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第四章 作业空间设计 第一节 作业空间设计的原则 作业空间就是人操纵机器时所需要的活动空间和机器、设备、工具、被加工对象所占有空间的总和。 考虑作业空间时不能只局限于作业和周围场所组成的物理空间，还需考虑是否适应作业者心理及行动等方面的要求，因此除操作活动空间还要满足心理空间、行动空间的要求，找出适合作业的最佳作业姿势、作业范围、视觉范围。 作业空间设计包括了工作场所设计、作业区域布置、工作台设计、座椅设计、环境设计等。 一、作业空间设计的一般原则 为使作业空间设计得合理、经济、安全和舒适，应遵守以下原则： (1)作业空间设计必须从人的要求出发，保证人的安全与舒适方便。 (2)根据人的作业要求，首先考虑总体布置、再考虑局部设计。 (3)要从实际出发，不能脱离客观条件。要处理好安全、经济、高效三者关系。一个选用的设计方案只能是考虑各方面的因素折中方案．不可能每个单项是最优的，但应最大程度地减少操作者的不便和不适。 (4)要把重要的设备、显示装置和操纵装置等布置在最佳作业范围内。 (5)设备布置考虑到安全及人流、物流的合理组织。 (6)要根据人的生理、心理特点来布置设备、工具等，尽量减少人的疲劳，提高效率。 (7)作业面的布置设备要考虑人的最佳作业姿势、操作动作及动作范围。 一般坐姿比立姿好。 二、与人体尺寸有关的设计原则 人从事各种作业均需要有足够的活动空间。 活动空间与工作过程、工作设备、作业姿势以及各种作业姿势下工作持续时间等有关。 作业中常用的作业姿势有坐姿、立姿、坐—立姿等。 在设计作业空间时，必须考虑人体尺寸的约束条件，以我国成年男性第95百分位身高为基准，女性约为男性的0.9346倍。 (一)坐姿活动空间 当需要连续和较长时间操作、需要精确而细致操作、需要手足并用操作时，宜采用坐姿。如飞机、汽车驾驶员的操作。 图为坐姿活动空间。 (a)为主视图，零点位于通过臀部的垂线上，表示两臂向前的作业活动范围； (b)为俯视图，零点位于正中矢状面上，表示两臂左右作业的活动范围。因中A、F为最适宜范围，B为手在上身不动时的可达范围。 (二)立姿活动空间 当操作对象数量较多、分布区域较大，从需要手和脚做大幅度活动而坐姿操作又不方便时，一般采用立姿。 立姿操作时，允许操作者自由移动身体； 图为立姿活动空间。其中粗实线为手操作的最大范洞；虚线为手操作最适宜范围；阴影区表示最有利的抓握范围。 (三)脚的活动空间 当操纵力较大，控制精度要求不高时采用脚操纵装置。脚操纵活动空间位于身体前则，座位以下的空间。 图为脚作业活动空间。 图中舒适伸展角90o范围为脚操纵最佳空间，当小腿不动时脚可向内展45o，向外展50o。 (四)水平面作业范围 当操作者采用坐姿和立姿作业时，上肢在水平面移动形成的轨迹就是水平面作业范围。 图中点划线是以肘为轴心的小臂回转区域，是水平面作业的正常范围。 图中的虚线是以肩峰点为轴心且上肢伸直时回转的区域，是水平面作业的最大范围。 由于操作者作业时肘部也是移动的，实际上的水平面作业范围是图中的粗实线所围成的区域。 (五)空间作业范围 空间作业范围:水平面作业范围与垂直面作业范围合起来，加之操作者上肢在三维空间运动的范围称为空间作业范围(如图)。 该作业范围呈贝壳状。里面小的区域是正常空间作业范围，是舒适的作业区域；不容易产生疲劳。外面大的区域是最大空间作业范围。 (六)最佳作业空间范围 操作者作业时肢体运动线路最短、最舒适、效率和准确性最高的作业范围称为最佳作业空间范围。 按照应使95％的人满意的原则，将使用频率最高的操纵装置、工具、加工物设置在正常范围内，将不常使用的操纵装置、工具设置在正常范围与最大范围之间；将那些特殊用途的、易引起危险的操纵装置设置在最大范围边缘。坐姿时肢体最佳作业空间范围见图。 图(a)为俯视图，0线为人正中矢面，手的最佳作业区为0线两侧阴影线部分。 图(b)为人的侧面视图，阴影线为手和脚的最佳作业区。 三、行动空间 1．保证通行顺利 通道、走廊宽度至少等于肩宽，考虑衣着则最少为630mm， 高度至少为1950mm；同时多人通行的过道，每增加一人增加500mm；机器之间的过道，考虑可能有突出来的部件，应该更宽。 2．操作联系方便 这包括操作者和机器、操作者之间的联系。前者多通过视觉听觉触觉，后者多通过听觉，作业空间设计要保证能看到听到。 3．机器布置合理 人与机器的位置关系要便于人迅速准确使用机器，遵循常用原则、使用顺序原则、功能划分原则。 4．信息交流畅通 保证视觉听觉通道没有障碍。 四、地域性 地域性是指一种社会性约定俗成的行为规则，即为达到自己的目的而采用的相应方式。 个体为了保护一特定的物理空间或区域不受同类的侵犯所采取的行为就是地域性表现。 地域性具有可见的界限或标志，其位置