安全人机工程学知识点

人机工程学定义：研究各种工作环境中人的因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究人在工作、生活中怎
样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的科学。

国内学者一般认为：人机工程学是运用人的生理学、心理学和其他有关科学知识，使机器和人相互适应，创造
舒适和安全的工作与环境条件，从而提高功效的一门科学。

我国1979年出版的《辞海》对人机工程学给出了如下定义，即人机工程学是一门新兴的边缘学科，它是运用
人体测量学、生理学、心理学和生物力学以及工程学等科学的研究方法和手段，综合地进行人体结构、功能、心理
以及研究控制台上各个仪表的最佳位置。

人机工程学的研究目的：
1、设计机器和设备及工艺流程、工具以及信息传递装置与信息控制设备时，必须考虑人的各种因素—生理和心理
的及人体测量参数、生物力学的需要与可能；
2、要使人操作简便、省力、快速而准确；
3、要使人的工作条件和工作换环境安全卫生和舒适；
4、最终目的是为了是人机系统细条，保障安全健康和提高工作效率。

人机工程学的研究内容：
1、人的因素方面，主要包括人体生理、心理、人体测量级及生物力学；
2、机的因素方面，主要包括显示器和控制器等物的设计；
3、环境因素方面，驻澳包括采光、照明、尘毒、噪声等对人身心产生影响的因素；
4、人机系统的综合研究：研究人机系统的整体设计；岗位设计；显示器设计；控制器设计；环境设计；作业方法
及人机系统的组织管理等。

研究方法：人体尺寸实测法、心理实测法、实验法、分析法、调查研究法、计算机仿真法、图示模拟和模型试
验法、感觉评价法。

世界上一些工业发达国家就在客观需要的条件下，提出了“操作方法”课题，如进行过“铁锹作业试验研究”、“砌砖作业实验”、“肌肉疲劳试验”。

安全人机工程学可以定义为：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
人机接合面的安全问题的一门新兴学科。

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的，其研究对象是人、机和人机接合面三个安全因素。

安全人机工程学研究的内容：
安全人机工程学的主要研究目的是：对上述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，达到保障人的健康、舒适、愉
快地活动的目的，同时提高活动效率。

人机工程学被分为安全人机工程学和功效人机工程学，其区别是：安全人机工程学是从安全的角度和以人的安
全健康与舒适愉快（即要求机适合人）的前提下，保证工作效率；而功效人机工程学则是从工作效率的角度和着眼
点侧重于用人保证机的作用，立足与设备的效应，在最大限度地发挥设备效应仪提高工作效率的前提下，保证活动
者必要的安全卫生条件和活动环境。

安全人机工程学研究的内容，即安全人机工程学的任务是为工程技术设计者提供人体的数据与要求，包括：1、人体的安全阀值（不致伤害的高低限度和环境要求）；2、人体的允许范围（不影响工作的效率）即各种承受能力；
3、人体的舒适范围（最佳状态）；
4、各种安全防护设施必须适合于人使用时的各种要求等。

以这些数据和要求指
导工程技术人员进行具体工程设计，从而在实现生产效率的同时确保劳动者的安全。

P24页计算题
氧债与劳动负荷：劳动开始时，由于人体呼吸，循环机能跟不上氧需，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。

常量负荷：指劳动时摄氧量与需氧量保持平衡的负荷，即需氧量小于最大摄氧量的各种负荷。

此时，只有作业
开始2~3min内，由于呼吸和循环系统的活动暂时不能适应氧需，略欠了氧需。

其后转入稳定状态，这是人体可以
持久作业的最理想的状态。

稳定状态结束后，归还所欠氧债。

高量负荷：指需氧量已接近或等于最大摄氧量的负荷。

此时，氧债也是在氧需量上升期间出现，到达最大摄氧
量后，便维持稳定状态。

超量负荷：若劳动强度过大，需氧量超过最大摄氧量，人体一直在缺氧状态下活动形成较大的氧亏，处于“假
稳定状态”下的负荷。

由于机体负担的氧债能力有限，活动不能持久。

而且劳动结束后，人体还要继续维持较高的
氧需量以不常欠下的氧债，劳动后恢复期的长短主要取决于氧债的多少及人体呼吸、循环机能的状态。

大脑意识阶段主要脑波成分意识状态注意力生理状态事故潜在性
0 δ失去直觉0 睡眠，脑发作
Ⅰθ发呆、发愣不注意疲劳、饮酒+++
Ⅱα正常，放松心事休息，习惯性作业+~++
Ⅲβ正常，清醒集中积极活动状态最小
Ⅳβ及以上频率过度紧张集中于一点过度兴奋最大
P44~45人体尺度在工程设计中的应用。

在人机系统中，人与机的沟通主要是通过感觉系统、神经系统和运动系统，人体的其他六个子系统，起到辅助
和支持作用。

感觉是人脑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。

知觉则是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的整体属性反映。

视野是指当头部和眼球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
能看到的空间范围成为动视野。

色视野：
人对不同颜色的视野按照从大到小依次为绿红蓝黄白。

视觉运动规律：（判断题）
1、眼睛沿水平方向运动比垂直方向运动快而且不疲劳；一般先看到水平方向的物体，后看到垂直方向的物体。

2、视线的变化习惯从左到右、从上到下和顺时针方向运动。

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，人眼对左眼上限观察最优，依次为右上限、左下限、右
下限。

5、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。

6、人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受。

7、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，易于辨别的顺序是：黄底黑字，黑底白字，蓝底白字，白底黑字。

如何提高人的反应速度，缩短人的反应时间：
1、合理选择感觉通道。

2、合理设计显示装置和控制装置。

3、确定刺激信号的特点。

4、进行职业选择和适应
性训练。

人从接收外界刺激做出反应的时间，叫做反应时间。

它由知觉时间（t a）和动作时间（t g）两部分构成。

即T= t a +t g。

安全心理学的概念：
态度的形成和改变要经过三个层次：顺从，认同，内化。

人的需要大致可分为5类：生理需要，安全需要，社交需要，自尊需要和自我实现需要。

非理智行为而发生违背操作的心理因素经常表现在以下方面：侥幸心理、省能心理、逆反心理、凑兴心理、从
众心理、精神文明。

“一把钥匙开一把锁”——结合个人的情况。

人体活动范围：最有利范围，正常范围，最大可及范围。

坐姿操作纵力：人的左手弱于右手，拉力略大于推力；向下的力略大于向上的力，向内的力大于向外的力，手
臂处于侧面下方时，推拉力都较弱，但向上和向下的力较大。

立姿操纵力：最大拉力产生在肩的下方180度方向上，手臂的最大推力则产生在肩的上方0度方向上。

所以，以推拉形式操纵的控制装置，安装在这两个部位时操纵力量大。

由于手臂弯曲时，手在人的前方活动能发挥出较大的操纵力，所以操纵机构布置在操纵者的正前方可以得到最
好的操纵效果，操作者站时臂伸直的最大拉力产生在180度的位置上，即产生在垂直上拉的位置上。

所以需要向上
拉的操纵机构尽量布置在下面能得到最大的操纵力，操作者站立时臂伸直的最大推力产生在0度位置上，即垂直向上推的位置上，但由于受空间、设备和人的习惯所限，不再此方向布置操纵机构，人在伸直前臂时向前推较向侧面
推所产生的力大一些，所以推力操纵的机构尽量布置在操纵者的前面（即最佳位置）。

一般人在平稳动作时，手臂所产生的最大操纵力可达800N，人在猛烈瞬间动作时，所产生的最大操纵力可达1000~1100N。

正常情况下用手操纵时，操纵机构所需要的操纵力不应大于127~150N。

否则将不能持久地进行劳动，极易出现疲劳。

若在这种情况下，继续坚持劳动，则可能导致事故的发生。

融合：提高明暗交变速度（即闪光频率），以现场问答方式，对被测试者进行测试，当被测试者刚把闪光看成
连续光线时的闪光频率。

此频率称为融合。

（≥50次/S）
闪光：从这个融合向下逐渐降低闪光频率，在刚开始出现能判断为非连续光时的闪光频率，此频率称为闪光。

（一般为40次每秒）
Cff：通常把融合和闪光的平均值叫做临界闪光频率，缩写语为cff。

如何缓解和改善作业人员的疲劳？
人的主要功能：传感器、信息处理器、操纵器。

机的主要功能：接受信息、储存信息、处理信息、执行功能。

可靠性的定义：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。

可靠性度量指标：可靠性是指对系统或产品的可靠程度做出定量表示。

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（平均寿命）、维修度、有效度。

提高人机系统安全可靠性的途径（论述题）：
1、合理进行人机功能分配，建立高效可靠的人机系统。

2、减少人为失误。

3、改善工作环境、对机械产品进
行可靠性设计。

安全设计主要包括：1、工作（规划）设计。

2、岗位设计。

3、显示器设计。

4、控制器设计。

5、作业环境设计。

6、安全防护装置设计等内容。

在人机系统的安全设计中。

必须遵循以下原则：
①以人为中心的设计原则
②产品人性设计的原则
③安全第一的思想贯穿于全过程的原则
控制器的特征编码与识别。

将控制器合理编码，使每个控制器都有自己的特征，以便于操作者确认不误，是减
少差错的有效措施之一。

控制器编码一般有五种方式：形状，位置，大小，颜色和标志编码。

可根据需要，采用一
种或几种方式的编码组合。

显示器和控制器的配置设计：运动相合性、空间相合性、控制——显示化。

照明设计：照明通常采用三种形式，即自然照明、人工照明和二者同时并用的混合照明。

P191.
安全色是指表达安全信息含义的颜色。

该标准中规定红、蓝、黄、绿四种颜色为安全色。

安全防护装置的作用：1、防止机械设备因超限运行而发生事故。

2、通过自动监测与诊断系统排除故障或中断
危险。

3、防止因人的误操作而引发事故。

4、防止操作者误入危险区而发生故障。

安全防护装置的分类：1、隔离防护装置。

2、联锁控制防护装置。

3、超限保险装置。

4、紧急制动装置。

5、报警装置。

6、安全防护控制装置。