安全人機工程_網(wǎng)上作業(yè)__課后答案

1、作業(yè)一：1. 經(jīng)驗人機工程學時期的三項著名試驗是 肌肉疲勞試驗、鐵鍬作業(yè)試驗、砌磚作業(yè)試驗。2. 若男性身高的第5百分位數(shù)為160CM則有 _95_%男性身高大于160CM。3. 若女性身高的第95百分位數(shù)為170CM則有_5_%女性身高大于等于170CM。4. 感覺器官經(jīng)過連續(xù)刺激一段時間后，敏感性會降低，產(chǎn)生 適應現(xiàn)象。所謂“久居蘭室而不聞其香”就是這個原因。5. 人的知覺一般分為 空間知覺，時間知覺，運動知覺與社會知覺等。6人主要有哪幾種感覺類型？各有何特點？答：感覺可分為三大類： 接受外部感覺刺激的外感器，它反應外界事物屬性的外部感覺，如視覺、嗅覺、味覺和皮膚感覺。 接受內(nèi)部感覺刺激的

2、內(nèi)感器，它反映內(nèi)臟器官在不同狀態(tài)時的內(nèi)部感覺，如饑、渴等內(nèi)臟感覺。 在身體外表面和內(nèi)表面之間的本體感受器，它反映身體各部分的運動和位置情況的本體感覺，如運動感覺、平衡感覺、失重感等。7. 視錯覺在什么情況下要利用，在什么情況下要避免？答：視錯覺就是當人觀察物體時，基于經(jīng)驗主義或不當?shù)膮⒄招纬傻腻e誤的判斷和感知。視錯覺有害也有益。在人-機-環(huán)境系統(tǒng)中，視錯覺有可能造成判斷或操作失誤，甚至釀成事故。但在軍事、體育比賽、繪畫、服裝、建筑造型以及工業(yè)產(chǎn)品造型方面，人們經(jīng)常利用視錯覺來達到更好的效果。例如通過條形或整幅的鏡面玻璃，可以在一個實在空間里制造出一個虛的空間，而虛的空間在視覺上卻是實的空間，這

3、樣讓人產(chǎn)生虛中見實的錯覺，同時也會感覺到空間的“擴大”。8. 影響反應時間的因素有哪些？在人機系統(tǒng)設計中如何運用？答：人的反應時間，隨感覺通道不同而不同。據(jù)相關(guān)調(diào)查研究表明，反應時間由快到慢的感覺通道依次是聽覺、觸覺、視覺、嗅覺、味覺，這在安全人機系統(tǒng)設計時被廣泛利用，如在設計危險警報時應當首選聲音警報器。與運動器官有關(guān)。設計時可利用手做直線運動的握取動作所需反應時間最短這個規(guī)律來有效地提高工作效率。刺激性質(zhì)有關(guān)。執(zhí)行器官不同而不同。反應時間由快到慢依次是，左手、右手、右腳、左腳。與刺激數(shù)目的關(guān)系。隨刺激數(shù)目的增加，反應所需時間也有相應增加，即反應速度減慢。與顏色的配合有關(guān)。在不同的顏色對比下

4、，反應時間有所不同，例如平均時間由快到慢為白與黑、紅與綠、紅與黃、紅與橙。設計時可利用顏色對比增加工人的反應速率以及準確率。與年齡有關(guān)。通常反應時間隨年齡的增加而增長，因此應盡可能避免年齡過大人員從事高要求作業(yè)。與訓練有關(guān)。有效的訓練可以縮短反應時間，提高生產(chǎn)效率。 由以上影響因素可以看出，提高人的反應速度的措施有：合理選擇感覺通道；確定刺激信號的特點；合理設計信號設備、操作器，使人容易辨別信號；進行適應性訓練等。 作業(yè)二：1 人的基本特性包括哪些方面？舉例說明為什么研究人-機-環(huán)境工程問題時必須了解和掌握人的基本特性呢？答：人的基本特性主要包括人的物理特性、生理特性以及人的數(shù)學模型三方面。在

5、人-機-環(huán)境系統(tǒng)中，包含著人、機、環(huán)境三大要素，它們相互依存、相互制約、相互補償。在這三大要素中人是主體，是主要方面，起著主導作用。人是一個有意識活動的極其復雜、開放的巨系統(tǒng)，隨時隨地要與外界進行物質(zhì)交換、能量交換和信息交換。在研究人-機-環(huán)境工程問題時需要對人的特性進行充分考慮，提供人體合理的理論參數(shù)、要求，確保機的設計與環(huán)境的設計符合人的需要。因此，研究人-機-環(huán)境工程問題時必須了解和掌握人的基本特性。由于人的因素造成的事故比其它因素所致的事故多得多。國內(nèi)外專家和學者一般認為人為失誤事故占總事故數(shù)的7085%, 有些作業(yè)可能更突出。據(jù)對美國機動車事故致因調(diào)查分析,事故原因主要出自與人有關(guān)的

6、因素。作業(yè)者的行為特性或多或少地具有潛在的失誤因素, 例如要求作業(yè)者應達到的機能與作業(yè)者實際能夠達到的機能之問就存在某些差異, 因此, 失誤的原因在于人的行為，但失誤是在人的行動過程中的某種情況下發(fā)生的, 要防止人的失誤, 應該分析和研究誘發(fā)失誤上的主要原因, 采取相應對策預防。2 什么是人體的靜態(tài)測量？它與動態(tài)測量有何區(qū)別？舉例說明。答：人體結(jié)構(gòu)尺寸指靜態(tài)尺寸，人體功能尺寸指動態(tài)尺寸。靜態(tài)尺寸分立姿和坐姿，如身高、上臂長、前臂長、肩寬等。動態(tài)尺寸如肢體活動范圍、角度、距離。靜態(tài)人體尺寸測量是指被測者靜止地站著或坐著進行的一種測量方法。動態(tài)人體尺寸測量是指被測者運動時對活動范圍的測量。兩者的區(qū)

7、別簡述：靜態(tài)測量的人體尺寸用以設計工作區(qū)間的大小、家具、產(chǎn)品界面元件以及一些工作設施等的設計依據(jù)。人在操縱設備或從事某種作業(yè)時并不是靜止不動的，而大部分時間是處于活動狀態(tài)的。人體的動作形態(tài)是相當復雜而又變化萬千，從坐、臥、立、蹲、跳、旋轉(zhuǎn)、行走等等全部會顯示出不同形態(tài)所具有的不同尺度和不同的空間需求。合理地依據(jù)人體一定姿態(tài)下的肌肉、骨骼的結(jié)構(gòu)來設計，能調(diào)整人的體力損耗、減少肌肉的疲勞，從而極大地增加工作效率。3 人的生理特性主要包含哪些方面？人的三個基本心理過程是什么？聯(lián)系實際說明其應用。答：人的生理特性主要包含人的感知特性，人的生理適應性，人的生理節(jié)律性等。人的三個基本心理過程分別是：認識過

8、程，如感覺、知覺、記憶、注意、思維、想象；情感過程，如情緒與情感；意志過程，如意志。據(jù)有關(guān)調(diào)查，工業(yè)生產(chǎn)事故多發(fā)與操作人員的生理特性有很大關(guān)系。例如在工業(yè)生產(chǎn)過程中，違章行為十分嚴重，既有習慣性違章、僥幸心理支配下的冒險違章、也有未理解安全操作規(guī)程內(nèi)容而導致的盲目違章，還有領(lǐng)導的違章指揮及施工負責人帶頭形成的群體違章。違章作業(yè)之所以屢禁不止，一方面是因為多數(shù)違章行為并沒有導致傷亡事故，導致傷亡事故的違章作業(yè)往往是多次違章作業(yè)的一次，這樣就使得許多職工的認識錯誤，存在僥幸心理，存在臨時湊合一下的習氣，放松了對違章作業(yè)可能導致傷害的警惕；另一方面，違章事故也與管理上的缺陷有直接聯(lián)系，有章不循、違章

9、不究、不嚴格照章辦事，管理上缺乏新辦法，沒有約束力是違章作業(yè)的重要原因。作業(yè)三：1. 如果安靜期時能量消耗為6.25kJ/min，試求出能量消耗為32.6 kJ/min的作業(yè)時間、休息時間以及實際勞動率各為多少？解：作業(yè)增加的能量消耗量M*為M*=（32.6-6.25）kJ/min=26.35 kJ/min于是，作業(yè)時間 休息時間 實際勞動率 =0.642. 為什么一定要合理地安排作業(yè)休息制度呢？請舉例說明之。解：在人進行作業(yè)勞動時，人體將產(chǎn)生種種生理以及心理效應。對人進行作業(yè)時的生理效應（即人體作業(yè)對能量代謝、心血管系統(tǒng)以及呼吸系統(tǒng)的影響），以及作業(yè)疲勞進行系統(tǒng)的分析，勞動強度越大，則機體耗

10、氧量也就越大。疲勞程度的輕重決定于勞動強度的大小和持續(xù)勞動時間的長短，而且疲勞是可以恢復的。因此，為改善工作條件，保證工人健康，更重要的是保證安全生產(chǎn)，減輕疲勞、防止過勞，必須合理地安排作業(yè)休息制度。例如，一般企事業(yè)單位多采用輪班工作制度，依據(jù)作業(yè)勞動強度，給作業(yè)人員一定的寬裕時間。每次小休時間不宜過長和過短。一般中等強度作業(yè)，上、下午中間各安排一次1020min的休息是適當?shù)?。體力勞動強度大的以靜止休息為主，但也應做些有上下肢活動、背部活動的體操，以利于消除疲勞。對注意力集中和感覺器官緊張的工作，更應采取積極休息的方式，如工間操、太極拳運動等；計算機操作人員、儀表監(jiān)視人員在休息時，播放輕松愉

11、快的音樂和歌曲更有利于恢復精神疲勞。3. 人的動作習慣主要包括哪些方面？在人機界面設計時應如何符合人的動作習慣？請舉例說明之。解：絕大多數(shù)人習慣用右手操作工具和做各種用力的動作。他們的右手比較靈活而且有力。但在人群中也有5%6%的人慣用左手操作和做各種用力的動作。至于下肢，絕大多數(shù)人也是慣用右腳，因此機械的主要腳踏控制器，一般也放在機械的右側(cè)下方?？傊瑧T用右側(cè)者在人群中占絕大多數(shù)，這一事實在人機系統(tǒng)設計時應該予以考慮。例如汽車的腳踩剎車多設計在右側(cè)下方；工廠重要操作，如轉(zhuǎn)向機構(gòu)、液壓操作桿和制動器等機構(gòu)多設計在機器的右上方；4. 如果某產(chǎn)品的失效時間概率密度函數(shù)為f(t)=32/(t+4)3

12、 (t0)試求這時的可靠度函數(shù)R(t)=?失效(故障率）函數(shù), 該產(chǎn)品的MTTF=？解：可靠度 R(t)=1-F(t)=該產(chǎn)品的不可修復產(chǎn)品的平均壽命 MTTF=4作業(yè)四：1、 用自己的語言描述一下人機界面的概念，并請舉例說明。解：在人機系統(tǒng)中，存在著一個人與機相互作用的“面”，所有的人機信息交流都發(fā)生在這個“面”上，通常人們稱這個面為人機界面 。在生活中，我們無處不在接觸到人機界面。這個“面”既可以是真實、可見的平面，也可以是無形存在著的抽象界面。比如在數(shù)控加工工藝過程中，控制機床的計算機顯示屏與操作鍵盤（操作按鈕）即為典型的人機界面，機床的開關(guān)與開啟顯示燈也為人機界面，加工出來的零件乃至機

13、床加工過程中發(fā)出的噪音等在某種程度上也可視為人機界面?？傊彩强商峁┤?、機信息交流的“面”都可以稱為人機界面。2、 舉例說明數(shù)字式顯示和指針式模擬顯示各有什么優(yōu)點。解：數(shù)字式顯示器是直接用數(shù)碼來顯示信息的儀表，這類顯示器的特點是認讀過程簡單速度快，讀數(shù)準確、精度高。如數(shù)字式萬用表、數(shù)字式位置顯示器、數(shù)字式超聲波探傷儀等數(shù)字式顯示器廣泛應用，操作人員可快速、準確讀出所測數(shù)值，并且精度高。模擬式顯示器是用標定在刻盤上的指針來顯示信息的，這類顯示器的特點是能連讀、直觀地反映信息的變化趨勢，使人對模擬值在全量程范圍內(nèi)一目了然。如常見的電流表、電壓表、溫度表等模擬顯示儀表可靠性高、穩(wěn)定性好、價格低廉，

14、特別是指針移動式模擬顯示儀表，能連續(xù)、直觀地反映被測信息的變化趨勢。3、 結(jié)合實例說明顯示裝置設計的基本原則是什么。解：下面以汽車內(nèi)部儀表裝置設計為例來說明顯示裝置設計的基本原則。準確性原則。讀數(shù)的準確性可通過類型、大小、形狀、顏色匹配、刻度、標記等的設計解決。如垂直長條形誤讀率最高，開窗式誤讀率最低，但不宜單獨使用，所以汽車的速度表、燃油表多采用開窗式。簡單性原則。要使傳遞信息的形式盡量直接表達信息內(nèi)容，盡量減少譯碼的錯誤。比如在汽車內(nèi)設儀表中，應避免使用不利用識讀的裝飾。一致性原則。如汽車方向盤運動的方向與汽車輪胎轉(zhuǎn)動的方向一致。排列性原則。a.最常用的和最主要的顯示器應盡可能安排在視野中

15、心3范圍之內(nèi)，因在這一視野范圍內(nèi)，人的視覺效率最優(yōu)，也最能引起人的注意；b.當顯示器很多時，應按它們的功能分區(qū)排列，區(qū)與區(qū)之間應有明顯界限；c.顯示器應盡量靠近，以縮小視野范圍；d.顯示器的排列要適合于人的視覺特征。例如，汽車內(nèi)部儀表排列應用人眼的水平運動比垂直運動快且幅度寬的規(guī)律，儀表水平排列的范圍可以比垂直方向大。4、 常用控制器如可進行分類？舉例說明各類控制器的使用范圍。解：常用控制器的分類方法很多，如果按操縱控制器的使用方式可以分為手動控制器和腳動控制器；如果按照控制器運動的類別的不同，控制器可分為旋轉(zhuǎn)控制器、擺動控制器、按壓控制器、滑動控制器和牽拉控制器。對于要求快速而準確的操作，應

16、該設計和選用手指或手操作的手動控制器，如按鈕、按鍵、手閘、杠桿鍵等；對于用力較大的操作多選用下肢操作的腳動控制器，如腳踏板、腳踏鈕等。當控制器受力后在圍繞軸的旋轉(zhuǎn)方向上運動，也可反向倒轉(zhuǎn)或繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至起始位置，可選用旋轉(zhuǎn)控制器，如曲柄、手輪、旋鈕、鑰匙等；當控制器受力后圍繞旋轉(zhuǎn)點或軸擺動，可倒到一個或數(shù)個其他位置時，可選用擺動控制器，如調(diào)節(jié)桿、擺動開關(guān)、腳踏板等；當控制器受力后在一個方向上運動，通過反彈力可回到起始位置時，應選用按壓控制器，如按鈕、按鍵、鍵盤等；控制器受力后在一個方向上運動，由力的方向才能控制做前進或返回運動時，應選用滑動控制器，如手閘、指撥滑塊等；控制器受力后在一個方向上運動，

17、回彈力可使其返回，或用手使其在相反方向上運動時，應選用牽拉控制器，如拉環(huán)、拉手等。5、 控制器設計的基本原則是什么？結(jié)合實例加以說明。解：在設計和選擇控制器時，除應考慮人機工程學因素（控制器編碼、控制器的外形結(jié)構(gòu)和尺寸、控制器的阻力、操作反饋、防止控制器的意外啟動）外，還應考慮：1.控制器應根據(jù)人體測量數(shù)據(jù)、生物力學以及人體運動特征進行設計。如對于要求快速而準確的操作，應該設計和選用手指或手操作的手動控制器，如按鈕、按鍵、手閘、杠桿鍵等。2.控制器的運動方向應與機器設備的被控方向一致。如汽車轉(zhuǎn)彎時所采用的轉(zhuǎn)向盤，其轉(zhuǎn)動方向便與汽車的轉(zhuǎn)彎具有相應的一致性。3.應盡量利用控制器的結(jié)構(gòu)特點以及操作者

18、身體部位的重力進行控制。另外，在可能的條件下，盡量設計和選用多功能控制器。如多功能旋鈕、多功能操縱桿等。6、 在什么情況下選用腳動控制器？為什么？解：在操作過程中，腳的作業(yè)速度和準確度都不如手，因此只有在以下情況下才考慮選用腳動控制器：需要連續(xù)進行操作，并且用手又不方便時；無論是連續(xù)控制還是間歇性控制，其操作力超過49-147N時；手的控制工作負荷過大，需要用腳以減輕手的負擔時。作業(yè)五：1、 舉例說明在設計語言傳示裝置時，應注意哪些問題？答：經(jīng)常使用的語言傳示系統(tǒng)有：無線電廣播、電視、電話、報話器、對話器及其他錄音、放音的電聲裝置等。我們在使用這類裝置時，會遇到聽不到、聽到聽不清、有雜音干擾等

19、問題。因此，在進行語言傳示系統(tǒng)的設計時應注意以下幾個問題：.語言的清晰度研究表明，在進行語言傳示系統(tǒng)的設計時，其語言的清晰度在65%以下時，受話者完全不能聽懂所傳示的信息，清晰度在65-75%時語言可以聽清，但非常費勁，只有在75%以上才能正確地傳示信息。.語言的強度研究表明，當語言強度接近130dB時，受話者有不舒服的感覺；當達到135dB時，受話者耳中有發(fā)癢的感覺，再高便達到了痛閾。因此語音傳示裝置的語音強度最好在60-80dB之間。.噪聲對語言傳示的影響 研究表明，當噪聲聲壓級大于40dB時，這時噪聲對語音信號有掩蔽作用，從而要影響語音傳示的效果。2、 簡述數(shù)字式顯示和指針式模擬顯示各有

20、什么優(yōu)點，舉例說明。答：(1)數(shù)字式顯示器是直接用數(shù)碼來顯示信息的儀表，其優(yōu)點是作為定量顯示，在靜態(tài)顯示的條件下數(shù)字顯示產(chǎn)生的誤讀率較低，而且認讀需占用的時間也較短。比如在1966年默雷爾等人的實驗中，使用帶刻度的測度的測微計時，誤讀率約為33%，而使用數(shù)字式顯示不但認讀快，而且誤讀率低，后者誤讀率只有前者的1/10。（2）指針式模擬顯示器是用標定在刻盤上的指針來顯示信息的，其優(yōu)點是能連續(xù)、直觀地反應信息的變化趨勢，使人對模擬值在全量程范圍內(nèi)一目了然。例如鐘表的分針指向9，時針指向1112之間時，可直觀表示距12點只差1/4小時了，現(xiàn)在是11點45分，不需要仔細認讀就立刻做出了判斷，而數(shù)字顯示

21、就需要有一個大腦運算過程。3、 聯(lián)系實際論述防止誤操作設計都有哪些方法？答：在各種工業(yè)場所，由于誤操作而引起的安全問題時有發(fā)生。比如使用控制器時忘記復位或固定，操作時間不準確，以及操作時產(chǎn)生了意外動作等，都能造成無意的錯誤。可以應用下列方法來防止該類誤操作：將按鈕或旋鈕設置在凹入的底座之中，或加裝欄桿等；使操作手在越過此控制器時，手的運動方向與該控制器的運動方向不一致，例如：如果操作時手是以鉛直方向越過某杠桿，這時可以將此杠桿的動作方向設計成水平的，即使無意中被經(jīng)過的手碰到也不會產(chǎn)生誤動作；在控制器上加蓋或加鎖；按固定順序操作的控制器，可以設計成聯(lián)鎖的形式，使之必須依次操作才能動作；增加操作阻

22、力，使較小外力不起作用。4、控制操作對顯示的干擾主要有哪兩種情況，應該如何避免？答：控制操作對顯示的干擾主要有以下兩種情況：（1）如果顯示變化得過快，操作者無力接受，就無法做出判斷，機器將處于失控狀態(tài)。（2）如果控制器過于粗略，無法用手作到精確調(diào)節(jié)，機器也將失控。要避免這種干擾，在顯示器與控制器聯(lián)合使用時，應使他們之間的配合最優(yōu)。具體設計要求：控制顯示比率設計。所謂控制顯示比（簡稱C/D比）是指控制器的位移量與對應的顯示器可動元件的位移量之比。C/D比表示了系統(tǒng)的靈敏度，其值越高表明系統(tǒng)的靈敏度越低。一般對于旋鈕的最佳C/D比的范圍是0.20.8，對于有操作桿或手柄時則為2.54.0時較為理想

23、?？刂破髋c操作器的配合一致。一方面是控制器與顯示器在空間位置關(guān)系上的配合一致，即控制器與其相對應的顯示器在空間位置上有明顯的聯(lián)系；另一方面是控制器與顯示器在運動方向上的一致，即控制器的運動能使與其對應的顯示器產(chǎn)生符合人的習慣模式的運動，例如汽車轉(zhuǎn)向盤向右轉(zhuǎn)動，則汽車右拐等。作業(yè)六：1、 舉例說明作業(yè)空間包含哪三種不同的空間范圍？答：、人體在規(guī)定的位置上進行作業(yè)時（如操縱機器、維修設備 等）,必須觸及的空間，即作業(yè)范圍，或稱為作業(yè)接觸空間。人們?yōu)橥瓿蓜趧尤蝿盏拇蟛糠止r主要在這個范圍內(nèi)度過。、人體在作業(yè)時或進行其他活動時（如進出工作崗位、在工作崗位進行短暫的放松與休息等），人體自由活動所需要的范

24、圍，即作業(yè)活動空間。、為了保障人體安全，避免人體與危險源（如機械轉(zhuǎn)動部位等）直接觸所需要的安全防護空間。在進行工作場地和儀器設備的設計與布局時，必須充分考慮作業(yè)空間的安全人機工程學設計問題。像工作人員進行高壓電調(diào)配、監(jiān)控等作業(yè)時，控制臺、顯示器、座椅等必須觸及的空間為作業(yè)接觸空間；辦公室、過道、樓梯等自由活動所需要的空間，為作業(yè)活動空間；為了人體安全，將高壓電控制中心與高壓帶電裝置進行隔離的為安全防護空間。2、 在進行作業(yè)空間設計時，一般應遵守哪些基本原則？答：、根據(jù)生產(chǎn)任務和人的作業(yè)要求，首先應總體考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的適當布局，避免在某個局部的空間范圍內(nèi)，把機器、設備、工具和人員等安排得過于密集，

25、造成空間勞動負荷過大。然后再進行各局部之間的協(xié)調(diào)。在作業(yè)空間設計時，總體與局部的關(guān)系是相互依存和相互制約的。、作業(yè)空間設計要著眼于人，落實于設備。即結(jié)合操作任務要求，以人員為主體進行作業(yè)空間的設計。也就是首先要考慮人的需要，為操作者創(chuàng)造舒適的作業(yè)條件，再把有關(guān)的作業(yè)對象（機器、設備和工具等）進行合理的排列布置。否則往往會使操作者承受額外的心理上的和體力上的負擔，其結(jié)果不僅降低工作效率，而且往往不經(jīng)濟、也不安全?？紤]人的活動特性時，必須考慮人的認知特點和人體動作的自然性、同時性、對稱性、節(jié)奏性、規(guī)律性、經(jīng)濟性和安全性。在應用有關(guān)人體測量數(shù)據(jù)設計作業(yè)空間時，必須合格證至少在90%的操作者中具有適應性、兼容性、操縱性和可達性。 3、 高溫作業(yè)與低溫作業(yè)對人體帶來的影響有何不同呢？答：一般將熱源散熱量大于84KJ/(m3.h)的環(huán)境稱為高溫作業(yè)環(huán)境。低溫作業(yè)一般是指在低于允許溫度下限條件下進行的作業(yè)。（1）氣溫過高會引起疲倦，降低作業(yè)效率，增加人為錯誤。高溫作業(yè)時，