人体工程学第四节作业环境中人体因素

1、人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 课程回顾 主要依据人体测量学；主要依据人体测量学； 研究有关人的和研究有关人的和人体活动空间人体活动空间两个问题。两个问题。 1、研究人在室内环境空间度量问题的 依据是什么？ 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 2、“人体尺寸人体尺寸”指的是什么？指的是什么？ 人体尺寸的测量可分为两类，即人体尺寸的测量可分为两类，即构造尺寸和功构造尺寸和功 能尺寸能尺寸。 一一构造尺寸：是指静态的人体尺寸，它构造尺寸：是指静态的人体尺寸，它 是人体处于固定的标准状态下测量的。可以测是人体处于固定的标准状

2、态下测量的。可以测 量许多不同的标准状态和不同部位。量许多不同的标准状态和不同部位。 二二功能尺寸：是指动态的人体尺寸，是功能尺寸：是指动态的人体尺寸，是 人在进行某种功能活动时肢体所能所能达到的人在进行某种功能活动时肢体所能所能达到的 空间范围，它是动态的人体状态下测得。空间范围，它是动态的人体状态下测得。 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 百分位表示具有某一人体尺寸和百分位表示具有某一人体尺寸和 小于该尺寸的人占统计对象总人数的小于该尺寸的人占统计对象总人数的 百分比。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 种百分

3、位数。种百分位数。 3、百分位的概念？、百分位的概念？ 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 4、试举例以小百分位和大百分位为设计依据 的设计实例？ 1、公交车上的安全拉杆或扶手、公交车上的安全拉杆或扶手 2、衣帽架的高度、衣帽架的高度 3、工作台的尺寸及工作台上方安装的隔板位置、工作台的尺寸及工作台上方安装的隔板位置 4、书桌与座椅面之间的距离、书桌与座椅面之间的距离 5、会议桌或餐桌的位置、会议桌或餐桌的位置 6、双层床中下铺的高度、双层床中下铺的高度 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 差异的存在主要在以下几方面：差异

4、的存在主要在以下几方面： 1 1种族差异种族差异 2 2世代差异世代差异 3 3年龄的差异年龄的差异 4 4性别差异性别差异 5 5残疾人残疾人 5、人体尺寸的差异有哪些方面？、人体尺寸的差异有哪些方面？ 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 6 一、人体活动与动作空间（动态尺寸）一、人体活动与动作空间（动态尺寸） 人的动作空间主要分为两类：一是人体处于 静态时的肢体活动范围；二是人体处于动态时的 全身动作空间。 (1)人体处于静态时的肢体的活动范围 作业域(working area) (2)人体处于动态时的全身的动作空间 作业空间(working space

5、) 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 7 人的动作空间人的动作空间 肢体活动范围肢体活动范围人体活动空间人体活动空间 人体活动与动作空间人体活动与动作空间 作业域作业域作业空间作业空间 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 8 肢体活动范围：肢体活动范围： 在工作和生活活动中，人们的肢体围绕着躯体做各在工作和生活活动中，人们的肢体围绕着躯体做各 种动作，这些由肢体的活动所划出的限定范围即是种动作，这些由肢体的活动所划出的限定范围即是 肢体的活动空间。肢体的活动空间实际上它也就是肢体的活动空间。肢体的活动空间实际上它也就是

6、人在某种姿态下肢体所能触及的空间范围。人在某种姿态下肢体所能触及的空间范围。 作业域：作业域： 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 9 （一）肢体活动范围（作业域）（一）肢体活动范围（作业域） 在布置人的工作作业环境时必须了解这些 环境范围，即肢体的活动范围。在工作和生 活中，人们的肢体围绕着躯体做各种活动， 这些由肢体的活动所划出的限定范围即是肢 体的活动空间，它是由肢体活动的角度及肢它是由肢体活动的角度及肢 体的长度决定的。体的长度决定的。 1、肢体活动角度 影响因素： a、肢体的活动角度受骨骼和韧带的限制。 b、年龄、种族、性别、生活习惯也对其 有影响

7、。 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 10 应用：应用： 肢体活动角度在解决某些问题上有用，如视野、肢体活动角度在解决某些问题上有用，如视野、 踏板行程、扳杆的角度等。踏板行程、扳杆的角度等。 通常情况下人的活动不是单一的动作，而是协通常情况下人的活动不是单一的动作，而是协 调的多个关节的联合动作。调的多个关节的联合动作。 分类：分类： 轻松值：经常性场所（最大活动范围的轻松值：经常性场所（最大活动范围的50%） 正常值：一般性场所正常值：一般性场所 极限值：安全或限制性场所（费力、疲劳）极限值：安全或限制性场所（费力、疲劳） 人体工程学第四节作业环境中人

8、体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 11 图图 3-1 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 12 图图 3-2 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 13 图图3-3 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 14 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 15 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 16 （二）作业域（二）作业域（working areaworking area） 立姿立姿 人体工程学第四节作业环境中人体人

9、体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 17 跪姿跪姿 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 18 坐姿坐姿 仰卧姿仰卧姿 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 19 （三）手脚的作业域（三）手脚的作业域 人在日常工作和生活中，人在日常工作和生活中，“站站”、“立立”、“坐坐”， 手脚在一定的空间范围内做各种活动，。手脚在一定的空间范围内做各种活动，。 左右水平面和上下垂直面的作业域。左右水平面和上下垂直面的作业域。 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 20 立姿：立姿： 男：男：130；

10、女：女：120。 坐姿：坐姿： 男男54厘米；厘米； 女女49厘米。厘米。 臂长：臂长： 男男65厘米；厘米； 女女58厘米。厘米。 肩高（肩高（cm） 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 21 水平面内中等身材中国成年男子手臂活动及手操作的范围水平面内中等身材中国成年男子手臂活动及手操作的范围 人在台面上左右运动手臂而形成的轨迹范围，手尽量人在台面上左右运动手臂而形成的轨迹范围，手尽量 外伸所形成的区域为最大作业域。外伸所形成的区域为最大作业域。 手臂自然放松运动所形成的区域为通常作业域。手臂自然放松运动所形成的区域为通常作业域。 1、水平作业域：、水平作

11、业域： 最大作业域最大作业域 通常作业域通常作业域 较佳作业域较佳作业域 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 22 指手臂伸直，以肩关节为轴作上下运动所形成指手臂伸直，以肩关节为轴作上下运动所形成 的范围。的范围。 2、垂直作业域：、垂直作业域： 对决定人在某一姿态时手臂触及的垂直范围有用，如对决定人在某一姿态时手臂触及的垂直范围有用，如 搁板，挂件门拉手等，带书架的桌子也常用到上述物体搁板，挂件门拉手等，带书架的桌子也常用到上述物体 的高度。的高度。 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 23 人体工程学第四节作业环境中人

12、体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 24 l50-7050-70厘米之间厘米之间, , 手与脚的操作都不方便手与脚的操作都不方便 l70-16070-160厘米高度之间厘米高度之间, , 最适宜于物的操作和观察最适宜于物的操作和观察 l160-180160-180厘米之间厘米之间, , 手的操作不方便手的操作不方便, , 视觉可以视觉可以, , 较适宜于放置显示器较适宜于放置显示器 l180180厘米以上高度厘米以上高度, , 手的操作极不方便手的操作极不方便, , 视觉条件也下降视觉条件也下降 l0-500-50厘米高度之间适宜于脚控制厘米高度之间适宜于脚控制 人体工程学第四节作业环

13、境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 25 立姿工作的高度安排立姿工作的高度安排 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 26 摸高摸高 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 27 拉手拉手 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 28 桌椅的高度桌椅的高度 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 29 女性女性 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 30 男性男性 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境

14、中人体 因素因素 31 3）脚的工作空间）脚的工作空间 脚操作的灵敏度、精确度比手操作差，但操纵力大于手操作。脚操作的灵敏度、精确度比手操作差，但操纵力大于手操作。 脚操作多在坐姿下采用，立姿下只能由单脚进行操作。脚操作多在坐姿下采用，立姿下只能由单脚进行操作。 操作较为灵便的区域操作较为灵便的区域 臀部不需移动条件下的可达操作区域臀部不需移动条件下的可达操作区域 A A 坐姿侧视与俯视坐姿侧视与俯视 B B 立姿侧视立姿侧视 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 32 二、人体的活动空间（作业空间）二、人体的活动空间（作业空间） 人总是在不停的变化运动着，姿

15、态的姿态的 变化和位置的移动所占用的空间构成了人变化和位置的移动所占用的空间构成了人 体活动空间体活动空间。 人体活动空间大于作业域。人体活动空间大于作业域。 人体的活动大体上分为人体的活动大体上分为: : a.静态的基本参数 b.姿态的变换 c.人体的移动 d.人与物的关系 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 33 1）人体静态的基本姿势）人体静态的基本姿势 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 34 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 35 每个姿态对应一个尺寸群每个姿态对应一个尺寸群

16、 立姿立姿 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 36 GB GBT T 13547-199213547-1992给出给出 的工作空间立姿的工作空间立姿 人体尺寸有人体尺寸有6 6项项 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 37 坐姿坐姿 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 38 GBGBT 13547-1992T 13547-1992给出的工作空间给出的工作空间 坐姿人体尺寸有坐姿人体尺寸有5 5项。项。 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 39 卧姿卧

17、姿 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 40 跪姿跪姿 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 41 跪姿跪姿 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 42 GBGBT 13547-1992T 13547-1992给出的工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸给出的工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸6 6项项 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 43 工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸（女子）工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸（女子） （单位：（单位：mmmm） 工

18、作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸（男子）工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸（男子） （单位：（单位：mmmm） 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 44 蹲姿蹲姿 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 45 靠靠 姿姿 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 46 姿态的变换所占用的空间并不一定等于变换前的姿态姿态的变换所占用的空间并不一定等于变换前的姿态 和变换后的姿态占用空间的重叠。和变换后的姿态占用空间的重叠。 2）姿态变换：）姿态变换： 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作

19、业环境中人体 因素因素 47 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 48 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 49 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 50 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 51 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 52 人体移动占用的空间需考虑连续运动过程中由于运动人体移动占用的空间需考虑连续运动过程中由于运动 所必需的肢体摆动或身体回旋余地所需的空间。所必需的肢体摆动或身体回旋余地所需的空间。

20、3）人体移动）人体移动 人与人的关系人与人的关系 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 53 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 54 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 55 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 56 人与物的关系人与物的关系 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 57 建筑构件：移动家具、支撑家具、储存性家具等。 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 58 人体工程学

21、第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 59 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 60 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 61 设计中更多的考虑平面的空间尺寸设计中更多的考虑平面的空间尺寸 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 62 设计机械考虑人体的尺寸和活动空间设计机械考虑人体的尺寸和活动空间 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 63 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 64 人体工程学第四

22、节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 65 （1 1）动作的方式；）动作的方式； （2 2）各种姿态下工作的时间；）各种姿态下工作的时间； （3 3）工作的过程和用具；）工作的过程和用具； （4 4）服装；）服装； （5 5）民族习惯：如日本、朝鲜和阿拉伯民族都）民族习惯：如日本、朝鲜和阿拉伯民族都 是席地而居，无论是空间的尺度和形态与我们的一般情是席地而居，无论是空间的尺度和形态与我们的一般情 况都不同。在设计这类的空间时，对于人体活动空间必况都不同。在设计这类的空间时，对于人体活动空间必 须重新进行研究。须重新进行研究。 4） 影响活动空间的因素影响活动空间的因素 人体

23、工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 66 三、肢体的运动与肌肉施力三、肢体的运动与肌肉施力 人体自身的平衡稳定或人体自身的平衡稳定或 人体的运动，都离不开人体的运动，都离不开 肌肉的机能。肌肉的机能。 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 67 1.1.肌肉肌肉 肌肉的最大力量为肌肉的最大力量为34kg/cm2 肌肉力量的大小取决于横截面积的大小。肌肉力量的大小取决于横截面积的大小。 肌肉力量的大小也取决于其收缩的长度。肌肉力量的大小也取决于其收缩的长度。 能量的能量的 来源？来源？ 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四

24、节作业环境中人体 因素因素 68 （1 1）动态肌肉施力：（）动态肌肉施力：（2 2）静态肌肉施力。）静态肌肉施力。 2. 肌肉施力有两种方式：肌肉施力有两种方式： 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 69 选择合理的作选择合理的作 业节奏，动态业节奏，动态 作业可以延续作业可以延续 很长时间而不很长时间而不 产生疲劳。产生疲劳。 心脏的工作就是心脏的工作就是 动态作业，人的动态作业，人的 一生中，心脏不一生中，心脏不 停地搏动，心肌停地搏动，心肌 从不从不 疲劳疲劳 。 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 70 收缩的肌

25、肉组织压迫血管阻止血液进入肌肉，肌肉无法收缩的肌肉组织压迫血管阻止血液进入肌肉，肌肉无法 从血液得到糖和氧的补充，不得不依赖于本身的能量储从血液得到糖和氧的补充，不得不依赖于本身的能量储 备。肌肉不能迅速排除代谢废物，积累的废物造成肌肉备。肌肉不能迅速排除代谢废物，积累的废物造成肌肉 酸痛，引起肌肉疲劳。由于酸痛难忍，静态作业的持续酸痛，引起肌肉疲劳。由于酸痛难忍，静态作业的持续 时间受到限制。时间受到限制。 肌肉有节奏地收缩和舒张，血液输送量比平常提高几倍，肌肉有节奏地收缩和舒张，血液输送量比平常提高几倍， 血液大量流动不但使肌肉获得足够的糖和氧，而且迅速血液大量流动不但使肌肉获得足够的糖和

26、氧，而且迅速 排除了代谢废物。因此，只要选择合理的作业节奏，动排除了代谢废物。因此，只要选择合理的作业节奏，动 态作业可以延续很长时间而不产生疲劳。态作业可以延续很长时间而不产生疲劳。 动态施力动态施力 静态施力静态施力 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 71 3. 静态施力举例静态施力举例 通常某项作业既有静态施力又有动态施力。通常某项作业既有静态施力又有动态施力。 由于静态施力的作业方式比较由于静态施力的作业方式比较费力费力，因此当两，因此当两 种作业方式同时存在时，首先要处理好静态作业。种作业方式同时存在时，首先要处理好静态作业。 一般的工业和职业劳

27、动都包括不同程度的静态施力，例如一般的工业和职业劳动都包括不同程度的静态施力，例如 （1）工作时，向前弯腰或者向两侧弯腰，）工作时，向前弯腰或者向两侧弯腰， （2）用手臂夹持物体，）用手臂夹持物体， （3）工作时，手臂水平抬起，）工作时，手臂水平抬起， （4）一只脚支撑体重，另一只脚控制机器，）一只脚支撑体重，另一只脚控制机器， （5）长时间站立在一个位置上，）长时间站立在一个位置上， 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 72 4.4.避免静态施力避免静态施力 人体工程学的基本设计原则人体工程学的基本设计原则 1 1、避免弯腰或、避免弯腰或 其他不自然的身其

28、他不自然的身 体姿势。体姿势。 提高人体作业的效率，一方面要合理使用肌力，降低提高人体作业的效率，一方面要合理使用肌力，降低 肌肉实际负荷肌肉实际负荷; ;另一方面要避免静态肌肉施力。另一方面要避免静态肌肉施力。 避免静态肌肉施力的几个设计要点：避免静态肌肉施力的几个设计要点： 2 2、避免长时间地抬手作业。、避免长时间地抬手作业。 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 73 3、坐着工作比站着工作省力。、坐着工作比站着工作省力。 4、双手同时操作时，手的运动、双手同时操作时，手的运动 方向应相反或对称运动，单手作方向应相反或对称运动，单手作 业本身就造成背部

29、肌肉静态施力业本身就造成背部肌肉静态施力 工作椅的坐面高度调到使操作者能十分容易地改变站工作椅的坐面高度调到使操作者能十分容易地改变站 和坐姿势的高度，可以减少站起和坐下时造成的疲劳，尤和坐姿势的高度，可以减少站起和坐下时造成的疲劳，尤 其对于需要频繁走动的工作，更应如此设计工作椅。其对于需要频繁走动的工作，更应如此设计工作椅。 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 74 5 5、作业位置（作台的台面或作业的空间）高度应按、作业位置（作台的台面或作业的空间）高度应按 工作者的眼睛和观察时所需的距离来设计。工作者的眼睛和观察时所需的距离来设计。 6、常用工具，如

30、钳子、手柄、工具和其他零部件、材料、常用工具，如钳子、手柄、工具和其他零部件、材料 等，都应按其使用的频率或操作频率安放在人的附近。等，都应按其使用的频率或操作频率安放在人的附近。 作业位置的高度保证姿作业位置的高度保证姿 势自然，身体稍微前倾，势自然，身体稍微前倾， 眼睛正好处在观察时要眼睛正好处在观察时要 求的距离。还采用了手求的距离。还采用了手 臂支承，以避免手臂肌臂支承，以避免手臂肌 肉静态施力。肉静态施力。 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 75 7 7、当手不得不在较高位置作业时，应使用支承物来托、当手不得不在较高位置作业时，应使用支承物来托

31、住肘关节、前臂或者手。住肘关节、前臂或者手。 8 8、支持肢体、支持肢体 当手中虽然乐捏着一根当手中虽然乐捏着一根25g25g的的 鸡毛，但同时支持着鸡毛，但同时支持着4.44.4公斤的公斤的 整个手臂。避免长时间的敬礼姿整个手臂。避免长时间的敬礼姿 势以及越过头顶的操作。势以及越过头顶的操作。 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 76 四、人体作业效率四、人体作业效率 所谓肌肉收缩的机械效率，是指肌力做功与肌肉收缩所谓肌肉收缩的机械效率，是指肌力做功与肌肉收缩 产能总量之比。人体肌肉作业的效率通常只有产能总量之比。人体肌肉作业的效率通常只有202025%25%， 肌肉收缩肌肉收缩 机械能机械能 热能热能 能量的角度能量的角度 人体工程学第四节作业环境中人体人体工程学第四节作业环境中人体 因素因素 77 A. A. 对于任何形式的人体活动，哪种方式产生的肌力对于任何形式的人体活动，哪种方式产生的肌力 最大，就以哪种方式进行施