第五章-安全人机系统中人的作业岗位与空间设计ppt课件(全).ppt

第五章第五章安全人机系统中的安全人机系统中的作业岗位与空间设计作业岗位与空间设计1学习目标：学习目标：具备根据不同工作确定作业姿势的能力具备根据不同工作确定作业姿势的能力具有对作业岗位的初步设计能力具有对作业岗位的初步设计能力 具有作业场所布置能力具有作业场所布置能力 具有典型作业岗位的空间设计能力具有典型作业岗位的空间设计能力 具有安全作业空间的设计能力具有安全作业空间的设计能力 第五章第五章 安全人机系统中人的安全人机系统中人的 作业岗位与空间设计作业岗位与空间设计 21 作业岗位作业岗位 2 作业空间分析作业空间分析 第五章第五章 安全人机系统中人的安全人机系统中人的 作业岗位与空间设计作业岗位与空间设计 3&一、一、作业岗位的分类作业岗位的分类&二、典型作业岗位二、典型作业岗位&三、作业岗位设计要求和原则三、作业岗位设计要求和原则 第一节第一节 作业岗位作业岗位 4确定姿势原则：确定姿势原则：最高作业效率最高作业效率 人人-机之间最协调机之间最协调 工作者轻松、舒适、自然、持久地进工作者轻松、舒适、自然、持久地进行作业行作业 第一节第一节 作业岗位作业岗位 5第一节第一节 作业岗位作业岗位 作业岗位作业岗位（按其作业时的姿势）（按其作业时的姿势）立姿岗位、坐姿岗位、坐立立姿岗位、坐姿岗位、坐立姿交替岗位、跪姿岗位和卧姿岗姿交替岗位、跪姿岗位和卧姿岗位位 6确定作业姿势因素：确定作业姿势因素：Y工作空间的大小及照明条件等工作空间的大小及照明条件等 Y体力负荷大小、频度、用力方向、作业要求的体力负荷大小、频度、用力方向、作业要求的准确性与速度等准确性与速度等 Y作业场所各种仪器、机具和加工件的摆放位置，作业场所各种仪器、机具和加工件的摆放位置，取用、操作的方法等取用、操作的方法等 Y工作台面与座椅的高度，有无足够容膝空间工作台面与座椅的高度，有无足够容膝空间 Y作业方式、方法，特别是操作时起坐频率，变作业方式、方法，特别是操作时起坐频率，变换姿势的可能性换姿势的可能性 Y作业者主动采取的体位等作业者主动采取的体位等 第一节第一节 作业岗位作业岗位 7不良姿势：不良姿势：静止不动的立姿静止不动的立姿长期或反复弯腰，特别是弯度超过长期或反复弯腰，特别是弯度超过15 15 弯腰并伴有躯干扭曲或半坐姿弯腰并伴有躯干扭曲或半坐姿 负荷不平衡，单侧肢体承重负荷不平衡，单侧肢体承重 长时间双手平举或前伸长时间双手平举或前伸 长时间或高频率地使用一组肌肉长时间或高频率地使用一组肌肉 第一节第一节 作业岗位作业岗位 8典型作业岗位典型作业岗位坐姿作业岗位坐姿作业岗位 立姿作业岗位立姿作业岗位 坐立姿交替作业岗位坐立姿交替作业岗位 跪姿作业岗位跪姿作业岗位 卧姿作业岗位卧姿作业岗位 第一节第一节 作业岗位作业岗位 9图图5-1 5-1 以静卧为基础，坐、立、弯腰、跪以静卧为基础，坐、立、弯腰、跪四种姿势的能耗百分比四种姿势的能耗百分比10设计要求：设计要求：保证作业者在上肢活动所能达到的区域内完保证作业者在上肢活动所能达到的区域内完成各项操作，并应考虑下肢的舒适活动空间成各项操作，并应考虑下肢的舒适活动空间 考虑操作动作的频繁程度。很频繁（考虑操作动作的频繁程度。很频繁（2 2次次/分钟）；频繁（分钟）；频繁（2 2次次/分钟，且分钟，且2 2次次/小时）小时）；不频繁（；不频繁（2 2次次/小时）小时）考虑作业者的群体，全部为男性；全部为女考虑作业者的群体，全部为男性；全部为女性；男性和女性共同使用性；男性和女性共同使用 第一节第一节 作业岗位作业岗位 11设计原则：设计原则：必须考虑作业者动作的习惯性、同时性、对必须考虑作业者动作的习惯性、同时性、对称性、节奏性、规律性等生理特点，以及动称性、节奏性、规律性等生理特点，以及动作经济性原则作经济性原则各组成部分（座椅、工具、显示器、操纵器各组成部分（座椅、工具、显示器、操纵器及其他辅助设施）的设计，均应符合工作特及其他辅助设施）的设计，均应符合工作特点及人机工程学要求点及人机工程学要求 在作业岗位上不允许有与作业岗位结构组成在作业岗位上不允许有与作业岗位结构组成无关的物体存在无关的物体存在 第一节第一节 作业岗位作业岗位 12&一、一、作业空间类型作业空间类型&二、作业空间设计总则二、作业空间设计总则&三、典型作业岗位的空间设计三、典型作业岗位的空间设计&四、安全作业空间的设计四、安全作业空间的设计 第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 13第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 近身作业空间近身作业空间 定义定义：作业者在某一位置时，考虑：作业者在某一位置时，考虑身体的静态和动态尺寸，在坐姿或身体的静态和动态尺寸，在坐姿或站姿状态下，其所能完成作业的空站姿状态下，其所能完成作业的空间范围间范围 14第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 o作业场所作业场所指操作者周围与作业指操作者周围与作业有关的、包含设备因素在内的有关的、包含设备因素在内的作业区域作业区域 o不同个体作业场所的布置不同个体作业场所的布置构成构成总体作业空间总体作业空间 15总体作业空间设计的依据总体作业空间设计的依据作业场所布置总则作业场所布置总则 作业场所布置考虑顺序作业场所布置考虑顺序 第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 16总体作业空间设计的依据总体作业空间设计的依据 企业的生产方式、工艺特点决定了总体企业的生产方式、工艺特点决定了总体作业空间内的设备布局，在此基础上，再作业空间内的设备布局，在此基础上，再根据人机关系，按照作业者的操作要求进根据人机关系，按照作业者的操作要求进行作业场所设计及其他设计行作业场所设计及其他设计 第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 17作业场所布置总则作业场所布置总则v重要性原则重要性原则将最重要的设施布置在离操作者最近将最重要的设施布置在离操作者最近或最方便的位置或最方便的位置v使用频率原则使用频率原则将信息交换频率高的设施布置在操将信息交换频率高的设施布置在操作者易见、易及的位置，便于观察和操作作者易见、易及的位置，便于观察和操作 v功能原则功能原则按功能性相关关系对显示器、控制器以按功能性相关关系对显示器、控制器以至于机器进行适当的编组排列，把具有相同功能的至于机器进行适当的编组排列，把具有相同功能的机器设施布置在一起，以便于操作者记忆和管理机器设施布置在一起，以便于操作者记忆和管理 v使用顺序原则使用顺序原则根据人操作机器或观察显示器的顺根据人操作机器或观察显示器的顺序规律布置机器序规律布置机器 第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 18图图5-2 5-2 面板布置原则与作业执行时间的关系面板布置原则与作业执行时间的关系 19坐姿作业岗位的空间设计坐姿作业岗位的空间设计 立姿作业岗位的空间设计立姿作业岗位的空间设计 坐立交替作业岗位的空间设计坐立交替作业岗位的空间设计 受限作业岗位的空间设计受限作业岗位的空间设计 第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 20坐姿作业岗位的空间设计坐姿作业岗位的空间设计工作面高度：工作面高度：略低于肘部略低于肘部(坐面高度加坐姿肘高坐面高度加坐姿肘高)50)50100mm 100mm 当精细的或需较大视力的工作，高于肘当精细的或需较大视力的工作，高于肘部部5050150mm 150mm 当从事需要较大用力的重工作，低于肘当从事需要较大用力的重工作，低于肘部部150150300mm 300mm 第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 21图图5-3 5-3 坐姿作业工位的工作面高度、坐姿作业工位的工作面高度、坐椅高度的关系示意图坐椅高度的关系示意图 22表表5-1 5-1 坐姿工作的工作面尺寸范围坐姿工作的工作面尺寸范围 23作业范围作业范围定义：定义：操作者以站姿或坐姿进行作业时，操作者以站姿或坐姿进行作业时，手和脚在水平面和垂直面内所能触及的手和脚在水平面和垂直面内所能触及的最大轨迹范围最大轨迹范围 水平作业范围水平作业范围 澳大利亚学者海蒂提出的澳大利亚学者海蒂提出的“MODAPTSMODAPTS记记号号”第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 24图图5-4 5-4 上肢动作一般记号上肢动作一般记号 25图图5-5 5-5 平面作业范围平面作业范围(cm)(cm)26第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 脚作业空间脚作业空间图图5-6 5-6 脚作业区域脚作业区域27立姿作业岗位的空间设计立姿作业岗位的空间设计工作面工作面高度：高度：不仅与身高有关，还与作业时施力的不仅与身高有关，还与作业时施力的大小、视力要求和操作范围等很多因素有大小、视力要求和操作范围等很多因素有关，可为固定值，也可随需要调整关，可为固定值，也可随需要调整宽度：宽度：视需要而定视需要而定 第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 28图图5-7 5-7 立姿作业的工作台高度推荐值立姿作业的工作台高度推荐值(cm)(cm)0 0参照线是地面至肘的高度线，其平均值男性为参照线是地面至肘的高度线，其平均值男性为105cm105cm，女性为，女性为98cm98cm29作业范围作业范围水平面作业范围：水平面作业范围：与坐姿时相同与坐姿时相同垂直作业范围：垂直作业范围：正常作业范围、最大作业范围正常作业范围、最大作业范围（设计控制台、配电板、驾驶盘和确定控制（设计控制台、配电板、驾驶盘和确定控制位置的基础）位置的基础）第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 30图图5-8 5-8 立姿作业的垂直作业空间立姿作业的垂直作业空间(a)单臂单臂(b)双臂双臂31第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 立姿作业岗位的空间设计立姿作业岗位的空间设计临时座位临时座位 临时座位摇动旋转式 回跳式 32第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 表表5-3 5-3 立姿作业空间垂直方向布局设计立姿作业空间垂直方向布局设计 垂直方向高垂直方向高度度(mm)(mm)区域特点区域特点作业空间设计内容作业空间设计内容0 0500500适宜于脚控制适宜于脚控制只能设计脚踏板、脚踏钮等常用的只能设计脚踏板、脚踏钮等常用的脚控制器脚控制器500500700700手、脚操作不方便手、脚操作不方便不宜在此区域设计控制器不宜在此区域设计控制器70070016001600最适宜于人的操作最适宜于人的操作和观察和观察设置各种重要的、常用的手控制器、设置各种重要的、常用的手控制器、显示器和工作台面；特别是人最舒显示器和工作台面；特别是人最舒适的作业范围适的作业范围9009001400mm1400mm高度之间高度之间1600160018001800手操纵不方便，视手操纵不方便，视力条件也略有下降力条件也略有下降布置极少操纵的手控制器和不太重布置极少操纵的手控制器和不太重要的显示器要的显示器18001800以上以上布置报警装置布置报警装置33Y工作台高度既适宜于立姿作业又适合于坐姿工作台高度既适宜于立姿作业又适合于坐姿作业，这时工作台高度应按立姿作业设计作业，这时工作台高度应按立姿作业设计 Y为使工作台高度适合于坐姿操作，需要提高为使工作台高度适合于坐姿操作，需要提高坐椅高度坐椅高度 Y坐椅应设计得高度可调坐椅应设计得高度可调+可移动，椅面设计略可移动，椅面设计略小些小些 Y为防止坐姿操作时两腿悬空而压迫静脉血管，为防止坐姿操作时两腿悬空而压迫静脉血管，一般在坐椅前设置搁脚板一般在坐椅前设置搁脚板 第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 34第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 表表5-4 5-4 坐立交替作业岗位操作的控制台尺寸坐立交替作业岗位操作的控制台尺寸 35图图5-9 5-9 几种受限作业空间尺度几种受限作业空间尺度 36图图5-10 5-10 几种通道空间尺度几种通道空间尺度37第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 作业空间 安全空间 潜在危险空间危险空间 38安全作业空间要考虑一定的富裕空间，即安全作业空间要考虑一定的富裕空间，即安安全作业空间作业的物理空间操作者心理全作业空间作业的物理空间操作者心理要求的富裕空间要求的富裕空间 实例实例作业空间周围如有危险源作业空间周围如有危险源(如高压电如高压电)及危险区及危险区(转动的大型设备等转动的大型设备等)，应加护网、栏等设施加，应加护网、栏等设施加以隔绝以隔绝 第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 39作业空间附近如有弹射出物体、溅射液体可作业空间附近如有弹射出物体、溅射液体可能性时，应设栏板、栏网加以防护能性时，应设栏板、栏网加以防护 实例实例作业空间上方不得有坠物的危险性作业和设作业空间上方不得有坠物的危险性作业和设施施 作业空间的作业环境要符合相应标准和作业作业空间的作业环境要符合相应标准和作业要求要求 第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 40第二节第二节 作业空间分析作业空间分析 不仅要设计作业域及富裕空间的大小，工具的放置，物料、半成品的堆放，邻区防护等，还应包括作业区内人员组成和配置等内容 设计设计411.1.作业岗位如何分类？作业岗位如何分类？2.2.哪些体位是不良姿势？哪些体位是不良姿势？3.3.确定作业姿势时主要考虑哪些情况？确定作业姿势时主要考虑哪些情况？4.4.什么情况下采用立姿和坐姿操作？什么情况下采用立姿和坐姿操作？5.5.作业空间有哪些类型？作业空间有哪些类型？习题及思考题习题及思考题 426.6.作业场所布置总则是什么？考虑顺序怎样作业场所布置总则是什么？考虑顺序怎样？7.7.“MODAPTSMODAPTS记号记号”的含义是什么？的含义是什么？8.8.如何确定坐姿作业岗位的作业面高度？如何确定坐姿作业岗位的作业面高度？9.9.如何进行立姿作业空间垂直方向布局设计如何进行立姿作业空间垂直方向布局设计？10.10.安全作业空间的设计要点是什么？安全作业空间的设计要点是什么？习题及思考题习题及思考题 43