安全人机工程的实践与运用

1、安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 1 页页第七章第七章 安全人机工程安全人机工程的实践与运用的实践与运用 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 2 页页第一节第一节 工作空间工作空间设计设计 人与机器结合完成生产任务是在一定的作业空间进行的。人们在从事某项作业时，为完成该项工作，人体所必须的活动范围或空间，称为工作空间，亦称作业空间，它包括人的操作活动范围和机器设备中的显示器和控制器所及范围。 作业空间设计，从大的范围来讲，是指按照作业者的操作范围、视觉范围以及作业姿势等一系列生理、心理因素对作

2、业对象、机器、设备、工具进行合理的空间布局，给人、物等确定最佳的流通路线和占有区域，提高系统总体可靠性和经济性。从小的范围来讲，就是合理设计工作岗位，以保证作业者安全、舒适、高效工作。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 3 页页一、有关概念一、有关概念 1、关于作业空间、关于作业空间 （1） 近身作业空间近身作业空间。指作业者在某一固定工作岗位时，考虑身体的静态和动态尺寸，在坐姿或站姿下，其所能完成作业的空间范围。 （2）个体作业场所）个体作业场所。指操作者周围与作业有关的、 设备因素在内的作业区域，简称作业场所。 （3）总体作业空间）总体作业

3、空间。多个相互联系的个体作业场所布置在一起构成总体作业空间。 （4）受限作业空间）受限作业空间。进出开口有局限性，非预定作业者连续停留的作业空间就是受限作业空间。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 4 页页2 2、关于作业姿势、关于作业姿势 坐姿坐姿-坐着的作业姿势常指身躯伸直或稍向前倾10o15o角，上腿平放，下腿一般垂直地或稍向前倾斜着地，身体处于舒适的体位。 立姿立姿-通常指人站立时上体前屈角小于30o时所保持的姿势（前屈角大于30o为前屈姿势）。 坐立交替姿势、坐立交替姿势、 卧姿卧姿 蹲姿蹲姿 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系

4、湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 5 页页 坐姿作业的特点坐姿作业的特点 人体最合理的作业姿势就是坐姿作业。下列作业宜采用坐姿作业。 持续时间较长的静态作业。此时需要支持身体的力较小，腿上消耗的能量和负荷较小，血液循环畅通，可以减少疲劳和人体能量的消耗。 精密度要求高而又要求仔细的作业。因坐姿情况下，当设备振动或移动时，人体具有较大的稳定度和较好的平衡度。 需要手足并用，并对一个以上踏板进行控制的作业。坐姿时，双脚容易移动，且可借助座椅支撑对脚控制器施以较大力量。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 6 页页 立姿作业的特点立姿作业

5、的特点 以下作业选用立姿作业优于坐姿作业： （1）需要经常改变体位的作业。站着频繁的起坐消耗能最少些； （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。因站姿时作业者可以走动，可以看见或使用坐姿作业者够不到的部件； （3）需要用力较大的作业。立势时手臂力量较大，易于操作大操纵杆。 此外，立姿作业时，还有作业者可变换位置，减少疲劳和厌烦；可利用平展的工作面而无需任何容膝空间等重要优点。 立姿作业的缺点在于：不易进行精确而细致的工作；不易转换操作；立姿时肌肉要作出更多的功以支持体重，故易引起疲劳；下肢负担较重，长期站立易引起下肢静脉曲张等等。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系

6、湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 7 页页 坐坐立姿交替作业的特点立姿交替作业的特点 为了克服坐姿、立姿作业的缺点，在工作岗位上经常采用坐立姿交替作业的方式。 这种作此方式的优点在于，能使作业者在工作中变换体位，从而避免由于身体长时间处于一种体位而引起的肌肉疲劳。例如，长时间的单调的坐姿作业会引起心理性疲劳，改成立姿适当走动，有助于维持工作能力，而长时间的立姿作业会产生肌肉疲劳，坐下来就可以得到消除。 因此，坐立姿交替作业能吸收各自的长处，弥补各方面的短处，应尽可能用坐立姿交替作业方式，代替单纯的立姿作业方式。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-1

7、2-13第第 8 页页选择人体姿势和体位应该考虑下列各点选择人体姿势和体位应该考虑下列各点 工作场地的大小、照明条件与视觉；工作场地的大小、照明条件与视觉； 体力负荷的大小及用力方向；体力负荷的大小及用力方向； 工作场所各种物质工作场所各种物质 （包括必需的工具、加（包括必需的工具、加工材料等）的安放位置；工材料等）的安放位置； 控作台或工作台的台面高度，有无合适的控作台或工作台的台面高度，有无合适的容膝空间；容膝空间； 作业时起坐的频率等。作业时起坐的频率等。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 9 页页 应该应该尽量尽量避免避免的的姿势姿势

8、站着不动的姿势（特别对女性）；站着不动的姿势（特别对女性）； 长期或经常重复地弯腰（指脊背长期或经常重复地弯腰（指脊背弯曲角超过弯曲角超过1515）；）； 躯干扭曲并倾斜的姿势或半坐姿躯干扭曲并倾斜的姿势或半坐姿势；势； 经常重复地单腿支撑的姿势；经常重复地单腿支撑的姿势； 手臂长时间向前伸直或伸开等。手臂长时间向前伸直或伸开等。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 10 页页二、工作空间人体尺寸二、工作空间人体尺寸 工作空间人体尺寸（GB/T13547-1992）给出的3组、17项与工作空间有关的中国成年人人体尺寸的数据，在工作空间的设计时需要

9、遵循 （1）工作空间立姿人体尺寸 GB/T13547-1992给出了6项 （2）工作空间坐姿人体尺寸 GB/T13547-1992给出了5项 （3）工作空间跪姿、俯卧姿、爬姿人体尺寸 GB/T13547-1992给出了6项安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 11 页页三、工作空间的设计三、工作空间的设计 1、工作空间设计的一般原则、工作空间设计的一般原则 （1）操作高度应适合于操作者的身体尺寸及工作类型，座位、工作面（工作台）应保证适宜的身体姿势，即身体躯干自然直立，身体重量能得到适当支撑，两肘置于身体两侧，前臂呈水平状。 （2）座位调节到适合

10、于人的解剖、生理特点。 （3）为身体的活动，特别是头、手臂、手、腿、脚的活动提供足够的空间。 （4）操纵装置设置在肌体功能易达或可及的空间范围内，显示装置按功能重要性和使用频度依次布置在最佳或有效视区内。 （5）把手和手柄适合于手功能的解剖学特性。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 12 页页 工作空间设计应遵守的安全人机工程学原则工作空间设计应遵守的安全人机工程学原则 （1）操作高度应适合于操作者的身体尺寸及工作类型，座位、工作面（工作台）应保证适宜的身体姿势，即身体躯干自然直立，身体重量能得到适当支撑，两肘置于身体两侧，前臂呈水平状。 （2

11、）座位调节到适合于人的解剖、生理特点。 （3）为身体的活动，特别是头、手臂、手、腿、脚的活动提供足够的空间。 （4）操纵装置设置在肌体功能易达或可及的空间范围内，显示装置按功能重要性和使用频度依次布置在最佳或有效视区内。 （5）把手和手柄适合于手功能的解剖学特性。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 13 页页 1、不同作业姿势下的活动空间布局设计、不同作业姿势下的活动空间布局设计 （1 1）坐姿作业空间布局设计）坐姿作业空间布局设计 坐姿作业空间主要包括工作台、工作座坐姿作业空间主要包括工作台、工作座椅、人体活动余隙和作业范围等的尺寸椅、人体活

12、动余隙和作业范围等的尺寸和布局等，其设计用人体参量和选用原和布局等，其设计用人体参量和选用原则如表则如表1 1所示。所示。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 14 页页表表1 坐姿作业空间设计参数（毫米） 符号人体测量项目男女男女混合男子百分位数女子百分位数第 5第 50第 95第 5第 50第 95B坐姿身高958901958858908958809855901D坐姿眼高749695695749793847695739783F坐姿肩高557518518557598641518556594G胸厚2452392451862122451701992

13、39H坐姿肘间宽371348348371422489348404478I坐姿大腿厚151151151112130151113130151J前壁前展长323292292323351378292318345K上肢前展长612554554612664716554602653M坐姿肘高298284298228263298215251284N坐姿窝高448405448383413448342382405安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 15 页页1 1）坐姿工作面的设计）坐姿工作面的设计 坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性坐姿工作面的高度主要由人体

14、参数和作业性质等因素决定质等因素决定 图图7 71 1给出了坐姿作业时，作业性质对工作给出了坐姿作业时，作业性质对工作面高度的要求。面高度的要求。 图图7 72 2给出了工作面高度与身高和作业活动给出了工作面高度与身高和作业活动性质的关系性质的关系 工作面宽度视作业功能要求而定。若单供肘工作面宽度视作业功能要求而定。若单供肘靠之用，最小宽度为靠之用，最小宽度为100mm100mm，最佳宽度为，最佳宽度为200mm200mm；仅当写字面用，最小宽度为；仅当写字面用，最小宽度为305mm305mm，最佳宽度为最佳宽度为405mm405mm；作办公桌用，最佳宽度；作办公桌用，最佳宽度为为910mm9

15、10mm；作试验台用，视需要而定。为保；作试验台用，视需要而定。为保证大腿容隙，工作面板厚度一般不超过证大腿容隙，工作面板厚度一般不超过50mm50mm。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 16 页页图图7-1 坐姿工作面高度 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 17 页页 a的台面高度为88020毫米，作业者眼睛到被观察物体的距离为120-250毫米，能区分直径小于0.5毫米的零件。适合对视力强度、手臂活动的精度和灵巧性要求都很高的作业，如钟表组装； b的台面高度为84020毫米，作业者眼睛

16、到被观察物体的距离为250-350毫米，能区分直径小于l毫米的零件，适合对视力强度要求较高的工作，如微型机械和仪表的组装，精确复制和画图等； c的台面高度为74020毫米，作业者眼睛到被观察物体的距离小于500毫米，能区分直径小于10毫米的零件，适合于一般的作业要求，如一般的钳工工作、坐着的办公工作等； d的台面高度为68020毫米，作业者眼睛到被观察物体的距离大于500毫米，适合于精度要求不高、需要较大力气才能完成的手工作业，如包装、大零件安装、打字机上打字等。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 18 页页图图7-2 工作台和座位高度与工作

17、工作台和座位高度与工作性质和人身高的关系性质和人身高的关系 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 19 页页 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。 下图1和表7-1示出了腿脚的七种姿势（两腿伸直，脚在右角上，腿在座位下弯曲，一只脚在前、一只脚在后，两腿交叉，两脚交叉，脚放在脚控制器上）和最小最佳的容膝空间尺寸。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 20 页页符号符号尺度部位尺度部位尺寸尺寸最小最小最大最大a

18、容膝孔宽度容膝孔宽度5101000b容膝孔高度容膝孔高度640680c容膝孔深度容膝孔深度460660d大腿空隙大腿空隙200240e容腿孔深度容腿孔深度6601000容膝空间容膝空间 容膝空间尺寸容膝空间尺寸 （毫米（毫米）安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 21 页页3 3）椅面高度及活动余隙）椅面高度及活动余隙 工作座椅需占用的空间，不仅包括座椅本身的工作座椅需占用的空间，不仅包括座椅本身的几何尺寸，还包括了人体活动需要改变座椅位置等几何尺寸，还包括了人体活动需要改变座椅位置等余隙要求。余隙要求。 椅面高度应根据坐姿腘窝高和坐姿时高的第椅

19、面高度应根据坐姿腘窝高和坐姿时高的第95百分百分位数值设计，矮身材的人可以通过脚踏板（脚垫）位数值设计，矮身材的人可以通过脚踏板（脚垫）调整。调整。 一般椅面高度比工作面高度低一般椅面高度比工作面高度低270-290毫米时，毫米时，上半身操作姿势最方便。因此，椅面高度宜取上半身操作姿势最方便。因此，椅面高度宜取42020毫米。毫米。 座椅放置的深度距离座椅放置的深度距离 （工作台边缘至固定壁面的距（工作台边缘至固定壁面的距离），至少应在离），至少应在810毫米以上，以便容易向右移动毫米以上，以便容易向右移动椅子，方便作业者的起立与坐下等活动。椅子，方便作业者的起立与坐下等活动。 工作座椅的扶手

20、至侧面固定臂面的距离最小为工作座椅的扶手至侧面固定臂面的距离最小为610毫米，以利作业者自由伸展胳膊等。毫米，以利作业者自由伸展胳膊等。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 22 页页 4）坐姿作业范围 坐姿作业的水平面作业范围的设计如图74（a）所示。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 23 页页 坐姿作业的垂直面作业范围的设计如图74（b）所示。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 24 页页 由水平面作业范围和垂直面作业范围构成的由水平面作

21、业范围和垂直面作业范围构成的坐姿空坐姿空间作业范围间作业范围的舒适区域介于肩与肘之间，此时，手的舒适区域介于肩与肘之间，此时，手臂的活动路线最短最舒适，能迅速而准确地进行操臂的活动路线最短最舒适，能迅速而准确地进行操作。作。见见图图75A 例如，当坐姿作业是小件组装，要把例如，当坐姿作业是小件组装，要把8个部件装配个部件装配起来，则作业者面前至少需有起来，则作业者面前至少需有250250平方毫米的平方毫米的操作面积。供料箱应分布在作业者前方大于操作面积。供料箱应分布在作业者前方大于250毫毫米处（即装配区的周围）和工作场所中心左方或右米处（即装配区的周围）和工作场所中心左方或右方方410毫米之

22、内，并且不得高于工作面毫米之内，并且不得高于工作面500毫米（最毫米（最好在工作面上方好在工作面上方250毫米处，以减轻肩部肌肉疲毫米处，以减轻肩部肌肉疲劳）。经常取用的物件应置于操作面之前劳）。经常取用的物件应置于操作面之前150300毫米之内，使作业者无需向前弯曲身体就能拿到。毫米之内，使作业者无需向前弯曲身体就能拿到。大而重的物件需靠近场地前面，允许作业者有时大而重的物件需靠近场地前面，允许作业者有时（每小时几次）到场外取物。（每小时几次）到场外取物。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 25 页页图图75 坐姿与立姿空间作业范围坐姿与立姿

23、空间作业范围 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 26 页页（2 ） 立姿作业空间布局设计立姿作业空间布局设计 立姿作业空间主要包括工作台、作业范围和工作活动余隙等的尺寸和布局。 其设计用人体参量和选用原则如下表所示。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 27 页页符号人体测量项目男女男女混合男子百分位数女子百分位数第 5第 50第 95第 5第 50第 95A身高177516591775158316781775148415701659C眼高148613711371147415681664137

24、114541541E肩高128111951195138113671455119512711350G胸厚245239245186212245170199239H肘间宽371348348371422489348404478J前壁前展长323292292323351378292313345K上肢前展长612554554612664716554602653L肘高109610231096954102410968999601023 立姿作业空间设计参数立姿作业空间设计参数 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 28 页页对上表的说明： （1）j. k为推算值

25、，其余为实测值。 （2）差鞋时的修正值：身高、眼高、肩高、肘高加30mm。 （3）身体放松站立修正值：身高、眼高等减19mm。 （4）着装时的修正值：胸厚加10mm，以工代臀膝距加20mm。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 29 页页 1）立姿工作面的高度 立姿工作面的高度不仅跟身高有关，还与作业时施力的大小，视力要求和操作范围等很多因素有关。 在考虑不同身高的工作者对工作面高度的要求时，虽然可以设计出高度可调的工作台，但事实上，可以通过调整脚垫的高度来调整作业者的身高和肘高。 因此，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

26、共用的工作面高度按男性的数值设计。 图图75B及图及图1按男性身高的第95百分数给出了立姿情况下不同作业性质对工作面高度的要求。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 30 页页 图图75B立姿工作面高度（立姿工作面高度（mm） 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 31 页页 a的台面高度为10501150毫米，适用于精密工作，靠肘支承的工作（如书写、画图等）； b的台面高度为1130毫米，虎心钳固定在工作台上的高度； c的台面高度为9501000毫米，适用于要求灵巧的工作，轻手工工作（如包装、安

27、装等）； d的台面高度为800950毫米，适用于要求用劲大的工作（如刨床，重的钳工工作等）。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 32 页页 2）立姿工作活动余隙 立姿作业时，人的活动性比较大。为了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。有条件时，可以适当大些，场地较小时，应按有关人体参量的第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： 站立用空间（作业者身前工作台边缘至身后墙壁之间的距离），不得小于760毫米，最好能达到910毫米以上； 身体通过的宽度（身体左右两侧间距），不得小于510毫米，最好

28、能保证在810毫米以上； 身体通过的深度（在局部位置侧身通过的前后间距），不得小于330毫米，最好能满足380毫米；安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 33 页页 行走空间宽度（供双脚行走的凹进或凸出的平整地面宽度），不得小于305毫米，一般须在380毫米以上； 容膝容足空间。立姿作业虽不需要，但提供了容膝容足空间，可以使作业者站在工作台前能够曲膝和向前伸脚。一方面站着舒适，另一方面使身体可能靠近工作台，扩大上肢在工作台上的可及深度。容膝空间最好有200毫米以上，容足空间最好达到150150毫米以上； 过头顶余隙 （地面至顶板的距离）。一些岗位

29、的过头顶余隙就是楼层的高台，但许多大型设备常在机器旁建立比较矮小的操纵控制室，空间尺寸十分有限。如果过共顶余隙过小，心理上就产生压迫感，影响作业的耐久性和正确性。过头顶余隙最小应大于2030毫米，最好在2100毫米以上，在此高度下不应有任何构件通过。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 34 页页3） 临时座位 立姿工作易疲劳，条件允许时，应提供临时座位供作业者工间短时休息。临时座位不应影响立姿作业自由走动和操作。图5-6分别是摇动旋转式和回跳式临时座位。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 35

30、页页安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 36 页页 4）立姿作业范围 立姿作业的水平面作业范围与坐姿时相同，垂直面作业范围的设计如图图57所示 图5-8给出了立姿作业时最大和最佳的作业范围。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 37 页页安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 38 页页 图图7 77 立姿作业范围（立姿作业范围（mmmm）安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 39 页页 （3）坐）坐立

31、姿作业空间布局设计立姿作业空间布局设计 坐-立姿作业空间设计用人体参量与选用原则，是在设计立姿作业空间的人体测量项目参数的基础上，增加了坐姿腘窝高n和大腿厚i这两个坐姿作业的设计参数 ，其布局设计方法如图所示。 坐-立姿交替作业的工作面高度及水平面和垂直面的最大作业范围和舒适作业范围，均与单独采用立姿作业的设计结果相同。但坐-立姿交替作业的工作座椅的坐面高与坐姿作业时的坐面高是不同的。它是由立姿时的工作面高度减去工作台面板厚度和大腿厚度i的第95百分位数所确定的。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 40 页页坐-立姿交替作业垂直面布局设计 安

32、全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 41 页页椅子可以移动，以便在立姿操作时可将它移开； 椅子高度可调，以适应不同身高者的需要； 坐姿作业时应提供脚踏板 （脚垫），否则，会因工作座椅坐面过高，人的双脚下垂，造成座面前缘压迫大腿，使血液循环受阻。踏板中心位置高度应为座面高度减去坐姿腘窝高n的第95百分位数，以保证容膝空间适应90%以上的人群众。若踏板高度可调，可调范围取20-230毫米。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 42 页页 （4）其它姿势的作业空间）其它姿势的作业空间 在工厂里，除了在固

33、定工作岗位上通过操纵在工厂里，除了在固定工作岗位上通过操纵机器直接生产制造产品之外，还有大量的工机器直接生产制造产品之外，还有大量的工人则是从事机器设备安装维修工作。当进入人则是从事机器设备安装维修工作。当进入设备和管路布置区域或进入设备和容器的内设备和管路布置区域或进入设备和容器的内部时，由于空间的限制，作业人员往往既不部时，由于空间的限制，作业人员往往既不能坐着作业，也不能站着作业，而只能采取能坐着作业，也不能站着作业，而只能采取蹲姿、跪姿和卧姿等。因此，必须在设备的蹲姿、跪姿和卧姿等。因此，必须在设备的设计和布局时就事先留出以其它可以预见到设计和布局时就事先留出以其它可以预见到的姿势，进

34、行作业的所需空间。具体包括二的姿势，进行作业的所需空间。具体包括二个方面，一是到达各检修点的可达性问题；个方面，一是到达各检修点的可达性问题；二是在各检修点的可操作性问题。二是在各检修点的可操作性问题。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 43 页页 1） 检修通道的布局与最小尺寸 解决可达性问题，就是根据可能的通行姿势设计合理的检修通道。检修通道应针对一切可能的检修项目，采用最容易使所需的零部件、人的身体、工具等顺利通过的形状。在确定具体尺寸时，应考虑人体携带零部件和工具的方式所需的工作余隙，还应考虑操作人员在通道内的视觉要求。否则遇到紧急检

35、修时，人、工具和更换的零部件进不去，就得拆除或破坏其它的设施，造成更大的减产、停产。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 44 页页 一般情况下，设置一个大的检修通道，比设置两个或更多个小的检修通道要好，检修通道应位于正常安装时易于接近的设备表面或直接进入最便于维修的地方。同时应处于远离高压或危险转动部件的安全区。否则应采取有效的安全措施，以防作业人员进出时受到伤害。表72是人体形态尺寸对各种通行方式的最小空间尺寸要求。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 45 页页序号序号通行方式通行方式尺尺

36、 度度尺尺 寸寸最最 小小最最 好好着防寒服着防寒服1单人正面通过单人正面通过宽宽高高560 1600610 1860810 19102双人并行通过双人并行通过宽宽高高1220 16001370 18601530 19103双人侧身通过双人侧身通过宽宽高高760 1600910 1860910 19104方形垂直入口方形垂直入口边长边长边长边长459 159560 560810 8105圆形垂直入口圆形垂直入口直径直径 560 610 6矩形水平入口矩形水平入口宽宽高高535 380610 510810 8107圆形爬行管道圆形爬行管道直径直径 635 760 8108方形爬行管道方形爬行管道

37、边长边长边长边长635 635760 760810 810表表72最小通道尺寸最小通道尺寸 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 46 页页 2） 其它姿势最小作业空间尺寸 安装与维修机器设备时，若检修点的作业空间过小，人的肢体施展不开，就会以不合理的方式用力而损伤肌肉骨骼组织。或者会因把持不住工具、零部件等而造成物体失落，既影响工作效率，又容易砸伤人体。 全身进入的各种姿势所需的最小作业空间尺寸，应根据有关人体测量项目的第95百分位数进行设计，具体尺寸如图79和表73所示。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-

38、12-13第第 47 页页安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 48 页页作业姿势尺度标记尺 寸最小值选取值着防寒服时蹲坐作业 高度 宽度1207092130100屈膝作业 高度 宽度12090102130110跪姿作业 宽度 高度 手距地面高度110145 12070130150 爬着作业 高度 长度801509095160俯卧作业（腹朝下） 高度 长度452455060仰卧作业（背向下） 高度 长度501906019565200安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 49 页页检查孔或观察窗的间隙

39、尺寸可检查孔或观察窗的间隙尺寸可以按下述方法设计：以按下述方法设计：双肩均需进入，取开口的宽度双肩均需进入，取开口的宽度等于可及范围深度的等于可及范围深度的75加加150mm，水平间隙至少为，水平间隙至少为630mm（a）；只把手臂伸进到）；只把手臂伸进到附近肘部时，孔的直径取附近肘部时，孔的直径取110mm（b）；若把整个手臂都）；若把整个手臂都伸进去，孔的直径应取伸进去，孔的直径应取125mm，着防寒服作业再增加着防寒服作业再增加75mm（c）；对于伸直手掌及握拳的）；对于伸直手掌及握拳的开口尺寸应取图开口尺寸应取图d,e所示的大小；所示的大小；对于拿东西的手来说，物体周对于拿东西的手来说

40、，物体周围的自由空间应等于围的自由空间应等于45mm，戴，戴手套时再增加手套时再增加20mm（f,g）；对）；对于按动按钮于按动按钮,孔的直径应取孔的直径应取40mm（h）；而为了用双指捏）；而为了用双指捏取按钮，孔的直径必须等于取按钮，孔的直径必须等于65mm安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 50 页页 3、 安全距离设计安全距离设计 由于种种原因，许多设备要实现无任何危险之处是很难的，因此就必须考虑与其保持一定的安全距离。安全距离有二： 一是防止人体触及机械部位的间隔；称为机械防护安全距离的确定，主要取决于人体测量参数。 二是使人体免受非

41、触及机械性有害因素影响的间隔，如超声波危害、电离辐射和非电离辐射危害，冷冻危害、以及尘毒危害等）安全距离的确定，主要取决于危害源的强度和人体的生理耐受阈限。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 51 页页 机械防护安全距离设计 Sd = （1K）L 或: Sd =（1K）Rm 式中，Sd为安全距离（mm）；L为人体尺寸（mm）；Rm为最大可及范围（mm）；K为附加量系数。身身 体体 有有 关关 部部 位位K K身高等大尺寸身高等大尺寸上、下肢等中等尺寸；大腿围度上、下肢等中等尺寸；大腿围度手、指、足面高、脚宽等小尺寸；头胸等重要部位手、指、足面

42、高、脚宽等小尺寸；头胸等重要部位0.030.030.050.050.100.10安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 52 页页 人体与带电导体的安全距离 由于向设备提供动力和工作照明的需要，在厂区、车间和工作岗位上，常常有配电设施、电线电缆和电气开关等。这些带电的物体虽然都有绝缘的外表层或其它安全保护措施，但仍然存在着对人体的潜在威胁。因此，人体与带电导体应保持一定的安全距离，以避免各种电气伤害。 人体与带电导体间的安全距离视电压的高低和操作条件而定。在低压操作下，人体与带电体至少应保持100 mm的距离。在高压无遮拦操作中，人体及所携带工具与

43、带电体之间的最小距离：10KV以下者不应小于700mm，2035KV者不应小于1000mm。用绝缘杆操作时，应装临近时遮拦。在线路上工作时，人体与临近带电体的最小距离：10KV以下者不应小于1000mm，35KV者不应小于2500mm。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 53 页页 4、最佳作业空间的选择、最佳作业空间的选择 充分考虑作业者的心理特性 充分考虑作业者的行动空间 对于多人集体作业应考虑协同作业空间 考虑设备本身的特点（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。 考虑

44、控制装置的合理布局，将使用频率高的控制装置布置在最适于作业的区域，并按操作的先后顺序，把它们相互之间尽量安排得近一些，形成一个流畅的作业线路。 根据人体测量学、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。 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。 图711所示为坐姿最佳空间范围。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 54 页页图图7 711 11 坐姿最佳空间作业范围坐姿最佳空间作业范围安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系202

45、1-12-13第第 55 页页 第第 二二 节节控制室的安全人机工程控制室的安全人机工程 控制室在自动化程度相当高的生产线中控制室在自动化程度相当高的生产线中成为控制系统的核心部分，故对控制室成为控制系统的核心部分，故对控制室的设计与布置应有严格的要求。的设计与布置应有严格的要求。 首先，控制室的设计必须做到内部结构首先，控制室的设计必须做到内部结构功能分区明确，内外联系方便，并尽量功能分区明确，内外联系方便，并尽量减少操纵时的走动减少操纵时的走动; 其次是控制室空间的合理布置和利用。其次是控制室空间的合理布置和利用。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-

46、13第第 56 页页一、控制室的平面布置一、控制室的平面布置 1、控制中心室 2、控制室辅助用房 3、计算机室 4、更衣室 5、生活室 6、参观廊安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 57 页页二、控制中心室的设计二、控制中心室的设计 1、作业活动范围所要求的尺寸 2、设备及其他活动空间所要求的尺寸安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 58 页页三、控制室的其它要求三、控制室的其它要求 1、采光与照明要求 2、温度和湿度的要求 3、建筑要求 4、总体布局要求安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖

47、南工学院安全工程系2021-12-13第第 59 页页四、核电厂主控室四、核电厂主控室安全人机工程设计实例安全人机工程设计实例 在核电厂中，主控室人-机接口最集中，操纵员与人-机接口联系最密切，人的失误率最高，后果也最为严重，因此核电厂人因工程研究与应用主要集中在主控室。 核电厂主控室安全人机工程设计的目的是要有效地避免或减少核电厂人因事故的发生。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 60 页页1、核电厂主控室安全人机工程设计的基本原则核电厂主控室安全人机工程设计的基本原则 安全性原则安全性原则：控制室必须使电厂安全运转；在发生事故后仍能够使电厂

48、恢复到安全状态；必须保障人员和设备的安全。这是主控室人因工程设计最重要的原则。 可用性原则可用性原则：主控室设计中，须考虑电厂能按计划运行，把人因失误或仪表控制系统故障造成的停堆或降功率运行的几率降到最小 人人-机机-环境整体考虑原则环境整体考虑原则：设计过程中必须充分考虑整体的人-机-环境，建立完整的人因工程原则，包括有关的设计标准规范，人-机功能分配，人-机信息交换，人对环境的生理、心理反应，人-机-环境系统的组织原则等。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 61 页页2 2、核电厂主控室安全人机工程设计的关键因素核电厂主控室安全人机工程设计

49、的关键因素 信息显示能以易发觉和易理解的方式，向操纵员提供反应堆安全状态信息，且具有一致性、明确性和连续性。 控制器应具有适用性、可操作性、可靠性和与应急操作的兼容性。 信息显示装置（系统）与控制器装置（系统）具有良好的协调性、一致性。 在事故工况下，操纵员所需处理的信息量未超过其生理、心理功能的限值。 在各种工况下，操纵员的工作负荷（包括体力和精神）在时间、强度方面处于人因工程原则容许的范围内。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 62 页页3、核电厂主控室信息显示装置和控制装置设计核电厂主控室信息显示装置和控制装置设计（1）信息显示装置）信息

50、显示装置 核电厂主控室信息显示装置可分为测量仪表、灯光指示器、屏幕显示器、报警系统、安全参数显示系统和模拟图等种类，它们为操纵员和非值班专家提供数据采集、数据处理、显示、报警、记录和打印功能。信息显示装置的设计必须考虑它们对安全的重要性，每个系统所期望的安全功能和它在假想运行事件和事故工况下使操纵员采取正确的操作中的重要性。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 63 页页（2）控制装置）控制装置 选择控制器的一般原则 适用性 可操作性 可靠性 与应急操作的兼容性 控制器的动作方向 误触发的预防 标牌安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学

51、院安全工程系2021-12-13第第 64 页页（3）信息显示与控制动作的综合关系）信息显示与控制动作的综合关系 要求信息显示和控制器在颜色、编码、位置、声音、操作等方面具有一致性。 显示器和控制器编组要符合操纵员的思维方式，合理地采用了功能(系统)编组、使用顺序编组、使用频率编组、优先权编组、操作规程编组、模拟图式编组等编组方法。 显示器和控制器编码符合人机工程有关原则。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 65 页页 第第 三三 节节办公室的安全人机工程办公室的安全人机工程 在政府机关或企业内部，在管理工作的相互沟通、协调、信息联系、综合平衡

52、、目标决策等方面，办公室是主要工作场地，过去人们比较重视办公室的基建和设备的增加，轻视办公室的人机工程学设计已越来越为人们所重视。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 66 页页 从办公室的职能管理活动来看，基本是两种类型：集中办公（集体粉公）和独立式办公（分散办公）。从办公室的平面布置形式分：有大空间式、空间分隔式和独间式等。显然，大空间式和空间分隔式适合于集中式办公，独间式适合于独立式办公。从我国目前情况看，这两种形式都大量存在。由于办公室自动化的迅速发展，大空间分隔式，特别是空间分隔式，将是办公室主要的发展形式。 对办公室管理工作的性质、

53、管理工作人员的主要心理特性与行为方式和作业环境的影响的综合研究结果表明，在集体办公情况下，每个工作人员占用的最小面积为5m2，空间为15m3，最低高度为3m。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 67 页页 一、现代办公室的特点一、现代办公室的特点 1、是社会及团体精神风貌的窗口、是社会及团体精神风貌的窗口 2、办公场所智能化、办公场所智能化 3、办公条件自动化、办公条件自动化 4、办公环境舒适化、办公环境舒适化 5、现代办公室追求自身的合理管理、现代办公室追求自身的合理管理与人员之间的相互制约及监督。与人员之间的相互制约及监督。 安全人机工程学

54、第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 68 页页 二、理想的办公场所智能建筑二、理想的办公场所智能建筑 1 1、智能建筑的优点、智能建筑的优点 (1) (1) 创造了安全、健康、舒适宜人和能创造了安全、健康、舒适宜人和能提高工效的办公环境提高工效的办公环境 (2) (2) 节能节能 (3) (3) 能满足多种用户对不同环境功能的能满足多种用户对不同环境功能的要求要求 (4) (4) 现代化的通信手段与办公条件现代化的通信手段与办公条件 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 69 页页 2 2、办公自动化系统的几种

55、模式、办公自动化系统的几种模式 (1) 事务型办公自动化系统 办公事务处理中，最为普遍的应用是文字处理、电子排版、电子表格处理、文件收发登录、电子文档管理、办公日程管理、人事管理、财务统计、报表处理、个人数据库等。 事务型办公自动化系统（见图65图66）都是为处理日常的办公事务，是直接面向办公人员的。 事务型办公自动化系统由计算机软、硬件设备、基本办公设备、简单通信设备和处理事务的数据库组成。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 70 页页事务型办公模型之一（单机事务型办公模型之一（单机） 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全

56、工程系2021-12-13第第 71 页页事务型办公模型之二（多机）事务型办公模型之二（多机） 多机系统通信可采用计算机终端网、程控交换机综合通信网、计算机局域网或远程网等 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 72 页页(2) 管理型办公系统 管理型办公系统是一种在办公系统中，对与本单位的运营目标关系密切的综合的一体化的办公信息处理系统。综合数据库存放有关单位的日常工作所必需的信息，在政府机关，这些综合信息包括政策、法令、法规，有关上级政府和下属机构的公文、信函等的政务信息等；一些公用服务事业单位的综合数据库包括和服务项目有关的所有综合信息；公

57、司企业单位的综合数据包括工商法规、经营计划等。 为了优化日常工作，提高办公效率和质量，必须具备供本单位的各个部门共享的这一综合数据库。这个数据库建立在事务型办公系统基础上，构成信息管理型的办公自动化系统。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 73 页页管理型办公系统模型之一管理型办公系统模型之一 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 74 页页管理型办公系统模型之二管理型办公系统模型之二 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 75 页页管理型办公系统模

58、型之三管理型办公系统模型之三安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 76 页页 第第 四四 节节道路交通运输安全人机工程道路交通运输安全人机工程主要内容包括以下三个方面： （1）人的方面：驾驶人员的生理、心理状态对运输作业系统的影响。 （2）运输工具方面：操作装置、显示装置、驾驶空间、坐席、视界及作业环境的微气候等合理设计。 （3）环境方面：交通标志、道路设施等合理设计。 安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 77 页页一、道路交通安全系统一、道路交通安全系统与驾驶人员的作业研究与驾驶人员的作业研究

59、1、道路交通安全系统、道路交通安全系统 道路交通系统是一个由人、车、路构成的动态系统。驾驶员从道路交通环境中获取信息，这种信息综合到驾驶员的大脑中，经判断形成动作指令，指令通过驾驶操作行为，使汽车在道路上产生相应的运动，运动后汽车的运行状态和道路环境的变化又作为新的信息反馈给驾驶员，如此循环往复，完成整个驾驶过程。因此，人、车、路（含整个环境）被称作道路交通系统的三要素。安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 78 页页表表7-5 哈顿矩阵哈顿矩阵 因素因素事事 故故 前前事故中事故中事故后事故后人人培训、安全教育、行车态度、培训、安全教育、行车态

60、度、行人和骑车人的着装行人和骑车人的着装车内位置和坐姿车内位置和坐姿紧急救援紧急救援车车主动安全（制动、车辆性能、主动安全（制动、车辆性能、车速、视野），相关因素车速、视野），相关因素（交通量、行人等）（交通量、行人等）被动安全（车辆被动安全（车辆防撞结构、安全防撞结构、安全带等）带等）抢救抢救路路道路标志标线、几何线形、道路标志标线、几何线形、路表性能、视距、安全评价路表性能、视距、安全评价路侧安全（易折路侧安全（易折柱）、安全护栏柱）、安全护栏道路交通设道路交通设施的修复施的修复安全人机工程学第七章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系2021-12-13第第 79 页页表表7-6 各因