工作台椅与工具设计ppt课件

1、第七章第七章 任务台椅与工具设计任务台椅与工具设计27.1 7.1 控制台设计控制台设计7.1.1 7.1.1 控制台的方式控制台的方式1. 1. 桌式控制台桌式控制台2. 2. 直柜式控制台直柜式控制台3. 3. 组合式控制台组合式控制台4. 4. 弯折式控制台弯折式控制台 见见 图图7-17-1控制台任务台：控制台任务台： 是包含支配安装和显示安是包含支配安装和显示安装的作业单元。它小到一台便携式打字机，大装的作业单元。它小到一台便携式打字机，大到一个房间控制室或控制中心。到一个房间控制室或控制中心。3 图图7-1 控制台的方式控制台的方式a 桌式控制台桌式控制台;b直柜式控制台；直柜式控

2、制台；c组合式控制台组合式控制台;d弯折式控制台弯折式控制台前往47.1.2 7.1.2 控制台设计要点控制台设计要点 控制台设计的主要内容：任控制台设计的主要内容：任务台尺寸宜人、外型美观、方务台尺寸宜人、外型美观、方便运用、给人以温馨感。便运用、给人以温馨感。 关键：根据人体尺度，将控关键：根据人体尺度，将控制器与显示器布置在作业者正制器与显示器布置在作业者正常的作业空间范围内。保证作常的作业空间范围内。保证作业者能良好地察看必要的显示业者能良好地察看必要的显示器，操作一切的控制器，以及器，操作一切的控制器，以及为长时间作业提供温馨的作业为长时间作业提供温馨的作业姿态。控制台有时在操作者前

3、姿态。控制台有时在操作者前侧上方也有作业区，一切这些侧上方也有作业区，一切这些区域都必需在可视可及区内。区域都必需在可视可及区内。5控制台作业面控制台作业面 见图见图7-22. 显示器面板方式显示器面板方式 见图见图7-33. 控制台上方干涉点控制台上方干涉点 高度高度 见图见图7-4 DkdHhDd式中式中 h干涉点高度干涉点高度 k操作者眼高操作者眼高 H显示面板下端高度显示面板下端高度 d操作者眼点与干涉点的投影间隔操作者眼点与干涉点的投影间隔 D干涉点与显示面板的投影间隔干涉点与显示面板的投影间隔6图图7-2 引荐的控制台作业面布置区域引荐的控制台作业面布置区域前往女性：女性：P2.5

4、长：110120cm宽：40cm7图图7-3 显示面板的型式显示面板的型式前往8图图7-4 控制台干涉点高度控制台干涉点高度前往Dk dHhD d9107.1.3 7.1.3 常用控制台设计常用控制台设计坐姿低台式控制台坐姿低台式控制台 见图见图7-52. 坐姿高台式控制台坐姿高台式控制台 见图见图7-63. 坐立两用控制台坐立两用控制台 见图见图7-75. 规范控制台规范控制台 见图见图7-8，尺寸参阅，尺寸参阅 表表7-111图图7-5 坐姿低台式控制台坐姿低台式控制台 前往男性男性:P40P8112坐姿低台式控制台：火车驾驶室坐姿低台式控制台：火车驾驶室前往图图7-6 坐姿高台式控制台坐

5、姿高台式控制台 前往男性男性:P40P811314图图7-7 坐立姿两用坐立姿两用 控制台控制台前往男性男性:P40P8115图图7-8 一种规范控制台的设计一种规范控制台的设计前往16前往表表7-1 规范控制台尺寸规范控制台尺寸 单位单位CM1718轮船驾驶室中控台机舱控制台197.2 7.2 办公台设计办公台设计7.2.1 7.2.1 电子化办公台人体尺度电子化办公台人体尺度 见图见图7-9 7-9 图图7-107-107.2.2 7.2.2 电子化办公台可调设计电子化办公台可调设计 见图见图7-117-117.2.3 7.2.3 电子化办公台组合设计电子化办公台组合设计 见图见图7-12

6、7-1220图图7-9 电子化办公台表示图电子化办公台表示图前往 要求像控制台一样具有合理的外形和尺寸，以免任务人员肌肉、颈、背、腕关节疼痛等职业病。21图图7-10 电子化办公台主要尺寸电子化办公台主要尺寸前往 按照人机工程学原理，电子办公台尺寸应符合人体各部位尺寸。电子办公台按人体尺寸平均值设计的情况下，必需给予可调理的尺寸范围。22图图7-11 电子化办公台调理方式电子化办公台调理方式前往 电子化办公台的调理方式有：垂直方向的高低调理、电子化办公台的调理方式有：垂直方向的高低调理、程度方向的台面调理以及台面的倾角调理等。采用可调理程度方向的台面调理以及台面的倾角调理等。采用可调理尺寸和位

7、置的电子化办公台，可大大提高温馨程度和任务尺寸和位置的电子化办公台，可大大提高温馨程度和任务效率。效率。23图图7-12 办公台组合设计办公台组合设计前往 为了实现办公室隔断、办公单元系列化、办公台易于为了实现办公室隔断、办公单元系列化、办公台易于拆装、变动灵敏等特点，电子化办公台大多设计成拆装灵拆装、变动灵敏等特点，电子化办公台大多设计成拆装灵敏方便的组合式，可大大提高温馨程度和任务效率。敏方便的组合式，可大大提高温馨程度和任务效率。247.3 任务座椅设计主要根据任务座椅设计主要根据坐坐姿姿的的优优点点 当人站立时，人体的足裸、腰部、臀部和脊椎当人站立时，人体的足裸、腰部、臀部和脊椎等关节

8、部位遭到静肌力作用，以维持直立形状，等关节部位遭到静肌力作用，以维持直立形状，而坐时，可免除这些肌力，减少人体能耗，消除而坐时，可免除这些肌力，减少人体能耗，消除疲劳，坐姿态比站立更有利于血液循环，而且有疲劳，坐姿态比站立更有利于血液循环，而且有利于坚持身体的稳定利于坚持身体的稳定,这对精细作业更适宜。在这对精细作业更适宜。在脚操作场所，坐姿坚持身体处在稳定的姿态，有脚操作场所，坐姿坚持身体处在稳定的姿态，有利于作业，因此坐姿是最常采用的任务姿态。利于作业，因此坐姿是最常采用的任务姿态。 目前，大多数办公室人员、脑力劳动者、部分目前，大多数办公室人员、脑力劳动者、部分膂力劳动者都采用坐姿任务膂

9、力劳动者都采用坐姿任务 。随着技术的提高，。随着技术的提高，愈来愈多的膂力劳动者也将采取坐姿任务，因此愈来愈多的膂力劳动者也将采取坐姿任务，因此任务坐椅设计和相关的坐姿分析日益成为人机工任务坐椅设计和相关的坐姿分析日益成为人机工程学任务者和设计师们关注的研讨课题。程学任务者和设计师们关注的研讨课题。251.脊脊柱柱构构造造7.3.1坐姿生理学坐姿生理学751254腰曲腰曲前前后后肩靠肩靠腰靠腰靠图图6-12 脊柱的脊柱的外形及组成外形及组成 腰椎、骶骨和椎间盘及软组织接受坐姿时上身大部分负荷，还要实现弯腰改动等动作。对设计而言，这两部分最为重要。 正常的姿态下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨时后

10、凹。在良好的坐姿形状下，压力适当分布于各椎间盘上，肌肉组织上接受均匀的静负荷。当处于非自然姿态时，椎间盘内压力分布不正常，产生腰部酸痛、疲劳等不适感。262.腰腰曲曲弧弧线线与坐姿温馨性与坐姿温馨性直接相关的是直接相关的是腰曲。人体正腰曲。人体正常腰曲弧线是常腰曲弧线是在松弛形状下在松弛形状下侧卧的曲线侧卧的曲线B。从坐姿生理学从坐姿生理学角度，应保证角度，应保证腰曲弧线正常。腰曲弧线正常。图图7-14 7-14 各种不同姿态下所产生的腰椎曲度各种不同姿态下所产生的腰椎曲度坐姿生理学坐姿生理学27坐姿生理学坐姿生理学3.腰腰椎椎后后突突和和前前突突 图图7-15 腰椎后突和前凸腰椎后突和前凸

11、(a) 腰椎后突腰椎后突; (b)腰椎前凸腰椎前凸正常的腰正常的腰弧曲线是弧曲线是悄然前突。悄然前突。为使坐姿为使坐姿下的腰弧下的腰弧曲线变形曲线变形最小，座最小，座椅应在腰椅应在腰椎部提供椎部提供所谓两点所谓两点支撑。支撑。 腰椎后突和过分前突都是非正常形状，合理的腰靠应该是使腰弧曲线处于正常的生理形状，附图附图 (a) (a) 办公座椅办公座椅; (b); (b)赛车座椅赛车座椅297.3.2 7.3.2 坐姿生物力学坐姿生物力学1.肌肌肉肉活活动动度度 脊椎骨依托其附近的肌肉和腱衔接，椎骨的定位借助于肌腱的作用力。一旦脊椎偏离自然形状，肌腱组织就会遭到相互压力(拉或压)的作用，使肌肉活动

12、度活动量添加，招致疲劳酸痛。实验结果阐明，在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活动度高，由于腰椎前向拉直使肌肉组织紧张受力。提供靠背支承腰椎后，活动力那么明显减小；当躯干前倾时，背上方和肩部肌肉活动度高，以桌面作为前倾时手臂的支承并不能降低活动度。302.体体压压分分布布 图：图：7-16 体压分布曲线体压分布曲线 人体坐骨粗壮，与周围的肌肉相比，能接受更大的压力。而大腿底部有大量的人体坐骨粗壮，与周围的肌肉相比，能接受更大的压力。而大腿底部有大量的血管和神经系统，压力过大会影响血液循环和神经传导而感到不适。所以坐垫上的血管和神经系统，压力过大会影响血液循环和神经传导而感到不适。所以坐垫上的压力应按照臀

13、部不同部位接受不同压力的原那么来设计，即在坐骨处压力最大，向压力应按照臀部不同部位接受不同压力的原那么来设计，即在坐骨处压力最大，向周围逐渐减小，至大腿部位时压力降至最低值，这就是坐垫设计的压力分布不均匀周围逐渐减小，至大腿部位时压力降至最低值，这就是坐垫设计的压力分布不均匀原那么。原那么。单位：单位：102Pa31 7-17 座面对股骨的影响座面对股骨的影响3.股股骨骨受受力力分分析析 如图如图7-17a所示，人体构造在骨盆下面有两块圆骨，称为坐骨结节。所示，人体构造在骨盆下面有两块圆骨，称为坐骨结节。坐姿时这两块面积很小的坐骨结节能支承上身的大部分分量。坐骨结节下面坐姿时这两块面积很小的坐

14、骨结节能支承上身的大部分分量。坐骨结节下面的座面呈近似程度时，可使两坐骨结节外侧的股骨处于正常的位置而不受过的座面呈近似程度时，可使两坐骨结节外侧的股骨处于正常的位置而不受过分的压迫，因此人体感到温馨。分的压迫，因此人体感到温馨。 如图如图7-17b所示，当座面呈斗形时，会使股骨向上转动，这种形状除所示，当座面呈斗形时，会使股骨向上转动，这种形状除了使股骨处于压迫位置而接受载荷外，还呵斥髋部肌肉接受反向压迫，并使了使股骨处于压迫位置而接受载荷外，还呵斥髋部肌肉接受反向压迫，并使肘部和肩部受力，从而引起不温馨感，所以斗形座面应该防止的。肘部和肩部受力，从而引起不温馨感，所以斗形座面应该防止的。3

15、24.椎椎间间盘盘受受力力分分析析 综合来看，综合来看，从坐姿生理学从坐姿生理学角度，应保证角度，应保证腰弧曲线正常；腰弧曲线正常；从坐姿生物力从坐姿生物力学角度，应保学角度，应保证肢体免受异证肢体免受异常力作用。常力作用。图图7-18 7-18 不同坐姿时椎间盘受力分析不同坐姿时椎间盘受力分析 如图如图7-18a所示，当坐姿腰弧曲线正常时，椎间盘上受得压力均匀而所示，当坐姿腰弧曲线正常时，椎间盘上受得压力均匀而细微，几乎无推力作用于韧带，韧带不拉伸，腰部无不温馨感。细微，几乎无推力作用于韧带，韧带不拉伸，腰部无不温馨感。 如图如图7-18b所示人体处于前弯坐姿时，椎骨之间的间距发生改动，相所

16、示人体处于前弯坐姿时，椎骨之间的间距发生改动，相邻两椎骨前端间隙减少，后端间距增大。椎间盘在间隙减少的前端受推挤和邻两椎骨前端间隙减少，后端间距增大。椎间盘在间隙减少的前端受推挤和摩擦，迫使它向韧带作用一推力，从而引起腰部不温馨，长期累积作用，可摩擦，迫使它向韧带作用一推力，从而引起腰部不温馨，长期累积作用，可呵斥椎间盘病变。呵斥椎间盘病变。附图附图 合理的汽车座椅设计合理的汽车座椅设计347.3.3 7.3.3 坐姿人体丈量尺寸坐姿人体丈量尺寸图7-19 对座椅设计有用的人体尺寸 坐姿人体丈量尺寸是座椅静态尺寸设计的主要根据。与座椅设计相关的人体丈量主要尺寸见图7-19。图7-20 不良座椅

17、 图图7-20为不良座椅：扶手过宽，座面过高、过深为不良座椅：扶手过宽，座面过高、过深和左右弧度过大，靠背不支撑腰和左右弧度过大都将和左右弧度过大，靠背不支撑腰和左右弧度过大都将压迫股骨等，从而引起疲劳和不温馨感。压迫股骨等，从而引起疲劳和不温馨感。367.4.1 7.4.1 普通任务场所坐椅普通任务场所坐椅 GB/T14774-93 GB/T14774-93 给出了这类任务座椅设计的普通人机工给出了这类任务座椅设计的普通人机工程学要求、构造方式和主要尺寸。程学要求、构造方式和主要尺寸。1 1、座椅设计要点、座椅设计要点1 1构造形状应尽能够与坐姿任务各种操作构造形状应尽能够与坐姿任务各种操作

18、活动要求相顺应，使操作者在任务中坚持身体活动要求相顺应，使操作者在任务中坚持身体温馨、稳定并能进展准确的控制和操作。温馨、稳定并能进展准确的控制和操作。 2 2座高调理范围座高调理范围360480mm)360480mm)、座面高、座面高度无级调理或间隔度无级调理或间隔20mm20mm为一档的有级调理为一档的有级调理和腰靠高和腰靠高(165 210mm(165 210mm无级调理无级调理) ) 。7.4 任务椅设计任务椅设计373任务座椅可调理部分的构造构造，必需易于调理，任务座椅可调理部分的构造构造，必需易于调理，必需保证在椅子运用过程中不会改动已调理好的位置必需保证在椅子运用过程中不会改动已

19、调理好的位置并不得松动。并不得松动。4任务座椅各零部件的外露部分不得有伤人的尖角任务座椅各零部件的外露部分不得有伤人的尖角锐边，各部构造不得存在能够呵斥挤压、剪钳伤人的锐边，各部构造不得存在能够呵斥挤压、剪钳伤人的部位。部位。5椅坐面和腰靠构造应使其感到平安、温馨。椅坐面和腰靠构造应使其感到平安、温馨。6腰靠构造应具有一定的弹性和足够的刚性，腰靠腰靠构造应具有一定的弹性和足够的刚性，腰靠倾角不得超越倾角不得超越115度。度。7任务坐椅普通不设扶手，需设扶手的必需保证操任务坐椅普通不设扶手，需设扶手的必需保证操作人员作业活动的平安。作人员作业活动的平安。8其构造资料应耐用、阻燃、无毒。坐垫、腰靠

20、、其构造资料应耐用、阻燃、无毒。坐垫、腰靠、扶手的覆盖层应运用柔软、防滑、透气性好、吸汗的扶手的覆盖层应运用柔软、防滑、透气性好、吸汗的不导电资料制造。不导电资料制造。38任务椅设计任务椅设计2.座座椅椅的的构构造造方方式式图图7-21 7-21 普通任务座椅构造方式普通任务座椅构造方式 任务座椅必需具有的主要构件：坐面、腰靠、支架。任务座椅视情况而设的辅助构件有扶手。 座椅主要参数见表72。393.主主要要参参数数坐面倾角坐面倾角 ： 引荐值引荐值 34 腰靠倾角腰靠倾角 ： 引荐值引荐值 110表表7-2 任务座椅主要参数任务座椅主要参数7.4.2 7.4.2 久坐任务人员座椅久坐任务人员座椅 对于长时间操作的工种，要尽量采用坐姿，由于人们在静坐时身体接受的张力比较小，也比较容易坚持姿态。同时有利于更好控制胳膊，可以更好坚持平衡，提高平安