安全人机工程学复习大纲过传乐.doc

人机工程学的定义：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。安全人机工程学的定义：安全人机工程学是从安全的角度和着眼点出发，运用人机工程学的原理和方法去解决系统中人机结合面的安全问题的一门新兴学科。（它是人机工程学的一个应用学科的分支，并成为安全工程学的一个重要分支学科。）安全人机工程学研究的科学对象：安全人机工程学主要是从安全的角度和以人机工程学中的安全为着眼点进行研究，其研究对象是人、机和人机结合面3个安全因素。人、机、人机结合面的定义：人，是指活动的人体即安全主体，人应该始终是有意识有目的地操纵物（机器、物质）和控制环境的，同时又接受其反作用；机，是广义的，它包括劳动工具、机器（设备）、劳动手段和环境条件、原材料、工艺流程等所有与人有关的物质因素；人机结合面，就是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域（或称”界面“）。即指人与机器间能够相互施加影响的区域，也是用户与机器相互传递信息的媒介，最典型的就是信息的输入与输出。人通过感觉器官（眼、耳、鼻、舌、身）接受外界的信息、物质和能量，又通过人的执行器官（手、脚、口、身）向外界传递人发出的信息、物质和能量。因此可以认为，机器及环境等凡是参加这两个过程的一切领域均属于人机结合面（人机界面）。人机关系示意图：P9。安全人机工程学研究的方法：调查法、实验法和模拟法。安全人机工程学的主要研究目的：在任何一个人类活动的场所，总是包含着人和机以及围绕着人和机器而产生的关系及其环境条件，是一个综合体。安全人机工程学对这些综合体建立合理的方案，更好地在人机之间合理的分配功能，使人和机有机结合，有效地发挥人的作用，最大限度地为人提供安全卫生和舒适的环境，同时带来活动效率的提高。测量基准面：人体测量基准面是由3个互为垂直的轴（铅垂轴、纵轴和横轴）来决定的。人体测量中设定的轴线和基准面图：P18 图2-1。正中矢状面：在矢状面中，把通过人体正中线的矢状面称为正中矢状面。正中矢状面把人体分成左、右对称的两部分。冠状面：通过铅垂轴和横轴的平面及与其平行的所有平面都称为冠状面。冠状面将人体分为前、后两部分。水平面：与矢状面及冠状面同时垂直的所有平面称为水平面。水平面将人体分成上、下两部分。眼耳平面：通过左、右耳屏点及右眼眶下点的水平面称为眼耳平面。需氧量、耗氧量和摄氧量：需氧量，体内单位时间内所需要的氧气量叫需氧量；耗氧量，人体在单位时间内所消耗的氧气量称为耗氧量；摄氧量，单位时间内，人体通过循环、呼吸系统所能摄入的氧气量称为摄氧量。最大耗氧量的相关计算：P25氧债与劳动负荷：劳动开始时，由于人体呼吸、循环机能跟不上需氧量，致使肌肉在缺氧的状态下活动，这种供氧量与需氧量的差值，称为氧债。人体测量数据的运用准则：最大最小准则，可调性准则，平均准则，使用最新人体数据准则，地域性准则，功能修正与最小心理空间相结合准则，标准化准则，姿势与身材相关联准则，合理选择百分位和适用度准则。最小功能尺寸计算公式：Smin=Sa+f P3739最佳功能尺寸计算公式：Sopm=Sa+f+p人与机的沟通主要是通过感觉系统、神经系统和运动系统。感觉是人脑对直接作用于感觉器官（眼、耳、鼻、舌、身）的客观事物和个别属性的反映。知觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的整体反映。感觉和知觉是由于客观事物直接刺激人的各种感觉器官的神经末梢，由传入神经传到脑的相应部位而产生的。人能够产生视觉是由三个要素决定的，即视觉对象、可见光和视觉器官。人只能看到波长范围为（380780）X10-9m的可见光，其它波长的均不引起视觉。除满足波长要求外，要引起人的视觉，可见光还要具有一定的强度。视角是确定被观察物尺寸范围的两端光线射入眼球的相交角度。视角大小的计算公式 P51：=2arctan视敏度是能够辨出视野中空间距离非常小的两个物体的能力。当能够将两个相距很近的刺激物区分开来时，两个刺激物之间有一个最小的距离，这个距离所形成的视角就是这两个刺激物的最小区分阈限，又称为临界视角，它的倒数就是视敏度，在医学上把视敏度叫做视力。视野是指当头部和眼部固定不动时所能看到的正前方空间范围，或称静视野，常以角度表示。眼球自由转动时能看到的空间范围称为动视野。在水平面内的视野，双眼视区大约在左右60o以内的范围，单眼视野界线为标准视线每侧94o104o。在同一光照条件下，用不同颜色的光测得的视野范围不同。白色视野最大，黄、蓝色次之，再其次为红色，绿色视野最小。暗适应和亮适应：当我们在光亮处停留一段时间，再进入暗室时，开始视觉感受性很低，然后才逐渐提高，经过57min才逐渐看清物体，大约经过30min眼睛才能基本适应，完全适应大约需要1h。这种在黑暗中视觉感受性逐渐提高的过程叫暗适应。当人从黑处到光亮处，也有一个对光适应的过程，称为亮适应。亮适应在最初的30s内进行很快，大约12min就能基本上完成。视觉的运动规律：眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快且不易疲劳；一般先看到水平方向的物体，后看到垂直方向的物体。视线的变化习惯从左到右，从上到下和顺时针方向运动。人眼对水平方向尺寸和比例的估计比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确得多。当眼睛偏离视中心时，在偏移距离相等的情况下，人眼对左上限的观察最优，依次为右上限、左下限，右下限最差。两眼的运动总是协调的、同步的，在正常情况下不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动。在操作中一般不需要一只眼睛视物，而另一只眼睛不视物。人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受。颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。当人们从远处辨认前方的多种不同颜色时，其易于辨认的顺序是红、绿、黄、白。当两种颜色相配在一起时，易于辨认的顺序是：黄底黑字，黑底白字，蓝底白字，白底黑字等。掩蔽效应：一个声音被另一个声音所掩盖的现象，称为掩蔽。一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应，称为掩蔽效应。大脑的觉醒水平：P6063。人的心理特性对安全产生的影响：P6475。色彩调节在作业场所中的应用：工厂各区域以及设备和环境色彩的明度尽可能保持协调一致，以保证分辨力和避免色彩明暗变化大而引起的亮适应或暗适应反应。光源色对物体色会产生影响。物体色和光源色为同色系，物体色彩被加强；物体色和光源色为互补色关系，物体色被减弱甚至变为暗浊色。工件色彩与工作面色彩应形成对比，色彩与设备的功能相适应，操纵装置的配色要突出重点，危险与示警部位的配色要醒目。即被加工对象为浅色，工作面应为深色，反之亦然。机械设备一般较重，体积较大，占用空间大。为减轻压抑感，大部分采用无刺激的中性色彩，较多采用的是无光泽、明亮、柔和的中浅灰、灰绿、灰蓝色系。工作色调不要单一。在视觉狭窄的建筑物内，加入适当装饰色，既可活跃气氛，又可增加视觉层次，和谐建筑物有限空间的约束。使人们提高工作效率和调节情绪。人体生物力学测中研究人体各部分的力量、活动范围和速度。手的操纵力（P81）规律：左手力量小于右手。手臂处于侧面下方时，推拉力都较弱，但其向上和向下的力较大。拉力略大于推力。向下的力略大于向上的力。向内的力略大于向外的力。疲劳的两种定义：所谓疲劳，就是在人体发生可以概括为失去功能或打乱功能的变化，也就是发生机能变化、物质变化、自觉疲劳和效率变化的现象。所谓疲劳就是人体内的分解代谢和合成代谢平衡不能维持，换言之，当高位与低位的代谢反应平衡不正常时叫疲劳疲劳的特点：P91影响疲劳的因素：人的疲劳往往与各种形式的劳动（体力与智力）速度、强度和持续时间等因素有关。劳动速度快、强度大，疲劳出现越早；持续时间越长，疲劳越容易发生。人会产生疲劳是因为人的大脑皮层，有一种保护自己的能力。心理性疲劳受环境的影响很大，周围环境稍有改变就会产生不同的效果。劳动内容单调极易引起心理疲劳，而所做工作的效率如何，对疲劳的出现也有一定的影响。性格差异和智能水平的高低使人们在工作中产生厌倦和疲劳的程度是不同的。疲劳的改善和消除：体力劳动以不快不慢的速度进行，维持时间最长久，不易疲劳。工间休息是减轻体力劳动者疲劳的行之有效的方法。坚持正常的作息时间，安排好合理的休息时间，既是人体生物节律的要求，也能减轻人体的生理紧张。脑力劳动要注意合理用脑，一旦发生脑力疲劳现象，就应立即设法消除。改进工作的环境条件是人减轻疲劳的有效方法之一。注意休息能改善疲劳。工作过程中，连续工作时间最好不要太长，太长能使工作效率降低更多、伤害事故的可能性大大增加。人机系统必备的4大功能：信息接受、信息储存、信息处理和执行等。人机系统功能示意图：P101。机械安全设计的基本途径：选用适当的设计结构，尽可能避免危险或减小风险；通过减少对操作者涉入危险区的需要，限制人们面临危险。机械安全设计必须符合的安全人机工程学要求有：合理分配人机功能。适应人体特性。友好的人机界面设计。作业空间的布置遵从重要性原则、使用顺序原则、使用频率原则、使用功能原则。人的主要功能：传感器：人在人机系统中首先是感觉功能，或叫信息发现器。信息处理器：人的判断可分为相对判断和绝对判断。相对判断即有条件的判断。是在已有的两种或两种以上事物中进行比较后作出的。绝对判断是在没有任何标准或比较对象的情况下作出的。操纵器：在人机系统中，控制器的作用被认为是对能得到的刺激的一种反应。人机特性比较：P111。从安全的角度出发，人机匹配主要解决的问题是：信息由机器的显示器传递到人，选择适宜的信息通道，避免信息通道过载而失误，以及显示器的设计如何符合安全人机工程学原则；信息从人的运动器官传递给机器，如何考虑人的极限能力和操作范围，控制器如何设计得高效、安全、可靠、灵敏；如何充分运用人和机各自的优势；怎样使人机界面的通道数和传递频率不超过人的能力，以及机如何适合大多数人的应用。人机功能分配的一般原则：笨重的、快速的、精细的、规律性的、单调的、高阶运算的、支付大功率的、操作复杂的、环境条件恶劣的作业以及需要检测人不能识别的物理信号的作业，应分配给机器承担；而指令和程序的安排，图形的辨认或多种信息输入时，机器系统的监控、维修、设计、创造、故障处理及应付突发事件等工作，则由人承担。人机分工不合理的表现：可以由人很好地执行的功能分配给机器而把设备能更有效地执行的功能分配给人。让人承担超过其能力所能承担的负荷或速度。不能根据认知性功能的特点而找出人机之间最适宜的相互联系的途径与手段。人机功能分配应注意的问题：信息由机器的显示传递到人，选择适宜的信息通道，避免信息通道过载而失误。信息从人的运动器官传递给机器，应考虑人的权限能力和操作范围，控制器设计要安全、高效、可靠、灵敏。充分考虑人和机的各自优势。使人机结合面的信息通道数和传递频率不超过人的能力，以及机适合大多数人的应用。一定要考虑到机器发生故障的可能性，以及简单排除故障的方法和使用的工具。要考虑到小概率事件的处理，有些偶发性事件如果对系统无明显影响，可以不必考虑，但有的事件一旦发生就会造成功能的破坏，对这种事件就要事先安排监督和控制方法。音响和