工作臺(tái)椅與工具設(shè)計(jì)

1、工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),1、控制臺(tái)設(shè)計(jì),控制臺(tái)（工作臺(tái)）： 是包含操縱裝置和顯示裝置的作業(yè)單元。它小到一臺(tái)便攜式打字機(jī)，大到一個(gè)房間（控制室或控制中心）。,1.1 控制臺(tái)的形式1. 桌式控制臺(tái)2. 直柜式控制臺(tái)3. 組合式控制臺(tái)4. 彎折式控制臺(tái),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),桌式控制臺(tái),組合式控制臺(tái),直柜式控制臺(tái),彎折式控制臺(tái),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),1.2 控制臺(tái)設(shè)計(jì)要點(diǎn),控制臺(tái)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 工作臺(tái)尺寸宜人、造型美觀(guān)、方便

2、使用、給人以舒適感。關(guān)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(nèi)。保證作業(yè)者能良好地觀(guān)察必要的顯示器，操作所有的控制器，以及為長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)提供舒適的作業(yè)姿勢(shì)?？刂婆_(tái)有時(shí)在操作者前側(cè)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(nèi)。,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),1. 控制臺(tái)作業(yè)面,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),2. 顯示器面板形式,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),3. 控制臺(tái)上方干涉點(diǎn)高度,式中 h－干涉點(diǎn)高度 k－操

3、作者眼高 H－顯示面板下端高度 d－操作者眼點(diǎn)與干涉點(diǎn)的 投影距離 D－干涉點(diǎn)與顯示面板的投 影距離,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),1.3 常用控制臺(tái)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、控制臺(tái)高度應(yīng)低于人的水平視線(xiàn)2、控制器設(shè)置在斜度為20度的面板上,坐姿低臺(tái)式控制臺(tái),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),坐姿高臺(tái)式控制臺(tái),設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、重要儀器布置

4、于水平向上10°向下30 °，斜度為10 °的面板上2、水平向上10°~45°放置次要顯示器。3、水平向上/30°~50°放置各種控制器,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),和諧號(hào)火車(chē)駕駛室,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),坐立兩用控制臺(tái),設(shè)計(jì)要點(diǎn)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10°~3

5、0°放置次要顯示器。,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),標(biāo)準(zhǔn)控制臺(tái),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),標(biāo)準(zhǔn)控制臺(tái)尺寸,（單位：cm）,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),2.辦公臺(tái)設(shè)計(jì),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),2.1 電子化辦公臺(tái)人體尺度,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),2.2 電子化辦公臺(tái)可調(diào)設(shè)計(jì),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),2.3 電子化辦公臺(tái)組合設(shè)計(jì),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),3.工作座椅設(shè)計(jì)的主要依據(jù),當(dāng)人站立時(shí)，人體的足裸、腰部、臀部和脊椎等關(guān)節(jié)部位受到

6、靜肌力作用，以維持直立狀態(tài)，而坐時(shí)，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(dòng)者、部分體力勞動(dòng)者都采用坐姿工作 。隨著技術(shù)的進(jìn)步，愈來(lái)愈多的體力勞動(dòng)者也將采取坐姿工作，因而工作坐椅設(shè)計(jì)和相關(guān)的坐姿分析日益成為人機(jī)工程學(xué)工作者和設(shè)計(jì)師們關(guān)注的研究課題。,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),3.1坐姿生理學(xué),腰曲,前,后,肩靠,,脊柱結(jié)構(gòu),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì)

7、,從坐姿生理學(xué)角度，應(yīng)保證腰弧曲線(xiàn)正常。,人 處于不同坐姿時(shí)，脊柱形態(tài)不同。當(dāng)人側(cè)臥，大、小腿稍作彎曲時(shí)，脊柱呈自然彎曲狀態(tài)，此時(shí)，椎間盤(pán)、韌帶和肌肉的受力最小，人感到最舒適（見(jiàn)圖B線(xiàn)）。,腰曲弧線(xiàn),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),腰椎后突和前突,無(wú)腰靠或腰靠不明顯,腰靠過(guò)分前凸,腰椎后突,腰椎前凸,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),3.2坐姿生物力學(xué),好的坐椅應(yīng)使身體的重量分布合理。人坐著時(shí)人體上部和大腿的重量由座面來(lái)承擔(dān)，由解剖學(xué)看人的坐骨結(jié)節(jié)處是人最能

8、承重的部分，坐著時(shí)人體大約75%的體重由它及每塊結(jié)節(jié)處的25cm2面積范圍肌肉來(lái)支持。,體壓分布曲線(xiàn),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),座面對(duì)股骨的影響,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),不同坐姿時(shí)椎間盤(pán)受力分析,腰曲弧線(xiàn)正常時(shí)椎間盤(pán)上受力均勻（a圖）腰曲弧線(xiàn)向前彎曲椎間盤(pán)前端間隙變小受推擠和摩擦，腰部不舒適易病變（b圖）汽車(chē)駕駛員舒適的坐姿角度（c圖）,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),理想坐椅：應(yīng)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(fù)

9、身體的重量，肌肉放松，操作時(shí)軀干穩(wěn)定性好，坐姿變換方便，給人以舒適感。 設(shè)計(jì)原則座椅設(shè)計(jì)應(yīng)符合人的生理特性，使人感到舒適為前提條件。①座椅尺寸應(yīng)與就坐者人體測(cè)量尺寸相適宜，并應(yīng)使尺寸可調(diào)節(jié)。②坐椅應(yīng)使就坐者保持舒適坐姿?？勘辰Y(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)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)。③座椅應(yīng)能支持就坐者的體位并保持其穩(wěn)定。④坐椅能使就坐者變換坐姿，靈活而平衡他進(jìn)行體態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)。,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì)

10、,4.工作座椅設(shè)計(jì),按使用目的分類(lèi)：工作椅、休閑椅、多功能椅。工作椅：用于各類(lèi)工作場(chǎng)所，舒適性與效率都要考慮。休閑椅（或休息椅）：家居、休息場(chǎng)所、各類(lèi)交通工具以舒適性作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)。多功能椅：可用于多種類(lèi)型的場(chǎng)所。也可以按使用環(huán)境來(lái)分類(lèi)：室內(nèi)用椅、室外用椅、交通工具用椅。,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),4.1一般工作場(chǎng)所座椅,一般工作場(chǎng)所座椅是指計(jì)算機(jī)房、打字室、控制室、交換臺(tái)等場(chǎng)所坐姿操作者使用的工作座椅。GB/T 14774-1993

11、標(biāo)準(zhǔn)給出了這類(lèi)工作座椅設(shè)計(jì)的一般人機(jī)工程學(xué)要求、結(jié)構(gòu)形式和主要尺寸。,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),座椅設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1.工作座椅的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡可能與坐姿工作的各種操作活動(dòng)要求相適應(yīng)，應(yīng)能使操作者在工作過(guò)程中保持身體舒適，穩(wěn)定并能進(jìn)行準(zhǔn)確地控制和操作。2.工作座椅的坐高和腰靠必須是可調(diào)節(jié)的。坐高調(diào)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(diào)節(jié)方式可以是無(wú)極的或間隔20mm為一檔的有級(jí)調(diào)節(jié)。工作座椅腰靠高

12、度的調(diào)節(jié)方式為165-210mm間的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。3.工作座椅可調(diào)節(jié)部分的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，必須易于調(diào)節(jié)，必須保證在椅子使用過(guò)程中不會(huì)改變已調(diào)節(jié)好的位置并不得松動(dòng)。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(jié)構(gòu)不得存在可能造成擠壓，剪鉗傷人的部位。5.無(wú)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(jié)構(gòu)均應(yīng)使其感到安全，舒適。6.工作座椅腰靠結(jié)構(gòu)應(yīng)具有一定的彈性和足夠的剛性。在座椅固定不動(dòng)的情況下，腰靠承受250N

13、的水平方向作用力，腰靠?jī)A角b不得超過(guò)115度。7.工作座椅一般不設(shè)扶手。需設(shè)扶手的座椅必須保證操作人員作業(yè)活動(dòng)的安全性。8.工作座椅的結(jié)構(gòu)材料和裝飾材料應(yīng)耐用，阻燃，無(wú)毒。坐墊，腰靠，扶手的覆蓋層應(yīng)使用柔軟，防滑，透氣性好，吸汗的不導(dǎo)電材料制造。,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),座椅結(jié)構(gòu)形式工作座椅必須具有的主要構(gòu)件：座面、腰靠、支架。工作座椅視情況而設(shè)的輔助構(gòu)件有扶手。,一般工作座椅結(jié)構(gòu)形式,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),工作座椅主要參數(shù),工作臺(tái)

14、椅與工具的設(shè)計(jì),4.2 久坐工作人員座椅,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),動(dòng)態(tài)座椅,前傾式座椅,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),膝靠式座椅,變椅背座椅,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),作業(yè)用凳,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),其它支撐物,座椅欣賞,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),駕駛用坐椅的設(shè)計(jì)尺寸 （單位：mm）,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),汽車(chē)乘客坐椅設(shè)計(jì)尺寸,工作臺(tái)

15、椅與工具的設(shè)計(jì),火車(chē)坐椅設(shè)計(jì)尺寸,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),4.3 辦公室工作座椅,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),5 手握式工具設(shè)計(jì),手握工具采用人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的,人們的生產(chǎn)、生活離不開(kāi)各類(lèi)工具，這些工具的尺寸與形狀很大一部分不符合人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)原則。長(zhǎng)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(jī)工程學(xué)的原理對(duì)手握工具進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),5.1 手的解剖及與工具有關(guān)的疾患,手的解剖

16、手的組成：骨、動(dòng)脈、神經(jīng)和肌腱等部分組成,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),二,手臂的解剖,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),抓握工具動(dòng)作分類(lèi),,著力抓握：（手指和手掌同時(shí)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(dòng)作不能同時(shí)進(jìn)行,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),手握工具不當(dāng)設(shè)計(jì)易造成的病癥,重復(fù)性積累損傷病癥 腱鞘炎：手腕尺偏、掌曲和腕外轉(zhuǎn)，使腕部肌腱彎曲導(dǎo)致腱鞘處發(fā)炎； 腕道綜合癥（腕隧道癥侯群）：由于腕道內(nèi)正中神

17、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(guò)度橈偏引起。尤其是當(dāng)撓偏與掌內(nèi)轉(zhuǎn)和背屈狀態(tài)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，肘部撓骨頭與肱骨小頭之間的壓力增加，導(dǎo)致網(wǎng)球肘。 狹窄性腱鞘炎(俗稱(chēng)扳機(jī)指)：是由手指反復(fù)彎曲動(dòng)作引起的。在類(lèi)似扳機(jī)動(dòng)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(shí)還沒(méi)有彎曲。導(dǎo)致手指前端彎曲。,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),5.2 手握式工具設(shè)

18、計(jì)原則,1、一般設(shè)計(jì)原則必須有效地實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能；必須與操作者身體成適當(dāng)比例，使操作者發(fā)揮最大效率；適當(dāng)考慮性別、訓(xùn)練程度和身體素質(zhì)的差異；作業(yè)姿勢(shì)不能引起過(guò)度疲勞。,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),2、解剖學(xué)因素,避免靜肌負(fù)荷 手臂自然下垂,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),保持手腕處于順直狀態(tài),工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),把手彎曲式工具設(shè)計(jì),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(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),避免掌部組織受壓力,

19、掌部和手指承受較大壓力時(shí)會(huì)影響血液循環(huán)、導(dǎo)致麻木刺痛感。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)增大接觸面積,傳統(tǒng)把柄,改良后把柄,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),避免手指重復(fù)動(dòng)作,食指反復(fù)做扳機(jī)動(dòng)作時(shí)易導(dǎo)致扳機(jī)指（狹窄性腱鞘炎）此類(lèi)動(dòng)作可用拇指或指壓板替代。,拇指操作,指壓板操作,工作臺(tái)椅與工具的設(shè)計(jì),3、把手設(shè)計(jì),直徑：著力抓握30mm—40mm ；精密抓握8mm—16mm長(zhǎng)度：100mm—125mm；形狀：圓形、三角形、矩形、丁字形、斜丁字形等；彎角：10度左右；