1、第七章第七章 任務臺椅與工具設計任務臺椅與工具設計27.1 7.1 控制臺設計控制臺設計7.1.1 7.1.1 控制臺的方式控制臺的方式1. 1. 桌式控制臺桌式控制臺2. 2. 直柜式控制臺直柜式控制臺3. 3. 組合式控制臺組合式控制臺4. 4. 彎折式控制臺彎折式控制臺 見見 圖圖7-17-1控制臺任務臺：控制臺任務臺： 是包含支配安裝和顯示安是包含支配安裝和顯示安裝的作業單元。它小到一臺便攜式打字機，大裝的作業單元。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。到一個房間控制室或控制中心。3 圖圖7-1 控制臺的方式控制臺的方式a 桌式控制臺桌式控制臺;b直柜式控制臺；直柜式控

2、制臺；c組合式控制臺組合式控制臺;d彎折式控制臺彎折式控制臺前往47.1.2 7.1.2 控制臺設計要點控制臺設計要點 控制臺設計的主要內容：任控制臺設計的主要內容：任務臺尺寸宜人、外型美觀、方務臺尺寸宜人、外型美觀、方便運用、給人以溫馨感。便運用、給人以溫馨感。 關鍵：根據人體尺度，將控關鍵：根據人體尺度，將控制器與顯示器布置在作業者正制器與顯示器布置在作業者正常的作業空間范圍內。保證作常的作業空間范圍內。保證作業者能良好地察看必要的顯示業者能良好地察看必要的顯示器，操作一切的控制器，以及器，操作一切的控制器，以及為長時間作業提供溫馨的作業為長時間作業提供溫馨的作業姿態。控制臺有時在操作者前

3、姿態。控制臺有時在操作者前側上方也有作業區，一切這些側上方也有作業區，一切這些區域都必需在可視可及區內。區域都必需在可視可及區內。5控制臺作業面控制臺作業面 見圖見圖7-22. 顯示器面板方式顯示器面板方式 見圖見圖7-33. 控制臺上方干涉點控制臺上方干涉點 高度高度 見圖見圖7-4 DkdHhDd式中式中 h干涉點高度干涉點高度 k操作者眼高操作者眼高 H顯示面板下端高度顯示面板下端高度 d操作者眼點與干涉點的投影間隔操作者眼點與干涉點的投影間隔 D干涉點與顯示面板的投影間隔干涉點與顯示面板的投影間隔6圖圖7-2 引薦的控制臺作業面布置區域引薦的控制臺作業面布置區域前往女性：女性：P2.5

4、長：110120cm寬：40cm7圖圖7-3 顯示面板的型式顯示面板的型式前往8圖圖7-4 控制臺干涉點高度控制臺干涉點高度前往Dk dHhD d9107.1.3 7.1.3 常用控制臺設計常用控制臺設計坐姿低臺式控制臺坐姿低臺式控制臺 見圖見圖7-52. 坐姿高臺式控制臺坐姿高臺式控制臺 見圖見圖7-63. 坐立兩用控制臺坐立兩用控制臺 見圖見圖7-75. 規范控制臺規范控制臺 見圖見圖7-8，尺寸參閱，尺寸參閱 表表7-111圖圖7-5 坐姿低臺式控制臺坐姿低臺式控制臺 前往男性男性:P40P8112坐姿低臺式控制臺：火車駕駛室坐姿低臺式控制臺：火車駕駛室前往圖圖7-6 坐姿高臺式控制臺坐

5、姿高臺式控制臺 前往男性男性:P40P811314圖圖7-7 坐立姿兩用坐立姿兩用 控制臺控制臺前往男性男性:P40P8115圖圖7-8 一種規范控制臺的設計一種規范控制臺的設計前往16前往表表7-1 規范控制臺尺寸規范控制臺尺寸 單位單位CM1718輪船駕駛室中控臺機艙控制臺197.2 7.2 辦公臺設計辦公臺設計7.2.1 7.2.1 電子化辦公臺人體尺度電子化辦公臺人體尺度 見圖見圖7-9 7-9 圖圖7-107-107.2.2 7.2.2 電子化辦公臺可調設計電子化辦公臺可調設計 見圖見圖7-117-117.2.3 7.2.3 電子化辦公臺組合設計電子化辦公臺組合設計 見圖見圖7-12

6、7-1220圖圖7-9 電子化辦公臺表示圖電子化辦公臺表示圖前往 要求像控制臺一樣具有合理的外形和尺寸，以免任務人員肌肉、頸、背、腕關節疼痛等職業病。21圖圖7-10 電子化辦公臺主要尺寸電子化辦公臺主要尺寸前往 按照人機工程學原理，電子辦公臺尺寸應符合人體各部位尺寸。電子辦公臺按人體尺寸平均值設計的情況下，必需給予可調理的尺寸范圍。22圖圖7-11 電子化辦公臺調理方式電子化辦公臺調理方式前往 電子化辦公臺的調理方式有：垂直方向的高低調理、電子化辦公臺的調理方式有：垂直方向的高低調理、程度方向的臺面調理以及臺面的傾角調理等。采用可調理程度方向的臺面調理以及臺面的傾角調理等。采用可調理尺寸和位

7、置的電子化辦公臺，可大大提高溫馨程度和任務尺寸和位置的電子化辦公臺，可大大提高溫馨程度和任務效率。效率。23圖圖7-12 辦公臺組合設計辦公臺組合設計前往 為了實現辦公室隔斷、辦公單元系列化、辦公臺易于為了實現辦公室隔斷、辦公單元系列化、辦公臺易于拆裝、變動靈敏等特點，電子化辦公臺大多設計成拆裝靈拆裝、變動靈敏等特點，電子化辦公臺大多設計成拆裝靈敏方便的組合式，可大大提高溫馨程度和任務效率。敏方便的組合式，可大大提高溫馨程度和任務效率。247.3 任務座椅設計主要根據任務座椅設計主要根據坐坐姿姿的的優優點點 當人站立時，人體的足裸、腰部、臀部和脊椎當人站立時，人體的足裸、腰部、臀部和脊椎等關節

8、部位遭到靜肌力作用，以維持直立形狀，等關節部位遭到靜肌力作用，以維持直立形狀，而坐時，可免除這些肌力，減少人體能耗，消除而坐時，可免除這些肌力，減少人體能耗，消除疲勞，坐姿態比站立更有利于血液循環，而且有疲勞，坐姿態比站立更有利于血液循環，而且有利于堅持身體的穩定利于堅持身體的穩定,這對精細作業更適宜。在這對精細作業更適宜。在腳操作場所，坐姿堅持身體處在穩定的姿態，有腳操作場所，坐姿堅持身體處在穩定的姿態，有利于作業，因此坐姿是最常采用的任務姿態。利于作業，因此坐姿是最常采用的任務姿態。 目前，大多數辦公室人員、腦力勞動者、部分目前，大多數辦公室人員、腦力勞動者、部分膂力勞動者都采用坐姿任務膂

9、力勞動者都采用坐姿任務 。隨著技術的提高，。隨著技術的提高，愈來愈多的膂力勞動者也將采取坐姿任務，因此愈來愈多的膂力勞動者也將采取坐姿任務，因此任務坐椅設計和相關的坐姿分析日益成為人機工任務坐椅設計和相關的坐姿分析日益成為人機工程學任務者和設計師們關注的研討課題。程學任務者和設計師們關注的研討課題。251.脊脊柱柱構構造造7.3.1坐姿生理學坐姿生理學751254腰曲腰曲前前后后肩靠肩靠腰靠腰靠圖圖6-12 脊柱的脊柱的外形及組成外形及組成 腰椎、骶骨和椎間盤及軟組織接受坐姿時上身大部分負荷，還要實現彎腰改動等動作。對設計而言，這兩部分最為重要。 正常的姿態下，脊柱的腰椎部分前凸，而至骶骨時后

10、凹。在良好的坐姿形狀下，壓力適當分布于各椎間盤上，肌肉組織上接受均勻的靜負荷。當處于非自然姿態時，椎間盤內壓力分布不正常，產生腰部酸痛、疲勞等不適感。262.腰腰曲曲弧弧線線與坐姿溫馨性與坐姿溫馨性直接相關的是直接相關的是腰曲。人體正腰曲。人體正常腰曲弧線是常腰曲弧線是在松弛形狀下在松弛形狀下側臥的曲線側臥的曲線B。從坐姿生理學從坐姿生理學角度，應保證角度，應保證腰曲弧線正常。腰曲弧線正常。圖圖7-14 7-14 各種不同姿態下所產生的腰椎曲度各種不同姿態下所產生的腰椎曲度坐姿生理學坐姿生理學27坐姿生理學坐姿生理學3.腰腰椎椎后后突突和和前前突突 圖圖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線是弧曲線是悄然前突。悄然前突。為使坐姿為使坐姿下的腰弧下的腰弧曲線變形曲線變形最小，座最小，座椅應在腰椅應在腰椎部提供椎部提供所謂兩點所謂兩點支撐。支撐。 腰椎后突和過分前突都是非正常形狀，合理的腰靠應該是使腰弧曲線處于正常的生理形狀，附圖附圖 (a) (a) 辦公座椅辦公座椅; (b); (b)賽車座椅賽車座椅297.3.2 7.3.2 坐姿生物力學坐姿生物力學1.肌肌肉肉活活動動度度 脊椎骨依托其附近的肌肉和腱銜接，椎骨的定位借助于肌腱的作用力。一旦脊椎偏離自然形狀，肌腱組織就會遭到相互壓力(拉或壓)的作用，使肌肉活動

12、度活動量添加，招致疲勞酸痛。實驗結果闡明，在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活動度高，由于腰椎前向拉直使肌肉組織緊張受力。提供靠背支承腰椎后，活動力那么明顯減小；當軀干前傾時，背上方和肩部肌肉活動度高，以桌面作為前傾時手臂的支承并不能降低活動度。302.體體壓壓分分布布 圖：圖：7-16 體壓分布曲線體壓分布曲線 人體坐骨粗壯，與周圍的肌肉相比，能接受更大的壓力。而大腿底部有大量的人體坐骨粗壯，與周圍的肌肉相比，能接受更大的壓力。而大腿底部有大量的血管和神經系統，壓力過大會影響血液循環和神經傳導而感到不適。所以坐墊上的血管和神經系統，壓力過大會影響血液循環和神經傳導而感到不適。所以坐墊上的壓力應按照臀

13、部不同部位接受不同壓力的原那么來設計，即在坐骨處壓力最大，向壓力應按照臀部不同部位接受不同壓力的原那么來設計，即在坐骨處壓力最大，向周圍逐漸減小，至大腿部位時壓力降至最低值，這就是坐墊設計的壓力分布不均勻周圍逐漸減小，至大腿部位時壓力降至最低值，這就是坐墊設計的壓力分布不均勻原那么。原那么。單位：單位：102Pa31 7-17 座面對股骨的影響座面對股骨的影響3.股股骨骨受受力力分分析析 如圖如圖7-17a所示，人體構造在骨盆下面有兩塊圓骨，稱為坐骨結節。所示，人體構造在骨盆下面有兩塊圓骨，稱為坐骨結節。坐姿時這兩塊面積很小的坐骨結節能支承上身的大部分分量。坐骨結節下面坐姿時這兩塊面積很小的坐

14、骨結節能支承上身的大部分分量。坐骨結節下面的座面呈近似程度時，可使兩坐骨結節外側的股骨處于正常的位置而不受過的座面呈近似程度時，可使兩坐骨結節外側的股骨處于正常的位置而不受過分的壓迫，因此人體感到溫馨。分的壓迫，因此人體感到溫馨。 如圖如圖7-17b所示，當座面呈斗形時，會使股骨向上轉動，這種形狀除所示，當座面呈斗形時，會使股骨向上轉動，這種形狀除了使股骨處于壓迫位置而接受載荷外，還呵斥髖部肌肉接受反向壓迫，并使了使股骨處于壓迫位置而接受載荷外，還呵斥髖部肌肉接受反向壓迫，并使肘部和肩部受力，從而引起不溫馨感，所以斗形座面應該防止的。肘部和肩部受力，從而引起不溫馨感，所以斗形座面應該防止的。3

15、24.椎椎間間盤盤受受力力分分析析 綜合來看，綜合來看，從坐姿生理學從坐姿生理學角度，應保證角度，應保證腰弧曲線正常；腰弧曲線正常；從坐姿生物力從坐姿生物力學角度，應保學角度，應保證肢體免受異證肢體免受異常力作用。常力作用。圖圖7-18 7-18 不同坐姿時椎間盤受力分析不同坐姿時椎間盤受力分析 如圖如圖7-18a所示，當坐姿腰弧曲線正常時，椎間盤上受得壓力均勻而所示，當坐姿腰弧曲線正常時，椎間盤上受得壓力均勻而細微，幾乎無推力作用于韌帶，韌帶不拉伸，腰部無不溫馨感。細微，幾乎無推力作用于韌帶，韌帶不拉伸，腰部無不溫馨感。 如圖如圖7-18b所示人體處于前彎坐姿時，椎骨之間的間距發生改動，相所

16、示人體處于前彎坐姿時，椎骨之間的間距發生改動，相鄰兩椎骨前端間隙減少，后端間距增大。椎間盤在間隙減少的前端受推擠和鄰兩椎骨前端間隙減少，后端間距增大。椎間盤在間隙減少的前端受推擠和摩擦，迫使它向韌帶作用一推力，從而引起腰部不溫馨，長期累積作用，可摩擦，迫使它向韌帶作用一推力，從而引起腰部不溫馨，長期累積作用，可呵斥椎間盤病變。呵斥椎間盤病變。附圖附圖 合理的汽車座椅設計合理的汽車座椅設計347.3.3 7.3.3 坐姿人體丈量尺寸坐姿人體丈量尺寸圖7-19 對座椅設計有用的人體尺寸 坐姿人體丈量尺寸是座椅靜態尺寸設計的主要根據。與座椅設計相關的人體丈量主要尺寸見圖7-19。圖7-20 不良座椅

17、 圖圖7-20為不良座椅：扶手過寬，座面過高、過深為不良座椅：扶手過寬，座面過高、過深和左右弧度過大，靠背不支撐腰和左右弧度過大都將和左右弧度過大，靠背不支撐腰和左右弧度過大都將壓迫股骨等，從而引起疲勞和不溫馨感。壓迫股骨等，從而引起疲勞和不溫馨感。367.4.1 7.4.1 普通任務場所坐椅普通任務場所坐椅 GB/T14774-93 GB/T14774-93 給出了這類任務座椅設計的普通人機工給出了這類任務座椅設計的普通人機工程學要求、構造方式和主要尺寸。程學要求、構造方式和主要尺寸。1 1、座椅設計要點、座椅設計要點1 1構造形狀應盡能夠與坐姿任務各種操作構造形狀應盡能夠與坐姿任務各種操作

18、活動要求相順應，使操作者在任務中堅持身體活動要求相順應，使操作者在任務中堅持身體溫馨、穩定并能進展準確的控制和操作。溫馨、穩定并能進展準確的控制和操作。 2 2座高調理范圍座高調理范圍360480mm)360480mm)、座面高、座面高度無級調理或間隔度無級調理或間隔20mm20mm為一檔的有級調理為一檔的有級調理和腰靠高和腰靠高(165 210mm(165 210mm無級調理無級調理) ) 。7.4 任務椅設計任務椅設計373任務座椅可調理部分的構造構造，必需易于調理，任務座椅可調理部分的構造構造，必需易于調理，必需保證在椅子運用過程中不會改動已調理好的位置必需保證在椅子運用過程中不會改動已

19、調理好的位置并不得松動。并不得松動。4任務座椅各零部件的外露部分不得有傷人的尖角任務座椅各零部件的外露部分不得有傷人的尖角銳邊，各部構造不得存在能夠呵斥擠壓、剪鉗傷人的銳邊，各部構造不得存在能夠呵斥擠壓、剪鉗傷人的部位。部位。5椅坐面和腰靠構造應使其感到平安、溫馨。椅坐面和腰靠構造應使其感到平安、溫馨。6腰靠構造應具有一定的彈性和足夠的剛性，腰靠腰靠構造應具有一定的彈性和足夠的剛性，腰靠傾角不得超越傾角不得超越115度。度。7任務坐椅普通不設扶手，需設扶手的必需保證操任務坐椅普通不設扶手，需設扶手的必需保證操作人員作業活動的平安。作人員作業活動的平安。8其構造資料應耐用、阻燃、無毒。坐墊、腰靠

20、、其構造資料應耐用、阻燃、無毒。坐墊、腰靠、扶手的覆蓋層應運用柔軟、防滑、透氣性好、吸汗的扶手的覆蓋層應運用柔軟、防滑、透氣性好、吸汗的不導電資料制造。不導電資料制造。38任務椅設計任務椅設計2.座座椅椅的的構構造造方方式式圖圖7-21 7-21 普通任務座椅構造方式普通任務座椅構造方式 任務座椅必需具有的主要構件：坐面、腰靠、支架。任務座椅視情況而設的輔助構件有扶手。 座椅主要參數見表72。393.主主要要參參數數坐面傾角坐面傾角 ： 引薦值引薦值 34 腰靠傾角腰靠傾角 ： 引薦值引薦值 110表表7-2 任務座椅主要參數任務座椅主要參數7.4.2 7.4.2 久坐任務人員座椅久坐任務人員座椅 對于長時間操作的工種，要盡量采用坐姿，由于人們在靜坐時身體接受的張力比較小，也比較容易堅持姿態。同時有利于更好控制胳膊，可以更好堅持平衡，提高平安