第8章作業(yè)(zuòyè)空間與用具設(shè)計(jì)8.1作業(yè)(zuòyè)空間設(shè)計(jì)的基本要求8.2工作區(qū)域設(shè)計(jì)8.3座椅設(shè)計(jì)8.4手握式工具設(shè)計(jì)共九十四頁8.1作業(yè)(zuòyè)空間設(shè)計(jì)的基本要求8.1.1行動(dòng)空間行動(dòng)空間是人在作業(yè)過程中，為保證信息交流通暢、便捷而需要的運(yùn)動(dòng)空間。為此(wéicǐ)，作業(yè)空間設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下要求。共九十四頁1.保證通行順利作業(yè)空間設(shè)計(jì)，首先應(yīng)考慮人能夠順利通行，這是保證作業(yè)空間適合于操作者的最基本的原則。2.操作聯(lián)系方便操作者在聯(lián)系方面的要求，包括操作者與機(jī)器之間的聯(lián)系和操作者相互之間的聯(lián)系兩個(gè)方面。3.機(jī)器布置合理人和機(jī)器安裝位置的關(guān)系，應(yīng)遵循便于人迅速而準(zhǔn)確(zhǔnquè)地使用機(jī)器的原則。共九十四頁4.信息交流暢通作業(yè)空間設(shè)計(jì)應(yīng)使操作者在操作過程中能夠看到自己所操縱(cāozòng)的機(jī)器和必須與自己聯(lián)系的其他操作者。共九十四頁8.1.2心理(xīnlǐ)空間人在某一場(chǎng)所作業(yè)時(shí)，對(duì)該場(chǎng)所的作業(yè)空間是用心理空間來感受的。心理空間設(shè)計(jì)的要求可以從人身空間、領(lǐng)域以及周圍墻壁色彩、照明、通風(fēng)換氣等環(huán)境條件考慮。實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)人的人身空間和領(lǐng)域的侵?jǐn)_，可使人產(chǎn)生不安感、不舒適感和緊張感，難以保持良好的心理狀態(tài)，進(jìn)而影響工作效率。共九十四頁1.人身空間人身空間是指環(huán)繞一個(gè)人的隨人移動(dòng)的具有不可見的邊界線的封閉區(qū)域，其他人無故闖入該區(qū)域，則會(huì)引起人在行動(dòng)上的反應(yīng)(fǎnyìng)，例如轉(zhuǎn)過身去或靠向一側(cè)，企圖躲避入侵者，有時(shí)甚至還會(huì)發(fā)生口角和爭(zhēng)斗。共九十四頁人身空間的大小，可以(kěyǐ)人與人交往時(shí)彼此保持的物理距離來衡量。通常分為四種距離，即親密距離、個(gè)人距離、社會(huì)距離和公共距離。不同的距離(區(qū)域)，允許進(jìn)入的人的類別不同，如表8-1所示。共九十四頁表8–1人身(rénshēn)空間的分區(qū)及其說明共九十四頁共九十四頁人身空間以身體為中心，但在不同的方向要求的距離是不同的。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)，人們站立時(shí)，接近物體的距離總小于接近人的距離；不同性別的人，身體前、后、側(cè)部的接近距離不同，構(gòu)成了人體周圍的八角形的“緩沖帶”，如表8-２所示。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)，被試女性走過站立男性時(shí)距離比被試男性走過女性時(shí)的距離遠(yuǎn)。共九十四頁表8-２到接近對(duì)象(duìxiàng)的距離共九十四頁2.領(lǐng)域性與人身空間相類似，領(lǐng)域性也是一種涉及人對(duì)空間要求的行為規(guī)則。它與人身空間的區(qū)別，在于領(lǐng)域的位置是固定的，而不是隨身攜帶的，其邊界通常是可見的，具有(jùyǒu)可被識(shí)別的標(biāo)記。共九十四頁8.1.3活動(dòng)空間人從事各種作業(yè)都需要有足夠的操作活動(dòng)空間。操作活動(dòng)空間受工作過程、工作設(shè)備、作業(yè)姿勢(shì)以及在各種作業(yè)姿勢(shì)下工作持續(xù)時(shí)間等因素的影響。作業(yè)中常采用的作業(yè)姿勢(shì)有立姿、坐姿、坐—立姿、單腿跪姿以及仰臥姿等。圖8-1～圖8-４為各種作業(yè)姿勢(shì)時(shí)的活動(dòng)空間，這些活動(dòng)空間均以我國(guó)成年男性(nánxìng)第95百分位數(shù)(身高1775mm)為基準(zhǔn)。女性均為男性(nánxìng)的0.9346倍。共九十四頁圖8-1立姿活動(dòng)(huódòng)空間共九十四頁圖8-2坐姿活動(dòng)(huódòng)空間共九十四頁圖8-3單腿跪姿活動(dòng)(huódòng)空間共九十四頁圖8-4仰臥活動(dòng)(huódòng)空間共九十四頁1.立姿活動(dòng)空間立姿時(shí)人的活動(dòng)空間取決于身體尺寸、保持(bǎochí)身體平衡的微小平衡動(dòng)作以及身體放松狀態(tài)。當(dāng)腳的站立平面不變時(shí)，為保持(bǎochí)平衡，必須限制上身和手臂能達(dá)到的活動(dòng)空間。圖8-1為立姿活動(dòng)空間及上身和手臂的活動(dòng)范圍。共九十四頁2.坐姿活動(dòng)空間圖8-2為坐姿活動(dòng)空間及上身、手臂和腿的活動(dòng)范圍。圖8-2(a)為主視圖，零點(diǎn)位于(wèiyú)正中矢狀面上。3.單腿跪姿活動(dòng)空間圖8-3為單腿跪姿活動(dòng)空間及上身和手臂的活動(dòng)范圍。4.仰臥姿活動(dòng)空間圖8-4為仰臥姿的活動(dòng)空間及手臂和腿的活動(dòng)范圍。共九十四頁8.2工作區(qū)域(qūyù)設(shè)計(jì)8.2.1水平面工作區(qū)域操作者采用立姿或坐姿操作時(shí)，上肢在水平面上移動(dòng)形成的軌跡所包括的區(qū)域稱為水平面工作區(qū)域。水平面工作區(qū)域可分為最大工作區(qū)域和正常(zhèngcháng)工作區(qū)域。巴恩斯根據(jù)美國(guó)人體測(cè)量數(shù)據(jù)繪制出的水平面工作區(qū)域如圖8-5所示。共九十四頁圖8-5男性上肢(shàngzhī)水平面工作區(qū)域(cm)共九十四頁圖8-6所示的PQ曲線為斯夸而斯所描繪(miáohuì)的正常工作區(qū)域。由圖可知，被測(cè)者肩峰點(diǎn)的位置為E點(diǎn)，AC為人體肩寬的1/2，運(yùn)動(dòng)開始時(shí)肘的位置為C點(diǎn)，手移動(dòng)時(shí)肘達(dá)到的終點(diǎn)位置為D點(diǎn)，肘運(yùn)動(dòng)的軌跡為圓弧CD。圓弧CD的切線與前臂CP的夾角為42°。在正常工作區(qū)域內(nèi)，一般認(rèn)為在大多數(shù)情況下，手的操作姿勢(shì)為拇指與食指捏住，因而把前臂長(zhǎng)取為380mm(系美國(guó)人尺寸，下同)。共九十四頁手移動(dòng)(yídòng)軌跡——PQ曲線可由下列參數(shù)方程確定X=A1cosθ＋A2cos〔65°＋（73°／90°）θ〕

Y＝A1sinθ＋A2sin〔65°＋（73°／90°）θ〕(8-1)共九十四頁8.2.2垂直面工作區(qū)域(qūyù)

垂直面工作區(qū)域也可分為最大工作區(qū)域和正常工作區(qū)域。美國(guó)的法萊（Ｆarley）將最大工作區(qū)域定義為以肩峰點(diǎn)為軸，上肢伸直在矢狀面上移動(dòng)時(shí)，手的移動(dòng)軌跡所包括的范圍；將正常工作區(qū)域定義為上臂自然下垂，以橈骨點(diǎn)為軸，前臂在矢狀面上移動(dòng)時(shí)，手的移動(dòng)軌跡所包括的范圍。共九十四頁圖8-6斯夸爾斯的水平面正常(zhèngcháng)工作區(qū)域(mm)共九十四頁圖8-7立體(lìtǐ)工作區(qū)域示意圖共九十四頁8.2.3立體工作區(qū)域?qū)⑺矫婀ぷ鲄^(qū)域和垂直面工作區(qū)域結(jié)合，上肢在三維空間(kōngjiān)運(yùn)動(dòng)所包括的范圍為立體工作區(qū)域或空間(kōngjiān)工作區(qū)域。圖8-7為采用巴恩斯法、斯夸爾斯和法萊法得到的立體工作區(qū)域圖，其空間(kōngjiān)形狀呈貝殼狀。立體工作區(qū)域也可分為最大工作區(qū)域和正常工作區(qū)域。舒適工作區(qū)域一般介于肩與肘之間的空間(kōngjiān)范圍內(nèi)，此時(shí)手臂活動(dòng)路線最短。共九十四頁8.2.4工作區(qū)域設(shè)計(jì)不論操作者采取何種作業(yè)姿勢(shì)(可參照(cānzhào)表8-3選擇)進(jìn)行作業(yè)，在利用巴恩斯法、斯夸爾斯法和法萊法確定最大工作區(qū)域和正常工作區(qū)域時(shí)，應(yīng)注意：①由于人體測(cè)量數(shù)據(jù)是在裸體、身體挺直的條件下測(cè)得的，因此，在設(shè)計(jì)中使用這些數(shù)據(jù)時(shí)，必須加以修正(見表8-4)；共九十四頁②根據(jù)中指指尖點(diǎn)所能達(dá)到的距離設(shè)計(jì)工作區(qū)域是不恰當(dāng)?shù)?，必須根?jù)手的不同操作姿勢(shì)在中指指尖點(diǎn)可達(dá)范圍的基礎(chǔ)(jīchǔ)上進(jìn)行修正。赫茲伯格(Hertzberg)提出的修正值為用指尖按鍵時(shí)減13mm；推鍵時(shí)減25mm；用食指和拇指操作時(shí)減76mm；用手抓握時(shí)減127mm。共九十四頁表8-3按作業(yè)情況(qíngkuàng)選定作業(yè)姿勢(shì)共九十四頁表8-4人體測(cè)量(cèliáng)參數(shù)的建議修正值共九十四頁1.坐姿操作工作區(qū)域(qūyù)設(shè)計(jì)進(jìn)行工作區(qū)域設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于工作面高度的確定，應(yīng)以提高工作效率和使操作者保持正確姿勢(shì)，減少疲勞為原則。許多研究表明，最佳工作面高度應(yīng)略低于人的肘高?？灯?S.A.Konz)認(rèn)為，工作面的最佳高度應(yīng)在肘下50mm,但工作面確定在人的肘上25mm至肘下25mm之間，對(duì)工作效率無明顯不良影響。共九十四頁由于人的肘部高度各不相同，因此(yīncǐ)為使工作面的高度適合于不同肘高的操作者，可以采用下列三種方法：一是調(diào)節(jié)機(jī)器的高度，此辦法適用于機(jī)器有固定的操作者或者輕便機(jī)器；二是通過高度可調(diào)的座椅或腳墊板調(diào)節(jié)操作者肘部的高度，使之與工作面保持適宜的距離；三是調(diào)節(jié)工件的高度。上述三種辦法中，通常以第二種辦法最為經(jīng)濟(jì)、方便。共九十四頁對(duì)于坐姿作業(yè)，可使工作面高度恒定，根據(jù)操作者肘高和作業(yè)特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)座椅高度，使肘部與工作面之間，保持適宜的高差，并通過調(diào)節(jié)擱腳板高度，使操作者的大腿(dàtuǐ)處于近似水平的舒適位置。表8-5給出了男、女坐姿操作時(shí)固定的工作面高度以及相應(yīng)的座椅(坐平面)高度和擱腳板高度的調(diào)節(jié)范圍。共九十四頁圖8-8為坐姿操作時(shí)水平(shuǐpíng)面的工作區(qū)域。圖中肩峰點(diǎn)P以椅背Q為基準(zhǔn)，P至Q的距離為1/2胸厚，至工作臺(tái)邊緣的水平(shuǐpíng)距離S也為1/2胸厚；K為上肢前展長(zhǎng)，J為前臂長(zhǎng)，H為肩寬，均取其第5百分位數(shù)；胸厚G取其第95百分位數(shù)。共九十四頁表8-5坐姿作業(yè)(zuòyè)工作面高共九十四頁圖8–8為坐姿操作時(shí)水平面的工作(gōngzuò)區(qū)域共九十四頁圖8-9垂直面工作區(qū)域(適用(shìyòng)于男、女性坐姿作業(yè))共九十四頁圖8-9為坐姿操作時(shí)垂直面的工作區(qū)域。圖中肩高F和肘高M(jìn)，均以坐平面PP為基準(zhǔn)；N為坐姿窩高，取其第95百分位數(shù)；肩高F取其第5百分位數(shù)；肘高M(jìn)取其第95百分位數(shù)。表8-6是我國(guó)男、女性操作者坐姿作業(yè)(zuòyè)人體參數(shù)。表8-7是根據(jù)表8-6所確定的最大工作區(qū)域和正常工作區(qū)域的距離。共九十四頁表8-6男、女性操作者坐姿作業(yè)(zuòyè)位置設(shè)計(jì)參數(shù)共九十四頁表8-7正常工作區(qū)域和最大工作區(qū)域在水平面和垂直面上的距離(適用(shìyòng)于男、女坐姿作業(yè)的布局)共九十四頁共九十四頁2.立姿操作工作(gōngzuò)區(qū)域設(shè)計(jì)對(duì)于立姿操作工作面高度的設(shè)計(jì)，也可通過調(diào)節(jié)操作者腳下的腳墊板高度來調(diào)節(jié)肘部的高度，以保持工作面與肘之間的適宜距離。表8-8給出了不同工作特點(diǎn)時(shí)適宜的工作面高度。共九十四頁表8-8適宜(shìyí)的立姿工作面高度共九十四頁立姿作業(yè)時(shí)的水平面工作區(qū)域與坐姿作業(yè)時(shí)相同。圖8-10為立姿作業(yè)時(shí)垂直面的工作區(qū)域。肩高E取其第5百分位數(shù)；肘高L取其第95百分位數(shù)。

表8-9是我國(guó)男、女性操作者的立姿作業(yè)人體參數(shù)。表8-10是根據(jù)(gēnjù)表8-9所確定的最大工作區(qū)和正常工作區(qū)的距離。共九十四頁圖8-10垂直面工作(gōngzuò)區(qū)域(適用于男、女性立姿作業(yè))共九十四頁表8-9男、女性(nǚxìng)操作者立姿作業(yè)位置設(shè)計(jì)參數(shù)共九十四頁表8-10正常(zhèngcháng)工作區(qū)域和最大工作區(qū)域在水平面和垂直面上的距離共九十四頁3.坐—立姿交替操作工作區(qū)域設(shè)計(jì)采用坐—立姿交替的作業(yè)姿勢(shì)時(shí)，其水平面工作區(qū)域與采用坐姿作業(yè)時(shí)相同(xiānɡtónɡ)；其垂直面工作區(qū)域與采用立姿作業(yè)時(shí)相同(xiānɡtónɡ)。表8-11為美國(guó)男、女性操作者采用坐—立姿作業(yè)時(shí)的人體參數(shù)。共九十四頁表8-11采取(cǎiqǔ)坐、立姿交替操作的作業(yè)位置設(shè)計(jì)參數(shù)

共九十四頁4.其他作業(yè)姿勢(shì)(zīshì)的空間尺寸采用蹲坐、屈膝、跪、爬、臥等姿勢(shì)進(jìn)行操作時(shí)，需要占用的最小空間尺寸見圖8-11和表8-12。共九十四頁圖8-11跪臥等作業(yè)姿勢(shì)需要占用(zhànyònɡ)的空間(a)蹲坐；(b)屈膝；(c)跪；(d)爬；(e)俯臥；(f)仰臥共九十四頁表8-12成年人跪、臥工作姿勢(shì)的最小占用(zhànyònɡ)空間共九十四頁8.2.5腳的工作區(qū)域(qūyù)

坐姿操作時(shí)，在軀干不動(dòng)的條件下，腳的工作區(qū)域如圖8-12(a)所示。圖中A為腳的最大工作區(qū)域，B為適宜工作區(qū)域，C、D分別為腳動(dòng)開關(guān)踏板和控制踏板的適宜工作區(qū)域。立姿作業(yè)時(shí)，由于下肢需要支承全身重量，并保持人在各種狀態(tài)下的平衡和穩(wěn)定，因此，下肢操作活動(dòng)范圍不能太大。圖8-12(b)中，A為最大工作區(qū)域，B為適宜工作區(qū)域。共九十四頁圖8-12腳的工作(gōngzuò)區(qū)域(a)坐姿操作；(b)立姿操作共九十四頁8.2.6垂直作業(yè)面的布置作業(yè)面的布置與作業(yè)姿勢(shì)、操作動(dòng)作、操縱力、視角以及(yǐjí)作業(yè)空間的總體布局等因素有關(guān)。表8-13為立姿操作時(shí)，垂直作業(yè)面的布置內(nèi)容以及(yǐjí)人體操作特征。

共九十四頁表8-13垂直作業(yè)面布置(bùzhì)與操作特征共九十四頁8.3座椅設(shè)計(jì)(shèjì)

8.3.1坐姿分析1.坐姿對(duì)人體脊柱形態(tài)的影響人坐著時(shí)，身體主要由脊柱、骨盆、腿和腳支承。脊柱位于人體的背部中央，是構(gòu)成人體的中軸。其上端承托顱骨，胸段借肋骨與胸骨連結(jié)構(gòu)成胸廓，骶、尾骨與髖骨共同連成骨盆。脊柱的作用在于支持身體、保護(hù)(bǎohù)脊髓，并使人體作廣泛運(yùn)動(dòng)。共九十四頁成人的脊柱長(zhǎng)約700mm,一般由26塊椎骨組成，其中(qízhōng)頸椎7塊、胸椎12塊、腰椎5塊、骶骨由5塊愈合為一塊、尾骨由4～5塊愈合為一塊，如圖8-13所示。人處于不同坐姿時(shí)，脊柱形態(tài)不同。如圖8-14所示.共九十四頁圖8-13脊柱(jǐzhù)的構(gòu)造共九十四頁圖8-14不同(bùtónɡ)姿勢(shì)時(shí)的脊柱形狀(a)正面；(b)側(cè)面共九十四頁研究表明，過于松軟的椅面，使臀部與大腿的肌肉受壓面積增大，不僅增加了軀干的不穩(wěn)定性，而且不易改變坐姿，容易產(chǎn)生疲勞(píláo)。圖8-15表示不同坐姿時(shí)的體壓分布。共九十四頁圖8-15座面上(miànshànɡ)的體壓分布共九十四頁8.3.2座椅的類型座椅根據(jù)其使用目的可分為以下三類：第一類為工作用椅。這類座椅用于辦公室及各種坐姿操作場(chǎng)所。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將舒適性與操作效率一并考慮?？勘掣鶕?jù)工作性質(zhì)，可上下調(diào)節(jié)或前后調(diào)節(jié)，最好支撐在４～5節(jié)腰椎(yāozhuī)處。座面應(yīng)近似于水平。高度應(yīng)可調(diào)，使其與工作面高度配合恰當(dāng)。共九十四頁第二類為休息用椅，這類座椅適用于休息室及各種交通運(yùn)輸工具中，如飛機(jī)、汽車、火車、輪船中的乘客座椅。這類座椅應(yīng)以舒適性作為(zuòwéi)設(shè)計(jì)重點(diǎn)。圖8-16(a)為休息用椅的側(cè)面輪廓，是在設(shè)計(jì)過程中通過實(shí)驗(yàn)確定的。第三類為多功能座椅。適用于多種場(chǎng)所，既可就餐時(shí)使用，也可作為工作用椅或備用椅，故應(yīng)便于搬動(dòng)和堆貯，其側(cè)面輪廓如圖8-16(b)所示。共九十四頁圖8-16座椅側(cè)面(cèmiàn)輪郭(每格100×100mm)(a)休息用椅；(b)多功能座椅共九十四頁8.3.3座椅設(shè)計(jì)1.座椅設(shè)計(jì)原則座椅設(shè)計(jì)應(yīng)以符合人的生理特性，使人感到舒適為前提，因此，應(yīng)遵循如下設(shè)計(jì)原則：座椅尺寸應(yīng)與就坐者人體測(cè)量尺寸相適宜，并應(yīng)使尺寸可調(diào)；座椅應(yīng)使就坐者保持舒適坐姿，靠背結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)給予腰部以充分的支撐，使脊柱接近于正常自然彎曲狀態(tài)；座椅應(yīng)能支持就坐者的體位(tǐwèi)并保持其穩(wěn)定；座椅應(yīng)能使就坐變換坐姿，靈活平穩(wěn)地進(jìn)行體態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)。共九十四頁2.座椅尺寸座椅的尺寸設(shè)計(jì)包括三個(gè)方面：椅面的高度、寬度、深度和椅面傾角；靠背的高度、寬度和傾角；扶手的高度和面積。1)椅面高度。椅面高度應(yīng)使就坐者大腿近似水平，小腿自然垂直(chuízhí)，腳掌平放在地面上，既保證不因椅面過高而使大腿肌肉受壓，又保證不因椅面過低而增加背部肌肉負(fù)荷。因此，椅面高度應(yīng)以小腿加足高的第5百分位數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。共九十四頁座椅因用途不同，椅面高度要求也不同。對(duì)于休息用椅，可取380～450mm,對(duì)于工作用椅，可取400～480mm。工作座椅的高度應(yīng)為可調(diào)的，使其與工作面高度保持(bǎochí)適宜的高度差。辦公用椅的調(diào)節(jié)范圍為330～530mm。共九十四頁2)椅面寬度。在空間(kōngjiān)允許的條件下，以寬為好，以方便就坐者變換姿勢(shì)。3)椅面深度。椅面深度指椅面的前后距離。4)座椅面傾角。座椅面傾角指椅面與水平面的夾角。5)靠背的高和寬?？勘车母吆蛯捙c座姿肩高和肩寬有關(guān)，可根據(jù)座椅用途確定。6)靠背傾角?？勘硟A角是指靠背與椅面之間的夾角。7)扶手高度。扶手的主要作用在于支承手臂重量，以減輕肩部負(fù)擔(dān)，增加舒適感。共九十四頁圖8-17和圖8-18分別(fēnbié)提供了高靠背和中靠背辦公座椅與工作面、擱腳板的配合尺寸。圖8-19提供了各類座椅的大概尺度。表8-14為駕駛員座椅和乘客座椅的尺寸，可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。共九十四頁圖8-17高靠背辦公座椅、工作面、擱腳板(jiǎobǎn)的配合尺寸(mm)

共九十四頁圖8-18中靠背(kàobèi)辦公座椅、工作面、擱腳板的配合尺寸(mm)共九十四頁圖8-19各類座椅的大概(dàgài)尺度(mm)共九十四頁表8-14駕駛員、乘客(chéngkè)座椅尺寸共九十四頁3.座椅設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題1)靠背的作用在于支持軀干，而主要在于支持腰部(yāobù)。因此，其形狀和角度，對(duì)于保持良好坐姿，使脊柱接近于正常自然狀態(tài)，減少疲勞具有重要意義。2)對(duì)于工作用椅，其穩(wěn)定性極為重要。為防止座椅的滑動(dòng)和翻倒，椅腳應(yīng)設(shè)計(jì)成5個(gè)，并均勻分布在直徑為400～450mm的圓周上。4)椅面材料應(yīng)透氣性好且不打滑(例如毛料)，以增加臀部的舒適感。椅面前緣應(yīng)呈弧曲面。共九十四頁8.4手握式工具(gōngjù)設(shè)計(jì)8.4.1手握式工具分析人手具有極大的靈活性。從抓握動(dòng)作來看，可分為(fēnwéi)著力抓握和精確抓握。著力抓握時(shí)，抓握軸線和手臂幾乎垂直，稍屈的手指與手掌形成夾握，拇指施力。共九十四頁根據(jù)力的作用線不同，可分為力與小臂平行(如鋸)、力與小臂成夾角(如錘擊)及扭力(如使用螺絲起子)。精確抓握時(shí)，工具由手指和拇指的屈肌夾住。精確抓握一般用于控制性作業(yè)(如小刀、鉛筆)。操作工具時(shí)，動(dòng)作不應(yīng)同時(shí)具有著力與控制兩種性質(zhì)，因?yàn)樵谥顟B(tài)讓肌肉也起控制作用會(huì)加速(jiāsù)疲勞，降低效率。共九十四頁8.4.2手握式工具設(shè)計(jì)原則(yuánzé)

為了保證使用效率和健康，工具必須滿足以下基本要求：有效地實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能；與操作者身體成適當(dāng)比例，使操作者發(fā)揮最大效率；按照作業(yè)者的力度和作業(yè)能力來設(shè)計(jì)；適當(dāng)考慮性別、訓(xùn)練程度和身體素質(zhì)上的差異；工具要求的作業(yè)姿勢(shì)不能引起疲勞。設(shè)計(jì)手握式工具時(shí)，應(yīng)遵循以下人機(jī)工程學(xué)原則。共九十四頁圖8-20鉻鐵把手的設(shè)計(jì)(a)不良(bùliáng)設(shè)計(jì)；(b)優(yōu)良設(shè)計(jì)共九十四頁1.避免靜態(tài)肌肉負(fù)荷當(dāng)使用工具時(shí)，臂部必須上舉或長(zhǎng)時(shí)間抓握，會(huì)使肩、臂及手部肌肉處于靜態(tài)施力，導(dǎo)致(dǎozhì)疲勞，降低作業(yè)效率。共九十四頁如在水平作業(yè)面上使用直桿式工具，則必須(bìxū)肩部外展，肘部抬高，因此應(yīng)對(duì)這種工具設(shè)計(jì)作出修改。在工具的工作部分與把手部分做成彎曲式過渡，可以使手臂自然下垂。例如，傳統(tǒng)的鉻鐵是直桿式的，當(dāng)在工作臺(tái)上操作時(shí)，如果被焊物體平放于臺(tái)面，則手臂必須(bìxū)抬起來才能施焊。改進(jìn)的設(shè)計(jì)是將鉻鐵做成彎把式，操作時(shí)手臂就可能處于較自然的水平狀態(tài)，減少了抬臂產(chǎn)生的靜態(tài)肌肉負(fù)荷。(見圖8-20)共九十四頁2.保持手腕處于順直狀態(tài)手腕順直操作時(shí)，腕處于正中的放松狀態(tài)，但當(dāng)手腕處于掌屈、背屈、尺偏等別扭的狀態(tài)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生腕部酸痛、握力減小。如長(zhǎng)時(shí)間這樣操作，會(huì)引起腕道綜合癥、腱鞘炎等癥狀(zhèngzhuàng)。如圖8-21是鋼絲鉗傳統(tǒng)設(shè)計(jì)a與改進(jìn)后的設(shè)計(jì)b的比較，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的鋼絲鉗造成掌側(cè)偏，改進(jìn)設(shè)計(jì)使握把彎曲，操作時(shí)可以維持手腕的順直狀態(tài)。使用這兩種鉗操作后，統(tǒng)計(jì)患腱鞘炎的人數(shù)，操作傳統(tǒng)鉗的用后第10到12周內(nèi)顯著增加，而操作改進(jìn)鉗的使用者中沒有此現(xiàn)象。共九十四頁圖8-21使用(shǐyòng)不同的鋼絲鉗后患腱鞘炎病人數(shù)比較共九十四頁共九十四頁3.避免掌部組織受過大壓力操作手握式工具時(shí)，有時(shí)常要用手施相當(dāng)大的力。如果工具設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)在掌和