作业姿势与动作设计资料.ppt

第7章作业姿势与动作设计,第6章链接第8章链接,7.1作业姿势与人体机能,7.1.1作业姿势与人体机能的关系（1）与视觉的关系:需要考虑最容易看见东西时眼睛的高度和离眼睛的距离（2）与循环的关系:伸长手,手指发麻,避免手的操作点过高或妨碍血液循环的姿势（3）与手、上下肢、上半身等运动关系:有手指作业的时候,使手指自由运动的姿势.运动的中心点及可动范围（4）与身体重心的关系，见图7-1手持重物,上半身后倾,重物使人重心前移,7.1.2疲劳疲劳是一种人体的生理状态,在作业过程中,作业者作业机能衰退、作业能力下降、有时并伴有疲倦感等主观症状的现象，就叫作业疲劳。是一系列复杂现象的综合体，既有人的生理和心理因素，又有机器系统的因素，还受环境和社会因素的影响。一、疲劳的特点与分类疲劳的特点：操作者为了某种目的，通过自已的努力可以在短时期内掩盖疲劳效应，相反，若心理上的某种不适或不满情绪又会提前或加速疲劳的出现。,疲劳的分类：1肌肉疲劳：个别器官疲劳或全身疲劳。前者发生在仅需个别器官或肢体参加紧张作业如：计算机操作人员的肩肘痛、眼疲劳，打字员手指、腕疲劳等。后者主要是全身参与较为繁重的体力劳动所致，表现为全身肌肉、关节酸痛，困乏思睡，作业能力明显下降工，失误增多，操作迟钝等。2精神疲劳：智力技术性心理性智力：长期从事紧张的脑力劳动引起的头昏脑胀、全身乏力嗑睡或失眠等，常与心理因素有关。技术性：常见于体力与脑力并用的劳动和神经相当紧张的作业，如驾驶员心理性：单调作业引起，如监视仪表的人员、信号率越低越易疲劳，使警觉性下降。这时体力并不疲劳，而是大脑皮层的一个部位经常兴奋引起的抑制。,3生物疲劳（周期性疲劳）根据疲劳周期的长短分为周期性疲劳和月、周、日周期性疲劳。这种疲劳出现的周期越长，似乎越具有社会因素和心理因素的影响。人的生物节律和生物备动度的昼夜动力学。是有周期性的智力曲线、情绪曲线体力曲线都有高潮期和低潮期。这种周期是可以通过办法调整的。实例：有人参加考试下午2:004:00是其一天中智力及情绪最低潮期，考前一个月开始调整，在此时间段做真题。考试时达到最好状态。,引起疲劳的原因及某些规律原因超生理负荷的激烈动作和持久的体力或脑力劳动工作单调使人不愉快和厌烦，另外还会使人注意力失调。注意力是最易疲劳的心理机能之一环境不良温度湿度照明振动噪声等不适应人的心理和生理需要，会增加劳动强度和疲劳感精神因素受强烈刺激、焦虑、烦恼、工作责任感及人际不和导致不振身体状况不好人机工程设计不合理:1劳动姿势与体位选择不合理2生产设备与工具设计不合理,不能减轻劳动强度和人的紧张情绪3人机界面设计不合理不符合人的感觉功能和心理特点4未按生物力学原则合理使用体力5工作空间过小,某些规律疲劳可以恢复青年人比老年人恢复快，产生疲劳小，因其心血管和呼吸系统旺盛，供血、供氧机能强；体力上的疲劳比精神上的疲劳恢复快。心理上造成的疲劳常与心理状态同步存在，同步消失。疲劳有一定的累积效应未完全恢复的疲劳可在一定程度上延续到次日。人对疲劳有适应能力连续工作反而不觉累，（马拉松长跑到最后不觉累机械迈腿）生理周期的影响低潮期月经期疲劳自我感受较重，高潮期轻环境因素的影响如噪声可加重疲劳，优美音乐舒张血管，松弛紧张情绪并减轻疲劳。,二、降低作业疲劳的措施a提高作业的自动化水平b正确选择作业姿势和体位c合理设计作业中用力方法d改善作业内容，避免单调重复性作业e合理设计作业空间及环境,7.1.3人的肢体活动范围，见图7-2，图7-3，参阅表7-17.1.4人体的不同姿势的施力，见图7-4，参阅表7-2，表7-37.1.5人体的不同姿势的能耗，见图7-5，图7-6，图7-7,人体动态测量数据是人在活动状态下测取的人肢体的各种活动范围可为设计合理的操作姿势提供依据,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1工作空间的大小与照明条件2体力负荷的大小及用力方向3工作场所物体安放位置4工作台面高度，有无容膝空间5操作时起坐的频率6避免不良的体位：静止不动、反复弯腰2.立姿作业与坐姿作业的分析立姿1经常改变体位2常用控制器分布较大区域，需要手足较大幅度活动3无容膝空间机器旁4用力较大作业5单调作业适当走动可维持工作能力立姿缺点：不宜进行精确而细致工作，不宜转换操纵坐姿：1持续时间较长2精确而细致操作3手足并用的作业缺点：作业过程不易改变体位，施力受到限制，范围有局限性,7.2.2动作经济与效率法则1.利用人体的原则:双手同时开始、完成双臂堆成，动作连续流畅，有规律避免单调餍足心理2.布置工作地点的原则:a.固定工作地点，提供全部工具和材料，工具和材料放在固定地点：如仓库，教材科b.工具、物料、操纵装置在最大工作范围内料箱、传送物料靠近操作者（流水作业）工具和材料按最佳动作顺序排列c.充足照明，环境色彩与工作对象有对比3.设计工具和设备的原则：钻模具、夹具脚操纵，将手解放出来，提高工作效率多种工具合为一种：组合夹具，手指：自然分配：电脑键盘，手机手柄设计：增大接触面。施较大的力设备上的杠杆、手轮、摇把：保证操作者不改变或极少改变身体位置，最大限度利用机械力,7.2.3动作重构原则经济与效率：为了省力、省时动作设计：找出必不可少的，依据取消、合并、重排、简化原则，按人的动作姿势特性对操作进行重构,取消:取消可能取消，不必要的，不规律的、以手为持物工具，不方便、不正常、必须用肌力维持的姿势，以运输工具代替、危险、闲置时间合并:小动作结合成连续曲线、各种工具、作业、同时进行重排:工作平均两手均匀分配，对称分配，平均分给工作组将取消、合并后的工序，重排称清晰的直线工序。简化:最低级次、减少复杂性、用简单的动作要素来组合完成动作，缩短动作距离、使手柄、操纵杆、脚踏板在手脚可及范围内,7.3作业姿势的设计要点运动分为：有意识（大脑皮层运动指挥）和无意识（不受大脑皮层运动指挥，本能和习惯眨眼，躲避）,7.3.1作业动作的类型1.定位动作：根据某一目的把身体部位移到一个特定地方，按手机接听，关闭，机器的开关。借助视觉为视觉定位蝙蝠靠听觉，超声波。当反复重复定位动作，不依赖视觉，为盲目定位，如盲打，司机换挡2.逐次动作：一系列目标的定位动作加起来就是逐次动作：拨电话号码用速度、准确性、差错率来衡量3.重复动作：一段时间内做同一动作，走路，拳击、游泳肌肉不断松弛和紧张交替进行，不易疲劳。训练可以提高最高频率：拳击5-7次每秒一般人3次4.连续动作：对操纵对象进行连续控制：按套路打太极拳等，全程行为，占精力大。用灵敏度来衡量5.调整动作：是机体自我保护，通过不断调整动作以改善某一部分的受力状态。静态时，体操最后一节，太极拳最后收功调整整个身体状态不是孤立存在，混合形式出现,7.3.2避免静态肌肉受力,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，图7-13，图7-14人体模板，就是以人体测量尺寸为基础，考虑到人体各部位运动舒适要求，制作出的辅助设计用模型。目前，发达国家在人体系统设计中采用较多为二维人体模板，这种人体模板是根据人体测量数据进行处理和选择而得到的标准人体尺寸，利用塑料板或密实纤维板等材料，按照11、12、15等设计常用比例，制成人体各个关节均可活动的人体侧面模板。二维坐姿、站姿人体模板见图7-12，图7-12b,图7-12c,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立姿工作姿势的条件,返回,图7-2肢体活动范围并列的：最小、平均、最大,返回,图7-3人体各部位活动范围示意图,返回,图7-4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7-5不同姿势的相对氧耗量（a）仰卧100；（b）坐姿103105；（c）立姿108110；（d）跪姿130140；（e）弯腰150160；,返回,图7-6各种作业姿态相对应的能耗（kcl/min）从坐姿到搬运重物:1.6-16.2,返回,图7-7姿势与肢体活动程度使用肌电仪调查了不用椅子的各种坐姿肢体活动程度，以立姿100计算，活动度增加，人体耗能增大,返回,图7-8不良的作业姿势a当身体和头向两侧弯曲造成多块肌肉静态受力，危害大于向前弯曲b左手右肩肌肉静态受力容易疲劳，重新设计，使作业面降到肘关节以下，提高效率，保证健康,返回,图7-9适应视觉的姿势,返回,作业位置高度按工作者的眼睛和观察时所需的距离来设计观察时所需的距离越近，作业位置越高。作业位置高度应保证工作者姿势自然，眼睛正好处在观察时要求的距离。手臂支撑，避免肌肉静态施力。,图7-10保持从高向低的方向装卸货物示意图从高到低,返回,图7-11弯腰与直腰提起重物示意图（a）直腰弯膝：提起重物时,椎间盘内压力较小（b）弯腰直膝时椎间盘内压力突然增大；不仅加大了椎间盘的负荷,而且改变了压力分布,前缘压力大,后缘压力小.损伤椎间盘,返回,正确提重:直腰弯膝,图7-12坐姿人体模板侧视图,返回,模板设计采用穿鞋裸体人体尺寸基准线用来确定关节调节角度，角度可从模板上相应部位的刻度盘读出。,图7-12b,根据工作中手的姿势的不同，有下列几种手的姿势供选择使用：1）三指捏在一起的手，见图1中的A型；2）握住圆棒的手，手的横轴为垂直面，见图1中的B型；3）握住圆棒的手，手的横轴为水平面，见图1中的C型；4）伸开的手，见图1中的D型。,返回,图7-12c,用于工作系统的设计,借助于人体模板，可以很方便地得出在理想操作姿势