4第四章 作业空间

一、控制台形式
1.桌式控制台
桌式控制台的结构简单， 台面小巧，视野开阔，光 线充足，操作方便。适用 于显示、控制器件数量较 少的控制，如图 (a)所示。
2．直柜式控制台
其构成简单，台面较大， 视野效果较好。适用于显 示、控制器件数量较多的 控制，一般多用于无须长 时间连续监控的控制系统， 见图 (b)。
二、作业空间的设计
(一)坐姿作业空间设计
人体上肢的最舒适作业区间是一个梯形区，见图。 作业面的高度直接影响人体上臂的工作姿势。作业 面太低，使得背部过分前屈；如果作业面太高，则 须台高肩部，超过其自然松弛位置，引起肩部、颈 部疲劳。 坐姿作业面高度如果能设计成可调的，操作者就可 根据本身的条件调节至合适的位置。作业面的高度 在肘部以下50～100mm，可使肩部自然下垂，小臂 应接近水平。坐姿作业面高度见表。 通常是将作业面高度设计成固定的，而将座椅设计 成可调，以调节人与作业面的高
近身空间的大小与心理环境直接相关，不同场所个 体感觉适宜的近身空间也发生变化。 当夜晚在空旷的广场上行走时，若有别人接近，则 会认为其有侵犯性意图；而在假日拥挤的商店或地 铁上，人们即使贴身而过或紧密相挨地站立，也被 认为是习以为常的事倩。因此，前者的近身空间显 然大于后者。 近身空间的形状为椭球形，试验表明，当有人从正 而接近某个体时、在较远距离处该个体即会感到不 安；而如从其后接近，在该个体已感知的情况下， 感到受侵犯的距离稍短些；从侧面接近时，该个体 感到不安的距离更小。 因此，人们对身体正面近身空间的要求较大，侧面 的空间要求较小。
(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。
(4)公共距离
对素不相识的，与自己无直接交往关系的人，则
应保持一定的社会距离一般相距3～9m之间。
第二节 作业空间设计
一、作业空间的布置 作业空间的布置定义
是指作业空间限定以后，确定合适的作业面、显
示装置和操纵装置的位置。
在人—机系统中，作业空间的布置不仅要考 虑人与机的关系，还要考虑机与机、人与人 的关系。它可直接对操作者的心理、舒适感 以及行为产生相当大的影响。 因此在对作业空间布置时主要注意以下几方 面。
图：坐姿上肢最舒适作业区(垂面)
表：坐姿作业面高度
(二)立姿作业空间设计
立姿作业面高度的设计基本与坐姿高度设计相似。 按精密作业、一般作业和重荷作业分三种不同作业 面，有三种推荐高度，见图。 男性肘高平均值为l02cm，女性肘高平均值为96cm。 从地面到50cm高度之间只适用脚操纵，若采用手操 纵，则须弯腰，消耗体力。 在50～70cm之间，手和脚操作都不方便，所以不 宜在此高度之间设计操纵装置。 在70～160cm高度之间，尤其是90～140cm高度之 间是最佳操作区。 160～180cm高度之间，只设置不太重要的操纵装 置和显示器，因为此高度手操作不方便了，视觉条 件略差。
(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。
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。
五、近身空间
近身空间是个体周围没有边界的区域，并且 也没有固定的大小，其大小只有在它受到侵 犯时才表现出来。 近身空间与地域既有关联，又有差异。它们 都是个体对周围环境的要求和反应。 近身空间的范围是一系列同心椭球。每一球 体所包容的范围都代表可以与它人相关的程 度。离身体越近，则越深入个体私密空间， 而远离身体处则接近公共空间。
二、控制台的设计要点
控制台的设计，最关键的是控制器与显示器 的布置必须位于作业者正常的作业空间范围 内。保证作业者能良好地观察必要的显示器， 操作所有的控制器，以及为长时间作业提供 舒适的作业姿势。 控制台有时在操作者前侧上方也有作业区， 当然所有这些区域都必须在可视可及区内。 因此，控制台设计的主要工作是客观地掌握 人体尺度。
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。
第三节 工作台设计
控制台：
由于工作岗位不同，工作台种类繁多。在现代化
生产系统中，常将有关的显示器、控制器等器件 集中布置在工作台上，让操作者方便而快速地监 控生产过程，具有这一功能的工作台称为控制台。
对于自动化生产系统，控制台就是包含显示 器和控制器的作业单元，它小至像一台便携 式打字机，大到可达一个房间。
(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
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。
站姿作业面高度与作业性质的关系
(三)坐—立姿作业空间设计
当作业需要坐姿与立姿交替使用时，为消除 疲劳可采用坐—立姿操作。 对这种体位交替变换的作业面高度设计，应 以保持上臂处于自然松弛状态为准，椅子与 踏板应便于变换姿势。 因此，交替式作业面并不是单纯地提高坐姿 作业面高度，而且必须考虑作业的性质与变 换的频率。
(一)按操作重要性原则布置 按照操纵装置、显示器对实现系统目标的重要程度，即使使 用频率不高，也要将其中最重要的布置在离操作者最近或最 方便的位置。这样可以防止或减少因误操作引起的意外事故 或伤害。 (二)按使用顺序原则布置 按照人—机系统操作的使用顺序，有规则地布置操纵装置、 显示器的位置。这样可以缩短操作距离，节省操作时间，提 高工作效率。 (三)按使用频率原则布置 按照使用频率的梯次，将使用频率最高的布置在离操作者最 近的位置。这样可使操作者方便迅速地操作，减轻疲劳程度。 (四)按使用功能原则布置 按照操纵装置与显示器的相关功能关系布置，将其对应组合。 这样符合人们的习惯，便于记忆管理。
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。
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。
3．组合式控制台
组合式控制台的组合方式干变万化， 有台和台、台和箱、柜和柜等组合方 式，具体视其功能要求而定。 与桌式控制台相比，虽然其结构较复 杂，但它除了布置显示、控制器件外， 还可以将有关的电气元器件配置在箱 柜中，是一种风格独特的控制台，见 图 (c)。
4．弯折式控制台
弯折式控制台与弧形控制台属于一种 形式，其结构复杂，适用于显示、控 制器件数量很多的控制，一般多用于 需长时间连续监控的控制系统。 与直柜式控制台相比，具有监视观察 视野佳、控制操作舒适方便等待点， 如图 (d)所示。
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，其位置是固定不动的，而且 地域的大小也不随条件而变化。 比如写字楼里用隔板区分出来的个人办公空间。领域性不仅 可以通过挡板来界定，还有椅子的扶手，墙面颜色的区分等。 在私有地域(个人财产)与公有地域间仍有比较明确的分界。 一个为个体所有的住宅只能由房主决定谁受欢迎，允许进入， 否则就是对私有财产的侵犯；而在商店、街道、剧场、工作 场所等属于公众的地域，众多不同的人群可以自由出入或使 用而不受限制。