安全人机工程学

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课 程 简 介
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安全人机工程学
主讲教师:赵恩来
联系方式 :电话 0516-83884695 E-mail: zhel8215@163.com
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安全人机工程学是安全工程专业的一门应用基础 课,它是从安全的角度和着眼点,运用人机工程学 的原理和方法来解决人机安全问题的一门新兴学 科。 解决“ 人” 与“ 物” 界面关系,研究导致活动者伤亡病 害等因素的作用机理和预防、消除方法的依据;提 供人体数据与要求,指导工程技术人员进行具体工 程设计。
1 n ∑ ( x i − x )2 n −1 i =1
4 、抽样误差
又称标准误差,即所有样本均值的标准差。
描述测量数据在中心位置上下波动程度差异的值 ,也叫均方差。
Sx =
S n
S2=
1 n ( x − x) 2 n −1 i=1 i

由上式可知,均值的标准差要比测量数据列的标准差小。这就意味 着,当测量方法一定时,样本容量愈多,其测量结果精度愈高。因此,在 允许条件下,增加样本容量,可提高测量结果的精度。
社会在发展 机器的发展
安全人机工程学
二、安全人机工程学的展望
p安全人机工程学的研究领域将不断扩大; p安全人机工程学在高科技领域中的作用将更加突出 ; p安全人机工程学的有关课题有待深入研究。
第二章
人体的人机学参数
2 、测量基准面:定位由三个相互垂直的轴来决定
v矢状面:通过铅垂轴和纵轴的平面及与其所有平行的平面; v冠状面:通过铅垂轴和横轴的平面及与其所有平行的平面; v水平面:与矢状面及冠状面同时垂直的所有平面; v眼耳平面:通过左右耳屏点及右眼眶下点的水平面。
二、人机工程学的定义
三、人机工程学研究的目的、内容和方法
1、研究目的 1)设计-机器和工艺流程的设计适应于人; 2)工效; 3)安全; 4)最终目标 。 2 、 研究内容 1)人的因素 :人的生理、心理、人体测量和生物力学; 2)机的因素 :显示器和控制器的设计; 3)环境的因素:照明、噪声、湿度、温度、尘毒、辐射等的影响; 4)人机系统的综合研究:人机系统的整体设计、显示、控制设
5 、百分位数和适应度
常用的有第 5、第 50、第 95百分位。 第 5代表小身材,表示群体中只有5%的个体低于此下限值; 第 50代表适中身材,表示群体中只有50%的个体数值低于或高于此 值; 第 95代表大身材,表示群体中只有 5%的个体高于此上限值。 如适应域为 90%,则是指第5到第 95百分位之间的范围。 百分比(%) 0.5 1.0 2.5 5 10 15 20 25 30
六、与其它工程技术科学的关系
安全人机工程学作为一门新兴学科,与许多邻近学科既 有密切的相互联系,又有独特的理论体系, 研究方法和具体内 容。
安全人机工程学与相关学科的关系
第一章
人类的进步


第四节 安全人机工程学的诞生与展望
一、安全人机工程学的诞生
不匹配
第二章 人体的人机学参数
第一节 第二节 第三节 人机的尺寸及其测量 人体的人机学参数 人体测量数据的应用
图k 测量项目-坐姿
黄金分割
人体测高仪
直角规
弯角规
三、人体测量中的主要统计函数
1 、均 值
描述测量数据位置特征的值 ,用以衡量一定条件下的测量水平和概括 地表现数据测量的集中情况。
3 、标准差
描述测量值对均值的波动情况。
S=
x=
2 、方 差
x1 + x2 + …+ x n
n
=
1 n ∑ xi n i =1
表 2-1
K
百分比与变换系数
百分比(%) 70 75 80 85 90 95 97.5 99.0 99.5 K 0.524 0.674 0.842 1.036 1.282 1.645 1.960 2.326 2.576
- 2.576 - 2.326 - 1.960 - 1.645 - 1.282 - 1.036 - 0.842 - 0.674 - 0.524
Human Third Sister Liu; Engineering; Be There of Be Human Factors Square; Engineering. v 中国 人间工学 All Men are Brothers Blood of the Leopard. v 作为一门独立学科的历史已有50余年 人体工程学、人 因 工程学、 人类工程 学 业、工效学、 宜 人 学、人机工程学
第一节 人体尺寸及其测量
一、人体测量的基本术语
人体测量:通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体 之间在人体尺寸上的差异,用以研究人的形态特征 ,从而为各种 安全设计 、工业设计和工程设计提供人体测量数据 。 1 、被测者姿势
v立姿:挺胸直立,头部以眼、耳平面定位,眼平视前方,肩部放平,上肢 自然下垂。 为确保立姿正确,被测者应使足后跟、臀部和后背部与同一铅垂面相接 触。 v坐姿:被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度平面上,头部以眼、耳平面定 位,眼平视前方,左右大腿大致平行,足平放地面,手轻放在大腿上。
xa = x + ks
正态分布曲线上,从-∞(+∞)~a,或两个百分位a1~a2之间的区域 称为适应度。它反映了设计所适应的身材的分布范围。
四、常用人体测量数据
人体尺寸由于国家 、地区、民族、性别、年龄和生活状况的不同而有 所差异。据调查资料显示,欧洲居民每隔10年人体身高增加1~1.4cm。全 世界英国男性身高最高,为1.780m ,日本最低为1.651m;女性美国最高为 1.618m, 日本最低为1.544m。(二十世纪70年代数据) 二十世纪 80年代我国进行了全国性大规模的人体数据测量工作,从 1984年测量试点开始,在四年多的时间里,深入16个省市、实测 2万 2千余 人,共采集160余万个人体尺寸数据,并在严密、细致、科学的基础上制订 了“ 中国成年人人体尺寸” 标准。在国家标准的审定会上,获得了专家的一 致好评。该标准即为GB10000— 1988; 自 1989年 7月 1日起实施。 标准中所列的数据 ,代表从事工业生产的法定中国成年人(男18~60 岁,女 18~55岁)的人体尺寸。 由于我国地域辽阔 ,不同地区间人体尺寸差异较大,因此国标中将 全国划分为六个区: 东北华北区:黑、吉、辽、内蒙、北京、天津、河北、山东; 西北区:河南、陕西、山西、宁夏、甘肃、青海、新疆、西藏; 东南区:安徽、江苏、上海、浙江; 华中区:湖南、湖北、江西; 华南区:广东、广西、福建; 西南区:云南、贵州、四川。
特性 u 安全人机功能匹配 u 人机系统的安全设计 u 安全人机工程学的实践与运用

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《 安全人机工程学》欧阳文昭编著 中国地质大学出版社 ,1991 《 安全人机工程学》刘东明等编著 中国劳动出版社, 1993 《 安全人机工程学》臧吉昌编著 化学工业出版社 ,1996 《 安全人机工程学》白恩远等编著 国防工业出版社, 1996 《 安全人机工程 》石金涛等编著 上海交通出版社 ,1998 《 安全人机工程 》谢庆森编著 天津大学出版社, 1999 《 安全人机工程学》李红杰等编著 中国地质大学出版社, 2006
3 、测量方向 按人体水平面、正中矢状面、四 肢、上 肢、下肢分测量 方 向。
4.支撑面和着装 立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面,应是水平 、 稳固的。 5.基本测点和测量项目 国标GB3975 -1983规定了中国人人体测量参数的测点及测量 项 目,包 括:头 部(测 点16个,测量项目12项); 躯干和四肢 部 位(22个,69项)。(见下图)
第一章


英国莫瑞尔、 1949 年提出, 含义 -人 出 力正常化或人的工作 规 律。
第一章 概 论
第一节 人机工程学 第二节 安全人机工程学 第三节 安全人机工程学与相关学科的 关系 第四节 安全人机工程学的诞生与展望
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第一节 人机工程学 一、人机工程学的起源
起源于欧洲(Ergonomics) 形成于美国 发展于日本
四、安全人机工程学的研究方法
其基础研究方法与人机工程学的研究方法基本相同 。但是 研究问题的角度和着眼点不同 。
第一章


第三节 安全人机工程学与相关学科的关系
一、与工效人机工程学的关系
人机工程学被分解为安全人机工程学 和工效人机工程学两 个不同方向上的应用学科。区别在于着眼点和目标 ;
五、安全人机工程学的研究目的
感觉评价法wenku.baidu.com
图示模拟和模型试验法
五、人机工程学的广泛应用
应用国家
第一章


三、安全人机工程学的研究内容
除人机学所研究的内容以外,还研究安全人机工程学的 学科体系 、人机结合面的安全标准依据、人机系统的安全设 计等问题 。 1 )研究人机系统中人的各种特性; 2 ) 研究人机功能合理分配 ; 3 ) 各种人机界面的研究; 4 ) 作业方法与作业负荷研究; 5 ) 作业空间的分析研究; 6 ) 事故及其预防的研究;
安全
效率
主 要 内 容
u 概论 u 人体的人机学参数 u 人的生理和心理及人体生物力学
课 程 要 求
1、 掌握安全人机工程学的基本概念、基本理论, 领会“ 人机系统” 与“ 人机结合面” 的含义。 2、 掌握人、机的不同特性及人机功能的分配原 则。 3、 了解人体特性参数、人的反应、人体疲劳的测 量方法。 4、 掌握显示装置、操纵装置、作业空间与作业环 境的设计要求与设计方法。 5、 具有人机系统安全设计的初步能力。
对人 、机、 环境综合体建立合理的方案 ,人机功能分配更 合 理,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 。
二、与安全心理学的关系
安全心理学是安全人机工程学的主要理论基础之一。 区别 在于研究对象不一致;
三、与人体测量学及生物力学的关系
为人机系统的设备设计和工作空间布置提供科学依据,是 安全人机系统设计的科学依据之一。
四、与安全工程学的关系
安全人机工程学隶属于安全工程学, 是其一个重要的分 支 ,属于人体科学的应用科学范畴。
七、与相关学科的关系
五、与人体生理学及环境科学的关系
生理学、卫生学医学及环境科学研究人体各方面的机理、 机能和效率,以及各种环境对人体的实际影响 — — 安全人机工 程学的基础依据 。
第二节 安全人机工程学
一、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,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 。以安全为目标,以工效为条件。
二、安全人机工程学的研究对象
研究对象 —
— 人 、机、 人机结合面三个安全因素。
人— — 指活动的人体,即安全主体。 机 — — 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相关的物质条件。 人机结合面— — 人和机器在信息交换和功能上接触或互相影响的界面。
原始人机关系-经验人机关系-科学人机工程学 经验期 - 创建期 -成熟期
经验期:1884年起,三大实验 (肌肉疲劳试验 、铁秋作 业试验 、砌砖作业试验 )
实测法
实验法
分析法
研究方法
创建期 :第二次世界大战期间起, 新式武器和装备的功能
调查研究法
计算机仿真法
研究 成熟期 :20世纪60年代起, 宇航技术的研究
图a 测量项目-立姿
图b 测量项目-立姿
图c 测量项目-立姿
图d 测量项目-立姿
图e 测量项目-立姿
图f 测量项目-立姿
图g 测量项目-坐姿
图h 测量项目-坐 姿
图i 测量项目-坐 姿
图j 测量项目-坐姿
二、人体尺寸测量的主要仪器
人体测高仪 、人体测量用直脚规 、弯脚规、三脚平行规、 坐高椅、 量足仪 、角度计、软卷尺及医用磅秤等。
用 ,研究在工作中、生活中怎样 效的研究 ,其目的在于获得最高的 舒适安全的工作和环境条件, 从而提 、 统一考虑工作效率、人的健康 效率及作业时感到安全和舒适 。 高工效的一门学科。 安全和舒适等问题的科学。
3 、 人机工程学的研究方法 人机工程学在研究中应遵循客观性和 系统性 原则。
四、人机工程学的发展简史
《安全工程学》 何学秋等编著,中国矿业大 学出版社, 2000.8 《人机工程学》 丁玉兰等主编,北京理工大 学出版社, 2000.2 《人机工程设计》 曹琦等编,西南交通大学 出版社, 1988.12 《人机工程学》 赖维铁编著,华中工学院出 版社, 1983
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《 安全人机工程学》 张力等编著 中国劳动保障出版社 ,2007 《 安全人机工程学》王保国等编,机械工业出版社 ,2007
计、作业方法及人机系统的组织管理等。
F毕特生: 正确地使用人的工程学 。 F麦克考米克: 人类在运用事物过程中的 F查里斯 .C.伍德: 设备设计必须适合人的各 工程学。 方面因素 ,以便在操作上 在作机械设计中 ,考虑如 FA.查帕尼斯 : 付出最小的代价而求得最 何使人获得操作简便而准 FW.B.伍德森 : 高效率。 确的一门科学。 人机工程学研究的是人与机器相互 关系的合理方案 ,即对人的知觉显 F国际工效学会: 研究各种工作环境中人的因素 , 运用生理学、心理学和其它相关学科 示 、操作控制、 人机系统的设计及 研究人和机器及环境的相互作 F国 内: 其布置和作业系统的组合等进行有 的知识, 使机器和人相互适应 ,创造
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