2.3 工作岗位尺寸的设计原则
在GB/T 14776—1993《人类工效学工作岗位尺寸设计原则及其数值》中规定了在生产区域内工作岗位尺寸的人机工程学设计原则及其数值,它适用于以手工操作为主的坐姿、立姿和坐立姿交替工作岗位的设计。这是人体测量尺寸及其使用原则在确定工作岗位尺寸上的一个综合运用,具有一定的普遍意义。
2.3.1 工作岗位尺寸的类型
1.工作岗位的类型
根据作业时人体的作业姿势,工作岗位可分为3种类型:坐姿工作岗位(见图2-7)、立姿工作岗位(见图2-8)和坐立姿交替工作岗位(见图2-9)。
图2-7 坐姿工作岗位尺寸图示(GB/T 14776—1993)
图2-8 立姿工作岗位尺寸图示(B和D尺寸同图2-7(b))(GB/T 14776—1993)
图2-7~图2-9中尺寸说明如下。
图2-9 坐立姿交替工作岗位尺寸图示(B和D尺寸同图2-7(b))(GB/T 14776—1993)
PXY为水平基准面;PYZ为垂直基准面(通过工作岗位上限制人体向前的点所在的垂直平面);S为座位面高度;H1为坐姿工作岗位的相对高度;H2为立姿工作岗位的工作高度;A为工作面高度;C为作业面高度;K为工作台面厚度;F为脚支撑高度;U为小腿空间高度;Z为大腿空间高度;G为坐姿工作岗位的腿空间高度;I为立姿工作岗位的脚空间高度;T1为腿部空间进深;T2为脚空间进深;B为腿部空间宽度;D为横向活动间距;W为向后活动间距。
2.工作岗位尺寸
根据是否与作业有关,工作岗位尺寸分为与作业有关和与作业无关两类。
2.3.2 与作业无关的工作岗位尺寸
以作业人员有关身体部位的第5或第95百分位数值(见GB/T 12985—1991和GB/T 10000—1988)推导出与作业无关的工作岗位尺寸,见表2-11。
表2-11 与作业无关的工作岗位尺寸(GB/T 14776—1993) (mm)
续表
2.3.3 与作业有关的工作岗位尺寸
1.作业面高度C
(1)通常依据作业对象、工作面上的配置尺寸确定。
(2)对较大的或形状复杂的加工对象,以满足最佳加工条件来确定被加工对象的方位。
2.工作台面厚度K
对原有设备,K值是已知的;新设计情况下的K值,应满足下述关系:
K=A-S5%-Z5%(2-3)
K=A-S95%-Z95%(2-4)
3.坐姿工作岗位
坐姿工作岗位的相对高度H1和立姿工作岗位的工作高度H2见图2-10及表2-12。
图2-10 坐姿工作岗位的相对高度H1和立姿工作岗位的工作高度H2
依作业要求确定的坐姿工作岗位相对高度H1和立姿工作岗位的工作高度H2,展示了第5百分位数女性(5%)和第95百分位数男性(95%)情况,以及对视距和手、臂姿势的影响(GB/T 14776—1993)。
根据作业时使用视力和臂力的情况,把作业分为以下3个类别。
I类:使用视力为主的手工精细作业,分别以GB/T 10000—1988中坐姿、立姿的女性与男性眼高的第5和第95百分位数为参照,并考虑到姿势修正量和经验,确定坐姿工作岗位的相对高度H1和立姿工作岗位的工作高度H2。
Ⅱ类:使用臂力为主,对视力也有一般要求的作业,分别以GB/T 10000—1988中坐姿、立姿的女性与男性肘高的第5和第95百分位数为参照,结合经验,确定坐姿工作岗位的相对高度H1和立姿工作岗位的工作高度H2。
Ⅲ类:兼顾视力和臂力的作业,以I、Ⅱ两类相应的高度平均值,分别确定坐姿、立姿工作岗位的女性与男性的第5和第95百分位数的相对高度H1和立姿工作岗位的工作高度H2。
4.工作面高度A的最小限值
(1)坐姿工作岗位(见图2-7)工作平面高度为
A≥H1-C+S(2-5)
或 A≥H1-C+U+F(2-6)
(2)立姿工作岗位(见图2-8)工作平面高度为
A≥H2-C(2-7)
5.座位面高度S
座位面高度S的调整范围为
S95%-S5%=H1(5%)-H1(95%)(2-8)
6.脚支撑高度F
脚支撑高度F的调整范围为
F5%-F95%=S5%-S95%+U95%-U5%(2-9)
或 F5%-F95%=H1(95%)-H1(5%)+U95%-U5%(2-10)
7.大腿、小腿的空间高度
坐姿大腿、小腿空间高度见表2-13。
2.3.4 工作岗位尺寸的设计
1.工作岗位尺寸设计的一般程序
(1)确定工作岗位类型。
(2)根据2.3.3节确定作业要求的类别,在表2-12中查出和作业人员性别相符的第95百分位数的坐姿工作岗位的相对高度H1或立姿工作岗位的工作高度H2。
表2-12 坐姿和立姿工作岗位的工作高度(GB/T 14776—1993)(mm)
2.坐姿工作岗位
(1)工作面高度A被限定、不能升降时,座位面高度S、脚支撑高度F必须可以升降调整,以适应第5和第95百分位数身材的作业人员。
(2)在设计女性和男性共同使用的坐姿工作岗位时,应选取男性的坐姿工作岗位的相对高度H1计算工作面高度A;同时座位面高度S和脚支撑高度F必须有较大的调节范围,以适应女性作业人员。
(3)在用式(2-6)计算工作面高度A时,必须使用小腿空间高度U和脚支撑高度F的第95百分位数,保证第95百分位数的作业人员有必要的坐姿工作岗位的腿空间高度G。
(4)按式(2-8)~式(2-10)分别确定座位面高度S和脚支撑高度F的调节范围。
(5)根据2.3.3节中的内容,检验第5和第95百分位数的大腿空间高度Z5%和Z95%是否大于表2-13中的最小限值。如果不符合要求,可参照下述方法进行修改(经修改后的设计,应再做复核)。
表2-13 坐姿大腿、小腿空间高度(GB/T 14776—1993) (mm)
①加大工作面高度A的尺寸。
②减小作业面高度C,如改变工件、工装夹具安置方位。
③减小工作台面厚度K。
3.立姿工作岗位
(1)在工作面高度A被限定的情况下,可使用踏脚台解决作业人员的适应性问题,同时必须注意:
①踏脚台的设置对立姿工作岗位原有灵活性的限制。
②踏脚台的设置增加意外伤害的可能性。
③踏脚台对不同百分位数身材作业人员的适应性。
(2)在工作面高度A未被限定的情况下,可以使用工作面能升降调节的台面,以适应第5和第95百分位数的作业人员。
(3)在工作面高度A必须统一的情况下(如生产流水线),立姿工作岗位的工作高度H2按作业人员性别异同,分以下两种情况确定。
①作业人员性别一致时,取
H2=[H2(5%)+H2(95%)]/2(2-11)
式中,H2(5%)和H2(95%)分别为表2-12中某一类别作业的女性或男性第5和第95百分位数立姿工作岗位的工作高度。
②作业人员性别不一致时,取
H2=[H2(W.95%)+H2(M.5%)]/2(2-12)
式中 H2(W.95%)—表2-12中某一类别作业的女性第95百分位数立姿工作岗位的工作高度;
H2(M.5%)—表2-12中该类别作业的男性第5百分位数立姿工作岗位的工作高度。
(4)用式(2-7)确定工作面高度A。同时必须注意:
①对第95百分位数的男性(或女性)作业人员增加了视距,应检查是否影响观察和操作。
②对第5百分位数的女性(或男性)作业人员,应检查作业点是否可及。
(5)当作业点在垂直基准面以外150mm以上时,必须保证立姿腿部空间进深T1、脚空间进深T2和立姿工作岗位的脚空间高度I符合表2-11中规定的数值。
4.坐、立姿交替工作岗位
(1)用上述立姿工作岗位设计法,确定立姿工作岗位的工作高度H2和工作面高度A。
(2)根据作业要求的类别,从表2-12中查出工作高度H1(5%)和H1(95%);分别按2.3.3节中的内容计算座位面高度S和脚支撑高度F的调整范围;核算大腿空间高度Z是否大于表2-13中规定的最小限值。
(3)检查在立姿工作时,第5百分位数的作业人员能否触及以坐姿为主安排的工装卡具、作业对象等。