1、第6章 工作臺椅與工具設計第5章鏈接 第7章鏈接6.1 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）。6.1.1 控制臺的形式，見圖6-11. 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6.1.2 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：根據人體尺度，將控制器與顯示器布置在作業者正常的作業空間范圍內。保證作業者能良好地觀察必要的顯示器，操作所有的控制器，以及為長時間作業提供舒適的作業姿勢。控制臺有時在操作者前側上方也有作業區，所有這些區域都

2、必須在可視可及區內。1. 控制臺作業面，見圖6-22. 顯示器面板形式，見圖6-33. 控制臺上方干涉點高度，見圖6-4 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6.1.3 常用控制臺設計1. 坐姿低臺式控制臺，見圖6-5（a）2. 坐姿高臺式控制臺，見圖6-5（b）3. 坐立兩用控制臺，見圖6-64. 立姿控制臺，見圖6-65. 標準控制臺，見圖6-7，尺寸參閱表6-16.2 辦公臺設計6.2.1 電子化辦公臺人體尺度，見圖6-8，圖6-96.2.2 電子化辦公臺可調設計，見圖6-106.2.3 電子化辦公臺組合設計，見圖6-

3、116.3 工作座椅設計的主要依據 當人站立時，人體的足裸、腰部、臀部和脊椎等關節部位受到靜肌力作用，以維持直立狀態，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，而且有利于保持身體的穩定。 目前，大多數辦公室人員、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。6.3.1 坐姿生理學 1. 脊柱結構，見圖6-12 2. 腰曲弧線，見圖6-13 3. 腰椎后突和前突，見圖6-146.3.2 坐姿生物力學 脊椎骨依靠其附近的肌肉和腱連

4、接，椎骨的定位借助于肌腱的作用力。一旦脊椎偏離自然狀態，肌腱組織就會受到相互壓力(拉或壓)的作用，使肌肉活動度（活動量）增加，招致疲勞酸痛。實驗結果表明，在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活動度高，因為腰椎前向拉直使肌肉組織緊張受力。提供靠背支承腰椎后，活動力則明顯減小；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。 1. 肌肉的活動度 2. 體壓分布，見圖6-15 3. 股骨受力分析，見圖6-16 4. 椎間盤受力分析，見圖6-17 6.3.3 坐姿人體測量尺寸，見圖6-186.4 工作座椅設計6.4.1 一般工作場所座椅GB/T14774-93 工作座椅一般人

5、類工效學要求1. 座椅設計要點（1）使操作者在工作中保持身體舒適、穩定并能進行準確的控制和操作。 （2）座高（360480mm)和腰靠高(165 210mm)必須是可調節的。（3）椅坐面和腰靠結構應使其感到安全、舒適。（4）腰靠結構應具有一定的彈性和足夠的剛性，腰靠傾角不得超過115度。（5）工作坐椅一般不設扶手，需設扶手的必須保證操作人員作業活動的安全。（6）其結構材料應耐用、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。2. 座椅結構形式，見圖6-193. 座椅主要參數，參閱表6-26.4.2 辦公室工作座椅，見圖6-206.4.3 座椅設計的新概念

6、1. 動態座椅，見圖6-21 2. 前傾式座椅，見圖6-223. 膝靠式座椅，見圖6-236.4.4 其它工作座椅 1. 作業用凳，見圖6-24 2. 其它支撐物，見圖6-256.5 手握式工具設計 6.5.1 手的解剖及與工具有關的疾患，見圖6-26，圖6-27，圖6-28 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炎； 腕道綜合癥（腕隧道癥侯群）：由于腕道內正中神經損傷所引起的不適。表現為手部疼痛、灼熱、刺痛及麻木感。 網球肘(肱骨外踝炎、主婦肘

7、)：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同時出現時，肘部撓骨頭與肱骨小頭之間的壓力增加，導致網球肘。 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。職業性肩酸痛6.5.2 手握式工具設計原則 1. 一般原則必須有效地實現預定的功能； 必須與操作者身體成適當比例，使操作者發揮最大效率； 適當考慮性別、訓練程度和身體素質的差異；作業姿勢不能引起過度疲勞。 2. 解剖學因素 （1）避免靜肌負荷，見圖6-29 （2）保持手腕處于順直狀態，見圖6-

8、30，圖6-31，圖6-32 （3）避免掌部組織受壓力，見圖6-33 （4）避免手指重復動作，見圖6-343. 把手設計 直徑：通常著力抓握30-40mm，精密抓握8-16mm 長度：一般合適度為100-125mm 形狀：視用途而定，一般圓形、三角形、矩形、 丁字形、斜丁字形等； 彎角：最佳為10度左右 雙把手工具：抓握空間；見圖6-35 用手習慣與性別差異：見圖6-36第 6 章 結 束回 總 目 錄第 7 章7.1.2疲勞 疲勞是一種人體的生理狀態,在作業過程中,作業者作業機能衰退、作業能力下降、有時并伴有疲倦感等主觀癥狀的現象，就叫作業疲勞。是一系列復雜現象的綜合體，既有人的生理和心理因

9、素，又有機器系統的因素，還受環境和社會因素的影響。一、 疲勞的特點與分類疲勞的特點：操作者為了某種目的，通過自已的努力可以在短時期內掩蓋疲勞效應，相反，若心理上的某種不適或不滿情緒又會提前或加速疲勞的出現。疲勞的分類： 1肌肉疲勞：個別器官疲勞或全身疲勞。前者發生在僅需個別器官或肢體參加緊張作業如：計算機操作人員的肩肘痛、眼疲勞，打字員手指、腕疲勞等。后者主要是全身參與較為繁重的體力勞動所致，表現為全身肌肉、關節酸痛，困乏思睡，作業能力明顯下降工，失誤增多，操作遲鈍等。2 精神疲勞： 智力 技術性 心理性 智力：長期從事緊張的腦力勞動引起的頭昏腦脹、全身乏力嗑睡或失眠等，常與心理因素有關。 技

10、術性：常見于體力與腦力并用的勞動和神經相當緊張的作業，如駕駛員 心理性：單調作業引起，如監視儀表的人員、信號率越低越易疲勞，使警覺性下降。這時體力并不疲勞，而是大腦皮層的一個部位經常興奮引起的抑制。3 生物疲勞（周期性疲勞） 根據疲勞周期的長短分為周期性疲勞和月、周、日周期性疲勞。這種疲勞出現的周期越長，似乎越具有社會因素和心理因素的影響。人的生物節律和生物備動度的晝夜動力學。是有周期性的智力曲線、情緒曲線 體力曲線都有高潮期和低潮期。這種周期是可以通過辦法調整的。實例：有人參加考試 下午2:004:00 是其一天中智力及情緒最低潮期，考前一個月開始調整，在此時間段做真題。考試時達到最好狀態。

11、 引起疲勞的原因及某些規律原因超生理負荷的激烈動作和持久的體力或腦力勞動工作單調 使人不愉快和厭煩，另外還會使人注意力失調。注意力是最易疲勞的心理機能之一環境不良 溫度 濕度 照明 振動 噪聲等不適應人的心理和生理需要，會增加勞動強度和疲勞感精神因素 受強烈刺激、焦慮、煩惱、工作責任感及人際不和導致不振身體狀況不好人機工程設計不合理: 1 勞動姿勢與體位選擇不合理 2 生產設備與工具設計不合理,不能減輕勞動強度和人的緊張情緒 3 人機界面設計不合理不符合人的感覺功能和心理特點 4 未按生物力學原則合理使用體力 5 工作空間過小某些規律疲勞可以恢復 青年人比老年人恢復快，產生疲勞小，因其心血管和

12、呼吸系統旺盛，供血、供氧機能強；體力上的疲勞比精神上的疲勞恢復快。心理上造成的疲勞常與心理狀態同步存在，同步消失。疲勞有一定的累積效應 未完全恢復的疲勞可在一定程度上延續到次日。人對疲勞有適應能力 連續工作反而不覺累，（馬拉松長跑到最后不覺累 機械邁腿）生理周期的影響 低潮期月經期疲勞自我感受較重，高潮期輕環境因素的影響 如噪聲可加重疲勞，優美音樂舒張血管，松弛緊張情緒并減輕疲勞。二、 降低作業疲勞的措施a 提高作業的自動化水平b 正確選擇作業姿勢和體位 c 合理設計作業中用力方法 d 改善作業內容，避免單調重復性作業e 合理設計作業空間及環境 附錄本章所附插圖圖6-1 a 桌式（顯示 、控制

13、器件少）b 直柜式（器件多） c 組合式 （電器 元氣件箱柜）d彎折式（長時間連續控制）返回圖6-2 推薦的控制臺作業面布置區域返回女性：P2.5長：110120cm寬：40cm圖6-3 面板模式返回圖6-4 控制臺干涉點高度返回圖6-5 a 坐姿低臺式工作臺 b坐姿高臺式工作臺 返回火車駕駛室返回波音747駕駛艙返回圖6-6 坐立兩用工作臺返回圖6-7 一種標準工作臺設計返回表6-1返回返回輪船駕駛室控制臺機艙控制臺返回圖6-8 電子化辦公臺返回圖6-9電子化辦公臺主要尺寸返回圖6-10電子化辦公臺調節方式返回 可調防靜電辦公臺返回圖6-11辦公臺組合設計 返回返回圖6-12 脊柱的形狀及組

14、成圖6-13 各種不同姿勢下所產生的腰椎曲度返回從坐姿生理學角度，應保證腰弧曲線正常。圖6-14 a 腰椎后突 b 腰椎前突返回圖6-15 體壓分布曲線返回壓力分布不均勻原則單位：102Pa圖6-16 座面對股骨的影響返回圖6-17 不同姿勢時椎間盤受力分析返回從坐姿生物力學角度，應保證肢體免受異常力作用。從坐姿生理學角度，應保證腰曲弧線正常。圖6-18 對座椅設計有用的人體尺寸返回圖6-19 一般工作椅結構形式返回圖6-20 辦公用座椅原形返回圖6-21 “動態”座椅的設計返回圖6-22 座面前傾的寫字 繪圖返回圖6-23 膝靠式座椅返回圖6-24 a 立姿崗位用凳 b坐姿崗位用凳 c 支撐

15、旋轉凳 d 單邊支凳返回圖6-25 作業用支撐物（a）腳踏板和擱臂組合（b）腳踏板和支撐凳組合（c）回跳凳（d）帶轉動支架的轉椅返回立姿工作崗位，如果工作面較低，為減輕彎腰引起的人體疲勞，可采用支撐物 。給操作者身體一個平衡力，同時操作活動又不受此力的影響。實踐表明：操作者靠在此類支撐物上，比其他凳上更便于改變姿勢和方便操作。返回返回圖6-26 人體手部的掌側觀模型返回圖6-27 腕關節動作狀態 返回圖6-28 肱二頭肌與橈骨連接的情形返回圖6-29 烙鐵把手的設計返回避免靜肌負荷手臂自然下垂圖6-30使用傳統和改進的兩種鋼絲鉗操作的X光照片比較（a）傳統 造成掌側偏 ，改良后使握把彎曲，維持手腕的順直狀態，不用側偏返回保持手碗處于順直狀態圖6-31 使用不同鋼絲鉗后患腱鞘炎病人數比較10-12周內，傳統鉗，患者顯著增加 ，改進鉗無此現象返回圖6-32 把手彎曲式工具設計返回一般將工具把手與工作部