杠杆视力标准视力表高清大图机的结构设计

杠杆式力标准机技术条件_百度百科
杠杆式力标准机技术条件
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《杠杆式力标准机技术条件》,是机械工业出版社在编辑出版的图书。
杠杆式力标准机技术条件基本信息
作 者:本社 编
出 版 社:机械工业出版社
出版时间:
版 次:1页 数:6字 数:19000 印刷时间:开 本:16开纸 张:胶版纸
印 次:1I S B N:包 装:平装
杠杆式力标准机技术条件内容简介
本标准适用于最大力为50kN~1MN单杠杆的杠杆式力标准机(以下简称力标准机)。其他力值范围的和复杠杆的力标准机亦可参照使用。
杠杆式力标准机技术条件目录
2 规范性引用文件
3 技术要求
3.1 环境与工作条件
3.2 杠杆平衡铊
3.3 主机加卸力的要求
3.4 砝码加卸要求
3.5 平衡指针
3.6 电气控制
3.7 安装要求
3.8 拉向接头同轴度
3.9 压力试台水平度
3.10 砝码托盘水平度
3.11 吊杆与托盘同轴度
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《通用技术_技术和设计2》问题及其部分习题参考答案.doc34页
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技术与设计2――教材问题及部分习题参考答案
结构与设计
常见结构的认识
1.本节重要概念:结构、构件、实体结构、框架结构、壳体结构。 2.教材第2页中的几幅图生动、形象地说明结构广泛存在于自然界中。 3.教材第3页“案例分析”中的三个实例,均说明自然界动物、植物中存在的各种各样的结构可以用来为人类服务,人类可以从中获取感悟而解决某些技术问题,实现一些发明创造。 4.教材第3页“马上行动” 受自然界事物结构的启发而产生的产品有船桨(鱼鳍)、人工冷光(萤火虫)、风筝(鹰)、锯(蝗螂臂或锯齿草)、车轮(随风旋转的飞蓬草)、潜水艇(海豚)、声呐(蝙蝠)、潜水用的脚蹼(鸭子)、潜水艇的流线型设计(鱼类)等。本栏目的设置目的是让学生内化“自然界结构对技术领域的启发”,要养成对日常生活细心观察的意识和创新意识,知道解决技术问题不仅需要正确的方法,更要有持久的恒心和毅力。 5.无论是自然界的结构现象的举例,还是技术领域中的结构现象的举例,教材都注重了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的统一。 6.教材第4页“阅读” 1907年的魁北克大桥坍塌,被列为20世纪十大技术失误之一。 这里用反面例子来说明合理结构的重要性,给人以心灵的震撼,引起人们对结构的重视。 “阅读”为选学内容。 7.教材第4页“马上行动” 自然界:地球的结构、金刚石的结构、树的结构…… 技术领域:汽车的结构、自行车的结构,2008年北京奥运会主体育场“鸟巢”的结构…… 社会领域:教育管理系统的结构、家庭的结构、企业的管理结构…… 8.从力学角度理解结构是一个难点,建议教师查阅有关结构力学和理论力学书籍,研
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【人机工程学有关功能参数之】
人体尺寸百分位数在产品设计中的应用
在涉及人体尺寸的产品尺寸设计时应用人体尺寸百分位数。百分位数是一种位置指标、一个界值,以符号PK表示。一个百分位数将群体或样本的全部观测值分为两部分,有K%的观测值等于和小于它,有(100-K)%的观测值大于它。人体尺寸用百分位数表示时,称人体尺寸百分位数。即表示某一人体尺寸范围内,有百分之几的人大于或小于给定值。例如:第5百分位代表“小”身材,即只有5%的数值低于此下限值。第95百分位代表“大”身材,即只有5%的数值高于此上限值。第50百分位代表“适中”身材,即有50%的数值高于和低于此值。产品尺寸设计除根据人体尺寸百分位数设计外,还需根据下列不同情况,作适当修正。为了保证实现产品的某项功能而对作为产品尺寸设计依据的人体尺寸百分位数所作的尺寸修正量,称为功能修正量。为了消除空间压抑感、恐惧感或为了追求美观等心理需要而作的尺寸修正量,称为心理修正量。为了保证实现产品的某项功能而设定的产品最小尺寸,称为产品最小功能尺寸(=人体尺寸百分位数+功能修正量)。为了方便、舒适地实现产品的某项功能而设定的产品尺寸,是产品最佳功能尺寸(=人体尺寸百分位数+功能修正量+心理修正量)。所设计的产品在尺寸上能满足多少人使用,以合适地使用的人占使用者群体的百分比表示,称为满足度。【人机工程学有关功能参数之】
人体尺寸百分位数的选择(GB/T 1)
(1)产品尺寸设计的分类
1)Ⅰ型产品尺寸设计:需要两个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值和下限值的依据,称为Ⅰ型产品尺寸设计。又称双限值设计。
2)Ⅱ型产品尺寸设计:只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值或下限值的依据,称为Ⅱ型产品尺寸设计。又称单限值设计。
3)ⅡA型产品尺寸设计:只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值的依据,称为ⅡA型产品尺寸设计。又称大尺寸设计。
4)ⅡB型产品尺寸设计:只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的依据,称为ⅡB型产品尺寸设计。又称小尺寸设计。
5)Ⅲ型产品尺寸设计:只需要第50百分位数(P50)作为产品尺寸设计的依据,称为Ⅲ型产品尺寸设计。又称平均尺寸设计。
(2)百分位数的选择
1)Ⅰ型产品尺寸设计时,对涉及人的健康、安全的产品,应选用P99和P1作为尺寸上、下限值的依据,这时满足度为98%;对于一般工业产品,选用P95和P5作为尺寸上、下限值的依据,这时满足度为90%。
2)ⅡA型产品尺寸设计时,对于涉及人的健康、安全的产品,应选用P99或P95作为尺寸上限值的依据,这时满足度为99%或95%;对于一般工业产品,选用P90作为尺寸上限值的依据,这时满足度为90%。
3)ⅡB型产品尺寸设计时,对于涉及人的健康、安全的产品,应选用P1或P5作为尺寸下限值的依据,这时满足度为99%或95%;对于一般工业产品,选用P10作为尺寸下限值的依据,这时满足度为90%。
4)Ⅲ型产品尺寸设计时,选用P50作为产品尺寸设计的依据。
5)在成年男、女通用的产品尺寸设计时,根据1)~3)的准则,选用男性的P99、P95或P90作为尺寸上限值的依据;选用女性的P1、P5或P10作为尺寸下限值的依据。
(3)功能修正量和心理修正量
因为GB 10000中的表列值均为裸体测量的结果,在产品尺寸设计而采用它们时,应考虑由于穿鞋引起的高度变化量和穿着衣服引起的围度、厚度变化量。其次,在人体测量时要求躯干采取挺直姿势,但人在正常作业时,躯干采取自然放松的姿势,因此要考虑由于姿势的不同所引起的变化量。最后是为了确保实现产品的功能所需的修正量。所有这些修正量的总计为功能修正量。
1)功能修正量举例着衣修正量:坐姿时的坐高、眼高、肩高、肘高加6mm,胸厚加10mm,臀膝距加20mm。穿鞋修正量:身高、眼高、肩高、肘高对男子加25mm,对女子加20mm。姿势修正量:立姿时的身高、眼高等减10mm;坐姿时的坐高、眼高减44mm。在确定各种操纵器的布置位置时,应以上肢前展长为依据,但上肢前展长是后背至中指尖点的距离,因此对按按钮、推滑板推钮、搬动搬钮开关的不同操作功能应作如下的修正:按减12mm、推和搬拨减25mm。功能修正量通常为正值,但有时也可能为负值。例如针织弹力衫的胸围功能修正量取负值。功能修正量通常用实验方法求得。
2)心量修正量举例例1:在护栏高度设计时,对于mm高的工作平台,只要栏杆高度略为超过人体重心高度就不会发生因人体重心高所致的跌落事故。但对于高度更高的平台来说,操作者在这样高的平台栏杆旁时,因恐惧心理而足发“酸、软”,手掌心和腋下出“冷汗”,患恐高症的人甚至会晕倒,因此只有将栏杆高度进一步加高才能克服上述心理障碍。这项附加的加高量便属于“心理修正量”。
例2:在确定下蹲式厕所的长度和宽度时,应以下蹲长和最大下蹲宽为尺寸依据,再加上由于衣服厚度引起的尺寸增加和上厕所时所进行的必要动作引起的变化量作为功能修正量。但这时厕所的门就几乎紧挨着鼻子,使人在心理上产生一种“空间压抑感”,因此还应增加一项心理修正量。
例3:在设计鞋的举例(略)中给出了各种鞋的功能修正量,但鞋类很重视款式美,这样小的放余量(设计鞋时,鞋的内底长应比足长长一些,所长出部分称为放余量)使鞋的造型较不美观,因此还需加上心理修正量――超长度,于是演变出了形形色色美观的鞋品种:①素头皮鞋:放余量+14mm,超长度+2mm;②三节头皮鞋:放余量+14mm,超长度+11mm;③网球鞋(胶鞋):放余量+14mm,超长度+2mm。
心理修正量也是用实验的方法求得的。根据被试者对不同超长度的试验鞋进行试穿实验,将被试者的主观评价量表的评分结果进行统计分析,求出心理修正量。
(4)产品尺寸设计举例
1)Ⅰ型产品尺寸设计
例1:在汽车驾驶员的可调式座椅的调节范围设计时,为了使驾驶员的眼睛位于最佳位置、获得良好的视野以及方便地操纵驾驶盘及踩刹车,高身材驾驶员可将座椅调低和调后,低身材驾驶员可将座椅调高和调前。因此对于座椅的高低调节范围的确定需要取眼高的P90和P10为上、下限值的依据;对于座椅的前后调节范围的确定需要取臀膝距的P90和P10为上、下限值的依据。
2)ⅡA型产品尺寸设计
例1:在设计门的高度、床的长度时,只要考虑到高身材的人的需要,那么对低身材的人使用时必然不会产生问题。所以应取身高的P90为上限值的依据。
例2:为了确定防护可伸达危险点的安全距离时,应取人的相应肢体部位的可达距离的P99为上限值的依据。
3)ⅡB型产品尺寸设计
例:在确定工作场所采用的栅栏结构、网孔结构或孔板结构的栅栏间距,网、孔直径应取人的相应肢体部位的厚度的P1为下限值的依据。
4)Ⅲ型产品尺寸设计
例1:门的把手或锁孔离地面的高度、开关在房间墙壁上离地面的高度设计时,都分别只确定一个高度供不同身高的人使用,所以应平均地取肘高的P50为产品尺寸设计的依据。
例2:当工厂由于生产能力有限,对本来应采用尺寸系列的产品只能生产其中一个尺寸规格时,也取相应人体尺寸的P50为设计依据。【人机工程学有关功能参数之】
以主要百分位和年龄范围的中国成人人体尺寸数据(GB/T 1)
代号及测量项目
年&龄&分&组
3上臂长/mm
4前臂长/mm
5大腿长/mm
6小腿长/mm
10手功能高/mm
11会阴高/mm
12胫骨点高/mm
16最大肩宽/mm
22坐姿颈椎点高/mm
23坐姿眼高/mm
24坐姿肩高/mm
25坐姿肘高/mm
26坐姿大腿厚/mm
27坐姿膝高/mm
28小腿加足高/mm
30臀膝距/mm
31坐姿下肢长/mm
32坐姿臀宽/mm
33坐姿两肘间宽/mm
造型尺寸选用百分位界限建议
确定造型尺寸的性质
由人体总长决定的造型尺寸
由人体某部分决定的造型尺寸
由人完成的可调尺寸
按人体尺寸确定适宜操作的最佳范围
造型尺寸需要考虑人的多项身体尺寸
选用百分位数
第95百分位
第5百分位至第95百分位
第99百分位
第50百分位
以上述性质确定百分位后,不应以比例适中的人作为基准,应按可能出现的尺寸差距,改变造型形式加以适应
门、船舱口通道、床、担架
取决于臂长、腿长的坐平面高度,或调节构件必要的可及范围
坐位、坐位安全带、至调节构件的距离
至运转着的机器部件的有效半径或紧急出口的直径
人操作紧急制动杆的距离
门铃、开关、插座等的安置尺寸
同一百分位高度的人,由于比例不匀称,大腿长短不一,坐深尺寸则不相同,从而使坐位表面适合臀部的造型对人的最佳配合失去意义。若将坐位表面改为平的座椅,则可解决因坐深不同的适应问题【人机工程学有关功能参数之】
人体立姿尺寸(GB/T 1)                 /mm
年&龄&分&组
测&量&项&目
百 &分 &位 &数 &P
中指指尖点上举高&H1
双臂功能上举高&H2
两臂展开宽&W1
两臂功能展开宽&W2
两肘展开宽&W3
立姿腹厚&T1
年&龄&分&组
测&量&项&目
百 &分 &位 &数 &P
中指指尖点上举高&H1
双臂功能上举高&H2
两臂展开宽&W1
两臂功能展开宽&W2
两肘展开宽&W3
立姿腹厚&T1
年&龄&分&组
测&量&项&目
百 &分 &位 &数 &P
中指指尖点上举高&H1
双臂功能上举高&H2
两臂展开宽&W1
两臂功能展开宽&W2
两肘展开宽&W3
立姿腹厚&T1
年&龄&分&组
测&量&项&目
百 &分 &位 &数 &P
中指指尖点上举高&H1
双臂功能上举高&H2
两臂展开宽&W1
两臂功能展开宽&W2
两肘展开宽&W3
立姿腹厚&T1
272【人机工程学有关功能参数之】
人体坐姿、跪姿、俯卧姿及爬姿尺寸                        /mm
人体坐姿尺寸(男)
百 &分 &位 &数 &P
前臂加手前伸长L1
前臂加手功能前伸长L2
上肢前伸长L3
上肢功能前伸长L4
坐姿中指指尖点上举高H3
百 &分 &位 &数 &P
前臂加手前伸长L1
前臂加手功能前伸长L2
上肢前伸长L3
上肢功能前伸长L4
坐姿中指指尖点上举高H3
人体坐姿尺寸(女)
百 &分 &位 &数 &P
前臂加手前伸长L1
前臂加手功能前伸长L2
上肢前伸长L3
上肢功能前伸长L4
坐姿中指指尖点上举高H3
百 &分 &位 &数 &P
前臂加手前伸长L1
前臂加手功能前伸长L2
上肢前伸长L3
上肢功能前伸长L4
坐姿中指指尖点上举高H3
人体跪、俯卧、爬姿尺寸(男)
百 &分 &位 &数 &P
跪姿体长L5
跪姿体高H4
俯卧姿体长L6
俯卧姿体高H5
爬姿体长L7
爬姿体高H6
人体跪、俯卧、爬姿尺寸(女)
百 &分 &位 &数 &P
跪姿体长L5
跪姿体高H4
俯卧姿体长L6
俯卧姿体高H5
爬姿体长L7
爬姿体高H6
注:跪、俯卧、爬姿数据计算方法见表跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸的计算。【人机工程学有关功能参数之】
跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸的计算
静&态&姿&势
尺寸项目/mm
推 &算 &公 &式
18.8+0.362H①
5.2+0.372H
38.0+0.728H
112.8+0.690H
俯卧姿体长
-124.6+1.342H
-124.7+1.342H
俯卧姿体高
330.7+0.698W②
314.5+1.048W
115.1+0.715H
223.0+0.647H
140.1+0.392H
-56.6+0.506H
①&H―身高,mm。②&W―体重,kg。注:应用举例:计算我国成年男子第50百分位的跪姿体长。第一步:查GB/T 1得全国成年男子身高第50百分位数值(H)为1678mm。第二步:将身高第50百分位数值H=1678mm代入本表中的相应计算公式得男子第50百分位的跪姿体长为:18.8+0.362H=18.8+0.362×mm【人机工程学有关功能参数之】
工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)
根据作业时人体的作业姿势,工作岗位分为三种类型:坐姿工作岗位,立姿工作岗位和坐立姿交替工作岗位。根据与作业关系的程度,工作岗位尺寸分为与作业有关的和与作业无关的两类。
PXY―水平基准面;PYZ―垂直基准面;S―座位面高度;H1―坐姿工作岗位的相对高度;H2―立姿工作岗位的工作高度;A―工作平面高度;C―作业面高度;K―工作台面厚度;F―脚支撑高度;U―小腿空间高度;Z―大腿空间高度;G―坐姿工作岗位的腿空间高度;L―立姿工作岗位的脚空间高度;T1―腿部空间进深;T2―脚空间进深;B―腿部空间宽度(图a、b、c中B尺寸同);D―横向活动间距(图a、b、c中D尺寸同);W―向后活动间距
与作业无关的工作岗位尺寸
坐姿工作岗位
立姿工作岗位
坐立姿工作岗位
大腿空间高度Z和小腿空间高度U的最小限值与最大限值
480≤A≤800
700≤A≤800
坐姿工作岗位相对高度H1,立姿工作岗位工作高度H2
调整作业检验工作精密元件装配
分检作业包装作业体力消耗大的重大工件组装
布线作业体力消耗小的小零件组装
注:1.表中的与作业无关的工作岗位尺寸是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和GB 10000)推导出来的。2.与作业有关的工作岗位尺寸:(1)作业面高度C&通常依据作业对象、工作面上配置的尺寸确定;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;新设计情况的K值,应满足下式关系。K=A-Z5%-S5%                           (1)K=A-Z95%-S95%                          (2)(3)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。根据作业时使用视力和臂力的情况,把作业分为三个类别:Ⅰ类:使用视力为主的手工精细作业。分别以GB 10000中坐姿立姿女性、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 10000中坐姿立姿女性、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、男性的第5和第95百分位数的相对高度H1和工作高度H2。(4)工作平面高度A的最小限值坐姿工作岗位A≥H1-C+S                           (3)A≥H1-C+U+F                           (4)或立姿工作岗位A≥H2-C                             (5)(5)坐位面高度S&的调整范围S95%-S5%=H1(5%)-H1(95%)                      (6)(6)脚支撑高度F&的调整范围F5%-F95%=S5%-S95%+U95%-U5%                    (7)F5%-F95%=H1(95%)-H1(5%)+U95%-U5%                 (8)【人机工程学有关功能参数之】
工作岗位尺寸设计(GB/T 1)
(1)工作岗位尺寸设计的一般程序
1)确定工作岗位类型;
2)根据表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)确定作业要求的类别,在表中查出和作业人员性别相符的第95百分位数的相对高度H1或工作高度H2。
(2)坐姿工作岗位
1)工作面高度A&被限定、不能升降时,坐位面高度S、脚支撑高度F&必须满足第5和第95百分位数的作业人员身材的升降调整范围。
2)工作面高度A可以升降时,坐位面高度S&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。
3)在设计女性和男性共同使用的坐姿工作岗位时,应选取男性的相对高度H1计算工作面高度A;同时坐位面高度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。
4)在用表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中公式(4)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腿部空间高度G。
5)按表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中公式(6)、公式(7)、公式(8)分别确定坐位平面高度S和脚支撑高度F的调节范围。
6)检验第5和第95百分位数的大腿空间高度Z5%和Z95%是否大于表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中的最小限值。如不符合要求,可参照下述方面进行修改①加大工作平面高度A的尺寸;②减小作业点高度C,如改变工件、工装夹具安置方位;③减小工作台面厚度K值。经修改后的设计,应再作复核。
7)设计步骤举例见表工作岗位尺寸设计举例(例1坐姿工作岗位)。
(3)立姿工作岗位
1)在工作面高度A被限定情况下,可使用踏脚台解决作业人员的适应性,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)在工作平面高度A必须统一的情况下(如生产流水线),工作高度H2按作业人员性别异同分两种情况确定。①作业人员性别一致时&&&&&&&&&&&&&&&& H2=[H2(5%)+H2(95%)]/2&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (9)式中& H2(5%)和H2(95%)分别为表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)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高度。②作业人员性别不一致时,取&&&&&&&&&&&&&&&& H2=[H2(W.95%)+H2(M.5%)]/2&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (10)式中& H2(W.95%)――表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中某一类别、女性第95百分位数立姿工作岗位高度;H2(M.5%)――表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中该类别男性第5百分位数立姿工作岗位高度。
4)用表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中公式(5)确定工作平面高度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,应该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和脚空间高度L符合表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中规定的数值。
(4)坐、立姿交替工作岗位
1)用立姿工作岗位设计方法,确定工作高度H2和工作平面高度A。
2)根据作业要求的类别,从表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中查出工作高度H1(5%)和H1(95%);分别按表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中式(6)和式(7)计算坐位面高度S&调整范围和脚支撑F&调整范围,核算大腿空间高度Z是否大于表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)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。【人机工程学有关功能参数之】
工作岗位尺寸设计举例(例1坐姿工作岗位)
设&&计&&步&&骤
已知作业内容及作业要求类别:用风动改锥拧紧外罩,Ⅲ类;作业人员性别:女性;作业点高度C=150mm;工作台面厚度K=30mm。
从表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中查出相对高度:
H1(5%)=300mm;H1(95%)=400mm。
按表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)式(4)计算工作平面高度A:
A≥H1(95%)-C+U95%+F95%式中& U95%=435mm(见表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1))F95%是脚支撑的最低部位,按图脚支撑安排安装时,F95%=350/2 sin10°+20≈50mmA≥400-150+435+50=735mm计算出的A值是最小值,在以后的计算中,应该按实际确定的A值进行(例如,A=800mm)。
按表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中式(1)计算坐位面高度S
S5%≤A+C-H1(5%)=735+150-300=585mmS95%≤A+C-H1(95%)=735+150-400=485mm
按表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中式(7)和式(8)计算第5百分位数身材的作业人员脚支撑高度F:
F5%=S5%-U5%=585-375=210mmF95%=S95%-U95%=485-435=50mm
与作业无关的工作岗位尺寸按表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)所规定的数值确定。与作业有关的尺寸汇总如下:工作面高度A≥735mm;坐位面高度S&调整范围=485~585mm;脚支撑高度F&调整范围=50~210mm。示意图见设计的工作岗位。
根据表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)式(1)、式(2)检验大腿空间高度Z是否符合表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中规定的最小限值。
Z5%=A-S5%-K=735-585-30=120mm,小于表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中规定的最小值135mm。Z95%=A-S95%-K=735-485-30=220mm,大于表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中规定的最小值175mm。
当得出Z值小表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中规定的最小值时,可在实际的设计中通过调整作业点高度C&值或工作台的结构尺寸加以改进。【人机工程学有关功能参数之】
工作岗位尺寸设计举例(例2坐、立姿交替的工作岗位)
设&&计&&步&&骤
已知作业内容及作业要求类别:电流表布线,Ⅲ类。作业人员性别:男性;作业点高度C=150mm,工作台面厚度K=30mm。
以表工作岗位尺寸设计中公式(9)和表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)值为依据确定工作高度H2:H2=[H2(5%)+H2(95%)]/2=()/2=1125mm
按表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)公式(5)计算工作面高度A:A≥H2-C=5mm
从表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中查出Ⅲ类、坐姿工作岗位时的男性工作高度H1:H1(5%)=350mm,H1(95%)=450mm
按表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中公式(3)计算坐位面高度S:S5%≤A+C-H1(5%)=975+150-350=775mmS95%≤A+C-H1(95%)=975+150-450=675mm
按表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中公式(7)计算脚支撑高度F:F5%=S5%-U5%=775-420=355mmF95%=S95%-U95%=675-480-=195mm
因工作面高度A为975mm,大于800mm,腿部空间宽度B应该选择大于或等于700mm。与作业无关的工作岗位尺寸,按表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)所规定的数据确定。与作业有关的尺寸汇总如下:工作面高度A≥975mm;坐位面高度S&的调整范围=675~775mm;脚支撑高度F&的调整范围=190~355mm。示意图见设计的坐立姿工作岗位尺寸
最后,根据表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)式(1)和式(2)检验大腿空间高度Z是否符合表工作岗位尺寸设计的原则及其数值(GB/T 1)中规定的最小限值。【人机工程学有关功能参数之】
人体必需的空间
身高为175cm的人所必需的空间主要尺寸/cm
人坐着和站着时所必需的空间主要尺寸/cm【人机工程学有关功能参数之】
人手运动的范围
设计工具和装置的把手、手柄、手接触的筛板和其他产品的安全孔时,要考虑人手尺寸及其运动的可能性。如图所示和下表给出了手的主要尺寸的平均值,图中上部尺寸是男性手,下部是女性手。男性手最长为21cm,女性为20.5cm。握拳时,手可摆动135°;手指伸开时,手可摆动150°。cm
1.8~1.5【人机工程学有关功能参数之】
上肢操作时的最佳运动区域
【人机工程学有关功能参数之】
腿和脚运动的范围
脚各部分的比例及其弯曲范围对于研究脚部操纵机构是重要的。如自行车的结构要适应脚部尺寸和运动学,操作台或台下空间的大小取决于操作者坐着的身体尺寸和姿态,小腿高度决定坐位的最佳高度。图所示为身高175cm男性的脚部尺寸(穿鞋和不穿鞋)。脚的长度最大为29cm,最小为23cm;脚的宽度最大为10.5cm,最小为7.8cm;脚掌与踏板接触的面积为A。实际上还必须考虑到鞋后跟的高度。【人机工程学有关功能参数之】
坐着工作时手工操作的最佳尺寸                           cm
工 &作 &台 &高 &度
工&作&台&表&面&上&手&的&工&作&区&域
设计原则:1.需力越大,应该越低2.要求视力越强,应该越高3.高度还决定于工作时人体的姿势、操纵机构的大小和操作者的身高A――要求手臂运动有较高精度的工作(钟表组装),88±2B――视力强度较高的工作,84±2C――一般工作台74±2;会议桌69~70D――打字桌,需要较大力气才能完成的工作的工作台66±2E――放腿空间的最低高度,60
A――最大可达到区域,在此区内,完成手工操作需要用一定的力B――伸直手臂时,手指可达到区域C――手掌容易达到区域D――粗的手工工作最佳的可达到区域E――精度和手艺要求很高的手工劳动的最佳可达到区域本图尺寸推荐用于中等身高的男性,坐在高70cm左右的工作台前。对于女性,到达区应该减小10%
手工操作的最佳区
工作台下腿脚活动空间
本图给出的尺寸,推荐用于身高155~160的男性在这些条件下,他们能够方便地用手工作(装配、安装、包装等工作,力为100N)
本图尺寸适用于身高不超过181者图上示出了腿脚七种姿势:两腿伸直;脚在右角上;腿在坐位下弯曲;一只脚在前,另一只脚在后;两腿交叉;脚放在脚踏板上;在一只脚置于另一只腿上,或对身高为200者,腿脚区高等于75~77【人机工程学有关功能参数之】
工作坐位的推荐尺寸                                  cm
工作桌子与椅子的关系尺寸
桌子高度:女性 &69~73男性 &73~75
车间用椅子
椅子高度:38~52宽 度:38~40椅背宽度:30~32
操作者用沙发椅
坐位高度:38~55范围内调节坐位宽度:40~50椅背宽度:38~43扶手最低高度:45
办公室椅子
坐位高度:男性41~45女性39~40坐位宽度:40椅背宽度:35~40【人机工程学有关功能参数之】
运输工具的坐位及驾驶室尺寸                             cm
运输工具内的坐位
轮便小汽车的驾驶室
1.英国航空公司飞机的坐位2.瑞典高速火车的坐位3.英国铁路货车上的坐位
本尺寸以身高169~180者体型为基础坐位在水平面上可调≈±10,在垂直面上可调±4
载重汽车的驾驶室
火车头的驾驶室
本尺寸以身高175±5者最佳。坐位水平可调±10,垂直可调±5,坐位最小宽度48【人机工程学有关功能参数之】
站着工作时手工操作的有关尺寸                           cm
工作台的高度
适于身高175男性,165女性(括号内尺寸)设计原则:工作场地的高度决定于作用力、操作者操作物件的尺寸、视力要求和人的身高A――精密工作,靠肘支承工作,如在书写时,105~115(100~110)B――虎钳固定在工作台上的高度,113C――轻手工工作(包装等),95~100(90~95)D――用劲大的工作(重的钳工工作),80~95(75~90)
机床上用手操纵控制机构的工作区
按身高175的男性体型给出设计原则:站着工作时,应该尽可能地不使操作经常弯腰、转身等。机床(设备)上的大部分控制机构和仪表应该布置在保证容易操作的最佳区内A――作用空间B――便于操纵控制机构的空间C――最佳工作区
手的工作区
站着工作时,手臂的最佳和许用工作区尺寸图上给出的是身高为175左右男性站着工作时的尺寸
210――站着时手可达到区197――门高195――手方便地可达到区的上限190――隔板布置的最高高度180――操纵机构布置的最高高度175――指示器布置的最高高度,坐着时可达到区
160――站着时的视力水平140――电网挂墙式开关高度135――站着识读的立式指示器的极限高度120――设备的隔栅高度105――门把手的安装高度100――隔栅的最低高度
80――操纵机构布置的高度,手可达到区的下限50――操作的最低高度(坐着)43――男性坐位高度40――女性坐位高度30――绳梯最佳级高【人机工程学有关功能参数之】
几种操作状态下人力发挥的作用力、速度和功率(平均值)
速度υ/m?s-1
功率Pυ/N?m?s-1
用手上下压泵的杠杆
回转曲柄或摇柄
水平推拉船橹
拉滑轮链提升重物
挥锤打铁砧
转动绞车的把柄提升重物
以自身的重量上楼梯或脚踏水车旋转
注:表中数据是根据实验测得的人力平均值。体重为65kg的工作者,如在极短时间内动作,作用力&P&值可达表中数值的2倍(但是踏车情况下的&P&值仍旧一样)。【人机工程学有关功能参数之】
人的推拉力                                        N
注:人的两腿分开50°。【人机工程学有关功能参数之】
操作物体时的最佳位置
操 &作 &说 &明
图    &例
1.用双手拿起物体的最初位置:手距地面高度为500~600mm左右;低于此值,拿起物体不方便
2.手摇杠杆的位置:手摇杠杆的高度约为750mm,适宜的行程为250mm
3.双手加压物体的高度:用双手加压,最大压力的作用高度为500mm,但400~700mm之间无显著差别,可施加近于体重的压力
4.手摇摇柄的位置:摇柄的中心高度为800~900mm,力臂视力矩大小取250~400mm
5.用锤打物体的位置:竖打的情况下,物体的高度在400~800mm之间,其效果无显著差别,适宜高度为500~600mm,横打最佳高度为900~1000mm
6.水平推或拉的位置:握棒的位置离地面的适宜高度为850~950mm
7.拉链时手的位置:拉链时手的位置从最高1700mm(H1)拉下至1200mm(H2)为最佳
&【人机工程学有关功能参数之】
―男性,- - -女性女性体力比男性低30%~40%
操纵把手在操作者前高70~90cm的地方,手在各个方向上的最大力(N)
前臂弯曲时静力的大概值(N)
手的握压力(N):男性手掌的平均握压力为400(最大为500);女性为300;手指捏压力为100
注:设计时需根据各地区具体情况进行修正。【人机工程学有关功能参数之】
健康男人骑自行车发出的平均功率
发出功率/kW
最高发出功率约10s
0.510.220.15
最高发出功率约10s短时间(5~30min)长时间(30~60min)
0.220.150.07
最高发出功率约10s短时间(5~10min)长时间(10~60min)【人机工程学有关功能参数之】
操纵机构型式及最佳力
操纵机构名称
调 &节 &位 &置
快 &速 &开 &和 &关
精确调节的快速操纵
精确调节的慢操纵
操纵机构型式
旋转杠杆开关
操纵机构型式
操纵机构作用型式
【人机工程学有关功能参数之】
操纵力推荐值                                    N
操 &纵 &器 &形 &式
手轮、驾驶盘
注:1.括号内的数值适用于不常用的操纵器。2.用双手操纵管道阀门的手动操纵杆和操纵轮,用力不得超过450N。【人机工程学有关功能参数之】
操纵机构其他功能参数
杠   &杆   &/cm
手轮布置位置/cm
布     &置
1.转动角度2.主要和经常使用时的工作行程3.辅助的或不经常使用时的工作行程
<30°250mm400mm
<60°150mm250mm
1.最大旋转半径<400mm2.旋转中心离地面高度900~1100mm3.手把上的平均运动速度<1m/s
杠杆把手的最佳布置
当坐着操纵手轮时,手轮的转动中心应比坐位高约40cm
←拉向操作者
50~70【人机工程学有关功能参数之】
新建、扩建、改进企业噪声卫生标准(试行草案)
每个工作日接触噪声时间/h
允许噪声/dB
最高不得超过
115【人机工程学有关功能参数之】
工作场地噪声的极限允许值                          dB
极限允许值
活 &动 &型 &式
体力工作(不要求思想集中和不监听周围环境)
体力工作(要求精度和注意力集中或连续听觉监听周围环境)
经常要求发布口头命令和声音信号的工作;要求连续监听周围环境的工作;死板性质的脑力活动为主的工作
脑力工作(要求注意力集中,注意周围环境)
脑力工作(操纵)(要求长时间注意力集中和注意周围环境),有重大责任的工作
注:表中给出的噪声级是大致的,在研究具体的噪声时必须考虑到其作用的时间长短,连续或间断性质,白天或者夜间和局部条件。【人机工程学有关功能参数之】
不同工作场所的噪声级测量值                     dB
宇宙火箭启动
功率巨大的火箭发动机
喷气式飞机
飞机发动机,高压蒸汽排出
铆接,风动工具清除铸件
熔炼炉和锻烧炉
锅炉房,汽笛,锯木间
制模机,振动器和压机
重型加工机床,计算中心
焊接设备,钻床,呼喊声
机械制造厂,机加工车间,建筑工地,电子计算机
电动打字机
加重的说话声音
机械打字机,工厂办公室
相隔1m距离的谈话
机关和安静的工作地点
钟表滴答声【人机工程学有关功能参数之】
噪声对人的作用
图&&&&&&形
说&&&&&&明
1―造成瞬时致聋或致死;
2―造成听觉器官严重损伤和致聋;
3―引起强列的病态感觉和头晕;
4―产生病态感觉,开始损伤听觉器官,必须采用噪声抑止器;
5―引起非常不愉快的感觉,疲乏和头痛;
6―对听觉器官有害;
7―造成神经性刺激,干扰智力集中,降低工作质量;
8―所谓的相对噪声区,它是人心理上对噪声源有感受的噪声,随着时间的推移,对操作工作和要求智力集中很强的动作产生不良影响【人机工程学有关功能参数之】
照度和颜色的影响
相对生产率(1)和眼睛疲劳度(2)同照度的关系曲线
克劳依脱霍夫图表是一种定向的辅助手段,用此图表从美学上决定舒适的和不舒适的照明。美学上舒适的和自然的照明由区域(1)内照度(1x)和色温度(K)的交点来决定,如果交点位在区域(1)之外,那么照明不是自然光而是失真颜色(2)或者是冷光,这时会感到光线不足(3)
实验证明,在工作面上和工作地点有较强的照明时,可以提高劳动生产率和降低眼睛与机体的疲劳度。但是对每一种视力工作来说,它具有自己的界限,这是由于使眼睛发花的亮度会对视力产生不良作用
按照工作和视力活动型式推荐的工作地点人工照明的照度
视&力&活&动&特&点
工&&作&&型&&式
最精确的工作,认清的零件尺寸<0.2mm(特殊视力任务)
最复杂视觉任务
精确的检查
精确的工作,区分的零件尺寸为0.2~1mm(正常视力任务)
中等对比度和弱反射时的最佳照明(仪表的生产和组装)
最精确的机械工作;区分颜色;机器加工的精确工作
中等精度工作,区分的零件尺寸为1~10mm(简单视力任务)
设计和绘制图纸、精确的机械试验、实验室、计算中心、机器印刷
对没有日光照明的工作地点;卫生上的最低要求;阅读、写信、机关工作、钳工工作、压力机车间工作
车间总体照明卫生上的最低要求:大致的检查、加工车间、贮存、包装工作、分发、铸造生产
粗糙的工作,区分的零件尺寸为10~100mm
建筑物的入口、通道和楼梯等地方
视力分析状态上最低要求的照度
一般地识别方位
安全工作的最低照度(内部交通和指向)
注:照度主要影响同眼睛工作有关的劳动生产率,提高照度在某些范围内意味着提高劳动生产率。表内列出的人工照明的照度值,必须在工作地点内全日使用。【人机工程学有关功能参数之】
综合环境条件的不同舒适度区域和振动引起疲劳的极限时间
上图为综合环境不同条件给出的不同舒适度的区域,可以对比人的工作区是否适应或应加以改进,但是有些条件对人体的影响不是单一的。例如图中加速度在(0.1~1)g(重力加速度)为不舒适区。但对于冲击及振动等连续作用情况下,其对于人体的器官的疲劳作用,与振动频率及作用时间有很明显的关系。下图a、b分别为由垂直振动和水平振动作用于人体器官的时间所产生不同疲劳的极限值及其频率的关系,加速度以振动的均方值决定。【人机工程学有关功能参数之】
人手经过隔栅可达到的距离(本图为身高175cm的人的试验结果)【人机工程学有关功能参数之】
梯子(GB 53.2―1993)及防护栏杆(GB 93)
本标准规定的固定钢斜梯和固定钢直梯安全技术条件只适用于工业企业生产中,防护栏杆安全技术条件只适用于工业企业中的平台、人行通道、升降口等有跌落危险的场所;钢斜梯、防护栏杆不适用于交通及其他移动设备上,钢直梯不适用于船舶、通信塔、电线杆和烟囱上。
固定式钢斜梯(GB 93)
坡度α/(°)
坡度α/(°)
踏步高R/mm
高度比H:L
踏步宽t/mm
零件尺寸及材质
踏板:δ≥4mm花纹钢板,或经防滑处理的普通钢板,或由25×4扁钢和小角钢组焊成的格子板扶手:H=900mm,或按GB 4053.3中规定的栏杆高度。采用外径为 30~ 50mm,壁厚不小于2.5mm的管材立柱:用不小于40×40×4角钢,或外径为 30~ 50mm管材,从第一级踏板开始设置,间距不宜大于1000mm横杆:采用直径不小于 16mm圆钢或30×4扁钢,固定在立柱中部梯梁:采用性能不低于Q235-A?F钢材,其截面尺寸应通过计算确定
钢斜梯活载荷应按实际要求采用,但不得小于下列数值:(1)钢斜梯水平投影面上的活载荷标准值取3.5kN/m2(2)踏板中点集中活载荷取1.5kN/m2(3)扶手顶部水平集中活载荷取0.5kN/m(4)挠度不大于受弯构件跨度的1/250
与附在设备上的平台梁相联接时,联接处应采用开长圆孔的螺栓连接,其他坡度按直线插入法取值
固定式钢直梯(GB 93)
构件尺寸及设计有关规定
梯梁应采用不小于50×50×5角钢或60×8扁钢踏棍宜采用不小于 20mm的圆钢,间距宜为300mm等距离分布支撑应采用角钢、钢板或钢板组焊成T型钢制作,埋设或焊接时必须牢固可靠无基础的钢直梯,至少焊两对支撑,支撑竖向间距不宜大于3000mm,最下端的踏棍与基准面距离不宜大于450mm钢直梯每级踏棍的中心线与建筑物或设备外表面之间的净距离不得小于150mm(见图b)侧进式钢直梯中心线至平台或屋面的距离为380~500mm,梯梁与平台或屋面之间的净距离为180~300mm(见图c)梯段高度超过3000mm时应设护笼,护笼下端距基准面为mm,护笼上端高出基准面应与GB 4053.3中规定的栏杆高度一致护笼直径应为700mm,其圆心距踏棍中心线为350mm。水平圈采用不小于40×4扁钢,间距为450~750mm,在水平圈内侧均布焊接5根不小于25×4扁钢垂直条钢直梯最佳宽度为500mm。由于工作面所限,攀登高度在5000mm以下时,梯宽可适当缩小,但不得小于300mm钢直梯上端的踏棍应与平台或屋面平齐,其间隙不得大于300mm,并在直梯上端设置高度不低于1050mm的扶手梯段高不宜大于9m。超过9m时宜设梯间平台,以分段交错设梯。攀登高度在15m以下时,梯间平台的间距为5~8m,超过15m时,每5m设一个梯间平台,平台应设安全防护栏杆
踏棍按在中点承受1kN集中活载荷计算,允许挠度不大于踏棍长度的1/250梯梁按组焊后其上端承受2kN集中活载荷计算(高度按支撑间距选取,无中间支撑时按两端固定点距离选取),允许长细比不宜大于200
固定在平台上的钢直梯,应下部固定,其上部的支撑与平台梁固定,在梯梁上开设长圆孔,采用螺栓铰接固定在设备上的钢直梯当温差较大时,应一个支撑固定,其余支撑均在梯梁上开设长圆孔,采用螺栓铰接
固定式工业防护栏杆
构件尺寸及设计有关规定
防护栏杆的高度宜为1050mm。离地高度小于20m的平台、通道及作业场所的防护栏杆高度不得低于1000mm,离地高度等于或大于20m高的平台、通道及作业场所的防护栏杆不得低于1200mm扶手宜采用外径&#~50mm的钢管,立柱宜采用不小于50×50×4角钢或&#~50mm钢管,立柱间隙宜为1000mm横杆采用不小于25×4扁钢或16mm的圆钢,横杆与上、下构件的净间距不得大于380mm挡板宜采用不小于100×2扁钢制造。如果平台设有满足挡板功能及强度要求的其他结构边沿时,允许不另设挡板室外栏杆、挡板与平台间隙为10~20mm,室内不留间隙栏杆端部必须设置立柱或与建筑物牢固连接
强度要求:栏杆的设计,必须保证其扶手所能承受水平方向垂直施加的载荷不小于500N/m
钢斜梯、直梯、栏杆共同规定
钢斜梯梯梁、钢直梯及栏杆的全部构件采用性能不低于Q235-A?F的钢材制造钢斜梯、钢直梯及栏杆全部采用焊接,焊接要求应符合GBJ 205的技术规定。当栏杆在不便焊接时,也可用螺栓连接,但必须保证其结构强度要求所有结构表面应光滑、无毛刺,安装后不应有歪斜、扭曲、变形及其他缺陷钢斜梯、直梯及栏杆安装后表面必须认真除锈,并做防腐涂装【人机工程学有关功能参数之】
倾 &斜 &通 &道
宽度(立柱间的距离)为40~45cm,蹬的最佳直径3cm,蹬的最佳距离30cm,最大高度9m,>3m应设安全带
对于单通道最小宽度为60cm
最小宽度为120cm,台阶间的最佳阶高和阶距的比例为17/29,推荐13/37、14/34、15/33、16/31、18/27、19/25
最佳宽度为110cm(最小为75cm),最佳斜度5.5°(对车站入口为12°)
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