(精品)安全作业空间设计.ppt
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1、安全作业空间设计安全作业空间设计一、作业空间的概念一、作业空间的概念l作业空间l作业空间包含三种不同的空间范围l作业接触空间l作业活动空间l安全防护空间在工作系统中,人、机、环境三个基本要素都占有用一定的空间,并有机地结合在一起。这些空间的总和,就叫作业空间。一、作业空间的概念一、作业空间的概念l作业空间l作业空间包含三种不同的空间范围l作业接触空间l作业活动空间l安全防护空间人体在规定的位置上进行作业时(如操纵机器、维修设备等),必须触及的空间,即作业范围,或称为作业接触空间。人们为完成劳动任务的大部分工时主要在这个范围内度过。一、作业空间的概念一、作业空间的概念l作业空间l作业空间包含三种
2、不同的空间范围l作业接触空间l作业活动空间l安全防护空间人体在作业时或进行其他活动时(如进出工作岗位、在工作岗位进行短暂的放松与休息等),人体自由活动所需要的范围,即作业活动空间。一、作业空间的概念一、作业空间的概念l作业空间l作业空间包含三种不同的空间范围l作业接触空间l作业活动空间l安全防护空间为了保障人体安全,避免人体与危险源(如机械转动部位等)直接触所需要的安全防护空间。二、作业空间设计的基本原则二、作业空间设计的基本原则l为了使作业空间设计得既经济合理,又能给作业人员的操作带来舒适和方便,作业空间设计时一般应遵守以下原则:l1总体布局和局部协调l2着眼于人,落实于设备首先应总体考虑生
3、产现场的总体布局,避免在某个局部的空间内安排得过于密集,造成劳动负荷过大。然后再进行各局部之间的协调。二、作业空间设计的基本原则二、作业空间设计的基本原则l为了使作业空间设计得既经济合理,又能给作业人员的操作带来舒适和方便,作业空间设计时一般应遵守以下原则:l1总体布局和局部协调l2着眼于人,落实于设备作业空间设计要着眼于人,落实于设备。即以人为主体进行设计,首先考虑人的需要,为人创造舒适的作业条件,再把有关的作业对象(机器、设备和工具等)进行合理的排列布置。其中考虑人的活动特性时,必须考虑人的认知特点和人体动作的自然性、同时性、对称性、节奏性、规律性、经济性和安全性。在应用有关人体测量数据设
4、计作业空间时,必须至少在90%的操作者中具有适应性、兼容性、操纵性和可达性。三、作业场所空间布置四、作业姿势l1、作业姿势的作用l2、常见不正确的姿势l3、常见作业姿势l4、选择的姿势原则正确的人体姿势和体位可以减少静态疲劳,有利人的身体健康和工作质量,并提高劳动生产率。反之,作业姿势不舒适,就会导致过分的疲劳,年长日久,可能引起劳损(如驼背、腰肌劳损和肩肘腕综合症等),成为职业病的起因。四、作业姿势l1、作业姿势的作用l2、常见不正确的姿势l3、常见作业姿势l4、选择的姿势原则1)站着不动的姿势(特别对女性);2)长期地或经常重复地弯腰(指脊背弯曲角超过15);3)躯干扭曲并倾斜的姿势或半坐
5、姿势;4)经常重复地单腿支撑的姿势;5)手臂长时间前伸直或伸开等。四、作业姿势l1、作业姿势的作用l2、常见不正确的姿势l3、常见作业姿势l4、选择的姿势原则生产活动中常见的作业姿势一般可以分为坐姿、立姿、坐立交替姿势、卧姿和蹲姿等。四、作业姿势l1、作业姿势的作用l2、常见不正确的姿势l3、常见作业姿势l4、选择的姿势原则1)工作场地的大小、照明条件与视觉;2)体力负荷的大小及用力方向;3)工作场所各种物质(包括必需的工具、加工材料等)的安放位置;4)控作台或工作台的台面高度,有无合适的容膝空间;5)作业时起坐的频率。一、坐姿作业空间一、坐姿作业空间1坐姿作业的特点l优点l宜采用坐姿的作业最
6、合理的作业姿势是坐姿作业。因此,必须坐着工作的,就一定要保证坐着工作。可以坐着工作的,就应该争取坐着工作。一、坐姿作业空间一、坐姿作业空间1坐姿作业的特点l优点l宜采用坐姿的作业1)持续时间较长的静态作业。坐姿时,支持身体的力较小,腿上消耗的能量和负荷较小,血液循环畅通,可减少疲劳和人体能量的消耗。2)精密度要求高而又要求仔细的作业。坐姿时,当设备振动或移动,人体有较大的稳定度和平衡度。3)需要手足并用,并对一个以上踏板进行控制的作业。坐姿时,双脚容易移动,且可借助座椅支撑对脚控制器施以较大力量。2坐姿作业空间布局设计l坐姿作业空间主要包括工作台、工作座椅、人体活动余隙和作业范围等的尺寸和布局
7、等,坐姿作业设计用到的人体参量如表所示。坐姿作业空间设计参数(毫米)符号人体测量项目男女男女混合男子百分位数女子百分位数第 5第 50第 95第 5第 50第 95B坐姿身高958901958858908958809855901D坐姿眼高749695695749793847695739783F坐姿肩高557518518557598641518556594G胸厚245239245186212245170199239H坐姿肘间宽371348348371422489348404478I坐姿大腿厚151151151112130151113130151J前壁前展长32329229232335137829
8、2318345K上肢前展长612554554612664716554602653M坐姿肘高298284298228263298215251284N坐姿窝高4484054483834134483423824051)j、k为推算值,其余为实测值。2)着装时的修正值为:男高、眼高、肩高、肘高加6毫米,穿鞋时再加30毫米,胸厚加10毫米。肩宽加14毫米,臂膝距加20毫米。3)身体放松坐姿修正值为:身高、眼高减44毫米。1)坐姿工作面的高度l坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性质等因素决定。从人体参数方面看,一般用坐面高度加1/3坐高或坐姿时高减25毫米来确定工作面高度。一般固定的工作面高度是按照坐高
9、或坐姿肘高的第95百分位数值设计的。对于这种固定的工作面,在工作面高度不适合某些人的身高时,可以正确选择坐面和脚垫(踏板)的最佳高度来调整。1)坐姿工作面的高度l坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性质等因素决定。从作业性质来说,作业需要的力越大,则工作面高度就应越低;作业要求视力越强,则工作面的高度就应该越高。a对视力强度、手臂活动精度和灵巧性要求很高的作业,如钟表组装,台面高度一般选为88020毫米,眼睛到被观察物体的距离为120-250毫米,能区分直径小于0.5毫米的零件;1)坐姿工作面的高度l坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性质等因素决定。从作业性质来说,作业需要的力越大,则工作面
10、高度就应越低;作业要求视力越强,则工作面的高度就应该越高。b对视力强度要求较高的工作,如微型机械和仪表的组装,精确复制和画图等,台面高度一般选为84020毫米,眼睛到被观察物体的距离为250-350毫米,能区分直径小于l毫米的零件;1)坐姿工作面的高度l坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性质等因素决定。从作业性质来说,作业需要的力越大,则工作面高度就应越低;作业要求视力越强,则工作面的高度就应该越高。c一般的作业要求,如一般的钳工、坐着的办公工作等,台面高度一般为74020毫米,眼睛到被观察物体的距离小于500毫米,能区分直径小于10毫米的零件;1)坐姿工作面的高度l坐姿工作面的高度主要由人
11、体参数和作业性质等因素决定。从作业性质来说,作业需要的力越大,则工作面高度就应越低;作业要求视力越强,则工作面的高度就应该越高。d精度要求不高、需要较大力气才能完成的手工作业,如包装、大零件安装、打字机上打字等,台面高度一般为68020毫米,作业者眼睛到被观察物体的距离大于500毫米。1)坐姿工作面的高度l坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性质等因素决定。从作业性质来说,作业需要的力越大,则工作面高度就应越低;作业要求视力越强,则工作面的高度就应该越高。E视力要求不高的作业,如操作机械等,台面高度一般为60020毫米,作业者眼睛到被观察物体的距离大于400毫米。工作面高度与工作性质和身高的关
12、系l如果工作面可调,图给出了工作面高度与身高和作业活动性质的关系。工作面宽度l工作面宽度视作业功能要求而定。l单供肘靠之用l仅当写字面用l作办公桌用l作实验台用最小宽度为100毫米,最佳宽度为200毫米;最小宽度为305毫米,最佳宽度为405毫米;最佳宽度为910毫米;视需要定。为保证大腿容隙,工作面板厚度一般不超过50毫米。2)容膝空间l在设计坐姿用工作台时,必须根据脚可达到区在工作台下部布置容膝空间,以保证作业者在作业过程中,腿脚能有方便的姿势。符号尺度部位尺寸最小最大A容膝孔宽度5101000B容膝孔高度640680C容膝孔深度460660D大腿空隙200240E容腿孔深度6601000
13、3)座椅的设计(1)座椅设计的一般原则l坐姿改变了以脚支撑全身的状况,有利于发挥脚的作用。但是坐姿不正确,座椅设计不合理,会给身体带来损害。座椅设计要充分考虑对人的生理影响,设计时应遵循以下一般原则:lA.给操作人员在操作时提供身体支撑;lB.座椅的尺寸要适当,其高度和位置可以调整到适合各种身材的人使用;lC.座椅应能够支撑身体,以避免不良的姿势,同时身体的重量能够均衡地分布在椅面上;lD.在不影响手的个别动作时,座椅应有扶手,同时也有脚踏板。3)座椅的设计(2)座椅的尺寸设计lA.座面高度lB.座深lC.座宽lD.座面倾角lE.靠背的高和宽lF.靠背与座面夹角lG.座垫高度lH.扶手高度椅面
14、高度应根据坐姿腘窝高和坐姿时高的第95百分位设计,矮身材人可通过脚踏板(脚垫)调整。按我国人体尺寸椅面高度宜取42020毫米。座椅最好设计成高度可调,以适应不同身材操作者需要,调节范围为工作台下270-290毫米,此时上半身操作姿势最方便。3)座椅的设计(2)座椅的尺寸设计lA.座面高度lB.座深lC.座宽lD.座面倾角lE.靠背的高和宽lF.靠背与座面夹角lG.座垫高度lH.扶手高度正确的设计应使臀部得到全面的支撑,腰部得到靠背的支撑,座面前缘与小腿间留有适当距离,保证小腿可自由活动,坐深应按350400mm选取。座椅放置的深度距离(工作台边缘至固定壁面的距离),至少应在810毫米以上,以便
15、容易向右移动椅子,方便作业者的起立与坐下。3)座椅的设计(2)座椅的尺寸设计lA.座面高度lB.座深lC.座宽lD.座面倾角lE.靠背的高和宽lF.靠背与座面夹角lG.座垫高度lH.扶手高度座宽应满足臀部就坐所需要的尺度,使人能自如地调整坐姿。一般可取400500mm。3)座椅的设计(2)座椅的尺寸设计lA.座面高度lB.座深lC.座宽lD.座面倾角lE.靠背的高和宽lF.靠背与座面夹角lG.座垫高度lH.扶手高度因为工作时身体前倾,若倾角过大,会因为身体前倾而使脊椎拉直,破坏正常的腰椎曲线,所以座椅座面倾角一般小于3。3)座椅的设计(2)座椅的尺寸设计lA.座面高度lB.座深lC.座宽lD.
16、座面倾角lE.靠背的高和宽lF.靠背与座面夹角lG.座垫高度lH.扶手高度靠背的作用是保持脊椎处处于自然形状的放松姿势。靠背可分为腰靠和肩靠,作业场所的座椅大部分属于腰靠。靠背的最大高度可达480630mm,最大宽度350480mm。支撑腰部以下的骼骨部分能增加舒适感,靠背下沿与座面之间最好留有一定的空间(7080mm以上),以容纳向后挤出的臀部肌肉。靠背的横截面可以是一个半径大于1000mm的圆弧。3)座椅的设计(2)座椅的尺寸设计lA.座面高度lB.座深lC.座宽lD.座面倾角lE.靠背的高和宽lF.靠背与座面夹角lG.座垫高度lH.扶手高度靠背与座面夹角若小于90,则腹部受压迫;夹角太大
17、会降低人的警觉状态。一般可取95105。3)座椅的设计(2)座椅的尺寸设计lA.座面高度lB.座深lC.座宽lD.座面倾角lE.靠背的高和宽lF.靠背与座面夹角lG.座垫高度lH.扶手高度一般坐垫的高度是25mm。太软太高的坐垫,易造成身体不稳,反易产生疲劳。3)座椅的设计(2)座椅的尺寸设计lA.座面高度lB.座深lC.座宽lD.座面倾角lE.靠背的高和宽lF.靠背与座面夹角lG.座垫高度lH.扶手高度扶手不宜太高,以免引起肩部酸痛。休息扶手高度一般取200230mm,两扶手的间距可取500600mm,运输工具中两扶手间距可取400500mm。工作座椅的扶手至侧面固定壁面的距离最小为610毫
18、米,以利作业者自由伸展胳膊等。4)坐姿作业范围(1)水平面作业范围l水平面作业范围l最大平面作业范围l正常平面作业范围指人坐在工作台前,以肩峰点为铀心,在水平面上运动手臂形成的轨迹范围。为适应至少90%以上的人群,肩峰点位置由1/2胸厚g(取第95百分位数)和1/2肩宽h(取第5百分位数)的交点确定。4)坐姿作业范围(1)水平面作业范围l水平面作业范围l最大平面作业范围l正常平面作业范围手向外伸直画成的圆弧范围称最大平面作业范围。主要由上肢前展长k决定。台面上最远点的距离为600mm。4)坐姿作业范围(1)水平面作业范围l水平面作业范围l最大平面作业范围l正常平面作业范围手臂自然弯曲画成的圆弧
19、范围为舒适平面作业范围,主要由前臂前展长j决定。台面上最远点的距离为400mm。K和i均取第5百分位数。(2)垂直面作业范围l垂直面作业范围l最大作业范围l正常作业范围垂直面作业范围是上肢以肩峰点为轴心,在矢状面内上下运动手臂所形成的轨迹范围。垂直面中的肩峰点位置,是以坐标位表面为基准,由坐姿肩高f(取第5百分位数)确定的。(2)垂直面作业范围l垂直面作业范围l最大作业范围l正常作业范围在垂直面中,最大作业范围最高点的垂高为(n+m+k),而舒适作业范围的最高点的垂高为(n+m+j)。其中,n为臀高,m为座面高。(3)坐姿空间作业范围l由水平面作业范围和垂直面作业范围构成的坐姿空间作业范围的舒
20、适区域介于肩与肘之间,此时,手臂的活动路线最短最舒适,能迅速而准确地进行操作。二、立姿作业空间二、立姿作业空间1立姿作业的特点l优点l宜采用立姿的作业l缺点立姿作业时,作业者可变换位置,减少疲劳和厌烦;无需任何容膝空间等重要优点。二、立姿作业空间二、立姿作业空间1立姿作业的特点l优点l宜采用立姿的作业l缺点1)需要经常改变体位的作业。立姿时消耗能最少些;2)常用的控制器分布在较远区域、需要手足有较大运动幅度的作业。立姿时作业者可以走动,可以看见或使用坐姿作业者够不到的部件;3)需要用力较大的作业。立势时手臂力量较大,易于操作大操纵杆。二、立姿作业空间二、立姿作业空间1立姿作业的特点l优点l宜采
21、用立姿的作业l缺点不易进行精确而细致的工作;不易转换操作;立姿时支持体重,易引起疲劳;下肢负担较重,长期站立易引起下肢静脉曲张等。2立姿作业空间布局设计l立姿作业空间主要包括工作台、作业范围和工作活动余隙等的尺寸和布局,其设计用到的人体参量如表所示。立姿作业空间设计参数符号人体测量项目男女男女混合男子百分位数女子百分位数第 5第 50第 95第 5第 50第 95A身高177516591775158316781775148415701659C眼高148613711371147415681664137114541541E肩高128111951195138113671455119512711350
22、G胸厚245239245186212245170199239H肘间宽371348348371422489348404478J前壁前展长323292292323351378292313345K上肢前展长612554554612664716554602653L肘高1096102310969541024109689996010231)j.k为推算值,其余为实测值。2)身高、眼高、肩高、肘高修正值加30毫米。3)身体放松站立修正值为:身高、眼高等减19毫米。4)着装时的修正值为:胸厚加10毫米,以工代臀膝距加20毫米。1)立姿工作面的高度l立姿工作面的高度不仅跟身高有关,还与作业时施力的大小,视力要求
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