第6章 工作台椅与工具设计
安全人机工程学课后习题答案
安全⼈机⼯程学课后习题答案安全⼈机⼯程学第⼀章⼀，⼈机关系随社会的发展有很⼤的变化，请举例说明其变化及其特点答：1 原始⼈机关系，旧⽯器时代的⽯⼑、⽯枪、⾻针等⼯具⼤部分呈直线形状，有利于⼈使⽤；到新⽯器时代，⼈类所⽤的锄头、铲⼑及⽯磨等的形状，更适合⼈的使⽤。
那是的⼈类在⽤这些⼯具进⾏笨重的体⼒劳动时，就⾃发地存在保护⾃⼰和提⾼劳动效率两⽅⾯需要解决的问题。
2 经验⼈机关系，这些⼯具由于⼈的使⽤经验、体会促使⼈机关系有简单到复杂，由低级到⾼级，由⾃发到⾃觉，逐渐科学化。
但这个时期的⼈机关系及发展只是建⽴在⼈类不断积累经验和⾃发的基础上。
3 ⼈机关系越来越复杂，机器要求操作者接受⼤量的劳动成果，例如：飞机的飞⾏，座舱及仪表位置设计考虑⼈的⽣理、⼼理和⽣物⼒学特性等。
⼆，如何理解⼈机⼯程学的含义？答：⼈机⼯程学是根据⼈的⼼理、⽣理和⾝体结构等因素，研究系统中⼈、机械、环境相互间的合理关系，以保证⼈们安全、健康、舒适地⼯作，并取得满意的⼯作效果的⼀门科学。
三，阐述⼈机⼯程学与安全⼈机⼯程学的联系与区别。
答：安全⼈机⼯程学是从安全的⾓度和⼈机⼯程学的着眼点研究⼈与机的关系，运⽤⼈机⼯程学的原理和⽅法去解决⼈机结合⾯的安全问题的⼀门新兴学科。
安全⼈机⼯程学基础研究的⽅法与⼈机⼯程学的研究⽅法基本相同，但是研究问题的⾓度和着眼点主要侧重于从适应⼈的安全性特征去研究⼈机界⾯。
四、举例分析你所熟悉的⼀个⼈机系统的⼈、机及其结合⾯答：计算机。
在⼈机系统中，存在⼀个⼈与机相互作⽤的“⾯”，所有的⼈机信息交流都发⽣在这个⾯上，通常把这个“⾯”称为⼈机界⾯。
在⼈机界⾯上，向⼈表达机械运转状况的仪表或器件叫做显⽰器。
对机械来说，显⽰器执⾏的功能是输出，⽽对⼈来说，是输⼊。
⽽显⽰器就是⼈与计算机的结合⾯。
⼈即安全主体。
机这⾥是指计算机。
五、请说明安全⼈机⼯程学在安全⼯程学中所处的地位与作⽤答：安全⼈机⼯程学是安全⼯程学学科体系的⼀部分也是实现安全⼯程学的科学依据和最活跃的⼈的作⽤因素，它与其他三个⼦系统相互交叉、渗透、影响、制约、互为补充，从⽽构成了安全⼯程学这⼀整体。
办公桌椅、手工具设计总结
1、手电钻的人机工程设计？（1）电钻把柄的形态、尺寸、表面效果要与人手的尺寸和解剖学条件相适应。
1）把柄截面形态应呈椭圆状，以便在使用时能把握方向。
2）把柄尺寸应适合手的抓握施力，截面直径设计在30-40毫米间；把柄长度要为手提供足够的空间抓握区长度要大于人的手宽，合适的长度应为100-120毫米；3）把手与手掌接触部位应覆有柔软防滑材料，以减弱作业中的振动，增加手握的舒适度4）把柄应与瞄准轴之间的角度当为100度，使用时保证使手腕顺直5）避免掌心受压过大；使压力作用于不太敏感的区域，尽量由手部的大小鱼际肌、虎口等部位分担压力。
（2）按键应当由食指启动，按键尺寸应符合手指的尺寸；符合手指施力特性；避免手指反复的弯曲扳动操作；按键的灵敏度和手感要好，要有准确的操作反馈信息。
（3）可增加辅助把手，使负担准确控制的肌肉和用力肌肉互相分离。
（4）考虑人的不同用手习惯。
通过设计既可以适合右利者，又可以适合左利者的需要。
（5）手电钻的设计色彩应该有利于人在使用手电钻时的各种活动，使操作者心情安定、舒适，有安全感和提高工作效率。
如采用醒目的暖色（黄、桔黄、红）或彩色和非彩色（黑）双色搭配，甚至多色搭配。
2、办公座椅的人机工程学设计？（1）办公座椅的设计应以舒适性和稳定性为主。
（2）座椅设计应符合人体解剖学特征：为减少人体脊柱形变，座椅的靠背形式应在腰部形成一定支撑；座面要有适宜的软硬度，避免过软或过硬，在坐姿状态下，让坐骨承受人体较大部分体压（人体重量的６5％要由坐骨结节承担），由坐骨向外压力逐渐减少，直至座面前沿与大腿接触处压力最小。
（3）座椅尺度应与人体尺度相适宜1）座高：应使人得大腿基本水平，小腿垂直置放在地面上，使小腿重量获得支撑。
；固定高度应为410 mm；最好具有可调节性，座高尺寸的最佳调节范围：350——460mm2）座宽：以宽为好，以方便就坐者更换坐姿。
一般以女性群体尺寸（即第95百分位数值）为设计依据，以满足大多数人的需要，适宜的宽度尺寸为400 mm3）座深：“宁浅勿深“，正确的座深应使靠背方便地支撑腰椎部位，座面前缘与小腿之间有适当距离，保证膝窝处不受压迫，小腿能自由活动。
人机工程学教案
人体系统
基本概念：系统的重要特征在于系统的整体功能高于部分之和
人体系统设计程序：是按照系统论的方法而进行的一种总体设计
人体系统的设计方法：包括自成体系的设计思想和与之相应的设计技术
人机系统检查与评价
授课时间
第6次课，第6周 星期二第7-8节
课时
2
授课方式
理论课□ 讨论课□ 习题课□ 实验课□ 上机课□ 技能课□ 其他□
授课题目
第六章工作台椅与手握工具设计
目的与要求
了解控制台的形式和工作座椅设计的主要依据；了解办公台的设计要点；掌握手握式工具的设计原则。
人的因素：人是人机系统中最活跃的环节，也是最重要的环节，同时也是最难控制的环节
机器的因素：机器的因素主要对机械及电气系统进行归纳，在一定程度上也有普遍的代表性
环境的因素：环境因素包括生产，生活，室内，室外，自然，人工环境等
人机系统的综合研究内容：人机系统的综合研究的目的是为了得到系统的最佳效果
人机系统设计的一般程序
重点与难点
重点：视听觉机能及其特征，神经系统、运动系统的机能及其特征，人的信息处理系统的模型。
难点：人的信息处理系统的模型。
教学基本内容
方法及手段
肌肉
肌肉的生理特征：肌肉的人分类，肌肉的运动特征，收缩中的生理代谢
肌肉收缩与神经控制的关系：神经控制的作用方式，反射系统
肌肉施力：肌肉施力的分类，静态施力的生理效应，静态施力极限，减少静态施力设计
人体模板的应用：需要借助人体模板进行辅助制图，辅助设计或辅助演示
宋体五号左对齐（各部分内容的时间分配、板书安排、采用的教学方法和教学手段可在此加以说明）
人机工程学 第六章 作业空间设计
西安工程大学
人机工程学
第二节 作业区域设计
• A1—肘与肩之间距离的水平投影长度（上臂与水平面 约成65°夹角，A1=CE=180mm）；
• A2—肘与拇指尖点的距离（A2=CP=380mm）； • θ—上臂的水平投影与工作台边缘的夹角（0°～
90°）。
• 斯夸尔斯指出，通过左右手的移动轨迹---两条曲线的 顶端作切线，并由两切点分别向左右两边各延长25cm 所确定的区域为操作者容易操作的范围。美国海军中 的各种仪表板和控制台采用此法设计，有效的提高了 使用效率。
西安工程大学
人机工程学
第一节 作业空间设计
2、作业姿势 • 在作业中使用良好的作业姿势可使作业者时刻处于轻
松的状态。 三种作业岗位的特征
坐 姿 作 业 岗 位
西安工程大学
立
坐
姿
、
作
立
业
姿
岗
交
位
替
人机工程学
第一节 作业空间设计
⑴ 坐姿
坐姿适用操作力和操作范围不大，精细的或需稳定连 续进行的工作。
• ① 坐姿作业特点：a、不易疲劳，适合持续时间长的工 作；b、身体稳定性好，操作精度高，适合精密作业； c、手脚可以并用作业。
• （3）功能原则：把具有相关功能的元件编组排列；
• （4）使用顺序原则：按使用顺序排列布置各元件。
西安工程大学
人机工程学
第一节 作业空间设计
3、总体作业空间
不同个体作业场所的布置构成总体作业空间。总体 作业空间不是直接的作业场所，它反映的是多个作业 者或使用者之间作业的相互关系，如一个办公室或计 算机房。
人机工程学
第二节 作业区域设计
• 三、垂直面作业区域 • 1、坐姿作业区域 • 采用法莱法则确定坐姿工作面高度 • 最大工作区域的最高点： • （N95+ F5+K5） • 正常工作区域的最高点： • （N95+ M95+ J5） • 其中，K5 为第5百分位数上肢前展长；
人因工程学第六章工作台、椅与手握式工具设计
2．按台面的结构特点分类 按台面的结构特点， 控制台可以分为三类（ 图6-2）： ①薄型台面 ②厚型台面 ③ 前置附加台面
3．按控制台形式分类 ①桌式控制台 ②直柜式控制台 ③组合式控制台 ④弯折式控制台
4．按自动化程度分类
①全自动化（或半自动化）过程控制台
②手动过程控制台
二、控制台的人体工程设计
（3）腰椎后突和前突
正常的腰曲弧线是微微前突。为使坐姿下的腰曲弧线变形最 小，坐椅应在腰椎部提供两点支承。由于第5～6胸椎高度相 当于肩胛骨的高度，肩胛骨面积大，可承受较大压力，所以 第一支承应位于第5～6胸椎之间，称其为肩靠。第二支承设 置在第4～5腰椎之间的高度上，称其为腰靠，和肩靠一起组 成坐椅的靠背。无腰靠或腰靠不明显将会使正常的腰椎呈图 6-24（a）所示的后突形状。而腰靠过分凸出将使腰椎呈图624（b）所示的前突形状。腰椎后突和过分前突都是非正常状 态，合理的腰靠应该是使腰曲弧线处于正常的生理曲线。
（3）控制台台面的倾斜度
①控制台的台面上安装显示器和控制器时，为使显示装置易读 且操作控制器较舒适，应使台面相对于水平面有一个前倾角 αP，如图6-7（a）所示。前倾角αP一般可取10°～15°，若 αP小于10°，与水平台面相比无明显优势。
② 在某些情况下， 具有前倾角的台面会使控制台后缘的高度 增加，从而使操作者前方的视域界限线升高，导致控制台后 边的盲区加大，如图6-7（b）所示。
（5）控制台台面的长度
①对单座位控制台，台面最大长度为1120mm。
②当台面长度大于1120mm时，可考虑采用表面平整的、组合的 两翼式控制台，如图6-10所示。
教学课件 人机工程学(第三版)--丁玉兰
1.5 人机工程学与工业设计
1.5.1 为工业设计中考虑“人的因素”提供人体尺度 参数
1.5.2 为工业设计中考虑“物”的功能合理性提供科 学依据
1.5.3 为工业设计中考虑“环境因素”提供设计准则 1.5.4 为进行人－机－环境系统设计提供理论依据 1.5.5 为坚持以“人”为核心的设计思路提供工作程
2）工作场所和信息传递装置的设计：主要研究 如何设计合适的环境及信息传递装置，使人可以 舒适高效的工作。如本书5、6、7、8章的内容。
3）环境控制与安全保护：主要研究从长远利益出发， 如何设计环境及进行安全保护以保证人在长期工作下健 康不受影响，事故危险性最小。如本书9、10章的内容。
4）人机系统的总体设计：人机系统工作效能的高低 主要取决于它的总体设计，即在整体上使“机”与人体 相适应，解决好人与机器之间的分工和机器之间信息交 流的问题可，使二者取长补短，各尽所长。如本书第11 章的内容。
变量，因而可根据概率论与数理统计理论对测量 数据进行统计分析，从而获得所需群体尺寸的统 计规律和特征参数。
1. 均值
x
1 n
n i 1
xi
2.方差 3.标准差
s2
1n
n 1 i1
2
xi x
1 n 1
n i 1
xi 2
欢迎使用
人机工程学（第三版）
多媒体教学课件
课件目录
第1章 人机工程学概论 第2章 人体测量与数据应用 第3章 人体感知与运动系统 第4章 人的心理与行为特征 第5章 人机的信息界面设计 第6章 工作台椅与工具设计 第7章 作业姿势与动作设计 第8章 作业岗位与空间设计 第9章 人与环境的界面设计 第10章 事故控制与安全设计 第11章 人机系统总体设计 第12章 人机工程发展趋势
第6章工作台椅与手握工具设计安全人机工程学
6.2 办公台设计
6.2.1 电子化办公台人体尺度 见图6-6，图6-7
6.2.2 电子化办公台可调设计
见图6-8
6.2.3 电子化办公台组合设计
见图6-9
19
第六章 工作台椅与工具设计
Chapter 6 Designing of Workbench & Tool
6.1 工作台设计
• 工作台（控制 台）： 是包 含操纵装置和 显示装置的作 业单元。它小 到一台便携式 打字机，大到 一个房间（控 制室或控制中 心）。
2
Chapter 6 Designing of Workbench & Tool
6.1.1 工作台的形式
6.1 工作台设计
图6-1 控制台的形式 （a） 桌式控制台 （b）直柜式控制台 （c）组合式控制台（d）弯折式控制台
3
Chapter 6 Designing of Workbench & Tool
6.1 工作台设计
6.1.2 工作台设计要点
1) 设计要求
工作台尺寸宜人、造型美观、方便使用、给人以舒适感。 2) 设计关键 根据人体尺度，将控制器与显示器布置在作业者正常的作 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，所有这些区域都必须在 可视可及区内。关键内容包括：工作台面的布置、工作台作业 面高度两方面。
4
Chapter 6 Designing of Workbench & Tool
3) 工作台面的布置
工作台面的大小与台面上布置的显示 器、控制器的数量以及它们的尺寸有 关，如果这些装置元件多且尺寸大的 话，台面尺寸就大，反之要小些。 图 6-1 和表 6-11 列出了各显示器和控 制器在工作台面上的位置，这些位置 与他们的重要性和使用频率有关。
人因工程-第6章-工作台椅与工具设计
式中 h－干涉点高度 k－操作者眼高 H－显示面板下端高度 d－操作者眼点与干涉点的投影距离 D－干涉点与显示面板的投影距离
6.1.3 常用控制台设计
1. 坐姿低台式控制台，见图6-5（a） 2. 坐姿高台式控制台，见图6-5（b） 3. 坐立两用控制台，见图6-6 4. 立姿控制台，见图6-6 5. 标准控制台，见图6-7，尺寸参阅表6-1
返回
图6-34
返回
图6-35
返回
图6-36
返回
6.2 办公台设计
6.2.1 电子化办公台人体尺度，见图6-8，图6-9 6.2.2 电子化办公台可调设计，见图6-10 6.2.3 电子化办公台组合设计，见图6-11
6.3 工作座椅设计的主要依据
6.3.1 坐姿生理学 1. 脊柱结构，见图6-12 2. 腰曲弧线，见图6-13 3. 腰椎后突和前突，见图6-14
1. 一般原则 2. 解剖学因素 （1）避免静肌负荷，见图6-29 （2）保持手腕处于顺直状态，见图6-30，图6-31，图6-32 （3）避免掌部组织受压力，见图6-33 （4）避免手指重复动作，见图6-34
3. 把手设计 直径，通常着力抓握30-40mm，精密抓握8-16mm 长度，一般合适度为100-125mm 形状，视用途而定
返回
图6-15
返回
图6-16
返回
图6-17
返回
图6-18
返回
图6-19
返回
图6-20
返回
图6-21
返回
图6-22
返回
图6-23
返回
图6-24
返回
图6-25
返回
图6-26
返回
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第6章工作台椅与工具设计
一、填空题
1、控制台形式主要有：式控制台、式控制台、式控制台和式控制台。
2、根据图中阴影区的形状来设计控制台，可使得操作者具有良好的。
3、控制台的设计，最关键的是与的布置必须位于作业者正常的作业空间范围内。
4、控制台设计的主要工作是客观地掌握。
5、电子化办公台的调节方式有：方向的高低调节、方向的台面调节以及台面的调节等。
6、脊柱侧面有四个生理弯曲，即、、及。
在人的四个生理弯曲中，与坐姿舒适性直接相关的是。
7、设计座椅时，保证的正常形状是获得舒适坐姿的关键。
8、尺寸是座椅静态尺寸设计的主要依据。
9、工作座椅必须具有的主要构件是：、、。
10、双把手工具的主要设计因素是。
二、选择题
1、在下面四个生理弯曲中，与坐姿舒适性直接相关的是（）。
A、颈曲
B、胸曲
C、腰曲
D、骶曲
2、在确定座椅深度尺寸时，需要参考（）尺寸。
A、臀部至膝盖的距离
B、臀部至脚后跟的距离
C、臀部至小腿的距
离
3、使用螺丝起子工作时，手的抓握属于（）。
A、着力抓握
B、精确抓握
4、用手握铅笔写字属于（）。
A、精确抓握
B、着力抓握
5、图示钢丝钳设计中，较好的是( )。
A、(a)图
B、(b)图
6、下图把柄设计中，较好的是( )。
A、(a)图
B、(b)图
7、一般认为，将工具的把手与工作部分弯曲（）左右，效果最好。
A、0º
B、10º
C、30º
8、在下图所示的烙铁把手的设计中，（）为优良设计。
A、右图
B、左图
9、图示手把设计中，较好的为( )。
A、上排
B、下排
三、简答题
1、座椅的设计原则是什么？
2、手握式工具的设计原则是什么？。