1安全人机工程学第一章

1.1 人机工程学
• 人机工程学是研究人、机及其工作环境之间相 互作用的交叉技术学科。
二战
人机工程学的起源与发展
• 经验人机工程学： • 科学人机工程学：自有人类以来，就开始存在着人机关系——人
与工具之间的关系。 • 现代人机工程学：古代没有系统的人机学，但人类所创造的各种
器具，从形状的发展变化来看，是符合人机工 程学原理的（图1.1）；经过漫长的发展阶段， 工具由于人的使用和改进，由简单到复杂逐步 科学化（图1.2、1.3）。 这种实际存在的人与工具的关系问题及其发展， 称为经验人机工程学。 经验人机工程学研究阶段一直持续到二战之前。
该试验是关于体能合理利用的最早 科学试验。
经验期中三大实验
1911年吉尔伯勒斯 （F·B·Gilreth）对美国建筑工 人砌砖作业进行了试验研究。他 用快速摄影机把工人的砌砖动作 拍摄下来，然后对动作进行分析， 去掉多余无效动作，把砌砖的基 本动作由原来的18个动作减少到 4.5个动作（外层砖）或2个（内 层砖）最终提高了工作效率，使 工人砌砖速度由当时的每小时 120块提高到每小时350块。
经验人机工程学 孕育期_小结
这一时期研究的核心是最大限度地挖掘人的操作 效率。从对待人机关系这个基本方面考察，总体来看 是要求人适应于机械设备，即以机械设备为中心进行 设计；研究的主要目的是选拔与培训操作人员。这在 基本学术理论上与现代人机学是南辕北辙，存在对立 的。因此，应该把这段时期 看作人机学的孕育期。
经验期中三大实验
1898年美国泰勒（F·W·Taylor）从 人机学角度出发，对铁锹的使用效 率进行了研究。他用形状相同而铲 量分别为5kg、10kg、17kg、和 30kg四种铁锹去铲同一堆煤，虽然 17kg和30kg的铁锹每次铲量大，但 实验结果表明，铲煤量为10kg的铁 锹作业效率最高。这就是人机工程 学过程中著名的“铁锹作业实验”。
第一章 绪论
• 教学要求 • 1、掌握安全人机工程学的定义；掌握安全人机工
程学的研究内容； • 2、理解人机工程学的 定义；理解安全人机工程
学的研究目的和研究方法； • 3、了解人机工程学发展的三个阶段及每一个阶段
学科发展的特点
第一章 概 述
• 1.1 人机工程学 • 1.2 安全人机工程学 • 1.3 安全人机工程学与相关学科的关系 • 1.4 安全人机工程学的学科应用
人机工程学的起源与发展
• 经验人机工程学： • 科学人机工程学二：战时期是人机工程学发展的第二阶段，即人与
机械的关系问题，也是人机工程学的创建期。这 • 现代人机工程学个：时期一直持续到20世纪50年代末。
二战期间，许多国家大力发展效能高、威力大的
新式武器。但由于忽视了设计中 “人的因素”而
导致误操作而失败的教训屡见不鲜（图1.4）。 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，要设计好一个 高效能的装备，不仅要有工程技术知识，还必须 有生理学、心理学、人体测量学、生物力学等学 科方面的知识。这种情况下，人机学诞生。
• 欧阳文昭、廖可兵《安全人机工程学》煤炭工业出版社 • 李红杰、鲁顺清《安全人机工程学》中国地质大学出版社 • 谢庆森、王秉权《安全人机工程学》, 天津大学出版社 • 丁玉兰《人机工程学》，北京理工大学出版社 • 刘东明、孙桂林《安全人机工程学》中国劳动出版社 • 臧吉昌《安全人机工程学》化学工业出版社 • 石金涛等《安全人机工程学》上海交通大学出版社
经验期中三大实验
• 从1884年起，在经历工业革命之后，人们所从事的劳动在复 杂程度和负荷量上都有了很大变化。改革工具以改善劳动条 件和提高劳动效率已经成为一个迫切问题。因此人们开始了 对经验人机关系所提出问题的研究，如进行了肌肉疲劳试验 、铁锹作业试验、砌砖作业试验等。
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经验期中三大实验
1884年，德国莫索（A·Mosso）对人 体劳动疲劳进行了试验研究。对作 业的人体通以微电流，随着人体疲 劳程度的变化，电流也随之变化。 这一实验研究为后来的“劳动科学” 打下了基础。
课程简介
• 安全人机工程是从安全的角度和着眼点研究人与机的关 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。
课程内容
• 安全人机工程学绪论 • 人机工程学基础（包括人机学参数、人的心理因素及运动
输出） • 作业及人体作业特征 • 人机功能匹配 （人机系统及安全） • 人机系统的安全设计（包括显示器、控制器、作业姿势设
古代器物造型
• 如旧石器时代，石锤、石砧大部分呈直线形状，到了新石器 时代石锤、石镰的形状已经更适合人的使用。
图1.1
旧石器
新石器
古代家具
• 如古代家具就可以很明 显地看到人机的理念。 而指南车的传动机构， 运用了力学知识和反馈 原理，与现代人机工程 学的原理相吻合。
图1.3 我国古代的指南车
图1.2 紫檀雕四出 头官帽椅
设计要求与设计方法。 • 6、具备对人机系统进行安全设计的初步能力。 • 7、具备对一般人机系统进行安全检查与评价的能力。
课程学时分配
• 整个教学过程由课堂授课、自学二个环节组成。授课 采用多媒体教学形式。
• 课程教学时间1-9周，总时数34学时 • 考试时间11周
参考书
• 撒占友，程卫民《安全人机工程学》（教材）中国矿业大学 出版社
1 绪论
安全人机工程
认识人机工程学
• 人机工程学是研究人、机及其工作环境之间相互作用的交叉 技术学科。
• 自从有人类以来，就开始存在着人机关系。人类的生产、生 活、科研各行各业都离不开人机工程学，从筷子到航天飞机 都涉及人机工程学。
• 1、生活：衣、食、住（家具、家电、建筑）、行（交通） • 2、生产学习：办公用品、手工工具、各种装备 • 3、科学研究及设备
计、作业空间、作业环境设计） • 人机系统的安全分析与评价
课程要求
• 1、掌握安全人机工程的基本概念、基本理论，领会“人机结 合面”的含义。
• 2、掌握人体参数、人的生理、心理及生物力学特性。 • 3、掌握作业时的生理变化、疲劳的机理、测量及改善方法。 • 4、掌握人机功能特性及人机功能分配原则。 • 5、掌握显示器、控制器、作业姿势、作业空间和作业环境的