人机工程学人在作业环境中的研究.ppt

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1、人机工程学刘敏第3章人在作业环境中的研究主要内容第1节人体活动的空间要求第2节人体力学与作业研究第3节人体作业空间尺度第4节人在环境空间中的安全因素设计第1节人体活动的空间要求1.1肢体关节活动范围1.2脊柱关节活动范围1.3身体姿态动作活动范围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(workingarea)(2)人体处于动态时的全身的动作空间——作业空间(workingspace)人的动作空间肢体活动范围人体活动空间作业空间作业域人体活动与动作

2、空间人的肢体围绕关节转动而划出的范围，也就是肢体活动所占用的空间范围。肢体长度和角度肢体活动范围：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人在某种姿态下肢体所能触及的空间范围。作业域：（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

3、骼和韧带的限制。b、年龄、种族、性别、生活习惯也对其有影响。应用：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。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。分类：轻松值：经常性场所（最大活动范围的50%）正常值：一般性场所极限值：安全或限制性场所（费力、疲劳）1.1肢体关节活动范围包括：肩关节、肘关节、前臂、腕关节、手指关节、髋关节、膝关节、踝关节、足部肩关节活动范围肘关节活动范围腕关节活动范围手指关节活动范围髋关节活动范围膝关节活动范围踝关节活动范围足部活动范围1.2脊柱关节活动范围1.3身体姿态动作活动范围（1）身体各部位重要活动范围

4、身体各部位垂直面重要活动范围身体各部位水平面重要活动范围身体各部位垂直面重要活动范围身体各部位垂直面重要活动范围身体各部位水平面重要活动范围身体各部位水平面重要活动范围（2）人体姿态动作活动空间立姿、坐姿、跪姿、卧姿、活动姿态立姿身体动作活动空间坐姿身体动作活动空间跪姿身体动作活动空间卧姿身体动作活动空间身体活动姿态范围空间第2节人体力学与作业研究2.1肌肉的特征2.2施力作业的要求2.1肌肉的特征肌肉的最大力量为3～4kg/cm2肌肉力量的大小取决于横截面积的大小。肌肉力量的大小也取决于其收缩的长度。能量的来源？2.2施力作业的要素1肌肉施力的基本类型：选择合理的作业节奏，动

5、态作业可以延续很长时间而不产生疲劳。心脏的工作就是动态作业，人的一生中，心脏不停地搏动，心肌从不"疲劳"。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，血液大量流动不但使肌肉获得足够的糖和氧，而且迅速排除了代谢废物。因此，只要选择合理的作业节奏，动态作业可以延续很长时间而不产生疲劳。动态施力静态施力2施力问题研究（1）静态施力与人体反应静态施力举例通常某项作业既有静态施力

6、又有动态施力。由于静态施力的作业方式比较"费力"，因此当两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，　（2）用手臂夹持物体，　（3）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，　（5）长时间站立在一个位置上，避免静态施力人体工程学的基本设计原则a、避免弯腰或其他不自然的身体姿势。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;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：b、避免长时间地抬手作业。c、坐着工作比站着工作省力。d、双手

7、同时操作时，手的运动方向应相反或对称运动，单手作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。e、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。f、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。作业位置的高度保证姿势自然，身体稍微前倾，眼睛正好处在观察时要求的距离。还采用了手臂支承，以避免