人机工程-作业空间设计

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1、作业空间设计作业空间包括作业者在操作时所需的空间及在作业中所需的机器、设备、工具和操作对象所占的空间范围。作业空间的设计是指按照作业者的操作范围、视觉范围以及作业姿势等一系列生理、心理因素对作业对象、机器、设备、工具进行合理的布置、安排，并找出最适合本作业的人体最佳作业姿势、作业范围，以便为作业者创造一个最佳的作业条件。一个设计优良的作业空间，不仅可以使作业者作业舒适、安全，操作简便，而且有助于提高人机系统的作业效率。本章主要分析了影响作业空间设计的主要因素，在“人”方面有：作业者的操作范围、视觉范围、作业姿势等因素；在“机”方面有：单个机

2、器设备的控制面板布置以及多个机器布置时局部与整体的关系等；在此基础上研究了坐姿作业空间与站姿作业空间，虚拟车间、工厂，以及作业空间的辅助用具如座椅、工作台的设计等；最后论述了作业空间的设计评价。第一节作业空间设计概述研究作业空间的设计，首先要明确以下几个相关概念：一、近身作业空间是指作业者在某一固定的工作岗位上，保持站姿或坐姿等一定的作业姿势时，由于人体的静态或动态尺寸的限制，作业者为完成作业所及的空间范围。如人在坐姿打字时，四肢（主要指上肢）所及的空间范围，就是近身作业空间。近身作业空间作为作业空间设计的最基本内容，主要依据作业者在操作时

3、四肢所及范围的静态尺寸和动态尺寸来确定。根据人体的作业姿势不同，近身作业空间又可分为坐姿近身作业空间和站姿近身作业空间。二、个体作业场所是指作业者周围与作业有关的、包含设备因素在内的作业区域，简称作业场所。如电脑、计算机桌、电脑椅就构成一个完整的个体作业场所。同近身作业空间相比，作业场所更复杂些，除了作业者的作业范围，还要包括相关设备所需的场地。当仅有一台机器设备时，我们就可以把它当作个体作业场所来设计，而不必考虑多台设备布置时总体与局部的关系。三、总体作业空间多个相互联系的个体作业场所布置在一起就构成了总体作业空间。总体作业空间不是直接的

4、作业场所，它更多地强调多个个体作业场所之间尤其是多个作业者之间的相互关系。总体作业空间的设计除了需要考虑设备、用具所占的空间以及作业者的操作空间以外，还应给作业者留有足够的心理空间。小到办公室、车间，大到厂房、城市，都是总体作业空间的设计范畴。总的来说，作业空间的设计，从近身作业空间到总体作业空间，不论大小，都应遵循以下的设计原则：（一）作业空间的设计应以人的生理、心理特点为依据，不能超出作业者的作业范围；（二）从人的要求出发，处理好总体空间与局部空间之间的关系；（三）处理好个体场所之间的相互关系；（四）要保证作业的安全，尽量减少疲劳；（五

5、）各控制器、显示器装置要根据它们的重要程度与使用频率依次布置在作业者作业范围的最佳区、易达区和可达区。第二节作业空间设计的视觉要求在空间设计中，尤其是作业空间的布局中，除了应满足人的操作范围要求外，人的视觉特性也是重要的因素之一，在作业中，大约70%以上的信息是通过视觉传递的，因此作业域内的空间布置必须满足人的视觉要求。首先要了解人的视觉特性。一、视力1能够分辨的最小物的视角（最小临界视角）视力=视力表示人的眼睛能够识别二维扩展的细小物体形状的能力。在实际应用中，视力通常是以视角（确定被看物尺寸范围的两端点光线入射眼球的相交角度）来表示的，

6、即当最小临界视角为1分时，人的视力大约为1．0，此时视力较为正常。而我们通常所说的视力，是指视网膜中心窝处的视力，又称中心视力。周围的视力称为周边视力。明视觉好是指中心视力好，暗视觉好是指周边视力好。虽然周边视力比中心视力差，但对于分辨运动的物体而言，周边视力更敏锐些。当然，要使目标对象更易被眼睛准确识别，还须借助眼球的转动来改变注视点。视力也会随着年龄、背景、可视物与背景亮度对比的变化而变化。二、视野视野是指作业者在头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观看正前方物体时能看到的空间范围，通常视野的大小和形状与视网膜上感觉细胞的分布情况有关。人在

7、水平面内的视野范围是：双眼的最大视区在左右60°以内的区域，在这个区域里还包括字、字母和颜色的辨别范围：辨别字的视线角度为10°~20°；而辨别字母的视线角度为5°~30°。在各自的视线范围以外，字和字母逐渐消失。对于特定颜色的辨别，视线角度为30°~60°。人最敏锐的视力是在标准视线每侧1°的范围内。在垂直面内人的视野是：以视线水平时为0°基准，人的最大视区为视平线以上50°和视平线以下70°。颜色的辨别区域为视平线以上30°，视平线以下40°。实际上人的自然视线是低于标准视线的。在一般状态下，站姿时自然视线低于水平线10°，坐姿时低于水

8、平线15°；站姿松弛状态下的自然视线偏离标准线30°；坐姿松弛状态下的自然视线偏离标准线38°；垂直面内人的最佳视区在低于标准视线30°的区域里。一般正常人的实际视力范围要小于上