安全人机工程学1

安全人机工程学1.安全人机工程学:是从安全角度出发，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。

它作为人机工程学的一个应用学科分支，以安全为目标，以工效为条件，将以安全为目标，工效为目标的工效人机工程学并驾齐驱，并成为安全工程学的一个重要学科分支。

2.安全人机工程学的主要内容:人的特性的研究，机的特性的研究，环境特性的研究，人-机关系的研究，人-环关系的研究，人-机-环境系统总体性能研究，事故预防以及事故致因的研究。

3.生理节律性:人体生理功能所显示出的周期性变化。

4.人机结合面(人机界面):在人机系统中，存在着一个人与机相互作用的面，所有的人机交流都发生在这个面上，通常人们称这个面为人机界面。

5.提高作业能力与降低疲劳的措施:(1)改进作业方法，合理使用体力:1、2、3、4(2)合理地确定作业休息制度6.克服单调感，合理调节作业速率p1147.疲劳发生机理:(1)疲劳物质的累积机理(2)糖原耗竭机理(3)中枢变化机理(4)生化变化机理(5)局部流血阻断机理7.显示器设计基本原则:准确性原则:要求显示装置的设计，尤其是数字认读的显示装置的设计应尽量使读数准确。

简单性原则:应使传递信息的形式尽量直接表达信息内容，尽量减少编码错误。

一致性原则:应使显示器指针运动的方向与机器本身或者控制器运动方向一致。

排列性原则:( 1) 最常用和最主要的尽可能放在视野中心3?范围之内(2)当显示器很多时，应按它们的功能分区排列，区与区之间应有明显界限。

(3)显示器应尽量靠近，以缩小视野范围。

(4)显示器的排列要符合人的视觉特征。

8.疲劳动态特征:(1)身体的生理状态发生特殊变化(2)作业能力下降(3)疲倦的自我体验9.作业过程中人的代谢过程:ATP-CP系列:CP+ADP Cr+ATP需氧系列:葡萄糖或脂肪+氧氧化磷酸化 ATP乳酸系列:葡萄糖(糖原)糖酵解 ATP+乳酸10.人机工程学:是20世纪中期发展起来的交叉学科，它广泛地运用了人体科学、系统科学、社会学、管理学、技术科学等学科的理论与知识，主要研究人、机和人机界面之间的关系，探讨通过适当的设计使人机系统达到高功效和安全地工作。

第一章概论1．人机关系随社会的发展有很大的变化，请举例说明其变化及其特点。

2．如何理解安全人机工程学的含义？3. 阐述人机工程学与安全人机工程学的联系与区别4. 举例分析你所熟悉的一个人机系统的人、机及其结合面5．请说明安全人机工程学在安全工程学中所处的地位与作用6．何为安全人机工程学？其任务与研究范围是什么？第二章人体的人机学参数1．为什么说人体测量参数是一切设计的基础？2．人体测量数据如何处理？3．使用人体数据的原则是什么？4．手、脚作业域如何确定？5．人体测量数据的运用准则有哪些？6．作业椅与工作台如何确定合适？7．结合实际举例说明人体数据在工程中的应用？第三章人的生理和心理及人体生物力学特性1、何谓人的感觉适应性、感觉有效刺激及感觉相互作用，对上述特性的研究对安全工作有什么作用？2、人的视觉、听觉各有哪些特征？3、何谓人的反应时间？如何能缩短人的反应时间？4、如何能提高人的信息处理能力？5、何谓注意？有哪些特征？6、由非理智行为而发生违章操作的心理因素有哪些表现？7、如何应用能力的个体差异搞好安全工作？8、色彩对人有哪些生理、心理影响？作业场所和工作面色彩选择应注意哪些问题。

9、噪声对不同工作内容的影响主要体现在哪些方面？10、人体活动范围可分为哪几类？如何根据作业特点确定适宜的作业范围？11、人体四肢操纵力有哪些特点？对操纵器布置有哪些影响？12、在进行安全人机系统设计时，为了使动作速度、频率和准确性、灵活性很好的结合，必须遵循哪些规律？13、影响人体作用力的因素有哪些？14、何谓疲劳？疲劳形成的原因？15、如何能减少或改善作业人员的疲劳？第四章安全人机功能匹配1、何为开环与闭环人机系统？2．举例说明机械设备的危险部位3．常见的机械事故有哪些？4. 机器设备的本质安全从哪几个方面着手？5. 机械设计需要考虑哪些安全人机工程学要求？6．何谓“人机功能分配”？为何要对人与机进行功能分配？7. 人、机各有哪些优势和劣势？如何合理分配其功能？8．人机功能分配的原则是什么？9．举例说明人机功能分配不当造成的危害。

河南城建学院《安全人机工程学》课程设计指导书班级0234101/2专业安全工程课程名称安全人机工程指导教师环境与市政工程系2012年12月18日《安全人机工程学》课程设计指导书一、课程设计的目的：课程设计是理论和实践相结合的重要环节，也是培养学生实际动手能力的有效途径。

通过本次课程设计，使学生能更加系统掌握安全人机工程学的原理、方法和内容，通过对某一具体的人机系统的分析评价和改进设计，提高人机工程学知识的应用能力，培养学生对人机实际问题的独立思考和解决的能力，形成较为系统和科学的思维体系，为以后专业工作和设计打下良好的基础。

二、课程设计的内容：1、课程设计的内容：①调查课题的现状、呈现的特征、存在的问题并指出研究的意义和目的。

②存在问题的原因分析以及评价过程与结论（运用人机工程有关理论，结合安全系统分析和评价的方法对问题的原因进行比较深入的分析，并就现状分析的结果作出评价，并得出结论等）。

③对存在问题的改进措施和设计（包括改进设计的依据、原理、思路、实施方案（内容）和步骤等）。

④本次设计的水平、存在的问题等总结。

2、课程设计内容的具体方针：1)课程设计的意义：即完成此课题有何意义和实用价值；2)课程设计资料：必须来源于现场的实际，不得假设推断；3)课程设计的分析：对获取的资料进行归纳、分类、统计分析，并列表说明等；4)课程设计的设计：既对原来系统或者设计中存在的问题依据人机匹配的原理进行改进和设计，使之符合人机工程学原理，体现以人为本的中心；5)课程设计的结论：在对资料分析的基础上，做出结论。

三、课程设计的要求：１、原则上每位学生单独完成一个课题，课题可从下面的参考课题中选择（但同一课题最多4人同时选择），鼓励同学们自己做自选课题（自选课题要与本课程设计紧密相连，源自实际应用）；２、课题原始资料必须来自实际，要经过现场测绘，准确和可靠。

同学们可以通过现场实测、调查、问卷和查阅有关资料记录等形式来收集；３、课程设计的内容要求：立论有理有据，评价分析合理和透彻，结论可靠正确，设计大胆合理，充分体现以人为本的人机学原理；4、课程设计格式及其他要求：①课程设计内容和论文字数不得少于5000.00字，语句通顺，表达准确合理，尽量多使用专业语言。

人机学日益得到重视F •W •Taylor——铁锹研究1898年，现代管理学的先驱泰勒（ F •W •Taylor ）进入伯里恒钢铁公司后，对铲煤和矿石的工具——铁铣进行了研究，他用装煤重量分别为5kg、10kg、17kg、20kg的四种铁铣作实验，找到了铁铣的最佳设计和每次铲煤或矿石的最适重量，即10kg。

同时，泰勒还进行操作方法的研究，剔除多余的不合理动作，指定最省力高效的操作方法和相应的工时定额，大大提高了工作效率F •B •Gilbreth& L •M •Gilbreth——砌砖研究1911年，吉尔布雷斯夫妇（ F • B •Gilbreth& L •M •Gilbreth）通过快速拍摄影片，详细记录工人的操作动作后，对其进行分析研究，将工人的砌砖动作进行简化，将全过程中的17个动作减少为4.5个，使砌砖的速度由原来的120块/h提高到350块/h一、显示器的分类2、视觉显示器的类型和特点模拟显示器指用模拟量来显示机器工作状态各参数的装置。

如针式仪表、信号灯等信息比较形象和直观，使人对模拟量在全程范围内所处的位置一目了然，并能显示出偏差趋势。

数字显示器指直接用数码来显示机器工作状态各参数的装置。

如汽车里程表、飞机高度仪等认读速度快、精确度高，且不易产生视觉疲劳。

眼见未必为实：红、蓝线那个更长？3、显示器设计原则：（1）准确，易于辨识；（2）简单，减少反应时间；（3）一致，指示变化与“机”变化状态一致；4、视觉显示器设计的生理学基础(了解)视野指人在头部和眼球均不转动的情况下所能看到的空间范围。

常态视野黑背景上的白色物像的平均视野范围。

5.2 控制器的安全人机学设计一、控制器的分类控制器指人通过某种装置操纵控制一台机器或一个设备系统的专用机具。

运动方式：旋转、摆动、按压、滑动控制器功能：开关、转换、调整、紧急停车控制器操作部位：手动、脚动控制器操作失误导致事故案例1：2004年12月14日，印度北部旁遮普邦14日发生两列火车迎头相撞事故。

1.安全人机工程学：时从安全的角度和着眼点研究人和机的关系的一门学科，其立足点放在安全上面，以活动过程中的人实行保护为目的，主要阐述人与机保持什么样的关系，才能保证人的安全。

2.人机功能分配：对人和机的特性进行权衡分析，将系统的不同功能恰当的分配给人和机3.人机结合面：就是人和机在信息交换和功能上接触呢或互相影响的领域4.人的反应时间：人从接收外界刺激到做出反应的时间5.疲劳：就是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就是的发生机能变化，物质变化，自觉疲劳和效率变化的现象6.人机系统的构成及人机三要素：人机系统由信息输入，信息储存，信息处理和执行功能四部分组成人机三要素：○1人的三要素：中枢神经系统，感觉器官和行动器官○2机器的三要素：机器本体，显示部分和操作部分7.人机工程的任务或目的？对人类活动的场所，即人和机以及人机关系及环境条件的综合体，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，有效发挥人的作用，最大限度的为人提供安全卫生和舒适的环境，保障人的健康，舒适，愉快的活动，同时提高活动效率。

8.试述安全人机工程的研究方法？主要有观察法，实验法，实测法，模拟和模型试验法，计算机数值仿真法，分析法，调查研究法。

9.试述人体测量数据的应用准则？准则有最大最小准则，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的准则，标准化准则，姿势与身材相关联准则，合理选择百分位和使用度准则10.如何选用百分位和适用度？常见的依据有：○1凡间距类设计常取第95百分位的人体数据○2凡净空高度类设计，常取第99百分位的人体数据○3凡属于可及距离类设计，一般使用低百分位数据○4座面高度类设计，常取第5百分位的人体数据○5隔断类设计视情况而定○6公共场所工作台面高度类设计，从女子第第5百分位到男子第95百分位数据。

11.为何要进行功能修正量和心理修正量的确定，怎样确定？○1根据人体数据运用准则，凡涉及人体尺寸的设计，必须考虑到实际中人的可能姿势，动态操作，着装等需要的设计裕度，所以这些设计裕度总计为功能修正量，功能修正量常用的实验方法去求得，也可以通过统计数据获得○2根据人体数据运用准则，为了消除人们邻里上的空间压抑感高度恐惧感和过于接近时的窘迫感和不舒适感等心理感受，或者是为了满足人们求美求奇等心理需求涉及人的产品和环境空间涉及，必须在附加一项必要的心里空间尺寸，即心理修正量。

第一章概论人机工程学是运用人的生理学、心理学和其他有关学科知识，使机器和人相互适应，创造舒适和安全的工作与环境，从而提高工效的一门科学。

安全人机工程学是从安全的角度和着眼点，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。

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”）安全人机工程学得研究对象是人、机和人机结合面三个安全因素。

第二章人体的人机学参数耗氧量：人体用过循环、呼吸系统所能摄入的氧气量称为摄氧量。

人体在单位时间内所消耗的氧气量称为耗氧量。

人体在从事高度反正体力劳动时，循环、呼吸（氧运输）系统的功能经1~2min后达到人体极限摄氧能力，这时，人体单位时间内的摄氧量称为最大摄氧量。

最大耗氧量可以作为允许最大体力消耗的标志，其影响因素主要有年龄、性别、海波高度、体能训练、劳动强度、持续时间等。

人体测量数据的运用准则：1.最大最小准则2.可调性准则3.平均准则4.使用最新人体数据准则5.地域性准则6.功能修正与最小心理空间相结合准则7.标准化准则8.姿势与身材相关联准则9.合理选择百分位和适应度准则第三章人的生理和心理及人体生物力学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。

感觉有：视觉、听觉、嗅觉、触觉（包括触觉、温度觉、痛觉）、味觉、运动觉、平衡觉、空间知觉以及时间知觉等。

感觉适应性：对感觉器官持续刺激，假若刺激强度固定，则作用时间的长短将决定该刺激是否能引起反应，时间过短不能引起反应：时间过长，反应逐渐减小，以致消失。

人能够产生视觉是由三个要素决定的：视觉对象、可见光和视觉器官。

视觉运动的规律：1.眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快而且不易疲劳2.视线的变化习惯从左到右、从上到下和顺时针反响运动。

3.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4.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，左上限，而右下限最差。