工作臺椅與工具設計

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1、工作臺椅與工具的設計,1、控制臺設計,控制臺（工作臺）： 是包含操縱裝置和顯示裝置的作業(yè)單元。它小到一臺便攜式打字機，大到一個房間（控制室或控制中心）。,1.1 控制臺的形式 1. 桌式控制臺 2. 直柜式控制臺 3. 組合式控制臺 4. 彎折式控制臺,工作臺椅與工具的設計,桌式控制臺,組合式控制臺,直柜式控制臺,彎折式控制臺,工作臺椅與工具的設計,1.2 控制臺設計要點,控制臺設計的主要內容： 工作臺尺寸宜人、造型美觀、方便使用、給人以舒適感。 關鍵： 根據(jù)人體尺度，將控制器與顯示器布置在作業(yè)者正常的作業(yè)空間范圍內。保證作業(yè)者能良好地觀察必要的顯示器，操作所有的控制器，以及為長時間作業(yè)提

2、供舒適的作業(yè)姿勢?？刂婆_有時在操作者前側上方也有作業(yè)區(qū)，所有這些區(qū)域都必須在可視可及區(qū)內。,工作臺椅與工具的設計,1. 控制臺作業(yè)面,工作臺椅與工具的設計,2. 顯示器面板形式,工作臺椅與工具的設計,3. 控制臺上方干涉點高度,式中 h干涉點高度 k操作者眼高 H顯示面板下端高度 d操作者眼點與干涉點的 投影距離 D干涉點與顯示面板的投 影距離,工作臺椅與工具的設計,工作臺椅與工具的設計,工作臺椅與工具的設計,1.3 常用控制臺設計,設計要點 1、控制臺高度應低于人的水平視線 2、控制器設置在斜度為20度的面板上,坐姿低臺式控制臺,工作臺椅與工具的設計,坐姿高臺式控制臺,設計

3、要點 1、重要儀器布置于水平向上10向下30 ，斜度為10 的面板上 2、水平向上1045放置次要顯示器。 3、水平向上/3050放置各種控制器,工作臺椅與工具的設計,和諧號火車駕駛室,工作臺椅與工具的設計,坐立兩用控制臺,設計要點 1、重要儀器布置于水平向上10向下45 ，斜度為60 的面板上 2、水平向上1030放置次要顯示器。,工作臺椅與工具的設計,標準控制臺,工作臺椅與工具的設計,標準控制臺尺寸,（單位：cm）,工作臺椅與工具的設計,工作臺椅與工具的設計,2.辦公臺設計,工作臺椅與工具的設計,2.1 電子化辦公臺人體尺度,工作臺椅與工具的設計,2.2 電子化辦公臺可調設計,工作臺椅與工

4、具的設計,2.3 電子化辦公臺組合設計,工作臺椅與工具的設計,3.工作座椅設計的主要依據(jù),當人站立時，人體的足裸、腰部、臀部和脊椎等關節(jié)部位受到靜肌力作用，以維持直立狀態(tài)，而坐時，可免除這些肌力，減少人體能耗，消除疲勞，坐姿態(tài)比站立更有利于血液循環(huán)，而且有利于保持身體的穩(wěn)定。 目前，大多數(shù)辦公室人員、腦力勞動者、部分體力勞動者都采用坐姿工作 。隨著技術的進步，愈來愈多的體力勞動者也將采取坐姿工作，因而工作坐椅設計和相關的坐姿分析日益成為人機工程學工作者和設計師們關注的研究課題。,工作臺椅與工具的設計,3.1坐姿生理學,腰曲,前,后,肩靠,,脊柱結構,工作臺椅與工具的設計,從坐姿生理學角度，應

5、保證腰弧曲線正常。,人 處于不同坐姿時，脊柱形態(tài)不同。當人側臥，大、小腿稍作彎曲時，脊柱呈自然彎曲狀態(tài)，此時，椎間盤、韌帶和肌肉的受力最小，人感到最舒適（見圖B線）。,腰曲弧線,工作臺椅與工具的設計,腰椎后突和前突,無腰靠或腰靠不明顯,腰靠過分前凸,腰椎后突,腰椎前凸,工作臺椅與工具的設計,3.2坐姿生物力學,好的坐椅應使身體的重量分布合理。人坐著時人體上部和大腿的重量由座面來承擔，由解剖學看人的坐骨結節(jié)處是人最能承重的部分，坐著時人體大約75%的體重由它及每塊結節(jié)處的25cm2面積范圍肌肉來支持。,體壓分布曲線,工作臺椅與工具的設計,座面對股骨的影響,工作臺椅與工具的設計,不同坐姿時椎間盤受

6、力分析,腰曲弧線正常時椎間盤上受力均勻（a圖） 腰曲弧線向前彎曲椎間盤前端間隙變小受推擠和摩擦，腰部不舒適易病變（b圖） 汽車駕駛員舒適的坐姿角度（c圖）,工作臺椅與工具的設計,理想坐椅：應使就坐者體重分布合理，大腿近似呈水平狀態(tài)，兩足自然著地，上臂不負身體的重量，肌肉放松，操作時軀干穩(wěn)定性好，坐姿變換方便，給人以舒適感。 設計原則 座椅設計應符合人的生理特性，使人感到舒適為前提條件。 座椅尺寸應與就坐者人體測量尺寸相適宜，并應使尺寸可調節(jié)。坐椅應使就坐者保持舒適坐姿?？勘辰Y構和尺寸應給予腰部以充分的支撐，使脊柱接近于正常自然彎曲狀態(tài)。 座椅應能支持就坐者的體位并保持其穩(wěn)定。 坐椅能使就坐者變

7、換坐姿，靈活而平衡他進行體態(tài)自動調節(jié)。,工作臺椅與工具的設計,工作臺椅與工具的設計,4.工作座椅設計,按使用目的分類：工作椅、休閑椅、多功能椅。 工作椅：用于各類工作場所，舒適性與效率都要考慮。 休閑椅（或休息椅）：家居、休息場所、各類交通工具以舒適性作為設計重點。 多功能椅：可用于多種類型的場所。 也可以按使用環(huán)境來分類：室內用椅、室外用椅、交通工具用椅。,工作臺椅與工具的設計,4.1一般工作場所座椅,一般工作場所座椅是指計算機房、打字室、控制室、交換臺等場所坐姿操作者使用的工作座椅。GB/T 14774-1993標準給出了這類工作座椅設計的一般人機工程學要求、結構形式和主要尺寸。,工作臺椅

8、與工具的設計,座椅設計要點： 1.工作座椅的結構形式應盡可能與坐姿工作的各種操作活動要求相適應，應能使操作者在工作過程中保持身體舒適，穩(wěn)定并能進行準確地控制和操作。 2.工作座椅的坐高和腰靠必須是可調節(jié)的。坐高調節(jié)范圍在GB10000中“小腿加足高”，即360-480mm之間；工作座椅坐面高度的調節(jié)方式可以是無極的或間隔20mm為一檔的有級調節(jié)。工作座椅腰靠高度的調節(jié)方式為165-210mm間的無級調節(jié)。 3.工作座椅可調節(jié)部分的結構構造，必須易于調節(jié)，必須保證在椅子使用過程中不會改變已調節(jié)好的位置并不得松動。 4.工作座椅各零部件的外露部分不得有易傷人的尖角銳邊，各部結構不得存在可能造成擠壓

9、，剪鉗傷人的部位。 5.無論操作者坐在座椅前部，中部還是往后靠，工作座椅坐面和腰靠結構均應使其感到安全，舒適。 6.工作座椅腰靠結構應具有一定的彈性和足夠的剛性。在座椅固定不動的情況下，腰靠承受250N的水平方向作用力，腰靠傾角b不得超過115度。 7.工作座椅一般不設扶手。需設扶手的座椅必須保證操作人員作業(yè)活動的安全性。 8.工作座椅的結構材料和裝飾材料應耐用，阻燃，無毒。坐墊，腰靠，扶手的覆蓋層應使用柔軟，防滑，透氣性好，吸汗的不導電材料制造。,工作臺椅與工具的設計,座椅結構形式 工作座椅必須具有的主要構件：座面、腰靠、支架。工作座椅視情況而設的輔助構件有扶手。,一般工作座椅結構形式,工作

10、臺椅與工具的設計,工作座椅主要參數(shù),工作臺椅與工具的設計,4.2 久坐工作人員座椅,工作臺椅與工具的設計,動態(tài)座椅,前傾式座椅,工作臺椅與工具的設計,膝靠式座椅,變椅背座椅,工作臺椅與工具的設計,作業(yè)用凳,工作臺椅與工具的設計,其它支撐物,座椅欣賞,工作臺椅與工具的設計,工作臺椅與工具的設計,工作臺椅與工具的設計,工作臺椅與工具的設計,工作臺椅與工具的設計,駕駛用坐椅的設計尺寸 （單位：mm）,工作臺椅與工具的設計,汽車乘客坐椅設計尺寸,工作臺椅與工具的設計,火車坐椅設計尺寸,工作臺椅與工具的設計,工作臺椅與工具的設計,4.3 辦公室工作座椅,工作臺椅與工具的設計,5 手握式工具設計,

11、手握工具采用人機工程學設計設計目的,人們的生產(chǎn)、生活離不開各類工具，這些工具的尺寸與形狀很大一部分不符合人機工程學的設計原則。長期使用易造成身體損傷、病變；生產(chǎn)的效率低下。因此有必要根據(jù)人機工程學的原理對手握工具進行合理的設計。,工作臺椅與工具的設計,5.1 手的解剖及與工具有關的疾患,手的解剖 手的組成：骨、動脈、神經(jīng)和肌腱等部分組成,工作臺椅與工具的設計,工作臺椅與工具的設計,二,手臂的解剖,工作臺椅與工具的設計,抓握工具動作分類,,著力抓握：（手指和手掌同時用力）,精確抓握：手指,,力與小臂平行,力與小臂垂直,著力和控制動作不能同時進行,工作臺椅與工具的設計,手握工具不當設計易造成的病癥

12、,重復性積累損傷病癥 腱鞘炎：手腕尺偏、掌曲和腕外轉，使腕部肌腱彎曲導致腱鞘處發(fā)炎； 腕道綜合癥（腕隧道癥侯群）：由于腕道內正中神經(jīng)損傷所引起的不適。表現(xiàn)為手部疼痛、灼熱、刺痛及麻木感。 網(wǎng)球肘(肱骨外踝炎、主婦肘)：一種肘部組織炎癥，由手腕的過度橈偏引起。尤其是當撓偏與掌內轉和背屈狀態(tài)同時出現(xiàn)時，肘部撓骨頭與肱骨小頭之間的壓力增加，導致網(wǎng)球肘。 狹窄性腱鞘炎(俗稱扳機指)：是由手指反復彎曲動作引起的。在類似扳機動作的操作中，食指或其它手指的頂部指骨須克服阻力彎曲，而中部或根部指骨這時還沒有彎曲。導致手指前端彎曲。,工作臺椅與工具的設計,5.2 手握式工具設計原則,1、一般設計原則 必須有效地

13、實現(xiàn)預定的功能； 必須與操作者身體成適當比例，使操作者發(fā)揮最大效率； 適當考慮性別、訓練程度和身體素質的差異； 作業(yè)姿勢不能引起過度疲勞。,工作臺椅與工具的設計,2、解剖學因素,避免靜肌負荷 手臂自然下垂,工作臺椅與工具的設計,保持手腕處于順直狀態(tài),工作臺椅與工具的設計,把手彎曲式工具設計,工具把手與工作部分彎曲10 患腱鞘炎的幾率大大降低,工作臺椅與工具的設計,避免掌部組織受壓力,掌部和手指承受較大壓力時會影響血液循環(huán)、導致麻木刺痛感。設計時應增大接觸面積,傳統(tǒng)把柄,改良后把柄,工作臺椅與工具的設計,避免手指重復動作,食指反復做扳機動作時易導致扳機指（狹窄性腱鞘炎）此類動作可用拇指或指壓板替代。,拇指操作,指壓板操作,工作臺椅與工具的設計,3、把手設計,直徑：著力抓握30mm40mm ；精密抓握8mm16mm 長度：100mm125mm； 形狀：圓形、三角形、矩形、丁字形、斜丁字形等； 彎角：10度左右； 雙把手工具：最大握力限制在100N左右； 性別差異,工作臺椅與工具的設計,要注意考慮左、右手習慣和性別上的差異,工作臺椅與工具的設計,采用人機工程學設計的工具,工作臺椅與工具的設計,謝謝觀賞,