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工作空间设计


车辆人机工程学
作业空间设计

第一组

第一组分工情况
? PPT资料收集 1.作业空间的布置:贺廷野,潘季昌,陈文海 2.作业空间的设计: (1)步骤:刘润,李文建,陈超; (2)举例:闫寒,吕明 ? PPT资料整理:邓豪,周玉东,周国辉

目录
? 1作业空间的布置 1.1)定

义 1.2)总则 1.3)顺序 ? 2作业空间的设计 2.1)设计步骤 2.2)举例分析:坐姿作业空间设计 ? 3总结

1 作业空间的布置
1.1定义 是指作业空间限定后,确定合适的作业面、显示装 置和操作装置的位置。 1.2作业空间布置的总则 (1)按重要程度配置 即把最重要的控制器布置在 最佳操作区域内。 (汽车仪表盘都布置 在方向盘下,驾驶正 前方容易观察。)

? (2)按使用频率配置 即把经常使用的控制 器布置在最佳操作区域内。 (变速杆使用频率 较高。在操纵时, 手柄位置大约与 人的肘部等高。且 手柄的形状和 尺寸按照手的结构 和生理特征设计。)

?

(3)功能原则 在系统作业中,应按功能的相 关关系对显示器,操纵器以至于机器进行适当 的分区排列。 例如:配电指示与电源开关应处于同一布置 区域。 ? (4)按使用顺序配置 即把控制器的操作顺序 按人的习惯动作(如水平方向习惯从左到右, 垂直方向习惯从上到下等)顺序进行配置。

1.3 作业空间布置顺序 通常,对不同类型的元件,推荐按一下顺序进行布 置: 主显示器 → 与主显示器相关的主操纵器 →有协调 性要求的操纵器与显示器→ 按顺序使用的元件→ 将 使用频繁的元件置于方便观察,操纵的部位 → 按布局 一直的原则协调本系统内及其其它相关系统的布置方案 之间的关系。

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2.作业空间的设计
问: 什么是作业空间? 答:人、机器设备、工装 以及被加工物所占的空间 称之为作业空间。 一个设计合理的作业空间 ,应使操作者在任何时刻 观察、操作都很方便,并 且在较长时间维持某个作 业姿势时,不会产生或尽 可能少地产生不适和疲劳 。

2.1作业空间设计的步骤
(1)作业调查 分析 (2)设计准备 (3)初步设计 (4)模型测试 与分析 (5)论证与修改

第一步:作业调查分析
确定设计要求,进行作业调查是人机系统设计的出 发点。在此环节,必须对作业对目标,动作内容, 设备条件等作详细的研究,分析。

第二步:设计准备
在作业调查分析基础上,确定设计要求;确定设计 定位群体和设计极限;绘制基本人体尺寸图;制作人 体模型与模版。

第三步:初步设计 在对作业系统各方面的要求有了明确的认识 后,即可着手进行作业空间的总体设计和作 业场所各元件的布置。

第四步:模型测试与分析

对于比较复杂的设计,模型是一种重要的辅 助手段,它既可以表现设计结果,也可以 用来调整设计,已确定最终设计尺寸。用 于作业空间设计的模型测试与分析手段主 要有以下三种: 1、缩尺比例模型 2、物理仿真模型 3、计算机辅助设计与仿真分析

第五步:论证和修改
根据模型测试与分析的结果,对初步设计方 案进行论证,研究提出改进意见,进行修改 设计。

2.2坐姿作业空间设计
坐姿作业空间设计主要包括工作台、工作座椅、人 体活动余隙和工作范围等的尺寸和布局等。

图12-6坐姿立体作业范围(㎜)

图12-7坐姿人体尺寸和工作面高度、 座椅高度的关系示意图

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坐姿作业空间设计参数(毫米)

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容膝空间
? 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,以保证工作者在工作过程中,腿脚能有 方便的姿势。

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坐姿生物力学
脊椎骨依靠其附近的
肌肉和腱连接,椎骨的定 位借助于肌腱的作用力。

1. 肌 肉 活 动 度

一旦脊椎偏离自然状态,
肌腱组织就会受到相互压 力(拉或压)的作用,使肌 肉活动度(活动量)增加, 招致疲劳酸痛。

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—坐姿生物力学
实验结果表明,在挺直坐姿 下,腰椎部位肌肉活动度高,

因为腰椎前向拉直使肌肉组
织紧张受力。提供靠背支承 腰椎后,活动力则明显减小;

当躯干前倾时,背上方和肩
部肌肉活动度高,以桌面作 为前倾时手臂的支承并不能 降低活动度。

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—坐姿生物力学

2. 股 骨 受 力 分 析
9-16 座面对股骨的影响
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—坐姿生物力学 3. 椎 间 盘 受 力 分 析 从坐姿 生物力 学角度, 应保证 肢体免 受异常 力作用。

图9-17 不同坐姿时椎间盘受力分析

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总结
? 1.合理的作业空间设计可以给人的心理带来 极大的舒适感,满足感以及可以给办公带 来意外的灵感。 ? 2.合理的作业空间设计,可以减少资源的浪 费,实现真正的资源的优化,同时满足经 济性以及实用性。 ? 3.合理的作业空间设计还是设计者的设计能 力体现。
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舒适感:

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