换，为了避免眼睛因明暗适应带来的误差和注意力的 分散，桌面色彩和屏幕色彩明度对比不易太大，否则易引起视觉疲 劳，桌面宜采用白、浅兰、浅灰等柔和的浅色调，这也与目前的家 居环境或办公环境的浅色调相协调。 人因工程学

106 六、结 语 人因工程学 在进行产品设计时要从使用者、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
六、结　语 在进行产品设计时要从使用者、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。设计师必须明确产品设计的目标就是以人为中心的设 计，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。 人因工程学

107 谢 谢 大 家! 人因工程学