人體工程學 第四節(jié)作業(yè)環(huán)境中的人體因素

1、課程回顧 主要依據人體測量學；主要依據人體測量學； 研究有關人的研究有關人的人體尺寸人體尺寸和和人體活動空間人體活動空間兩個問題。兩個問題。1、研究人在室內環(huán)境空間度量問題的依據是什么？2、“人體尺寸人體尺寸”指的是什么？指的是什么？ 人體尺寸的測量可分為兩類，即人體尺寸的測量可分為兩類，即構造尺寸和功構造尺寸和功能尺寸能尺寸。 一一構造尺寸：是指靜態(tài)的人體尺寸，它構造尺寸：是指靜態(tài)的人體尺寸，它是人體處于固定的標準狀態(tài)下測量的?？梢詼y是人體處于固定的標準狀態(tài)下測量的。可以測量許多不同的標準狀態(tài)和不同部位。量許多不同的標準狀態(tài)和不同部位。 二二功能尺寸：是指動態(tài)的人體尺寸，是功能尺寸：是指動態(tài)

2、的人體尺寸，是人在進行某種功能活動時肢體所能所能達到的人在進行某種功能活動時肢體所能所能達到的空間范圍，它是動態(tài)的人體狀態(tài)下測得?？臻g范圍，它是動態(tài)的人體狀態(tài)下測得。 百分位表示具有某一人體尺寸百分位表示具有某一人體尺寸和小于該尺寸的人占統(tǒng)計對象總人數和小于該尺寸的人占統(tǒng)計對象總人數的百分比。的百分比。 最常用的是第最常用的是第5 5、第、第5050、第、第9595三三種百分位數。種百分位數。3、百分位的概念？、百分位的概念？4、試舉例以小百分位和大百分位為設計依據的設計實例？1、公交車上的安全拉桿或扶手、公交車上的安全拉桿或扶手2、衣帽架的高度、衣帽架的高度3、工作臺的尺寸及工作臺上方安裝的

3、隔板位置、工作臺的尺寸及工作臺上方安裝的隔板位置4、書桌與座椅面之間的距離、書桌與座椅面之間的距離5、會議桌或餐桌的位置、會議桌或餐桌的位置6、雙層床中下鋪的高度、雙層床中下鋪的高度差異的存在主要在以下幾方面：差異的存在主要在以下幾方面： 1 1種族差異種族差異 2 2世代差異世代差異 3 3年齡的差異年齡的差異 4 4性別差異性別差異 5 5殘疾人殘疾人 5、人體尺寸的差異有哪些方面？、人體尺寸的差異有哪些方面？6一、人體活動與動作空間（動態(tài)尺寸）一、人體活動與動作空間（動態(tài)尺寸） 人的動作空間主要分為兩類：一是人體處于靜態(tài)時的肢體活動范圍；二是人體處于動態(tài)時的全身動作空間。 (1)人體處于

4、靜態(tài)時的肢體的活動范圍 作業(yè)域(working area) (2)人體處于動態(tài)時的全身的動作空間 作業(yè)空間(working space)7人的動作空間人的動作空間肢體活動范圍肢體活動范圍人體活動空間人體活動空間人體活動與動作空間人體活動與動作空間作業(yè)域作業(yè)域作業(yè)空間作業(yè)空間8肢體活動范圍：肢體活動范圍：在工作和生活活動中，人們的肢體圍繞著軀體做各在工作和生活活動中，人們的肢體圍繞著軀體做各種動作，這些由肢體的活動所劃出的限定范圍即是種動作，這些由肢體的活動所劃出的限定范圍即是肢體的活動空間。肢體的活動空間實際上它也就是肢體的活動空間。肢體的活動空間實際上它也就是人在某種姿態(tài)下肢體所能觸及的空間

5、范圍。人在某種姿態(tài)下肢體所能觸及的空間范圍。作業(yè)域：作業(yè)域：9（一）肢體活動范圍（作業(yè)域）（一）肢體活動范圍（作業(yè)域） 在布置人的工作作業(yè)環(huán)境時必須了解這些環(huán)境范圍，即肢體的活動范圍。在工作和生活中，人們的肢體圍繞著軀體做各種活動，這些由肢體的活動所劃出的限定范圍即是肢體的活動空間，它是由肢體活動的角度及肢它是由肢體活動的角度及肢體的長度決定的。體的長度決定的。 1、肢體活動角度影響因素： a、肢體的活動角度受骨骼和韌帶的限制。 b、年齡、種族、性別、生活習慣也對其有影響。 10應用：應用： 肢體活動角度在解決某些問題上有用，如視野、肢體活動角度在解決某些問題上有用，如視野、踏板行程、扳桿的角

6、度等。踏板行程、扳桿的角度等。 通常情況下人的活動不是單一的動作，而是協通常情況下人的活動不是單一的動作，而是協調的多個關節(jié)的聯合動作。調的多個關節(jié)的聯合動作。分類：分類： 輕松值：經常性場所（最大活動范圍的輕松值：經常性場所（最大活動范圍的50%） 正常值：一般性場所正常值：一般性場所 極限值：安全或限制性場所（費力、疲勞）極限值：安全或限制性場所（費力、疲勞）11圖圖 3-112圖圖 3-213圖圖3-3141516（二）作業(yè)域（二）作業(yè)域（working areaworking area）立姿立姿17跪姿跪姿18坐姿坐姿仰臥姿仰臥姿19（三）手腳的作業(yè)域（三）手腳的作業(yè)域人在日常工作和生

7、活中，人在日常工作和生活中，“站站”、“立立”、“坐坐”，手腳在一定的空間范圍內做各種活動，。手腳在一定的空間范圍內做各種活動，。左右水平面和上下垂直面的作業(yè)域。左右水平面和上下垂直面的作業(yè)域。20立姿：立姿： 男：男：130； 女：女：120。坐姿：坐姿： 男男54厘米；厘米； 女女49厘米。厘米。臂長：臂長： 男男65厘米；厘米； 女女58厘米。厘米。肩高（肩高（cm）21水平面內中等身材中國成年男子手臂活動及手操作的范圍水平面內中等身材中國成年男子手臂活動及手操作的范圍 人在臺面上左右運動手臂而形成的軌跡范圍，手盡量人在臺面上左右運動手臂而形成的軌跡范圍，手盡量外伸所形成的區(qū)域為最大作業(yè)

8、域。外伸所形成的區(qū)域為最大作業(yè)域。 手臂自然放松運動所形成的區(qū)域為通常作業(yè)域。手臂自然放松運動所形成的區(qū)域為通常作業(yè)域。1、水平作業(yè)域：、水平作業(yè)域：最大作業(yè)域最大作業(yè)域通常作業(yè)域通常作業(yè)域較佳作業(yè)域較佳作業(yè)域22指手臂伸直，以肩關節(jié)為軸作上下運動所形成指手臂伸直，以肩關節(jié)為軸作上下運動所形成的范圍。的范圍。2、垂直作業(yè)域：、垂直作業(yè)域： 對決定人在某一姿態(tài)時手臂觸及的垂直范圍有用，如對決定人在某一姿態(tài)時手臂觸及的垂直范圍有用，如擱板，掛件門拉手等，帶書架的桌子也常用到上述物體擱板，掛件門拉手等，帶書架的桌子也常用到上述物體的高度。的高度。2324l50-7050-70厘米之間厘米之間, ,

9、手與腳的操作都不方便手與腳的操作都不方便 l70-16070-160厘米高度之間厘米高度之間, , 最適宜于物的操作和觀察最適宜于物的操作和觀察 l160-180160-180厘米之間厘米之間, , 手的操作不方便手的操作不方便, , 視覺可以視覺可以, , 較適宜于放置顯示器較適宜于放置顯示器 l180180厘米以上高度厘米以上高度, , 手的操作極不方便手的操作極不方便, , 視覺條件也下降視覺條件也下降 l0-500-50厘米高度之間適宜于腳控制厘米高度之間適宜于腳控制 25立姿工作的高度安排立姿工作的高度安排 26摸高摸高27拉手拉手28桌椅的高度桌椅的高度 29女性女性30男性男性3

10、13）腳的工作空間）腳的工作空間 腳操作的靈敏度、精確度比手操作差，但操縱力大于手操作。腳操作的靈敏度、精確度比手操作差，但操縱力大于手操作。腳操作多在坐姿下采用，立姿下只能由單腳進行操作。腳操作多在坐姿下采用，立姿下只能由單腳進行操作。操作較為靈便的區(qū)域操作較為靈便的區(qū)域 臀部不需移動條件下的可達操作區(qū)域臀部不需移動條件下的可達操作區(qū)域 A A 坐姿側視與俯視坐姿側視與俯視 B B 立姿側視立姿側視32二、人體的活動空間（作業(yè)空間）二、人體的活動空間（作業(yè)空間） 人總是在不停的變化運動著，姿態(tài)的姿態(tài)的變化和位置的移動所占用的空間構成了人變化和位置的移動所占用的空間構成了人體活動空間體活動空間

11、。 人體活動空間大于作業(yè)域。人體活動空間大于作業(yè)域。 人體的活動大體上分為人體的活動大體上分為: : a.靜態(tài)的基本參數 b.姿態(tài)的變換 c.人體的移動 d.人與物的關系331）人體靜態(tài)的基本姿勢）人體靜態(tài)的基本姿勢3435每個姿態(tài)對應一個尺寸群每個姿態(tài)對應一個尺寸群 立姿立姿36 GB GBT T 13547-199213547-1992給出給出的工作空間立姿的工作空間立姿人體尺寸有人體尺寸有6 6項項 37坐姿坐姿38GBGBT 13547-1992T 13547-1992給出的工作空間給出的工作空間坐姿人體尺寸有坐姿人體尺寸有5 5項。項。 39臥姿臥姿40跪姿跪姿41跪姿跪姿42GBG

12、BT 13547-1992T 13547-1992給出的工作空間跪姿、俯臥姿、爬姿人體尺寸給出的工作空間跪姿、俯臥姿、爬姿人體尺寸6 6項項 43工作空間跪姿、俯臥姿、爬姿人體尺寸（女子）工作空間跪姿、俯臥姿、爬姿人體尺寸（女子） （單位：（單位：mmmm） 工作空間跪姿、俯臥姿、爬姿人體尺寸（男子）工作空間跪姿、俯臥姿、爬姿人體尺寸（男子） （單位：（單位：mmmm） 44蹲姿蹲姿45靠靠 姿姿46 姿態(tài)的變換所占用的空間并不一定等于變換前的姿態(tài)姿態(tài)的變換所占用的空間并不一定等于變換前的姿態(tài)和變換后的姿態(tài)占用空間的重疊。和變換后的姿態(tài)占用空間的重疊。2）姿態(tài)變換：）姿態(tài)變換：47484950

13、5152 人體移動占用的空間需考慮連續(xù)運動過程中由于運動人體移動占用的空間需考慮連續(xù)運動過程中由于運動所必需的肢體擺動或身體回旋余地所需的空間。所必需的肢體擺動或身體回旋余地所需的空間。 3）人體移動）人體移動人與人的關系人與人的關系53545556人與物的關系人與物的關系57建筑構件：移動家具、支撐家具、儲存性家具等。58596061設計中更多的考慮平面的空間尺寸設計中更多的考慮平面的空間尺寸62設計機械考慮人體的尺寸和活動空間設計機械考慮人體的尺寸和活動空間636465（1 1）動作的方式；）動作的方式；（2 2）各種姿態(tài)下工作的時間；）各種姿態(tài)下工作的時間；（3 3）工作的過程和用具；）

14、工作的過程和用具；（4 4）服裝；）服裝；（5 5）民族習慣：如日本、朝鮮和阿拉伯民族都）民族習慣：如日本、朝鮮和阿拉伯民族都是席地而居，無論是空間的尺度和形態(tài)與我們的一般情是席地而居，無論是空間的尺度和形態(tài)與我們的一般情況都不同。在設計這類的空間時，對于人體活動空間必況都不同。在設計這類的空間時，對于人體活動空間必須重新進行研究。須重新進行研究。4） 影響活動空間的因素影響活動空間的因素66三、肢體的運動與肌肉施力三、肢體的運動與肌肉施力人體自身的平衡穩(wěn)定或人體自身的平衡穩(wěn)定或人體的運動，都離不開人體的運動，都離不開肌肉的機能。肌肉的機能。 671.1.肌肉肌肉肌肉的最大力量為肌肉的最大力量

15、為34kg/cm2肌肉力量的大小取決于橫截面積的大小。肌肉力量的大小取決于橫截面積的大小。肌肉力量的大小也取決于其收縮的長度。肌肉力量的大小也取決于其收縮的長度。能量的能量的來源？來源？68（1 1）動態(tài)肌肉施力：（）動態(tài)肌肉施力：（2 2）靜態(tài)肌肉施力。）靜態(tài)肌肉施力。2. 肌肉施力有兩種方式：肌肉施力有兩種方式：69選擇合理的作選擇合理的作業(yè)節(jié)奏，動態(tài)業(yè)節(jié)奏，動態(tài)作業(yè)可以延續(xù)作業(yè)可以延續(xù)很長時間而不很長時間而不產生疲勞。產生疲勞。心臟的工作就是心臟的工作就是動態(tài)作業(yè)，人的動態(tài)作業(yè)，人的一生中，心臟不一生中，心臟不停地搏動，心肌停地搏動，心肌從不從不 疲勞疲勞 。70收縮的肌肉組織壓迫血管阻

16、止血液進入肌肉，肌肉無收縮的肌肉組織壓迫血管阻止血液進入肌肉，肌肉無法從血液得到糖和氧的補充，不得不依賴于本身的能法從血液得到糖和氧的補充，不得不依賴于本身的能量儲備。肌肉不能迅速排除代謝廢物，積累的廢物造量儲備。肌肉不能迅速排除代謝廢物，積累的廢物造成肌肉酸痛，引起肌肉疲勞。由于酸痛難忍，靜態(tài)作成肌肉酸痛，引起肌肉疲勞。由于酸痛難忍，靜態(tài)作業(yè)的持續(xù)時間受到限制。業(yè)的持續(xù)時間受到限制。肌肉有節(jié)奏地收縮和舒張，血液輸送量比平常提高幾倍，肌肉有節(jié)奏地收縮和舒張，血液輸送量比平常提高幾倍，血液大量流動不但使肌肉獲得足夠的糖和氧，而且迅速血液大量流動不但使肌肉獲得足夠的糖和氧，而且迅速排除了代謝廢物。

17、因此，只要選擇合理的作業(yè)節(jié)奏，動排除了代謝廢物。因此，只要選擇合理的作業(yè)節(jié)奏，動態(tài)作業(yè)可以延續(xù)很長時間而不產生疲勞。態(tài)作業(yè)可以延續(xù)很長時間而不產生疲勞。 動態(tài)施力動態(tài)施力靜態(tài)施力靜態(tài)施力713. 靜態(tài)施力舉例靜態(tài)施力舉例 通常某項作業(yè)既有靜態(tài)施力又有動態(tài)施力。通常某項作業(yè)既有靜態(tài)施力又有動態(tài)施力。由于靜態(tài)施力的作業(yè)方式比較由于靜態(tài)施力的作業(yè)方式比較費力費力，因此當兩，因此當兩種作業(yè)方式同時存在時，首先要處理好靜態(tài)作業(yè)。種作業(yè)方式同時存在時，首先要處理好靜態(tài)作業(yè)。 一般的工業(yè)和職業(yè)勞動都包括不同程度的靜態(tài)施力，例如一般的工業(yè)和職業(yè)勞動都包括不同程度的靜態(tài)施力，例如（1）工作時，向前彎腰或者向兩側

18、彎腰，）工作時，向前彎腰或者向兩側彎腰，（2）用手臂夾持物體，）用手臂夾持物體，（3）工作時，手臂水平抬起，）工作時，手臂水平抬起，（4）一只腳支撐體重，另一只腳控制機器，）一只腳支撐體重，另一只腳控制機器，（5）長時間站立在一個位置上，）長時間站立在一個位置上， 724.4.避免靜態(tài)施力避免靜態(tài)施力人體工程學的基本設計原則人體工程學的基本設計原則1 1、避免彎腰或、避免彎腰或其他不自然的身其他不自然的身體姿勢。體姿勢。 提高人體作業(yè)的效率，一方面要合理使用肌力，降低提高人體作業(yè)的效率，一方面要合理使用肌力，降低肌肉實際負荷肌肉實際負荷; ;另一方面要避免靜態(tài)肌肉施力。另一方面要避免靜態(tài)肌肉施

19、力。 避免靜態(tài)肌肉施力的幾個設計要點：避免靜態(tài)肌肉施力的幾個設計要點： 2 2、避免長時間地抬手作業(yè)。、避免長時間地抬手作業(yè)。 733、坐著工作比站著工作省力。、坐著工作比站著工作省力。 4、雙手同時操作時，手的運動、雙手同時操作時，手的運動方向應相反或對稱運動，單手作方向應相反或對稱運動，單手作業(yè)本身就造成背部肌肉靜態(tài)施力業(yè)本身就造成背部肌肉靜態(tài)施力 工作椅的坐面高度調到使操作者能十分容易地改變站工作椅的坐面高度調到使操作者能十分容易地改變站和坐姿勢的高度，可以減少站起和坐下時造成的疲勞，尤和坐姿勢的高度，可以減少站起和坐下時造成的疲勞，尤其對于需要頻繁走動的工作，更應如此設計工作椅。其對于

20、需要頻繁走動的工作，更應如此設計工作椅。 745 5、作業(yè)位置（作臺的臺面或作業(yè)的空間）高度應按、作業(yè)位置（作臺的臺面或作業(yè)的空間）高度應按工作者的眼睛和觀察時所需的距離來設計。工作者的眼睛和觀察時所需的距離來設計。 6、常用工具，如鉗子、手柄、工具和其他零部件、材料、常用工具，如鉗子、手柄、工具和其他零部件、材料等，都應按其使用的頻率或操作頻率安放在人的附近。等，都應按其使用的頻率或操作頻率安放在人的附近。 作業(yè)位置的高度保證姿作業(yè)位置的高度保證姿勢自然，身體稍微前傾，勢自然，身體稍微前傾，眼睛正好處在觀察時要眼睛正好處在觀察時要求的距離。還采用了手求的距離。還采用了手臂支承，以避免手臂肌臂

21、支承，以避免手臂肌肉靜態(tài)施力。肉靜態(tài)施力。 757 7、當手不得不在較高位置作業(yè)時，應使用支承物來托、當手不得不在較高位置作業(yè)時，應使用支承物來托住肘關節(jié)、前臂或者手。住肘關節(jié)、前臂或者手。 8 8、支持肢體、支持肢體 當手中雖然樂捏著一根當手中雖然樂捏著一根25g25g的的雞毛，但同時支持著雞毛，但同時支持著4.44.4公斤的公斤的整個手臂。避免長時間的敬禮姿整個手臂。避免長時間的敬禮姿勢以及越過頭頂的操作。勢以及越過頭頂的操作。 76四、人體作業(yè)效率四、人體作業(yè)效率 所謂肌肉收縮的機械效率，是指肌力做功與肌肉收縮所謂肌肉收縮的機械效率，是指肌力做功與肌肉收縮產能總量之比。人體肌肉作業(yè)的效率

22、通常只有產能總量之比。人體肌肉作業(yè)的效率通常只有202025%25%，肌肉收縮肌肉收縮機械能機械能熱能熱能能量的角度能量的角度77A. A. 對于任何形式的人體活動，哪種方式產生的肌力對于任何形式的人體活動，哪種方式產生的肌力最大，就以哪種方式進行施力活動。最大，就以哪種方式進行施力活動。 B. B. 應使肌肉處于其自然狀態(tài)的長度。應使肌肉處于其自然狀態(tài)的長度。1. 肌肉施力肌肉施力78c、利用重力作用 當一個重物被舉起時，肌肉必須舉起手和臂本身的當一個重物被舉起時，肌肉必須舉起手和臂本身的重量。所以，應當盡量在水平方向上移動重物，以及考重量。所以，應當盡量在水平方向上移動重物，以及考慮到利用重力作用。慮到利用重力作用