安全人机工程.

1、第一章1 人机工程学定义，研究目的，研究内容，了解其研究方法。熟悉人机工程学的发展历史。定义:国内：人机工程学是运用生理学、心理学、生物力学和其它有关学科知识，使机器和人相互适应，创造舒适和安全的环境条件，从而提高工效的一门科学。研究目的:设计:为设计机器设备、工艺流程、工具、信息传递和控制装备时，考虑人的因素提供依据。工效:保障设计的机械使人的操作简便、省力、快速而准确。安全:保障人的工作条件和工作环境安全、卫生和舒适。最终目标:最终目标是为了使人机系统协调，保障安全健康和提高工作效率。研究内容:1、人的因素方面:人的生理、心理、人体测量和生物力学等内容 。2、机的因素方面:显示器、控制器等

2、设计等内容。3、环境因素方面:温度、湿度、噪声、尘毒、 采光、照明、色彩、辐射对人身心的影响等内容。4、人机系统的综合研究:人机系统的整体设计、岗位设计、显示控制设计、环境设计、作业方法、人机的组织管理等内容。了解其研究方法:1、测量法:借助器具、设备而进行实际测量的人机学研究方法。1、人体尺寸实测法；2、心理实测法。2、 实验法:在人为设计的环境中，测试实验对象的行为或反应。各种实验数据要经数学手段或计算机处理。3、观察分析法:通过观察、记录被观察者的行为表现、活动规律等，然后进行分析的方法。观察的形式取决于调查的内容和目的，可用公开或秘密的方式进行，也可借助摄影或录相等手段。4、感觉评价法

3、:运用人体的主观感受对系统的性质、质量、特征等进行判断和评价的一种方法。 此外还包括：调查研究法、计算机仿真法、图示模拟和模拟试验法等 。熟悉人机工程学的发展历史:经验期:从1884年起，进行了肌肉疲劳试验 (1884年，德国莫索)、铁锹作业试验 (1898年美国泰勒)、砌砖作业试验(1911年吉尔伯勒斯)等。创建期：二战期间，美国在第二次世界大战的飞机事故中,80%是由于人机工程学方面的原因造成的。失败的教训使人们逐步认识到“人的因素”在设计中是不能忽视的一个重要条件成熟期：20世纪60年代，欧美和日本进入了大规模的经济发展时期，可以说：人机工程学起源于欧洲，发展于美国，成熟于日本。2安全人

4、机工程学定义，研究对象，了解其研究范围和内容及研究方法。了解安全人机工程学的研究目的。定义：安全人机工程（Safety Ergonomics）是从安全的角度和着眼点研究人和机的关系，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。研究对象：人(Man)，是指操作者或使用者，即活动过程中的人体，是安全主体。机(Machine)，是广义的，泛指人可操作与可使用的物，包括所有与人相关的物质因素。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”）。了解其研究范围和内容：研究人机系统中人的各种特性：指人的生理特性和心理特性研究人机功能合理分配：人和机各自的功

5、能特性参数，适应能力和发挥其功能的条件各种人机界面的研究：包括控制类界面、工具类界面、环境类界面作业方法与作业负荷研究：包括作业的姿势、体位、用力、作业顺序、合理的工作器具和工卡量具等的研究，目的是消除不必要的劳动消耗。作业空间的分析研究：为保证安全高效作业所需的空间范围。事故及其预防的研究：研究产生事故的各种人的因素、人的操作失误分析与预防措施等。了解安全人机工程学的研究目的：对人机系统建立合理的方案，更好地在人机之间合理地分配功能，使人机之间有机地结合，有效地发挥人的作用，最大限度地为人提供安全、卫生和舒适的操作条件，从而保障人安全、高效地生产生活。第二章1 掌握人体测量的五项要求。 1

6、被测者姿势的要求：1）立姿2）坐姿 2测量基准面的要求：人体测量基准面的定位是由三个互为垂直的轴（铅垂轴、纵轴、横轴）定的。1）矢状面：通过铅垂轴和纵轴的平面及与其平行的所有平面2）正中矢状面：通过人体正中线的矢状面称为正中矢状面3）冠状面：通过铅垂轴和横轴的平面及与其平行的所有平面4）水平面：与矢状面和冠状面同时垂直的所有平面5）眼耳平面：通过左、右耳屏点及右眼眶下点的水平面3测量方向的要求：1）头侧端，足侧端。在人体上、下方向上，将上方称为头侧端，将下方称为足侧端。2）内侧，外侧。在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向称为内侧，将远离正中矢状面的方向称为外侧。3）近位，远位。

7、在四肢上，将靠近四肢附着部位的称为近位，将远离四肢附着部位的称为远位。4）挠侧，尺侧。在上肢上，将挠骨侧称为挠侧，将尺骨侧称为尺侧。5）胫侧，腓侧。在下肢上，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。2掌握常用的统计函数与人体测量数据的修正原则和选用原则。常用统计函数：1均值（表示分布的集中趋势）表示样本的测量数据或统计总体的平均特征的值称为平均值，简称均值。对于有n个样本的测量值：x1，x2，xn，其均值为：2方差：描述测量数据在中心位置（均值）上下波动程度差异的值叫均方差，常称方差，是各数据偏离平均数的距离的平方的平均数。对于有n个样本的测量值：x1，x2，xn，其方差S2的定义为：3标准差（表

8、示分布的离中趋势）方差的量纲是测量值量纲的平方，为使其量纲和均值相一致，则取测量值对均值的均方根值，来说明测量值对均值的波动情况。方差的平方根S称为标准差。4抽样误差 ：抽样误差又称为标准误差，即全部样本均值的标准差。当样本数据列的标准差为S，样本容量为n时，则抽样误差的计算式为： 可见，样本容量n越大，抽样误差越小，表明样本均值与总体均值的差别小，即均值的可靠性高。5 百分位数：工程上常以正态分布的某个百分位处的人体尺寸数值x作为设计用人体尺度的一个界值，以控制设计的适应范围，该界值称为百分位数。百分位表示具有某一人体尺寸和小于该尺寸的人占统计对象总人数的百分比。以第5百分位人体身高尺寸为例

9、，表示有5%的人身高等于或小于该尺寸。正态分布曲线上，从 (或) ，或两个百分位1 2 之间的区域，称为适应度。适应度反映了设计所能适应的身材的分布范围。适应度一个设计只能取一定的人体尺寸范围，只考虑整个分布的一部分“面积”，称为“适应度”，适应度是相对设计而言的，对应统计学的置信区间的概念。 适应度可分为：对称适应度、偏适应度。对称适应度对称于均值；偏适应度通常是整个分布的某一边。求百分位数值：当已知某项人体测量尺寸的均值为，标准差为S，求某一百分位的人体测量尺寸xa时，可用下式计算： 式中， x 对应于百分位的百分位数 x 样本均值(设计的基本尺寸) 百分比 K 百分比 K 百分比 K S

10、 样本标准差(设计的调整量) 5% 1.645 50% 0 95% 1.645 k 与有关的变换系数，见表2-1例1：计算第5百分位数和第95百分位数华北男性身高。解：由表2-6查得华北男性身高平均值M=1693mm，标准差S=56.6mm，5%变换系数K= 1.645；95%变换系数K=1.645 第5百分位数为：P=1693 +（56.6* 1.645）=1600mm第95百分位数为：P=1693+（56.6*1.645）=1786mm人体测量数据的运用准则 ：1、最大最小原则：对有些不可调节的设计，应该根据具体要求选用最大或最小的人体参数。如门或通道的最小高度应该选用高百分位身高数据2、

11、 平均准则：只能用一种中等尺寸供群体使用时（如墙壁上的开关高度、门上把手尺寸等），应以第50百分位数作为适用的人体尺寸。如：门把手、锤子的手柄、办公室座椅。3、 可调性原则： 对与健康或疲劳有关的设计，设计优先采用可调性准则设计。如汽车座椅的高度、倾角4、 地域性原则：在选用人体尺寸和体形时，首先应搞清该尺寸的适用范围，如适用的国家、地区、民族、年龄、性别、职业及社会阶层等，否则，盲目选用，设计出的产品适用性较差。5、 数据更新原则：人体测量数据应用应注意人体尺寸的变化。一方面从事某种工作的劳动人群的身材有变化时，其最佳适应尺寸也应随之改变;另一方面,各国人体身高有增加的趋势6、 功能修正与最

12、小心理空间相结合的原则：涉及人体尺寸的设计，都要考虑实际活动中人的姿势、动态操作、衣着等需要的设计裕度 ，在人体尺寸上加适当的修正量，叫产品的最小功能尺寸。Smin=S+f，式中Smin产品的最小功能尺寸；S第百分位人体尺寸； f功能修正量。为了克服人心理上的空间压抑感、高度恐惧感、以及求奇、求美心理，在产品最小功能尺寸上还要加心理修正量，称最佳功能尺寸。Sopm=S+f +p，式中Sopm最佳功能尺寸；S第百分位人体尺寸； f功能修正量; p心理修正量(实验求得)。7、 标准化原则：设计要遵循国家标准、国际标准。8、 姿势与身材关联原则：设计时要考虑姿势，如座姿的宽度要比立姿大9、 根据用途

13、合理选择百分位和适用度准则：（1）间距类设计选第95百分位数据；（2）净空高度类设计选第99百分位数据；（3）可及距离类设计选低百分位数据；（4）座面高度类设计选低百分位数据；（5）隔断秘密类设计选高百分位；监视隔断类设计、隔离栏设计选低百分位；（6）柜台类设计以肘部高度数据选第5-95百分位；设计适合多少人使用叫适应度。3 了解人体静态尺寸以及人体一些常用生理参数的基本计算方法。人体体部指数第1标准指数 1=(Li/H)×100% Li 人体第i部分测量值，cm;H 身高，cm.第2标准指数 2=(Li/Hq)×100%Li 人体第i部分测量值，cm;Hq 躯干长，cm.

14、体形指数 3=(wx+wy)/H×100% wx 胸围，cm;wy 腰围，cm;H 身高，cm.李氏体重指数 4=1000(W)1/3/H W 体重，N;H 身高，cm罗氏体重指数 5=W/H3 W 体重，N;H 身高，cm.体质指数 6=H-wxmax+W W 体重，N; wxmax 最大胸围，cm;H 身高，cm.4 了解人的有关生理学参数，熟悉大脑意识状态划分。1 耗氧量: 1)概念比较.体内单位时间所需要的氧气量叫需氧量Vo2z=Vo2lVo2h一Vo2j(t1+th), 式中Vo2z劳动时的总需氧量，mL/min ; Vo2l作业期摄氧量，mL/min；Vo2h恢复期摄氧量

15、，mL/min；Vo2j安静时平均需氧量，一般为250mL /min；t1作业时间，min；th恢复时间，min。最大耗氧量决定于年龄（A）、性别、海拔、训练、强度、持续时间等。 Vo2max=5.6592-0.0398A mL/（N·min）最大能量消耗率Emax与最大耗氧量关系 Emax=354.3Vo2max 2)氧债和劳动负荷. 氧债劳动开始时，人体呼吸、循环机能跟不上氧需，致使肌肉缺氧，这时供氧量与需氧量的差叫氧债。劳动负荷分类：常量负荷(需氧量小于最大摄氧量的各种负荷) 高量负荷(需氧量已接近或等于最大摄氧量的负荷) 超量负荷(劳动强度过大，需氧量超过最大摄氧量)2 心率

16、和最大心率. 心率:单位时间内心室跳动的次数称为心率（HR)。心率和劳动强度密切相关。最大心率:当人达到最大负荷时心室每分钟跳动的次数称为最大心率(HRmax)，最大心率几乎无性别差异，都随着年龄(A)的增加而下降，近似计算式： HRmax=209.2-0.75A(次/min) 式中HRmax 最大心率，次min；A年龄，岁3 搏出量与心输出量. 搏出量：心脏每次搏动从左心室注入主动脉的血液量称搏出量。心输出量：单位时间内（每分钟）从左心室射出血量Q，叫心输出量。最大摄氧量与最大心输出量关系： Qmax=6.5 + 4.35Vo2max (L/min) 式中Qmax最大心输出量，L/min ;

17、 Vo2max最大摄氧量，L / (N·min)。4 肌电图. 肌电图 ：肌纤维细胞收缩时产生生物电位一一动作电位，肌肉收缩时产生的动作电位可通过电极引出，再放大、记录得到的波形图叫肌电图(简称EMG)。5 呼吸量的测定. 人体的活动时，新陈代谢率增高，氧气的消耗量与二氧化碳的呼出量都随着活动量而增多6 脉搏数的测定. 主要是测定与疲劳程度有关的刚结束作业的脉搏数、脉搏积及回复到安静时脉搏数所用的时间。脉搏积=脉搏数×（最高最低血压差）÷1007 发汗的测定. 汗腺分泌汗液的活动叫做发汗。发出大量汗水可造成脱水，因此对发汗量及汗液化学成分等应进行测定，可以防止高温

18、中暑等疾病。8 血液成分变化的测定. 测量内容主要是与疲劳关系密切的pH值、血糖量、血红蛋白量、乳酸含量等。9 脑电图. 人无论是处于睡眠还是觉醒状态，都有来自大脑皮层的动作电位（脑电波）。在头部表皮上通过电极和高感度的低频放大器可测得这种生物电现象。即得到脑电图( EEG)。日本桥本对大脑意识状态的划分:5. 掌握计算例题。第三章1 掌握感知觉及其特性。感觉是人脑对直接作用于感觉器官（眼、耳、鼻、舌、身）的客观事物的个别属性的反映，知觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的整体属性的反映。人们通常把感觉和知觉总起来称为“感知”。感知反应过程是：通过各种感官(感受器)接受外部信息(刺激)，经过

19、神经中枢进行分析、判断并作出决定，再下达给运动器官(执行器)，改变被操纵对象的状态。 （1） 感觉的基本特征：1、感受性感觉阈限。感受器都有一定的感受性和感觉阈限。感受性是指有机体对适宜刺激的感觉能力。能引起感觉的一次刺激必须达到一定强度，能被感觉器官感受的刺激强度范围称为感觉阈。感觉阈限分为绝对感觉阈限和差别感觉阈限。绝对感觉阈限又分上限与下限。刚能引起感觉的最小刺激量称为感觉阈下限，能产生正常感觉的最大刺激量，称为感觉阈上限。感觉阈限分为绝对感觉阈限和差别感觉阈限。差别感觉阈限是指刚刚引起差别感觉的两个同类刺激间的最小差异量。2、 感官与刺激关系。一种感官只能接受一种刺激，如眼睛只接受光刺

20、激,耳朵只接受声刺激3、 感觉的相互作用。感觉器官对刺激的感受能力受其他刺激的干扰而降低，这一特性叫感觉的相互作用。如果同时有多种视觉信息或多种听觉信息，或视觉与听觉信息同时输入时，人们往往倾向于注意一个而忽视其它4、 适应。感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感性会降低，产生适应现象。（2） 知觉的基本特征。1、知觉的整体性。人们由于有一定的知识经验，加上某些思维习惯，总是把对象感知为一个统一的整体，而不是把对象的各部分感知为孤立的东西2、 知觉的理解性。人们往往根据自己过去获得的知识和经验去理解和感知现实的对象3、 知觉的恒常性。当知觉的客观条件在一定范围内改变时，知觉印象仍然保持相对的稳定

21、性。如，当一扇门在人的面前打开时，人总是知觉门是长方形的。4、 知觉的选择性。人总是有选择地把少数刺激作为知觉对象，对它们的知觉格外清晰，并把它们组成一整体，而对同时起作用的其余刺激的反映则模糊笼统。2 掌握视听觉特征、视觉的运动规律，熟悉味觉。视觉特征：1）适应。人眼对光亮变化的顺应性称为适应。暗适应是指人从光亮处进入黑暗处时，需要经过一定时间（约30min）以后才能逐渐看清被视物，这种视觉感受性逐渐提高的过程叫暗适应。亮适应是指人从暗处进入亮处时，需要经过一定时间（约1min）以后才能看清视物的适应过程。2） 眩光。当视野内出现亮度过高或对比度过大的光时，眼睛常常无法适应，这种刺眼或耀眼的

22、强光线叫眩光。眩光多来源于外界物体表面过于光亮、亮度对比过大或直接强光照射。3） 视错觉。人观察外界物体形象和图形所得的印象与实际形状和图形不一致，这种现象称视错觉。主要类型有形状错觉、色彩错觉及物体运动错觉等。4） 调节。调节是借助于水晶体曲率的变化以保证在视网膜上获得清晰视象的一种生理功能。视觉的运动规律：1）运动快慢。眼睛的水平运动比垂直运动快，即先看到水平方向的东西2） 运动顺序。视线运动的顺序习惯于从左到右，从上至下，顺时针进行3） 估计准确性。对物体尺寸和比例的估计，水平方向比垂直方向准确、迅速、不易疲劳4） 优先顺序。当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同的情况下，观察率优先的顺序是

23、左上、右上、左下、右下5） 接受性。人的眼睛对直线轮廓比曲线轮廓更易于接受。6） 协调性。双眼的运动总是协调的7） 颜色辨认顺序。易辨认的单一颜色顺序是：红、绿、黄、白。当两种颜色相配一起时，易辨认的顺序是：黄底黑字、黑底白字、蓝底白字、白底黑字。听觉特征：1、听阈。听阈是指人在某频率下，仍能够听到该纯音的最小声级的分贝数，也称听力；痛阀是指刚刚使人耳感受到痛觉的声压。2、 听觉的辨别阈限。辨别阈限是指听觉系统能分辨出两个声音的最小差异。辨别阈限与声音的频率和强度都有关系。人耳对频率的感觉最灵敏，能感觉出频率微小的变化，而对强度的感觉不如对频率的感觉灵敏。二者都是在低频、低强度时，辨别阈限较高

24、。3、 辨别方向和距离。根据声音到达两耳的时间先后和响度差别可判断声源的方向。4、 听觉的掩蔽。多种声音时，人耳只能听到最强的声音，一个声音被另一个声音所掩盖的现象，称声音的掩蔽。一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应，称掩蔽效应。熟悉味觉：众多的味道是由甜、咸、酸和苦四种基本的味觉组合而成的。人舌表面不同部分对不同味刺激的敏感程度不一样。一般舌尖部对甜味道比较敏感，舌两侧对酸味比较敏感。舌两侧前部对咸味比较敏感，而软腭和舌根部对苦味比较敏感。3 熟悉人的反应时间及其影响因素。反应时间(T)是指人从接受外界刺激到作出反应的时间，包括知觉时间(ta)和动作时间(tg)。反应时间的影响因

25、素： 1、反应时间随感觉通道（听觉、触觉、视觉、嗅觉）的不同而不同。 2、 反应时间随运动器官（手、脚、腿、躯干）不同而异。3、 反应时间与刺激性质（光、电、声）有关4、 反应时间随执行器官（右手、左手、右脚、左脚 ）不同而异5、 反应时间随刺激的数目不同而异。反应时间随刺激信号数的增加而明显的延长6、 反应时间与颜色的配合有关。若以两种颜色为刺激物时，当其对比强烈时，反应时间短，色调接近时反应时间长7、 反应时间与年龄有关。8、 反应时间还与训练（可以缩短10%）有关4 了解注意、气质、性格、态度、情绪、情感、意志、能力、需要、动机的概念 、特征及其与安全的关系；掌握非理智行为的心理因素的表

26、现。注意是心理活动对一定对象的指向性和集中,也可以认为是有意的觉察。注意可以分为无意注意和有意注意两种。无意注意是指由客体自己的特点而产生的注意。有意注意是指由活动条件引起的主体意识控制下的注意。气质是人生来就有的稳定的心理活动的动力特性。性格是人们在对待客观事物的态度和社会行为的方式中，区别于他人所表现出的那些比较稳定的心理特征的总和。性格分为：冷静型、活泼型、急躁型、轻浮型和迟钝型。性格与安全生产有着密切的联系态度是个人对他人、对事物较持久的肯定或否定的内在反应倾向的心理活动。态度形成的三个层次1、顺从 2、认同 3、内化。人们对安全工作的态度对搞好安全工作具有重大影响。情绪指机体的生理需

27、要是否获得满足而产生的暂时性的较剧烈的态度及其体验。情绪是人及动物都具有的一种心理活动。影响安全的情绪：（1）急躁情绪 （2）烦躁情绪 情感是人的社会性需要是否获得满足而产生的一种较复杂而又稳定的态度体验。情感是人类特有的心理活动。意志是人们自觉地确定目的，并调节自己的行动去克服困难，以实现预定目的的心理过程。它是意识能动性的表现，是人类特有的心理现象。能力是人顺利完成某种活动所必须具备的心理特征之一。它直接影响活动的效率。能力的个体差异与安全: 1）能力与岗位职责要匹配；2）发现和发掘职工的潜能；3）通过培训提高工人的能力；4）团队人员的能力要互补。动机是由需要产生的，需要是个体在生活中感到

28、某种欠缺而力求获得满足的一种内心状态，它是机体自身或外部生产条件的要求在脑中的反映。动机是驱使个体去进行活动的心理动力。它是在个体的物质需要和精神需要的基础上产生、而有不为他人直接观察到的内在心理倾向。动机的功能：活动性、选择性、决策性非理智行为的心理因素: 1侥幸心理人们产生侥幸的原因：一是错误的经验。二是在思想方法上错误的运用小概论容错思想。2 省能心理:省能心理使人们在长期生活中养成了一种习惯性地干任何事总是要以较少的能量获得最大效果。3 逆反心理:在某种特定情况下，某些人的言行在好奇心、好胜心、求知欲、思想偏见、对抗情绪之类的一时作用下，产生一种与常态行为相反的对抗性心理反映，即所谓逆

29、反心理。4 凑兴心理:凑兴心理是人在社会群体中产生的一种人际关系的心理反映，多见于精力旺盛、能量有余而又缺乏经验的青年人。从凑兴中得到心理上的满足或发泄剩余精力，常易导致不理智行为。如开飞车兜风、跳车、工作时间嬉笑等行为。5、 从众心理:人对某种事物的需要和期望总是受到群体效果的影响，因此不安全行为和动作很容易被模仿。如在防爆区打手机，随意翻越栏杆，高空作业不系安全带等等5 了解人体各部分的操纵力。（一）手的操纵力: (1)坐姿操纵力：左手的力量小于右手；拉力大于推力；手臂处于侧下方时，推、拉力量都较弱；手臂处于正下方时，其向上和向下的力量都较大，且向下的力量大于向上的力量。(2)立姿操纵力&

30、#160;  立姿时，手臂的最大拉力产生在肩的下方1800和肩的上方00的方向上。同样，推力最大的方向是产生在肩的上方00方向上。所以，以推拉形式操纵的控制装置，安装在这两个部位时将得到最大的操纵力。(3)拉力和推力     在站姿手臂水平向前自然伸直的情况下，男子平均瞬时拉力为689N，女子平均瞬时拉力为378N。当手作前后运动时，拉力(向后)要比推力(向前)大。瞬时最大拉力可达1078N，连续操作的拉力最大约294N。当手作左右方向运动，则推力大于拉力，最大的推力约392N。(4)握力    

31、;一般人的右手握力约380N，左手握力约350N。但是，一般青年男子右手瞬时最大握力有550N，左手有421N。(5)扭力    双臂作扭转有三种不同操作姿势，直立操作时平均扭力男子为381±127N，女子为200±78N。屈身操作时平均扭力男子为544±244N，女子为267±138N；弯腰操作时平均扭力男子为943±335N，女子为416±196N。（二）脚的操纵力: 脚产生的操纵力一般都是以压力的形式出现，压力的大小随着脚离开人体中心对称线向外偏转的程度有关。一般地说，在坐姿的情况下，脚的

32、伸展力大于屈曲力；右脚的操纵力大于左脚的操纵力；男的脚力大于女的脚力。6掌握疲劳定义，了解疲劳特点及其作用，熟悉影响疲劳的因素、疲劳的改善和消除。疲劳定义:一种解释：所谓疲劳，就是在人体发生可以概括为失去功能或打乱这样的变化，引起生理活动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。另一种解释：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，当高位与地位的代谢反应平衡不正常时叫疲劳。疲劳的特点：1）局部引起的疲劳，可以引起全身症状和大脑疲劳；2）疲劳不但使作业能力下降，也使作业意志减弱，产生休息的需要；具有防护身体安全的作用3）疲劳能够恢复，不会留下损伤痕迹；年轻人

33、比老年人恢复得快；体力上的疲劳比精神上的疲劳恢复得快；5） 心理造成的疲劳常与心理状态同步存在，同步消失；同样由作业内容和环境引起的疲劳，当作业内容和环境改变时，疲劳也可消减。5）疲倦感觉和疲劳不一定同时发生，如乐不知疲。6）疲劳有一定的积累效应，未完全恢复的疲劳可在一定程度上继续存在到次日，如次日达到六分疲倦程度，就感到十分疲乏。在重度劳累之后，第二天还感到周身无力，就是积累效应的表现。7）人对疲劳有一定的适应能力，如连续几天劳动，反而不觉得累。疲劳的作用: 疲劳是人所共有的现象，是劳动生理的一种正常表现，它是提醒人们应该休息，起着预防肌体过劳的警告作用。影响疲劳的因素:1、劳动速度、强度和

34、时间2、照明、气候、温湿度3、精神面貌和工作动机4、作业的单调性5、性格和智力6、年龄、健康状况7、生理周期疲劳的改善和消除:1）工间休息2）合理的膳食3）正常科学的作息时间4）改进作业空间、作业环境条件5）脑体结合6）按照人机学的原理设计机器，提高机械化和自动化程度7简述触两点辨别阀法、膝腱反射阀测定法、频闪融合阀值测定法三种疲劳测定方法。触两点辨别阀法:人体疲劳后皮肤的感觉机能会减退。根据这一机理，在作业前、后用两个针状物同时刺激邻近的皮肤两点，能辨别皮肤上两点刺激的最短距离称触两点辨别阈。随疲劳程度增大，触两点辨别阈增大。作业疲劳越甚，感觉越迟钝，此值上升越多。膝腱反射阀测定法:随活动者

35、疲劳产生程度的增强，肌体的反射机能下降，通过捶击膝腱来测定因疲劳造成的反射机能的钝化程度。小锤(轴长15cm，重150g)落下使膝盖腱反射的最小落下角度称为膝腱反射阈值。疲劳时，膝腱反射阈值增大，一般强度疲劳时，作业前后阈值差5°-10°；中度疲劳时为10°-15°；重度疲劳时，可达15°-30 °。频闪融合阀值测定法:受试者观看一个频率可调的闪烁光源，记录工作前、后受试者可分辨出闪烁的频率数。具体做法是先从低频闪烁做起，这时视觉可见仪器内光点不断闪光。当增大频率，被测验者刚把闪光看成连续光线时的闪光频率，叫闪光融合阈；光点从融合阈值

36、向下降低闪光频率，在刚开始出现能判断为非连续光时的闪光频率值叫闪光阈。闪光阈和融合阈的平均值叫临界闪光融合频率（cff）。 人越疲劳， cff值越低，说明视觉神经出现钝化。Cff具有日周期变化规律。这一方法对在视觉显示终端（VDT）前面的工作人员的疲劳测定最为适用。第四章1 掌握人机功能特性。1、 人的主要功能:传感器作用：感受信息，感知工作和机器情况信息处理器作用：对信息处理分析、判断操纵器作用：通过动作进行操纵2、 机的主要功能接受信息:通过传感器接受信息储存信息:通过储存装置储存信息处理信息:对信息加工处理执行功能:1机器本身产生控制功能，2借助信号把指令从这个环节传递到下个环节三、人机

37、特性比较感受能力. 人:能够识别物体的大小、形状、位置和颜色等特征，能够分辨不同音色和某些化学物质气味机器:能够接受超声、辐射、微波、磁场等人不能感知的信号，且在感觉速度方面优于人操纵能力人:能够进行各种控制，在自由度、调节和联系能力等方面优于机器，能“独立运行” 机器:操纵力、速度、精密度、操作数量和范围等方面优于人，但不能“独立运行”处理能力人:有智力和主观能动性，有创造、辨别、归纳、演绎、综合、分析、记忆、联想、判断、抽象思维等能力，能发现事物运动规律，对问题提出见解和决策措施机器:无智力（智能机例外）和主观能动性，没有创造能力，只能按照程序设计机械地辨别、归纳、演绎、综合、分析、记忆、

38、判断，不能对问题提出见解学习能力人:具有很强的学习能力，能阅读、归纳和判断，形成概念和方法机器:无学习能力计算能力人:计算慢且容易产生误差，不能进行高阶运算，但善于修正误差机器:计算快而精确，可进行高阶运算，但不善于修正误差记忆能力人:能够记忆大量信息，并进行多途径存取，擅长对原则和策略的记忆机器:能够迅速存取信息，信息传递能力、记忆速度和保持能力都比人高很多工作效能.人:能够依次完成多种功能作业,但不能同时完成多种操纵和在恶劣条件下作业机器:能够在恶劣环境下工作，可同时完成多种操纵控制，单调、重复的工作也不降低效率可靠性人:就人脑而言，可靠性高于机器。但在疲劳与紧急事态下，可能极不可靠，人的

39、技术高低，生理及心理状况等对可靠性都有影响，能够处理意外的紧急事件机器:按照恰当设计制造的机器，能保持高可靠性，但在超负荷情况下可靠性可能突降，其本身的检查和维修能力非常薄弱，不能处理意外的紧急事件连续性人:容易产生疲劳，不能长时间的连续工作，且受年龄，性别与健康状况等因素的影响机器:耐久性高，能长期连续工作，但需要适当维护灵活性人:通过教育训练，能够具有多方面的应变能力，适应和应付突发事件能力强机器:如果是专用机械，不调整则不能改变其作业用途2 掌握人机功能匹配。1、人机功能匹配的含义1)人机功能分配;对人和机的特性进行权衡分析，将系统的不同功能分配给人或机，叫人机功能分配。2)人机相互配合

40、;根据人机各自的能力，使人机相互配合、协调、适应，实现人监控机器和机器监督人。人机功能匹配的内容;显示器与人的信息感觉通道特性匹配控制器与人体运动特性的匹配显示器与控制器的匹配环境条件与人心理生理及生物力学特性的匹配 2、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，分配给机器承担 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、故障处理及应付突然事件等工作，由人承担 3、人机功能匹配及影响；根据人机各自的能力，使人机相互配合、协调、适应，实现人监

41、控机器和机器监控人。如果不考虑人和机的适应，那么人既不会舒适，也不会高效安全地工作。首先，人机不协调或协调性差是违章操作的主要原因，而违章操作可能会导致人为失误甚至安全事故；其次，操纵器、显示器、报警器设计上的缺陷，未能达到最佳匹配也会造成违章操作，造成事故。4、人机功能匹配中不合理的表现；1）把适合人的功能分配给机器，把适合机器的功能分配给人，如汽车驾驶员驾驶同时判断行驶里数；2）人承担的负荷或速度超过人能力极限，如缝纫机操作速度太快；3）不能根据人执行功能的特点找出人机之间最适宜相互联系的途径和手段，如设计中没有考虑人的反应时间；5、人机功能匹配应该注意问题；1）信息由机器显示器传递给人时

42、，应该选择适宜的信息通道，避免信息过载，同时设计符合人机学原则；2）信息从人的运动器官传递到机器时，应该考虑人的能力极限和操作范围，控制器应该高效、安全、灵活、可靠；3）设计时，应该充分利用人和机的各自优势；4）使用人机结合面的信息通道和传递频率不能超过人的能力极限，并使机器适合大多数人；5）要考虑机器发生故障的可能性，以及简单排除故障的方法和工具；6）要考虑小概率事件的处理，对可能造成破坏的小概率事件事先安排监督和控制方法。3熟悉可靠性的基本概念，熟悉可靠度等度量指标的计算。掌握人为失误分析。可靠性是指研究对象在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。规定条件包括使用条件、维护条件、环境条

43、件、贮存条件和工作方式等。如载荷、温度、压力、湿度、振动、噪声、磨损、腐蚀等。规定时间依据不同对象和工作目的而异，产品只能在一定的时间内才能达到目标可靠度。如火箭要求几秒或几分钟内工作可靠，而一台机床要求的可靠使用时间则长得多。规定功能是指机器设备本身的性能指标和包括人方便、安全、舒适地操纵机器的使用功能。能力是指可靠性的高低，如“平均无故障时间”长，度量可靠性能力的指标很多，如：可靠度、平均寿命等。可靠性度量指标是指对系统或产品的可靠程度作出定量表示。 常用的基本度量指标有可靠度、不可靠度（或累积故障概率）、故障率（或失效率）、平均无故障工作时间（或平均寿命）、维修度、有效度等。（1）可靠度

44、；可靠度，即系统或产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的概率。可靠度是时间的函数，常用以R(t)表示，称为可靠度函数。产品出故障的概率是通过多次试验中该产品发生故障的频率来估计的。例如，取N个产品进行试验，若在规定时间t内共有Nf(t)个产品出故障，则该产品可靠度：R(t) = N Nf (t) / N 不可靠度，也叫累积故障概率，它是指系统或产品在规定条件和时间t内发生故障的概率，不可靠度为F(t)为对N个产品进行寿命试验，试验到 t 瞬间的故障数为Nf(t)，则当N足够大时，产品工作到 t 瞬间的不可靠度见式（4-12）：F(t) =1-R(t) = Nf(t) / N （2）故障率（或

45、失效率）；故障和失效这两个概念，其基本含义是一致的，都表示产品在低功能状态下工作或完全丧失功能，只是前者一般用于维修产品，可以修复，后者用于非维修产品，表示不可修复。故障率是指工作到 t 时刻尚未发生故障的产品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率，故障率也是时间的函数，记为则(t)，称为故障率函数。Nf(t) t 时刻后，t 时间内发生故障的产品数 t所取时间间隔 NS(t)在t 时刻没有发生故障的产品数3）平均寿命（或平均无故障工作时间)平均寿命是指产品从投入运行到发生故障的平均工作时间。 式中 t 总工作时间； n 故障（或失效）次数或试验产品数（4）维修度：是指维修产品发生故障后，在规定

46、条件（条件储备、维修工具、维修方法及维修技术水平等）和规定时间内能修复的概率，它是维修时间的函数，用M()表示，称为维修度函数。维修度的观测值为：在0时处于故障状态需要维修的产品数 N 与经过时间修复的产品数N之比， M() = N /N（5）有效度：狭义可靠度R（t）与维修度M()的综合称为有效度，也称广义可靠度。其定义为：对维修产品，在规定的条件下使用，在规定维修条件下修理，在规定的时间内具有或维持其规定功能处于正常状态的概率。显然，有效度是工作时间 t 与维修时间的函数，常用A（t，）表示，它是对维修产品可靠性的综合评价。A（t，）可用式（4-17）表示：人为失误分析；人为失误：在规定时

47、间内和规定条件下，人没有完成分配给它的功能。（1）失误类型1)没有执行分配给他的功能2)执行了没有分配给他的功能3)错误地执行了分配给他的功能4)按错误的程序或错误的时间执行了分配给他的功能 （2）失误种类1)设计失误 2)制造失误3)组装失误4)检验失误5)维修保养不正确6)操作失误7)管理失误（3）失误后果失误对系统未发生影响，因为发生失误时作了及时纠正，或机器可靠性高，具有较完善的安全设施，如冲床上的双按钮开关；失误对系统有潜在的影响，如削弱了系统的过载能力；为纠正失误，须修正工作程序，推迟了作业进程；失误造成事故，但系统可修复；失误导致重大事故，造成机毁人亡，系统失效。 （4）失误原因

48、1）设计原因；设计机器时，对人机结合面的设计没有很好地进行安全人机工程研究，致使机器系统本身潜在着操作失误的可能性。2）操作原因；由于操作者本身的因素，不能与机器系统协调而导致失误。3）管理原因；安全管理不当也是产生失误的原因之一。4掌握提高人机系统可靠性的途径。提高人机系统可靠性的途径；1合理进行人机功能分配2减少人为失误3产品进行可靠性设计4. 加强机械设备的维护保养5改善作业环境第五章1 掌握作业空间设计原则 ，熟悉坐立姿作业姿势特点及设计。掌握最佳作业空间的选择。1 根据生产任务和作业要求，考虑总体布局和局部协调2着眼于人，落实于设备3 考虑人的活动特性1坐姿作业的特点;优点:坐姿可免

49、除站立时人体的足踝、膝部、臀部和脊椎等关节部位受到静肌力，减少人体能耗，消除疲劳，而且比站立更有利于血液循环，有利于保持身体的稳定；在脚操作场合，坐姿能够保持身体处在稳定的姿势。最合理的作业姿势是坐姿作业。宜采用坐姿的作业:1）持续时间较长的静态作业。2）精密度要求高而又要求仔细的作业。3） 需要手足并用，并对一个以上踏板进行控制的作业。2 坐姿作业空间设计: 1）坐姿工作面的高度:坐姿工作面的高度主要由人体参数(一般用坐面高度加1/3坐高或坐姿肘高减25毫米来确定工作面高度)和作业性质(作业需要的力越大，则工作面高度就应越低；作业要求视力越强，则工作面的高度就应该越高)等因素决定。

50、 2）容膝空间:在设计坐姿用工作台时，必须根据脚可达到区在工作台下部布置容膝空间，以保证作业者在作业过程中，腿脚能有方便的姿势。3） 座椅的设计:A.座面高度B.座深C.座宽D.座面倾角E.靠背的高和宽F.靠背与座面夹角G.座垫高度H.扶手高度4）坐姿作业域:（1） 水平面作业域:指人坐在工作台前，以肩峰点为铀心，在水平面上运动手臂形成的轨迹范围。包括最大平面作业域，正常平面作业域（2）垂直面作业域：垂直面作业域垂直面作业范围是上肢以肩峰点为轴心，在矢状面内上下运动手臂所形成的轨迹范围。（3）坐姿空间作业域：由水平面作业域和垂直面作业域构成了坐姿空间作业域，其舒适区域介于肩与肘之间，

51、此时，手臂的活动路线最短最舒适，能迅速而准确地进行操作。1.立姿作业的特点：优点：作业者可变换位置，减少疲劳和厌烦，无需任何容膝空间等。缺点：不易进行精确而细致的工作；不易转换操作；立姿时支持体重，易引起疲劳；下肢负担较重，长期站立易引起下肢静脉曲张等。宜采用立姿的作业：1）需要经常改变体位的作业。2）常用的控制器分布在较远区域、需要手足有较大运动幅度的作业。3）需要用力较大的作业。2 立姿作业空间布局设计： 1）立姿工作面的高度：立姿工作面的高度不仅跟身高有关（立姿工作面高度应按身高和肘高的第95百分位数设计。对男女共用的工作面高度按男性的数值设计。），还与作业时施力的大小，视力要

52、求和操作范围等很多因素有关。2） 工作活动余隙：立姿作业时，人的活动性较大。为保证作业者操作自由、动作舒展，必须使站立位置有一定的活动余隙，并按有关人体的人机学参数的第95百分位数加上着冬季防寒服时的修正值进行设计，一般应满足以下要求：1）站立用空间；不得小于760毫米，最好能达到910毫米以上2）身体通过的宽度；不得小于510毫米，最好能保证在810毫米以上3）身体通过的深度；不得小于330毫米，最好能满足380毫米4）行走空间宽度；不得小于305毫米，一般须在380毫米以上5）容膝容足空间；容膝空间最好有200毫米以上，容足空间最好达到150×150毫米以上6）过头顶余隙；最小应

53、大于2030毫米，最好在2100毫米以上 3）临时座位：立姿工作容易疲劳。条件允许时，应提供临时座位供作业者工间短时休息。临时座位不应该影响立姿作业自由走动和操作。4）立姿作业域：立姿作业的水平面作业域与坐姿时相同，垂直面作业域的设计如图所示。最佳作业空间：1)考虑作业者心理特性2)考虑作业者行动空间3)考虑作业者协同作业空间；对于多人集体作业应考虑协同作业空间。4)考虑设备特点进行设计；考虑设备本身的特点就是考虑设备本身的功能、形状、数量和使用情况等进行设计，尽量把功能相同和相互联系的部件组合在一起，以利于操作、监视和管理。5)考虑控制装置布局 6)宜人布置机器和工具；根据 人体测

54、量学、解剖学和生物力学的特征来布置机器、控制器和工具，做到使操作者既能高效操作，又能减少疲劳。7)重要设备仪器的布置；把设备、控制器和显示器等，尤其是重要设备仪器布置在操作者的手或脚的可及范围与视野的有效位置。2 熟悉显示器设计原则。掌握指针式仪表的设计。掌握各种表型刻度盘的误读率比较。熟悉听觉显示器及设计原则。显示器的设计原则：1）显示的信息要有较好的可觉察性、可辨性 ，保证接受者能够迅速、准确地感知和确认，保证信息内容不超过人的观察范围和注意能力。（这一点对于危险信号尤其重要，应考虑例如强度、形状、大小、对比度、显著性和信躁比）2）显示器传递的信息不能过多，次要信息过多，会增加接受者的心理

55、压力，同时会造成干扰。3）要考虑人的信息接受能力，当一种感觉通道负荷过大时，可使用另一通道；对于重要信息，多重感觉通道比单一通道更容易引起注意。4）同种类的信息应该用同样的方式传递。 5）显示信息变化时，显示方向和幅度应该与信息变化的趋向一致；显示方式应该与操作者的思维过程一致。6） 有多种显示器的情况下，要根据技术过程、各种信息的重要程度和使用频数来布置，重要的显示器应该放在显要位置。 7）为了便于识别，可使用多个方式编码，如符号的形状和颜色相结合，可加快人对信息的接受。8）显示的量值应该有足够精度和可靠性。9） 必须保证特定作业下显示信息的功能和作用；必须保证使视力缺陷者（如视弱、色弱者）

56、不会误认。10）信息编码应该尽可能统一和标准化。1） 指针式仪表；指针式仪表是用于检查机器的运行状态或预测机器的变化趋势。指针式仪表的设计包括:（一）刻度盘的设计；1、刻度盘形状有圆型、半圆型、竖直型、水平型和开窗型等五种。形状的不同，读值的准确度也不一样。在一定照度下，各种表型显示的误读率比较。开窗式刻度盘优于其他形式，因为开窗显露的刻度少、识读范围小、视线集中、识读时眼睛移动的路线也短，所以误读率低。圆形和半圆形刻度盘的识读效果优于直线形刻度盘，因为眼睛对圆形、半圆形的扫描路线短，视线也较为集中。水平直线优于竖直直线式的原因是水平直线形更符合眼睛的运动规律，即眼睛水平运动比垂直运动快，准确

57、度高。2、刻度盘大小；刻度盘的大小取决于盘上标记的数量和观察距离。仪表刻度盘的最佳尺寸应根据观察者的最佳视角来确定。有关试验表明，刻度盘的最佳视角为2.5°5°；因此，当确定了观察者与显示器之间的观察距离 (视距)后，即可以算出刻度的最佳尺寸。（二）刻度设计：1、刻度大小：刻度盘上最小刻度线间的距离称为刻度。刻度过密易读错，过疏的刻度会使中间插值估计不准。刻度的大小可根据人眼的最小分辨能力（人眼直接读识刻度时，刻度的最小尺寸不应小于0.61mm。当刻度小于1mm时，误读率急剧增加。因此，刻度的最小尺寸一般在1 2.5mm之间选取）和刻度盘的材料性质（钢和铝的最小刻度为1mm；黄铜和锌白銅为0.5mm 。）及视距（刻度线间距=L/600,L观察距离）而确定。2、刻度类型:常见的有单刻度线、双刻