第四章安全人機(jī)功能匹配

1、安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 1 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 第四章第四章 安全人機(jī)功能匹配安全人機(jī)功能匹配 第一節(jié)第一節(jié) 人機(jī)系統(tǒng)的基本概念人機(jī)系統(tǒng)的基本概念 一、一、人機(jī)系統(tǒng)的類型人機(jī)系統(tǒng)的類型 1、 按有無反饋分類 開環(huán)人機(jī)系統(tǒng) 閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng) 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 2 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 2、 按系統(tǒng)自動化程度分類按系統(tǒng)自動化程度分類 （1）人工操作人機(jī)系統(tǒng)）人工操作人機(jī)系統(tǒng) 圖圖4-1 人工操作人機(jī)系統(tǒng)人工操作人機(jī)系統(tǒng) 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工

2、程系 第第 3 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 2、 按系統(tǒng)自動化程度分類按系統(tǒng)自動化程度分類 （2）半自動化（機(jī)械化）人機(jī)系統(tǒng)半自動化（機(jī)械化）人機(jī)系統(tǒng) 圖圖4-2 半自動化人機(jī)系統(tǒng)半自動化人機(jī)系統(tǒng) 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 4 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 2、 按系統(tǒng)自動化程度分類按系統(tǒng)自動化程度分類 （3）自動化人機(jī)系統(tǒng)自動化人機(jī)系統(tǒng) 圖圖4-3 自動化人機(jī)系統(tǒng)自動化人機(jī)系統(tǒng) 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 5 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 3、 按人機(jī)結(jié)合方式分類按人機(jī)結(jié)合方式分類為：人機(jī)串聯(lián)，

3、 人機(jī)并聯(lián)和人與機(jī)串、并混聯(lián)三種類 型，見圖4-4 圖圖4-4 人與機(jī)的結(jié)合方式人與機(jī)的結(jié)合方式 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 6 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 二、人機(jī)系統(tǒng)的功能二、人機(jī)系統(tǒng)的功能 四大功能：信息接受、信息儲存、信息 處理和執(zhí)行等，其關(guān)系如圖4-5所示 圖圖4-5 人機(jī)系統(tǒng)的功能人機(jī)系統(tǒng)的功能 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 7 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 第二節(jié)第二節(jié) 機(jī)械的安全特性機(jī)械的安全特性 一、一、機(jī)械的組成及在各狀態(tài)的安全問題機(jī)械的組成及在各狀態(tài)的安全問題 l、機(jī)械的組成機(jī)械的

4、組成 機(jī)器的種類繁多，形狀大小差別很大，應(yīng)用目的也各機(jī)器的種類繁多，形狀大小差別很大，應(yīng)用目的也各 不相同。不相同。 從機(jī)器最基本的特征入手，得出機(jī)器組成的一般規(guī)律：從機(jī)器最基本的特征入手，得出機(jī)器組成的一般規(guī)律： 由原動機(jī)將各種形式的動力能變?yōu)闄C(jī)械能輸入，經(jīng)過由原動機(jī)將各種形式的動力能變?yōu)闄C(jī)械能輸入，經(jīng)過 傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為適宜的力或速度后傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為適宜的力或速度后傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)與物料直接作用，完成作業(yè)或服務(wù)任務(wù)，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)與物料直接作用，完成作業(yè)或服務(wù)任務(wù)， 而組成機(jī)械的各部分借助支承裝置連接成一個整體，而組成機(jī)械的各部分借助支承裝置連接成一個整體， 其組

5、成結(jié)構(gòu)如圖其組成結(jié)構(gòu)如圖4-6所示。所示。 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 8 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 圖圖4-6 機(jī)器的組成機(jī)器的組成 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 9 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 2 2、機(jī)械在各種狀態(tài)的安全問題機(jī)械在各種狀態(tài)的安全問題 （1）正常工作狀態(tài)）正常工作狀態(tài) 大量形狀各異的零部件的相互運(yùn)動、刀具鋒刃的切削、大量形狀各異的零部件的相互運(yùn)動、刀具鋒刃的切削、 起吊重物、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的噪聲等，在機(jī)械正常工作狀態(tài)起吊重物、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的噪聲等，在機(jī)械正常工作狀態(tài) 下就存在著碰撞、切割、

6、重物墜落、使環(huán)境惡化等對下就存在著碰撞、切割、重物墜落、使環(huán)境惡化等對 人身安全不利的危險因素。人身安全不利的危險因素。 （2）非正常工作狀態(tài)）非正常工作狀態(tài) 在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于各種原因引起的意外狀態(tài)。在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于各種原因引起的意外狀態(tài)。 例如，意外啟動、運(yùn)動或速度變化失控，外界磁場干例如，意外啟動、運(yùn)動或速度變化失控，外界磁場干 擾使信號失靈，瞬時大風(fēng)造成起重機(jī)傾覆倒地等。機(jī)擾使信號失靈，瞬時大風(fēng)造成起重機(jī)傾覆倒地等。機(jī) 械的非正常工作狀態(tài)往往沒有先兆，會直接導(dǎo)致或輕械的非正常工作狀態(tài)往往沒有先兆，會直接導(dǎo)致或輕 或重的事故危害?；蛑氐氖鹿饰：Α?安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)

7、院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 10 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 （3）故障狀態(tài)）故障狀態(tài) 故障狀態(tài)是指機(jī)械設(shè)備（系統(tǒng)）或零部件喪失了故障狀態(tài)是指機(jī)械設(shè)備（系統(tǒng)）或零部件喪失了 規(guī)定功能的狀態(tài)。規(guī)定功能的狀態(tài)。 故障對安全影響故障對安全影響的的兩種結(jié)果兩種結(jié)果： 有些故障的出現(xiàn)對所涉及的安全功能影響很小，有些故障的出現(xiàn)對所涉及的安全功能影響很小， 不會出現(xiàn)大的危險。例如，當(dāng)機(jī)器的動力源或某零部不會出現(xiàn)大的危險。例如，當(dāng)機(jī)器的動力源或某零部 件發(fā)生故障時，使機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)，處于故障保護(hù)狀態(tài)件發(fā)生故障時，使機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)，處于故障保護(hù)狀態(tài) 有些故障的出現(xiàn)，會導(dǎo)致某種危險狀態(tài)。例如，有些故

8、障的出現(xiàn)，會導(dǎo)致某種危險狀態(tài)。例如， 由于電氣開關(guān)故障，會產(chǎn)生不能停機(jī)的危險；砂輪軸由于電氣開關(guān)故障，會產(chǎn)生不能停機(jī)的危險；砂輪軸 的斷裂，會導(dǎo)致砂輪飛甩的危險；速度或壓力控制系的斷裂，會導(dǎo)致砂輪飛甩的危險；速度或壓力控制系 統(tǒng)出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致速度或壓力失控的危險等。統(tǒng)出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致速度或壓力失控的危險等。 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 11 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 （4）非工作狀態(tài)）非工作狀態(tài) 機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，在正常情況下，機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，在正常情況下， 機(jī)械基本是安全的；但不排除由于環(huán)境照度不夠，導(dǎo)機(jī)械基本是安全的

9、；但不排除由于環(huán)境照度不夠，導(dǎo) 致人員與機(jī)械懸凸結(jié)構(gòu)的碰撞；結(jié)構(gòu)垮塌；室外機(jī)械致人員與機(jī)械懸凸結(jié)構(gòu)的碰撞；結(jié)構(gòu)垮塌；室外機(jī)械 在風(fēng)力作用下的滑移或傾覆；堆放的易燃易爆原材料在風(fēng)力作用下的滑移或傾覆；堆放的易燃易爆原材料 的燃燒爆炸等。的燃燒爆炸等。 （5）檢修保養(yǎng)狀態(tài)）檢修保養(yǎng)狀態(tài) 檢修保養(yǎng)一般在停機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行，但其作業(yè)的特檢修保養(yǎng)一般在停機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行，但其作業(yè)的特 殊性往往迫使檢修人員采用一些超常規(guī)的做法。例如：殊性往往迫使檢修人員采用一些超常規(guī)的做法。例如： 攀高、鉆坑、將安全裝置短路、進(jìn)入正常操作不允許攀高、鉆坑、將安全裝置短路、進(jìn)入正常操作不允許 進(jìn)入的危險區(qū)等，使維護(hù)或修理容易出現(xiàn)在

10、正常操作進(jìn)入的危險區(qū)等，使維護(hù)或修理容易出現(xiàn)在正常操作 不存在的危險。不存在的危險。 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 12 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 二、二、機(jī)械危險的主要傷害形式和機(jī)理機(jī)械危險的主要傷害形式和機(jī)理 機(jī)械危險機(jī)械危險:是指由于機(jī)器零件、工具、工件或飛濺是指由于機(jī)器零件、工具、工件或飛濺 的固體、流體物質(zhì)的機(jī)械作用可能產(chǎn)生傷害的各種物的固體、流體物質(zhì)的機(jī)械作用可能產(chǎn)生傷害的各種物 理因素的總稱。理因素的總稱。 機(jī)械危險的基本形式主要有：擠壓、剪切、切割機(jī)械危險的基本形式主要有：擠壓、剪切、切割 或切斷、纏繞、吸入或卷入、沖擊、刺傷或扎

11、穿、摩或切斷、纏繞、吸入或卷入、沖擊、刺傷或扎穿、摩 擦或磨損、高壓流體噴射等。機(jī)械的危險可能來自機(jī)擦或磨損、高壓流體噴射等。機(jī)械的危險可能來自機(jī) 械自身、機(jī)械的作用對象、人對機(jī)器的操作，以及機(jī)械自身、機(jī)械的作用對象、人對機(jī)器的操作，以及機(jī) 械所在的場所等。械所在的場所等。 機(jī)械危險的傷害實質(zhì)機(jī)械危險的傷害實質(zhì)，是機(jī)械能（動能和勢能）的，是機(jī)械能（動能和勢能）的 非正常做功、流動或轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致對人員的接觸性傷害。非正常做功、流動或轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致對人員的接觸性傷害。 無論機(jī)械危險以什么形式存在，總是與質(zhì)量、位置、無論機(jī)械危險以什么形式存在，總是與質(zhì)量、位置、 不同運(yùn)動形式、速度和力等物理量有關(guān)。不同運(yùn)

12、動形式、速度和力等物理量有關(guān)。 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 13 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 l、機(jī)器零件（或工件）產(chǎn)生機(jī)械危險的條件、機(jī)器零件（或工件）產(chǎn)生機(jī)械危險的條件 由機(jī)器零件由機(jī)器零件( (或工件或工件) )產(chǎn)生的機(jī)械危險是有條件的，主要由以下因素產(chǎn)生的機(jī)械危險是有條件的，主要由以下因素 產(chǎn)生：產(chǎn)生： 1 1形狀：切割要素、銳邊、角形部分，即使它們是靜止的；形狀：切割要素、銳邊、角形部分，即使它們是靜止的； 2 2相對位置：機(jī)器零件運(yùn)動時可能產(chǎn)生擠壓、剪切、纏繞等區(qū)域的相對位置：機(jī)器零件運(yùn)動時可能產(chǎn)生擠壓、剪切、纏繞等區(qū)域的 相對位置；

13、相對位置； 3 3質(zhì)量和穩(wěn)定性：在重力的影響下可能運(yùn)動的零部件的位能；質(zhì)量和穩(wěn)定性：在重力的影響下可能運(yùn)動的零部件的位能； 4 4質(zhì)量和速度：可控或不可控運(yùn)動中的零部件的動能；質(zhì)量和速度：可控或不可控運(yùn)動中的零部件的動能； 5 5加速度；加速度； 6 6機(jī)械強(qiáng)度不夠：可能產(chǎn)生危險的斷裂或破裂；機(jī)械強(qiáng)度不夠：可能產(chǎn)生危險的斷裂或破裂； 7 7彈性元件彈性元件( (彈簧彈簧) )的位能或在壓力或真空下的液體或氣體的位能。的位能或在壓力或真空下的液體或氣體的位能。 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 14 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 2、機(jī)械傷害的基本類型、機(jī)

14、械傷害的基本類型 1 1卷繞和絞纏卷繞和絞纏 ； 2 2卷入和碾壓卷入和碾壓 ； 3 3擠壓、剪切和沖撞擠壓、剪切和沖撞 ； 4 4飛出物打擊飛出物打擊 ； 5 5物體墜落打擊物體墜落打擊 ； 6 6切割和擦傷切割和擦傷 ； 7 7碰撞和刮蹭碰撞和刮蹭 ； 8 8跌倒、墜落。跌倒、墜落。 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 15 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 三、三、機(jī)械安全設(shè)計的要求機(jī)械安全設(shè)計的要求 l、合理設(shè)計機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式、合理設(shè)計機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式 機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式一定要與其執(zhí)行的預(yù)定功能機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式一定要與其執(zhí)行的預(yù)定功能 相適宜，

15、不能因結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理而造成機(jī)械正常運(yùn)行相適宜，不能因結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理而造成機(jī)械正常運(yùn)行 時的障礙、卡塞或松脫；不能因元件或軟件的暇疵而時的障礙、卡塞或松脫；不能因元件或軟件的暇疵而 引起微機(jī)數(shù)據(jù)的丟失或死機(jī)；不能發(fā)生任何能夠預(yù)計引起微機(jī)數(shù)據(jù)的丟失或死機(jī)；不能發(fā)生任何能夠預(yù)計 到的與機(jī)械設(shè)備的設(shè)計不合理的有關(guān)事件。到的與機(jī)械設(shè)備的設(shè)計不合理的有關(guān)事件。 通過選用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計結(jié)構(gòu)盡可能避免或減少危險通過選用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計結(jié)構(gòu)盡可能避免或減少危險 從人的安全需要出發(fā)，針對防止危險導(dǎo)致的傷害從人的安全需要出發(fā)，針對防止危險導(dǎo)致的傷害 而采用一些技術(shù)措施或增加配套設(shè)施而采用一些技術(shù)措施或增加配套設(shè)施 安全人機(jī)工

16、程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 16 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 2 2、足夠的抗破壞能力及環(huán)境適應(yīng)能力、足夠的抗破壞能力及環(huán)境適應(yīng)能力 機(jī)械的各組成受力零部件及其連接，應(yīng)滿足完成預(yù)定最大載機(jī)械的各組成受力零部件及其連接，應(yīng)滿足完成預(yù)定最大載 荷的足夠強(qiáng)度、剛度和構(gòu)件穩(wěn)定性，在正常作業(yè)期間不應(yīng)發(fā)生由荷的足夠強(qiáng)度、剛度和構(gòu)件穩(wěn)定性，在正常作業(yè)期間不應(yīng)發(fā)生由 于應(yīng)力或工作循環(huán)次數(shù)產(chǎn)生斷裂破碎或疲勞破壞、過度變形或垮于應(yīng)力或工作循環(huán)次數(shù)產(chǎn)生斷裂破碎或疲勞破壞、過度變形或垮 塌；還必須考慮在此前提下機(jī)械設(shè)備的整體抗傾覆或防風(fēng)抗滑的塌；還必須考慮在此前提下機(jī)械設(shè)備的整體

17、抗傾覆或防風(fēng)抗滑的 穩(wěn)定性，特別是那些由于有預(yù)期載荷作用或自身質(zhì)量分布不均的穩(wěn)定性，特別是那些由于有預(yù)期載荷作用或自身質(zhì)量分布不均的 機(jī)械及那些可在軌道或路面行駛的機(jī)械，應(yīng)保證在運(yùn)輸、運(yùn)行、機(jī)械及那些可在軌道或路面行駛的機(jī)械，應(yīng)保證在運(yùn)輸、運(yùn)行、 振動或有外力作用下不致發(fā)生傾覆，防止由于運(yùn)行失控而產(chǎn)生不振動或有外力作用下不致發(fā)生傾覆，防止由于運(yùn)行失控而產(chǎn)生不 應(yīng)有的位移。應(yīng)有的位移。 機(jī)械設(shè)備必須對其使用環(huán)境（如溫度、濕度、氣壓、風(fēng)載、雨機(jī)械設(shè)備必須對其使用環(huán)境（如溫度、濕度、氣壓、風(fēng)載、雨 雪、振動、負(fù)載、靜電、磁場和電場、輻射、粉塵、微生物、動雪、振動、負(fù)載、靜電、磁場和電場、輻射、粉塵、

18、微生物、動 物、腐蝕介質(zhì)等）具有足夠的適應(yīng)能力，特別是抗腐蝕或空蝕，物、腐蝕介質(zhì)等）具有足夠的適應(yīng)能力，特別是抗腐蝕或空蝕， 耐老化磨損，抗干擾的能力，不致由于電氣元件產(chǎn)生絕緣破壞，耐老化磨損，抗干擾的能力，不致由于電氣元件產(chǎn)生絕緣破壞， 使控制系統(tǒng)零部件臨時或永久失效，或由于物理性、化學(xué)性、生使控制系統(tǒng)零部件臨時或永久失效，或由于物理性、化學(xué)性、生 物性的影響而造成事故。物性的影響而造成事故。 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 17 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 3 3、盡可能使機(jī)器設(shè)備達(dá)到本質(zhì)安全、盡可能使機(jī)器設(shè)備達(dá)到本質(zhì)安全 （1 1）在不影響預(yù)定

19、使用功能前提下，機(jī)械設(shè)備及其零部）在不影響預(yù)定使用功能前提下，機(jī)械設(shè)備及其零部 件應(yīng)盡量避免設(shè)計成會引起損傷的銳邊、尖角、粗糙件應(yīng)盡量避免設(shè)計成會引起損傷的銳邊、尖角、粗糙 的、凸凹不平的表面和較突出的部分。的、凸凹不平的表面和較突出的部分。 （2 2）利用安全距離防止人體觸及危險部位或進(jìn)入危險區(qū)）利用安全距離防止人體觸及危險部位或進(jìn)入危險區(qū) （3 3）在不影響使用功能的情況下，根據(jù)各類機(jī)械的不同）在不影響使用功能的情況下，根據(jù)各類機(jī)械的不同 特點，限制某些可能引起危險的物理量值來減小危險特點，限制某些可能引起危險的物理量值來減小危險 （4 4）對預(yù)定在爆炸氣氛中使用的機(jī)器，應(yīng)采用全氣動或）對

20、預(yù)定在爆炸氣氛中使用的機(jī)器，應(yīng)采用全氣動或 全液壓控制系統(tǒng)和操縱機(jī)構(gòu)，或全液壓控制系統(tǒng)和操縱機(jī)構(gòu)，或 本質(zhì)安全本質(zhì)安全 電氣裝置，電氣裝置， 也可采用電壓低于也可采用電壓低于 功能特低電壓功能特低電壓 的電源，以及在機(jī)的電源，以及在機(jī) 器的液壓裝置中使用阻燃和無毒液體。器的液壓裝置中使用阻燃和無毒液體。 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 18 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 （5）應(yīng)采用對人無害的材料和物質(zhì)。對不可避免的毒害應(yīng)采用對人無害的材料和物質(zhì)。對不可避免的毒害 物應(yīng)在設(shè)計時考慮采取密閉、排放（或吸收）、隔離、物應(yīng)在設(shè)計時考慮采取密閉、排放（或吸收）

21、、隔離、 凈化等措施。在人員合理暴露的場所，其成分、濃度凈化等措施。在人員合理暴露的場所，其成分、濃度 應(yīng)低于產(chǎn)品安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，不得構(gòu)成對人體健應(yīng)低于產(chǎn)品安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，不得構(gòu)成對人體健 康的有害作用，也不得對環(huán)境造成污染?？档挠泻ψ饔?，也不得對環(huán)境造成污染。 （6）機(jī)械產(chǎn)生的噪聲、振動、過熱和過低溫度等指標(biāo)，機(jī)械產(chǎn)生的噪聲、振動、過熱和過低溫度等指標(biāo)， 都必須控制在低于產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的允許指標(biāo)，都必須控制在低于產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的允許指標(biāo)， 防止對人的心理及生理危害。防止對人的心理及生理危害。 （7）有可燃?xì)怏w、液體、蒸汽、粉塵或其他易燃易有可燃?xì)怏w、液體、蒸汽、粉塵或其他易燃

22、易 爆或發(fā)火性物質(zhì)的機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備，應(yīng)在設(shè)計時考慮防爆或發(fā)火性物質(zhì)的機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備，應(yīng)在設(shè)計時考慮防 止跑、冒、滴、漏，根據(jù)具體情況配置監(jiān)測報警、防止跑、冒、滴、漏，根據(jù)具體情況配置監(jiān)測報警、防 爆泄壓裝置及消防安全設(shè)施，避免或消除摩擦撞擊、爆泄壓裝置及消防安全設(shè)施，避免或消除摩擦撞擊、 電火花和靜電積聚等，防止由此造成的火災(zāi)或爆炸危電火花和靜電積聚等，防止由此造成的火災(zāi)或爆炸危 險。險。 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 19 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 4、符合安全人機(jī)工程學(xué)的要求、符合安全人機(jī)工程學(xué)的要求 （1 1）合理分配人機(jī)功能）合理分配人機(jī)功能

23、 （2 2）適應(yīng)人體特性）適應(yīng)人體特性 （3 3）友好的人機(jī)界面設(shè)計）友好的人機(jī)界面設(shè)計 （4 4）作業(yè)空間的布置）作業(yè)空間的布置 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 20 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 5 5、可靠有效的安全防護(hù)、可靠有效的安全防護(hù) 只要存在危險，即使操作者受過良好的技術(shù)培訓(xùn)和安全只要存在危險，即使操作者受過良好的技術(shù)培訓(xùn)和安全 教育，有完善的規(guī)程，也不能完全避免發(fā)生機(jī)械傷害教育，有完善的規(guī)程，也不能完全避免發(fā)生機(jī)械傷害 事故的風(fēng)險。事故的風(fēng)險。 必須建立可靠的物質(zhì)屏障，即在機(jī)械上配置一種或多種必須建立可靠的物質(zhì)屏障，即在機(jī)械上配置一種或

24、多種 專門用于保護(hù)人的安全的防護(hù)裝置、安全裝置或采取專門用于保護(hù)人的安全的防護(hù)裝置、安全裝置或采取 其他安全措施。其他安全措施。 當(dāng)設(shè)備或操作的某些環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時，靠機(jī)械自身的各當(dāng)設(shè)備或操作的某些環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時，靠機(jī)械自身的各 種安全技術(shù)措施避免事故的發(fā)生，保障人員和設(shè)備安種安全技術(shù)措施避免事故的發(fā)生，保障人員和設(shè)備安 全。全。 危險性大或事故率高的生產(chǎn)設(shè)備，必須在出廠時配備好危險性大或事故率高的生產(chǎn)設(shè)備，必須在出廠時配備好 安全防護(hù)裝置。安全防護(hù)裝置。 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 21 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 6 6、機(jī)械的可維修性及維修作

25、業(yè)的安全、機(jī)械的可維修性及維修作業(yè)的安全 （1 1）機(jī)械的可維修性。機(jī)器出現(xiàn)故障后，在規(guī)定的條件）機(jī)械的可維修性。機(jī)器出現(xiàn)故障后，在規(guī)定的條件 下，按規(guī)定程序或手段實施維修，可以保持或恢復(fù)其下，按規(guī)定程序或手段實施維修，可以保持或恢復(fù)其 執(zhí)行預(yù)定功能狀態(tài)，這就是機(jī)器的可維修性。因此，執(zhí)行預(yù)定功能狀態(tài)，這就是機(jī)器的可維修性。因此， 在設(shè)計機(jī)器時，應(yīng)盡量考慮將一些易損而需經(jīng)常更換在設(shè)計機(jī)器時，應(yīng)盡量考慮將一些易損而需經(jīng)常更換 的零部件設(shè)計得便于拆裝和更換。的零部件設(shè)計得便于拆裝和更換。 （2 2）維修作業(yè)的安全。在按規(guī)定程序?qū)嵤┚S修時，應(yīng)能）維修作業(yè)的安全。在按規(guī)定程序?qū)嵤┚S修時，應(yīng)能 保證人員的

26、安全。由于維修作業(yè)是不同于正常操作的保證人員的安全。由于維修作業(yè)是不同于正常操作的 特殊作業(yè)，往往采用一些超常規(guī)的做法，如移開防護(hù)特殊作業(yè)，往往采用一些超常規(guī)的做法，如移開防護(hù) 裝置，或是使安全裝置不起作用。為了避免或減少維裝置，或是使安全裝置不起作用。為了避免或減少維 修傷害事故，應(yīng)在控制系統(tǒng)設(shè)置維修操作模式；從檢修傷害事故，應(yīng)在控制系統(tǒng)設(shè)置維修操作模式；從檢 查和維修角度，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上考慮內(nèi)部零件的可接近查和維修角度，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上考慮內(nèi)部零件的可接近 性；必要時，應(yīng)隨設(shè)備提供專用檢查、維修工具或裝性；必要時，應(yīng)隨設(shè)備提供專用檢查、維修工具或裝 置；在較笨重的零部件上，還應(yīng)考慮方便吊裝的設(shè)計

27、。置；在較笨重的零部件上，還應(yīng)考慮方便吊裝的設(shè)計。 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 22 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 第三節(jié)第三節(jié) 人機(jī)功能匹配人機(jī)功能匹配 一、人的主要功能一、人的主要功能 l、人的第一種功能、人的第一種功能傳感器傳感器 通過感覺器官（視覺、聽覺、觸覺等）接受信息，感通過感覺器官（視覺、聽覺、觸覺等）接受信息，感 知系統(tǒng)的作業(yè)情況和機(jī)器的狀態(tài)知系統(tǒng)的作業(yè)情況和機(jī)器的狀態(tài) 2、人的第二種功能、人的第二種功能信息處理器信息處理器 將接受的信息和已儲存在大腦中的經(jīng)驗和知識信息進(jìn)將接受的信息和已儲存在大腦中的經(jīng)驗和知識信息進(jìn) 行比較分析后，

28、作出決定，如作出繼續(xù)、停止或改變行比較分析后，作出決定，如作出繼續(xù)、停止或改變 操作的決定操作的決定 3、人的第三種功能、人的第三種功能操縱器操縱器 根據(jù)決定采取相應(yīng)行動，如開關(guān)機(jī)器或增減其速度等根據(jù)決定采取相應(yīng)行動，如開關(guān)機(jī)器或增減其速度等 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全工程系湖南工學(xué)院安全工程系 第第 23 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 圖圖47 人在操作活動中的基本功能示意圖人在操作活動中的基本功能示意圖 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 24 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 二、機(jī)的主要功能二、機(jī)的主要功能 l、接受信息、接受信息 2、儲存

29、信息、儲存信息 3、處理信息、處理信息 4、執(zhí)行功能、執(zhí)行功能 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 25 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 三、人機(jī)特性比較三、人機(jī)特性比較 在人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計中，首先要按照科學(xué)的觀點分 析人和機(jī)器各自所具有的不同特點，以便研究 人與機(jī)器的功能分配，從而揚(yáng)長避短，各盡所 長，充分發(fā)揮人與機(jī)器的各自優(yōu)點；從設(shè)計開 始就盡量防止產(chǎn)生人的不安全行動和機(jī)器的不 安全狀態(tài)，做到安全生產(chǎn)。 人和機(jī)各有自己的能力和長處，歸納起來各表 現(xiàn)在四個方面： 人的功能的限度是準(zhǔn)確性、體力、速度和 知覺能力； 機(jī)器功能的限度是性能維持能力、正常動 作、判斷能

30、力、造價及運(yùn)營費(fèi)用。 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全工程系湖南工學(xué)院安全工程系 第第 26 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 表表41 人與機(jī)的優(yōu)缺點比較人與機(jī)的優(yōu)缺點比較 項項 目目機(jī)機(jī) 器器人人 速速 度度 占優(yōu)勢占優(yōu)勢時間延時為時間延時為1s 邏輯邏輯 推理推理 擅長于演繹而不易改變其演繹程擅長于演繹而不易改變其演繹程 序序 擅長于歸納，容易改變其推理程序擅長于歸納，容易改變其推理程序 計計 算算 快且精確，但不善于修正誤差快且精確，但不善于修正誤差慢且易產(chǎn)生誤差，但善于修正誤差慢且易產(chǎn)生誤差，但善于修正誤差 可可 靠靠 性性 按照恰當(dāng)設(shè)計制造的機(jī)器，在完按照恰當(dāng)設(shè)計制造的機(jī)器，在完

31、 成規(guī)定的作業(yè)中可靠性很高，而成規(guī)定的作業(yè)中可靠性很高，而 且保持恒定，不能處理意外的事且保持恒定，不能處理意外的事 態(tài)。在超負(fù)荷條件下可靠性突降態(tài)。在超負(fù)荷條件下可靠性突降 人腦可靠性遠(yuǎn)超過機(jī)械，但極度疲勞與人腦可靠性遠(yuǎn)超過機(jī)械，但極度疲勞與 緊急事態(tài)下很可能變成極不可靠，人的緊急事態(tài)下很可能變成極不可靠，人的 技術(shù)水平、經(jīng)驗以及生理和心里狀況對技術(shù)水平、經(jīng)驗以及生理和心里狀況對 可靠性很有影響，可處理意外緊急事態(tài)可靠性很有影響，可處理意外緊急事態(tài) 連連 續(xù)續(xù) 性性 能長期連續(xù)工作，適應(yīng)單調(diào)專業(yè)，能長期連續(xù)工作，適應(yīng)單調(diào)專業(yè)， 需要適當(dāng)維護(hù)需要適當(dāng)維護(hù) 容易疲勞，不能長時間連續(xù)工作，且受容易

32、疲勞，不能長時間連續(xù)工作，且受 性別、年齡和健康狀態(tài)等影響，不適應(yīng)性別、年齡和健康狀態(tài)等影響，不適應(yīng) 單調(diào)作業(yè)單調(diào)作業(yè) 靈靈 活活 性性 如果是專用機(jī)械，不經(jīng)調(diào)整則不如果是專用機(jī)械，不經(jīng)調(diào)整則不 能改作其它用途能改作其它用途 通過教育訓(xùn)練，可具有多方面的適應(yīng)能通過教育訓(xùn)練，可具有多方面的適應(yīng)能 力力 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全工程系湖南工學(xué)院安全工程系 第第 27 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 表表41 人與機(jī)的優(yōu)缺點比較（續(xù)）人與機(jī)的優(yōu)缺點比較（續(xù)） 項項 目目機(jī)機(jī) 器器人人 輸輸 入入 靈敏度靈敏度 具有某些超人的感覺，如有具有某些超人的感覺，如有 感覺電離輻射的能力感覺電離輻

33、射的能力 在較寬的能量范圍內(nèi)承受刺激因素，在較寬的能量范圍內(nèi)承受刺激因素， 支配感受器適應(yīng)刺激因素的變化，如支配感受器適應(yīng)刺激因素的變化，如 眼睛能感受各種位置、運(yùn)動和顏色，眼睛能感受各種位置、運(yùn)動和顏色， 善于鑒別圖象，能夠從高噪聲中分辨善于鑒別圖象，能夠從高噪聲中分辨 信號，易受（超過規(guī)定限度的）熱、信號，易受（超過規(guī)定限度的）熱、 冷、噪聲和振動的影響冷、噪聲和振動的影響 智智 力力無無 （智能機(jī)例外）（智能機(jī)例外） 能應(yīng)付意外事件和不可能預(yù)測事件，能應(yīng)付意外事件和不可能預(yù)測事件， 并能采取預(yù)防措施并能采取預(yù)防措施 操作處操作處 理能力理能力 操縱力、速度精密度、操作操縱力、速度精密度、

34、操作 量、操作范圍等均優(yōu)于人的量、操作范圍等均優(yōu)于人的 能力。在處理液體、氣體、能力。在處理液體、氣體、 粉體方面比人強(qiáng)，但對柔軟粉體方面比人強(qiáng)，但對柔軟 物體的處理能力比人差物體的處理能力比人差 可進(jìn)行各種控制，手具有非常大的自可進(jìn)行各種控制，手具有非常大的自 由度，能極巧妙地進(jìn)行各種操作。從由度，能極巧妙地進(jìn)行各種操作。從 視覺、聽覺、變位和重量感覺上得到視覺、聽覺、變位和重量感覺上得到 的信息可以完全反饋給控制器的信息可以完全反饋給控制器 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全工程系湖南工學(xué)院安全工程系 第第 28 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 表表41 人與機(jī)的優(yōu)缺點比較（續(xù)）人與機(jī)的

35、優(yōu)缺點比較（續(xù)） 項項 目目機(jī)機(jī) 器器人人 功率功率 輸出輸出 恒定恒定不論大的，固定不論大的，固定 的或標(biāo)準(zhǔn)的的或標(biāo)準(zhǔn)的 1471KW的功率輸出只能維持的功率輸出只能維持10s， 367.75KW的功率輸出可維持幾分的功率輸出可維持幾分 鐘，鐘，150KW以下的功率輸出能持以下的功率輸出能持 續(xù)一天續(xù)一天 綜合綜合 能力能力 多種途徑多種途徑單一手段單一手段 記記 憶憶 最適用于文字的再現(xiàn)和長最適用于文字的再現(xiàn)和長 期存儲期存儲 可存儲大量信息，并進(jìn)行多種途可存儲大量信息，并進(jìn)行多種途 徑的存取，擅長于對原則和策略徑的存取，擅長于對原則和策略 的記憶的記憶 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安

36、全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 29 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 四、人機(jī)功能分配四、人機(jī)功能分配 1、人機(jī)功能分配的含義、人機(jī)功能分配的含義 對人和機(jī)的特性進(jìn)行權(quán)衡分析，將系統(tǒng)的不 同功能恰當(dāng)?shù)胤峙浣o人或機(jī)，稱為人機(jī)的功 能分配。 人與機(jī)器的結(jié)合形式，依復(fù)雜程度不同可分 為：勞動者-工具；操作者-機(jī)器；監(jiān)控者-自 動化機(jī)器；監(jiān)督者-智能機(jī)器等幾種。 機(jī)器的自動化與智能化使操縱復(fù)雜程度提高 因而對操縱者提出了嚴(yán)格要求。同時操縱者 的功能限制也對機(jī)器設(shè)計提出特殊要求。 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 30 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 人機(jī)結(jié)合

37、的原則改變了傳統(tǒng)的只考慮 機(jī)器設(shè)計的思想，提出了同時考慮人 與機(jī)器兩方面因素，即在機(jī)器設(shè)計的 同時把人看成是有知覺有技術(shù)的控制 機(jī)、能量轉(zhuǎn)換機(jī)、信息處理機(jī)。 凡需要由感官指導(dǎo)的間歇操作，要留 出足夠間歇時間；機(jī)器設(shè)計中，要使 操縱要求低于人的反應(yīng)速度，這便是 獲得最佳效果的設(shè)計思想。 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全湖南工學(xué)院安全 工程系工程系 第第 31 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 2、人機(jī)功能分配的一般原則、人機(jī)功能分配的一般原則 人能完成并能勝過機(jī)器的工作：發(fā)覺微量 的光和聲，接受和組織聲、光的型式，隨 機(jī)應(yīng)變和應(yīng)變程度，長時間大量儲存信息 并能回憶有關(guān)的情節(jié)，進(jìn)行歸納推理和判 斷并形成概念和創(chuàng)造方法等。 目前機(jī)器能完成并勝過人的工作：對控制 信號迅速作出反應(yīng)，平穩(wěn)而準(zhǔn)確地產(chǎn)生 “巨大力量，做重復(fù)的和規(guī)律性的工作， 短暫地儲存信息然后廢除這些信息，快速 運(yùn)算，同一時間執(zhí)行多種不同的功能。 安全人機(jī)工程學(xué)第四章 湖南工學(xué)院安全工程系湖南工學(xué)院安全工程系 第第 32 頁頁 第四章安全人機(jī)功能 匹配 表表42 采用人機(jī)時有利點采用人機(jī)時有利點 采用機(jī)器時的有利點采用人時的有利點 1、重復(fù)性的操作、計算，大量的情報資