安全人機(jī)工程學(xué)

安全人機(jī)工程學(xué)2006.2.第1頁課程簡介

安全人機(jī)工程學(xué)是從安全的角度研究人與機(jī)的關(guān)系,運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的原理和方法去解決人機(jī)結(jié)合面的安全問題的一門新興學(xué)科。其立足點放在安全上面，對在活動（含生產(chǎn)活動、生活活動、生存活動）過程中的人實行保護(hù)為目的，主要闡述人與機(jī)保持什么樣的關(guān)系，才能保證人的安全。它作為人機(jī)工程學(xué)的一個應(yīng)用學(xué)科的分支，以安全為目標(biāo)、以工效為條件，并與以安全為前提、以工效為目標(biāo)的工效人機(jī)工程學(xué)并駕齊驅(qū)，而成為安全工程學(xué)的一個重要分支學(xué)科。

2006.2.第2頁

本課程是安全工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)平臺課程之一，是該專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程從解決“人”與“物”之間界面關(guān)系的角度，研究導(dǎo)致活動者傷亡病害等不利的因素作用機(jī)理和預(yù)防與消除方法的依據(jù)等，同時為工程技術(shù)設(shè)計者提供人體的數(shù)據(jù)與要求，以這些數(shù)據(jù)和要求指導(dǎo)工程技術(shù)人員進(jìn)行具體工程設(shè)計，從而在實現(xiàn)生產(chǎn)效率的同時確保勞動者的安全，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行安全人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計、人機(jī)系統(tǒng)安全分析與評價的基本能力。這對于安全工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)具有不可替代的重要地位。一、課程的定位2006.2.第3頁

通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能掌握《安全人機(jī)工程學(xué)》的基本概念和基本理論，深刻領(lǐng)會人機(jī)結(jié)合面的內(nèi)涵和人機(jī)匹配與安全、工效的辨證關(guān)系，掌握對人機(jī)系統(tǒng)隱患進(jìn)行診斷、評價和防范的方法，具有進(jìn)行安全人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計、人機(jī)系統(tǒng)安全分析與評價的基本能力，具有運(yùn)用安全人機(jī)工程原理解決人機(jī)系統(tǒng)安全問題的能力。二、課程的目標(biāo)2006.2.第4頁

安全人機(jī)工程學(xué)概論人體的人機(jī)學(xué)參數(shù)人的生理和心理及生物力學(xué)特性安全人機(jī)功能匹配人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計安全人機(jī)工程學(xué)的實踐與運(yùn)用

三、課程的基本內(nèi)容2006.2.第5頁

1、掌握安全人機(jī)工程學(xué)的基本概念、基本理論，領(lǐng)會“人機(jī)系統(tǒng)”與“人機(jī)結(jié)合面”的含義。

2、掌握人、機(jī)的不同特性及人機(jī)功能的分配原則。

3、掌握人體特性參數(shù)、人的反應(yīng)、人體疲勞的測量方法。

4、掌握顯示裝置、操縱裝置、作業(yè)空間與作業(yè)環(huán)境的設(shè)計要求與設(shè)計方法。

5、具有人機(jī)系統(tǒng)安全設(shè)計的初步能力。

6、具備對一般企業(yè)中人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行安全檢查與評價的能力。四、課程的基本要求2006.2.第6頁整個教學(xué)過程由課堂授課、實驗、作業(yè)、自學(xué)和選聽系列講座五個環(huán)節(jié)組成。授課采用多媒體教學(xué)形式。

課程教學(xué)總時數(shù)為48學(xué)時課堂理論教學(xué)40學(xué)時計劃內(nèi)實驗8學(xué)時課外選聽系列專題講座（共7個）五、課程學(xué)時分配2006.2.第7頁

第一章內(nèi)容第一節(jié)人機(jī)工程學(xué)第二節(jié)

安全人機(jī)工程學(xué)第三節(jié)安全人機(jī)工程學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系第四節(jié)安全人機(jī)工程學(xué)的誕生與展望2006.2.第8頁第一章

概論第一節(jié)人機(jī)工程學(xué)一、人機(jī)工程學(xué)的起源起源于歐洲形成于美國發(fā)展于日本作為一門獨立學(xué)科的歷史已有50余年

2006.2.第9頁二、學(xué)科名稱Ergonomics

英國莫瑞爾/西歐

HumanEngineering

美國HumanFactorsEngineering

美國人間工學(xué)日本Эргономика

蘇聯(lián)

“人體工程學(xué)”、“宜人學(xué)”、中國“人因工程學(xué)”、“人類工程學(xué)”中國“工效學(xué)”、“人機(jī)工程學(xué)”中國2006.2.第10頁

三、人機(jī)工程學(xué)的定義

研究各種工作環(huán)境中人的因素，研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用，研究人的工作、生活中怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的科學(xué)。（InternationalErgonomicsAssociation

）人機(jī)工程學(xué)是運(yùn)用人的生理學(xué)、心理學(xué)和其它有關(guān)學(xué)科知識，使機(jī)器和人相互適應(yīng)，創(chuàng)造舒適和安全的工作與環(huán)境條件，從而提高工效的一門科學(xué)。

2006.2.第11頁四、人機(jī)工程學(xué)的研究目的

設(shè)計機(jī)器和設(shè)備及工藝流程、工具以及信息傳遞裝置與信息控制設(shè)備時，必須考慮人的各種因素---生理的和心理的及人體測量參數(shù)、生物力學(xué)的需要與可能；使人操作簡便、省力、快速而準(zhǔn)確；使人的工作條件和工作環(huán)境安全衛(wèi)生和舒適；最終目的是為了使人機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)，保障安全健康和提高工作效率。

2006.2.第12頁五、人機(jī)工程學(xué)的研究內(nèi)容

人的因素方面，主要包括人體生理、心理、人體測量及生物力學(xué)、人的可靠性；

機(jī)的因素方面，主要包括顯示器和控制器等物的設(shè)計；

環(huán)境因素方面，主要包括采光、照明、塵毒、噪聲等對人身心產(chǎn)生影響的因素；

人機(jī)系統(tǒng)的綜合研究，研究人機(jī)系統(tǒng)的整體設(shè)計；崗位設(shè)計；顯示器設(shè)計；控制器的設(shè)計；環(huán)境設(shè)計；作業(yè)方法及人機(jī)系統(tǒng)的組織管理等。

2006.2.第13頁六、人機(jī)工程學(xué)的研究方法實測法（Measuremethod）實驗法（Experimentmethod）分析法（Analysis）調(diào)查研究法（Survey)計算機(jī)仿真法(Simulation)感覺評價法(Sensoryinspection)圖示模擬和模型試驗法(model)2006.2.第14頁圖1研究車輛碰撞的人機(jī)系統(tǒng)的模擬與模型

2006.2.第15頁控制面板模擬器波士頓愛迪生公司（BostonEdisonCompany）的”神秘6號”（Mystic#6）電廠的控制板MITRE開發(fā)2006.2.第16頁虛擬合作者的運(yùn)動計算與仿真2006.2.第17頁2006.2.第18頁2006.2.第19頁七、人機(jī)工程學(xué)的發(fā)展簡史

原始人機(jī)關(guān)系（見圖2）-經(jīng)驗人機(jī)關(guān)系（見圖3）-科學(xué)人機(jī)工程學(xué)

（見圖4）經(jīng)驗期-創(chuàng)建期-成熟期

經(jīng)驗期：1884年起，三大實驗（肌肉疲勞試驗、鐵秋作業(yè)試驗、砌磚作業(yè)試驗）創(chuàng)建期：第二次世界大戰(zhàn)期間起，新式武器和裝備的功能研究成熟期：20世紀(jì)60年代起，宇航技術(shù)的研究第一節(jié)結(jié)束2006.2.第20頁圖

2古埃及石刻2006.2.第21頁

圖3紫檀雕四出頭官帽椅圖3

我國古代的指南車2006.2.第22頁圖

4美國亨利·德累夫斯（HenryDeryfuss）事務(wù)所的人機(jī)學(xué)實驗2006.2.第23頁第二節(jié)

安全人機(jī)工程學(xué)一、安全人機(jī)工程學(xué)的定義

從安全的角度和著眼點，運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的原理和方法去解決人機(jī)結(jié)合面的安全問題的一門新興學(xué)科。它作為人機(jī)工程學(xué)的一個應(yīng)用學(xué)科的分支，以安全為目標(biāo)、以工效為條件，將與以安全為前提、以工效為目標(biāo)的工效人機(jī)工程學(xué)并駕齊驅(qū)，并成為安全工程學(xué)的一個重要分支學(xué)科。

2006.2.第24頁

人(Man)，是指活動的人體即安全主體

機(jī)(Machine)，是廣義的，它包括勞動工具、機(jī)器（設(shè)備）、勞動手段和環(huán)境條件、原材料、工藝流程等所有與人相關(guān)的物質(zhì)因素。

人機(jī)結(jié)合面（Man-MachineInterface）,就是人和機(jī)在信息交換和功能上接觸或互相影響的領(lǐng)域（或稱“界面”）。二、安全人機(jī)工程學(xué)的研究對象2006.2.第25頁三、安全人機(jī)工程學(xué)的任務(wù)

為工程技術(shù)設(shè)計者提供人體合理的理論參數(shù)和要求，諸如：人體作業(yè)的舒適范圍（最佳狀態(tài)）人體的允許范圍（保證工作效率）人體的安全范圍（不致傷害的最低限度和環(huán)境要求）安全防護(hù)設(shè)施如何適應(yīng)人的各種使用要求

2006.2.第26頁四、

安全人機(jī)工程學(xué)的研究范圍和內(nèi)容

研究人機(jī)系統(tǒng)中人的各種特性研究人機(jī)功能合理分配各種人機(jī)界面的研究作業(yè)方法與作業(yè)負(fù)荷研究作業(yè)空間的分析研究事故及其預(yù)防的研究

2006.2.第27頁五、安全人機(jī)工程學(xué)的研究目的

對人機(jī)系統(tǒng)建立合理的方案，更好地在人機(jī)之間合理地分配功能，使人和機(jī)有機(jī)結(jié)合，有效地發(fā)揮人的作用，最大限度地為人提供安全衛(wèi)生和舒適，達(dá)到保障人的健康、舒適、愉快地活動，同時帶來活動效率的提高。第二節(jié)結(jié)束2006.2.第28頁小結(jié)本節(jié)課程講述了兩部分內(nèi)容：人機(jī)工程學(xué)、安全人機(jī)工程學(xué)要求：掌握安全人機(jī)工程學(xué)的基本概念，“人機(jī)結(jié)合面”的含義；理解“人機(jī)系統(tǒng)”的含義；了解人機(jī)工程學(xué)的起源與發(fā)展，人機(jī)工程的命名和定義，安全人機(jī)工程學(xué)的研究范圍2006.2.第29頁第三節(jié)安全人機(jī)工程學(xué)

與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系

一、與工效人機(jī)工程學(xué)的關(guān)系

二、與安全心理學(xué)的關(guān)系

三、與人體測量學(xué)及生物力學(xué)的關(guān)系

四、與安全工程學(xué)的關(guān)系

五、與人體生理學(xué)及環(huán)境科學(xué)的關(guān)系六、與其它工程技術(shù)科學(xué)的關(guān)系

第三節(jié)結(jié)束2006.2.第30頁

圖5

安全人機(jī)工程學(xué)與相關(guān)學(xué)科2006.2.第31頁第二章

人體的人機(jī)學(xué)參數(shù)內(nèi)容第一節(jié)人體尺寸及其測量第二節(jié)

人體的人機(jī)學(xué)參數(shù)第三節(jié)

疲勞的測定第四節(jié)

人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用2023/2/6一、人體測量的基本術(shù)語被測者姿勢（立姿、坐姿）測量基準(zhǔn)面（見圖1）測量方向

支承面和著裝

基本測點及測量項目

(見圖2、圖3)第一節(jié)人體尺寸及其測量繼續(xù)2023/2/6圖1人體測量基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)軸

2023/2/6圖1-b人體測量基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)軸

圖1-a人體測量基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)軸

2023/2/6圖2-a測量項目-立姿2023/2/6圖2-b測量項目-立姿2023/2/6圖2-c測量項目-立姿2023/2/6圖2-d測量項目-立姿2023/2/6圖2-e測量項目-立姿2023/2/6圖2-f測量項目-立姿2023/2/6圖3-a測量項目-坐姿2023/2/6圖3-b測量項目-坐姿2023/2/6圖3-c測量項目-坐姿2023/2/6圖3-d測量項目-坐姿2023/2/6圖3-e測量項目-坐姿2023/2/6

在人體尺寸測量中所采用的人體測量儀器有：人體測高儀、人體測量用直腳規(guī)、人體測量用彎腳規(guī)、人體測量用三腳平行規(guī)、坐高椅、量足儀、角度計、軟卷尺以及醫(yī)用磅秤等。

人體測高儀直腳規(guī)直腳規(guī)（參見圖4-a

見圖4-b

見圖4-c）繼續(xù)二、人體尺寸測量用的主要儀器2023/2/6圖4-a人體測高儀

2023/2/6圖4-b人體測量用直腳規(guī)

2023/2/6圖2-4人體測量用彎腳規(guī)(4-c)

2023/2/6三、人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)均值

方差2023/2/6三、人體測量中的主要統(tǒng)計函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差抽樣誤差

百分位數(shù)和適應(yīng)度

2023/2/6百分比（%）K百分比（%）K0.52.576700.5241.02.326750.6742.51.960800.84251.645851.036101.282901.282151.036951.645200.84297.51.960250.67499.02.326300.52499.52.576表2-1百分比與變換系數(shù)2023/2/6四、常用人體測量數(shù)據(jù)1、我國成年人的人體結(jié)構(gòu)尺寸

圖2-5立姿人體尺寸

2023/2/6圖2-6坐姿人體尺寸

2023/2/6圖2-7人體水平尺寸

2023/2/6表2—2人體主要尺寸

(單位：mm)2023/2/6

表2-3立姿人體尺寸

(單位：mm)2023/2/6

表2-4坐姿人體尺寸

(單位：mm)2023/2/6表2-5人體水平尺寸

（單位：mm）

2023/2/6表2-6各區(qū)域的體重、身高和胸圍三項參數(shù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差（單位：mm）

2023/2/62．

我國成年人人體動態(tài)尺度

（1）肢體活動角度范圍

圖2-8人體肢體活動角度范圍

2023/2/6圖2-9人體上部及上肢固定姿勢活動角度范圍

2023/2/6圖2-10立姿上身及手的可及范圍、坐姿上身及手的可及范圍

（2）

不同姿勢時手能及的空間

范圍2023/2/6圖2-11單腿跪姿上身及手的可及范圍2023/2/6圖2-12仰臥姿勢手及腿的活動空間

2023/2/63、常用人體功能尺寸測量區(qū)域

2023/2/6五、手、腳作業(yè)域測量1、

手的測量

圖2—14手的測量2023/2/6(1)水平作業(yè)域

圖2-15手在水平面的正常作業(yè)閾和最大作業(yè)域（cm）

2023/2/6圖2-16坐姿抓握作業(yè)域（cm）

2023/2/6(2)垂直作業(yè)域

圖2-17立姿雙臂垂直作業(yè)域圖

2-18立姿雙臂垂直作業(yè)域

2023/2/6圖2-19身高與摸高的關(guān)系

2023/2/62、腳的測量

圖2—20腳的測量

2023/2/63、

腳作業(yè)空間

圖2-21腳的作業(yè)區(qū)域

第一節(jié)結(jié)束2023/2/6一、人體體部指數(shù)及有關(guān)人機(jī)學(xué)參數(shù)計算

可根據(jù)人體的身高、體重等基礎(chǔ)測量數(shù)據(jù)，利用一些經(jīng)驗公式計算出所需的其它各部分?jǐn)?shù)據(jù)。1、人體的體部指數(shù)

（參見教材P34公式2-7～2-11）2、用人體身高尺寸計算人體各部分尺寸（見圖2-22、圖2-23及表2-9）第二節(jié)

人體的人機(jī)學(xué)參數(shù)2023/2/6圖2-22坐姿靜態(tài)尺寸編號圖

2023/2/6圖2—23立姿靜態(tài)尺寸圖

2023/2/6名稱計算式名稱計算式坐高0.523H肘與肘間寬0.256H膝高0.311H臀部寬0.203H坐姿臀高0.249H肩寬0.229H座到肘高0.135H手前伸長度0.462H大腿厚0.086H坐位眼高0.454H臀部到膝高0.342H兩手惻平伸長度1.032H臀部到小腿長0.280H坐面至舉手指尖高0.795H表2-9靜坐時人體尺寸與身高的關(guān)系2023/2/63、用人體體重計算人體體積和表面積

（1）人體體積（2）體表面積4、用身高、體重、表面積求有關(guān)人機(jī)學(xué)參數(shù)（見表2-10

）2023/2/6表2-10人體有關(guān)人機(jī)學(xué)參數(shù)計算公式

2023/2/6二、

人體生理學(xué)參數(shù)及測量

1、最大耗氧量（Vo2max）及氧債能力（見圖2-24）2、最大心率3、搏出量與最大心臟輸出

4、肌電圖5、呼吸量的測定6、脈搏數(shù)的測定7、發(fā)汗的測定8、血液成份變化的測定9、腦電圖（見表2—12

）第二節(jié)結(jié)束2023/2/6圖2-24三種氧債與相應(yīng)的勞動負(fù)荷示意圖（a）常量負(fù)荷

（b）高量負(fù)荷

（c）超量負(fù)荷

2023/2/6表2—12大腦意識狀態(tài)與人為錯誤的潛在危險性

2023/2/6一、疲勞自覺癥狀調(diào)查身體癥狀精神癥狀感覺癥狀頭暈頭痛全身不適身體局部不適或痛肩膀酸痛呼吸困難腿軟口粘、口干打呵欠出冷汗頭腦不清思想不集中不原思考不愛說話焦躁困倦精神渙散對事冷漠易忘事常出錯對事放心不下眼睛疲勞、恍惚眼睛發(fā)滯、發(fā)干動作笨拙、失誤腳下不穩(wěn)、搖晃味覺不靈眩暈眼皮及其他部位發(fā)抖聽覺遲鈍、耳鳴手腳打顫動作不準(zhǔn)表2－12疲勞自覺癥狀調(diào)查表

第三節(jié)

疲勞的測定2023/2/6二、測量疲勞的幾種方法

1、測定心率

2、呼氣分析法

3、觸兩點辨別閾法（表2－13

）4、膝腱反射閾的測定

5、反應(yīng)時間測定法

6、頻閃融合閾值測定法（表2－14與圖2-25

）7、色名讀唱時間法

8、皮膚電流測定法

第三節(jié)結(jié)束2023/2/6中指2.5食指3.0拇指3.5無名指4.0小指4.5上唇5.5文頰7.0鼻部8.0手掌11.5大足趾12.0前額15.0腳底22.5腹部34.0胸部36.0前臂38.5肩部41.0背部44.0上臂44.5大腿45.5小腿47表2－13人體皮膚不同部位的觸兩點辨別閾

2023/2/6勞動類型日間變化率（％）周間變化率（％）理想界限允許界限理想界限允許界限體力勞動體力、腦力結(jié)合的勞動腦力勞動～10～7～6～20～16～10～3～3～3～13～13～13表2－14頻閃融合閾值

2023/2/6圖2-25CFF值及心動數(shù)日周期變化

2023/2/6第四節(jié)

人體測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用

一、人體數(shù)據(jù)的運(yùn)用準(zhǔn)則1、最大最小準(zhǔn)則。

2、可調(diào)性準(zhǔn)則

3、平均準(zhǔn)則

4、使用最新人體數(shù)據(jù)準(zhǔn)則

5、地域性準(zhǔn)則

6、功能修正與最小心理空間相結(jié)合準(zhǔn)則

7、標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)則。8、姿勢與身材相關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則

9、合理選擇百分位和適用度準(zhǔn)則

2023/2/6人體測量數(shù)據(jù)選用的注意事項設(shè)計和確定作業(yè)空間尺寸的根據(jù)，必須保證至少90%的用戶的適應(yīng)性、兼容性、操作性和維護(hù)性，即人體主要尺寸的設(shè)計極限應(yīng)根據(jù)第5至95百分位數(shù)的值確定。必須適應(yīng)或允許身體某些部分通過的空間尺寸（如通道、出入口、防觸及危險部位的安全距離等），應(yīng)以第95百分位的值作為適用的人體尺寸。有限度的或受身體延伸所限制的空間尺寸（如抓握物體的可及距離、控制器的位移、顯示器與測試點位置、安全防護(hù)罩上的空隙等），應(yīng)以第5百分位的值作為適用的人體尺寸。2023/2/6可調(diào)整的尺寸（如高度可調(diào)的坐椅、工作臺、控制器、安全帶等），應(yīng)以第5百分位至第95百分位的人體尺寸范圍作為高速范圍適用的人體尺寸；只能用一種中等尺寸供群體使用時（如墻壁上的開關(guān)高度、門上把手尺寸等），應(yīng)以第50百分位數(shù)作為適用的人體尺寸搞清該尺寸的適用范圍，如適用的國家、地區(qū)、民族、年齡、性別、職業(yè)及社會階層等，否則，盲目選用，設(shè)計出的產(chǎn)品適用性較差人體測量數(shù)據(jù)應(yīng)用應(yīng)注意人體尺寸的變化。一方面從事某種工作的勞動人群的身材有變化時，其最佳適應(yīng)尺寸也應(yīng)隨之改變；另一方面，世界各國人體身高有增加的趨勢，近20年來世界各國人體的身高平均每10年增加1cm，我國的人體身高增加更快，所以在收集或選用人體尺寸資料時應(yīng)注意這種現(xiàn)象。2023/2/6二、人體尺度在工程設(shè)計中的應(yīng)用

1．人體尺度應(yīng)用的原則（從工程設(shè)計應(yīng)用角度講）（1）滿足度：滿足度是產(chǎn)品設(shè)計尺寸滿足特定使用者群體的百分率。也就是說從人體工程學(xué)角度看，你的設(shè)計適合多少人.（2）

產(chǎn)品尺寸設(shè)計任務(wù)的分類

①I型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(就是上面所說的可調(diào)準(zhǔn)則)：尺寸在上限值和下限值之間可調(diào)，上下限百分位分別為5％和95％時，滿足度為90％。

②

Ⅱ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計(最大最小準(zhǔn)則)表2—162023/2/6產(chǎn)品類型產(chǎn)品類型定義說明I型產(chǎn)品尺寸設(shè)計需要兩個百分位數(shù)作為尺寸上限值和下限值的依據(jù)屬雙限值設(shè)計Ⅱ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計只需要一個百分位數(shù)作為尺寸上限值或下限值的依據(jù)屬單限值設(shè)計ⅡA型產(chǎn)品尺寸設(shè)計只需要一個人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸上限值的依據(jù)屬大尺寸設(shè)計ⅡB型產(chǎn)品尺寸設(shè)計只需要一個人體尺寸百分位數(shù)作為尺寸下限值的依據(jù)屬小尺寸設(shè)計Ⅲ型產(chǎn)品尺寸設(shè)計只需要第50百分位數(shù)作為產(chǎn)品尺寸設(shè)計的依據(jù)平均尺寸設(shè)計表2-16人體尺寸百分位數(shù)選擇

2023/2/62、人體尺寸的應(yīng)用方法和程序（1）

確定所設(shè)計對象的類型和適應(yīng)度確定設(shè)計對象的功能尺寸的主要依據(jù)是人體尺寸百分位數(shù)，而它的選用又與設(shè)計對象的類型密切相關(guān)。首先應(yīng)確定所設(shè)計的對象是屬于哪一類型。見表2—17。

（2）

選擇人體尺寸百分位數(shù)在確認(rèn)所設(shè)計的產(chǎn)品類型及其等級之后，選擇人體尺寸百分位數(shù)的依據(jù)是適用度。人機(jī)工程學(xué)設(shè)計中的適用度，是指所設(shè)計產(chǎn)品在尺寸上能滿足多少人使用，通常以適合使用的人數(shù)占使用者群體的百分比表示。2023/2/6設(shè)計類型產(chǎn)品重要程度百分位數(shù)的選擇適應(yīng)度I型涉及人的安全、的健康一般用途選用戶x99和x1為尺寸上、下限值的依據(jù)選用x99和x5作為尺寸上、下限值的依據(jù)98%90%ⅡA型涉及人的安全、健康的一般用途選用x99和x95作為尺寸上限值的依據(jù)選用x90作為尺寸上限值的依據(jù)99%或95%90%ⅡB型涉及人的安全、健康的一般用途選用x1和x5幾作為尺寸下限值的依據(jù)選用x10作為尺寸下限值的依據(jù)99%或95%90%Ⅲ型產(chǎn)品一般用途選用戶x50作為產(chǎn)品尺寸設(shè)計的依據(jù)通用成年男、女通用產(chǎn)品一般用途選用男性的x99，x95或x90為尺寸上限值選用女性的x1、x5，或x10為尺寸下限值通用表2-17產(chǎn)品尺寸設(shè)計分類2023/2/63．確定功能修正量和心理修正量（1）必須考慮到實際中人的可能姿勢、動態(tài)操作、著裝等需要的設(shè)計裕度，所有這些設(shè)計裕度總計為功能修正量

（2）為了消除人們心理上的“空間壓抑感”、“高度恐懼感”和“過于接近時的窘迫感和不舒適感”等心理感受，或者是為了滿足人們“求美”、“求奇”等心理需求，涉及人的產(chǎn)品和環(huán)境空間設(shè)計，必須再附加一項必要的心理空間尺寸，即心理修正量

2023/2/6四、人體身高在設(shè)計中的應(yīng)用方法

以身高為基準(zhǔn)確定工作面高度、設(shè)備和用具高度的方法，通常是把設(shè)計對象歸成各種典型的類型，并建立設(shè)計對象的高度與人體身高的比例關(guān)系，以供設(shè)計時選擇和查用。圖2—26是以身高為基準(zhǔn)的設(shè)備和用具的尺寸推算圖，圖中各代號的含義如表2—18所示。

2023/2/6圖2-26以身高為基準(zhǔn)的設(shè)備和用具尺寸概算圖

2023/2/6代號定義設(shè)備高與身高之比123456789101112121314151617舉手達(dá)到的高度可隨意取放東西的擱板高度(上限值)傾斜地面的頂棚高度(最小值，地面傾斜度為5—15゜)樓梯的頂棚高度(最小值，地面傾斜度為25～35゜)遮擋住直立姿勢視線的隔板高度(下限值)直立姿勢眼高抽屜高度(上限值)使用方便的擱板高度(上限值)斜坡大的樓梯的天棚高度(最小值，傾斜度為50゜左右能發(fā)揮最大拉力的高度人體重心高度采取直立姿勢時工作面的高度坐高(坐姿)灶臺高度洗臉盆高度辦公桌高度(不包括鞋)垂直踏棍爬梯的空間尺寸(最小值，傾斜80～90゜)手提物的長度(最大值)4／37／68／7l／133／3411／1210／116／73／43／55／96／ll6／1110／194／97／172／53／8說明：上述尺寸均未考慮著裝和穿鞋襪修正量，若穿鞋襪+2.5cm；*號為坐位基點的高度。表2-19設(shè)備、用具及通道高度與身高的關(guān)系

2023/2/6第三章

人的生理和心理

及生物力學(xué)特性第一節(jié)人的生理特性

一、人的感知特性

1、人的感知反應(yīng)過程

人機(jī)系統(tǒng)（見圖3-1）人的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（見圖2）2006.2圖3-1

人機(jī)系統(tǒng)圖2006.2圖2人的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)神經(jīng)系統(tǒng)中樞神經(jīng)周圍神經(jīng)脊髓按解剖分腦神經(jīng)；脊神經(jīng)按功能分感覺（傳入）神經(jīng)運(yùn)動神經(jīng)（傳出）腦：延髓；腦髓；中腦；間腦；小腦；大腦軀體運(yùn)動神經(jīng)（支配骨骼肌)植物性神經(jīng)（支配內(nèi)臟器官）2006.22、感覺的基本特征人的各種感受器都有一定的感受性和感覺閾限。（表3-1）從人的感覺閾限來看，刺激本身必須達(dá)到一定強(qiáng)度才能對感受器官發(fā)生作用。（表3-2）一種感受器官只能接受一種刺激和識別某一種特征，眼睛只接受光刺激，耳朵只接受聲刺激。人的感覺印象80%來自眼睛，14%來自耳朵，6%來自其他器官。同時有多種視覺信息或多種聽覺信息，或視覺與聽覺信息同時輸入時，人們往往傾向于注意一個而忽視其它信息，如果同時輸入的是兩個強(qiáng)度相同的聽覺信息，則對要聽的那個信息的辨別能力將下降50%，并且只能辨別最先輸入的或是強(qiáng)度校大的信息。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(yīng)現(xiàn)象。

2006.2表3－1刺激及感覺反應(yīng)感覺種類感覺器官適宜刺激識別特征作用視覺眼光形狀、大小、位置、遠(yuǎn)近、色彩、明暗、運(yùn)動方向等鑒別聽覺耳聲聲音的高低、強(qiáng)弱、方向和遠(yuǎn)近報警、聯(lián)絡(luò)嗅覺鼻揮發(fā)和飛散的物質(zhì)辣氣、香氣、臭氣報警、鑒別味覺舌被唾液溶解的物質(zhì)甜酸、苦辣、咸等鑒別皮膚感覺皮膚及皮下組織物理或化學(xué)物質(zhì)對皮膚作用觸覺、痛覺、溫度覺、壓覺報警深部感覺肌體神經(jīng)及關(guān)節(jié)物質(zhì)對肌體的作用撞擊、重力、姿勢等

平衡感覺前庭器官運(yùn)動和位置變化旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、直線運(yùn)動和擺動等調(diào)整2006.2表3－2人體主要感覺閾值

感覺感覺閾下限上限視覺（2.2～5.7）×10-17J（2.2－5.7）×10-8J聽覺1×10-12J/m21×102J/m2嗅覺2×10-7kg/m3

味覺4×10-7(硫酸試劑摩爾濃度)

觸覺2.6×10-9J

溫度覺6.28×10-9kg·J/m2·s9．13×10-6kg·J/m2·s振動覺振幅2.5×10-4mm

2006.23、知覺的基本特征

人的知覺一般分為空間知覺，時間知覺，運(yùn)動知覺與社會知覺等，它們有如下共同特征：知覺的整體性（見圖3）知覺的理解性（見圖4）知覺的恒常性知覺的選擇性（見圖5）2006.2圖3

知覺的整體性2006.2圖4

知覺的理解性2006.2圖5

人頭托盤雙關(guān)圖2006.24、人的視覺及其特性（1）人眼的構(gòu)造眼球的基本結(jié)構(gòu)（見圖6）眼球的水平解剖圖（見圖3-2）（2）視覺的基本參數(shù)

波長和強(qiáng)度效應(yīng)視角（見圖3-3）視力視野（見圖3-4，圖3-5）視距（見表3-3）色覺2006.2圖6人眼球的基本結(jié)構(gòu)2006.2圖3－2眼球的水平解剖圖

2006.2

圖3－3視角

2006.2

圖3－4人的水平視野和垂直視野

2006.2圖3－5人對不同顏色的視野

2006.2表3－3幾種工作視距的推薦值任務(wù)要求舉例視距離（cm）固定視野直徑(cm)備注最精細(xì)的工作安裝最小部件（表·電子元件）12～2520～40完全坐著，部分地依靠視覺輔助手段精細(xì)工作安裝收音機(jī)、電視機(jī)25～35（多為30～32）40～60坐著或站著中等粗活印刷機(jī)、鉆井機(jī)、機(jī)床旁工作50以下至80坐著或站著粗活包裝、粗磨50～15030～250多為站著遠(yuǎn)看黑板、開汽車150以上250以上坐著或站著2006.2（3）常見的幾種視覺現(xiàn)象暗適應(yīng)與明適應(yīng)

（見圖3-6）眩光視錯覺

（見圖3-7a，圖3-7b，圖3-7c）2006.2圖3－6暗適應(yīng)和亮適應(yīng)曲線

2006.2圖3－7a幾種常見視覺錯誤

2006.2圖3-7b

一系列視錯覺圖2006.2圖3-7c視錯覺圖2006.2（4）視覺運(yùn)動規(guī)律眼睛的水平運(yùn)動比垂直運(yùn)動快，即先看到水平方向的東西，后看到垂直方向的東西。視線運(yùn)動的順序習(xí)慣于從左到右，從上至下，順時針進(jìn)行。對物體尺寸和比例的估計，水平方向比垂直方向準(zhǔn)確、迅速、且不易疲勞。當(dāng)眼睛偏離視中心時，在偏離距離相同的情況下，觀察率優(yōu)先的順序是左上、右上、左下、右下。兩眼的運(yùn)動總是協(xié)調(diào)的、同步的，在正常情況下不可能一只眼睛轉(zhuǎn)動而另一只眼睛不動；在操作中一般不需要一只眼睛視物，而另一只眼睛不視物。人眼對直線輪廓比對曲線輪廓更易于接受。顏色對比與人眼辨色能力有一定關(guān)系。當(dāng)人們從遠(yuǎn)處辨認(rèn)前方的多種不同顏色時，其易于辨認(rèn)的順序是紅、綠、黃、白。當(dāng)兩種顏色相配在一起時，易于辨認(rèn)的順序是：黃底黑字，黑底白字，藍(lán)底白字，白底黑字等。

2006.25、聽覺特性

（1）人耳構(gòu)造和聽覺過程

（見圖3-8，圖3-9）（2）聽覺特征

可聽范圍（見圖3-10）可聽聲音的強(qiáng)度（見圖3-11）方向敏感度掩蔽效應(yīng)

2006.2圖3－8人耳的構(gòu)造

2006.2圖3-9人耳的剖面圖2006.2

圖3－10年齡對聽力敏感性的影響

2006.2圖3-11

人的聽覺閾限2006.26、人的嗅覺、味覺和膚覺特性（1）嗅覺（2）味覺（3）膚覺觸覺（觸覺感受器見圖10，觸覺閾限）溫度覺痛覺（見圖11）2006.2圖10

部分觸覺感受器2006.2圖人的痛、溫度和粗略觸覺傳導(dǎo)通路2006.2二、人的反應(yīng)時間1、定義2、影響反應(yīng)時間的影響因素隨感覺通道不同而不同

（見表3-4）與運(yùn)動器官有關(guān)

（見表3-5）與刺激性質(zhì)有關(guān)

（見表3-6）隨執(zhí)行器官不同而不同（見表3-7）

與刺激數(shù)目的關(guān)系

（見表3-8）與顏色的配合有關(guān)（見表3-9）與年齡有關(guān)（見表3-10）與訓(xùn)練有關(guān)

2006.2

表3－4反應(yīng)時間隨感覺通道的變化

T（秒）聽覺觸覺視覺嗅覺味覺咸味甜味酸味苦味0.115～0.1820.117～0.2010.188～0.2060.200～0.3700.3080.4460.5231.082動作部位動作特點最少平均時間（ms）手握取直線曲線70220旋轉(zhuǎn)克服阻力不克服阻力720220腳直線的克服阻力的360720腿直線的腳向側(cè)面360720～1460軀干彎曲傾斜720～16201260表3－5反應(yīng)時間與運(yùn)動器官的關(guān)系

2006.2表3－7執(zhí)行器官的反應(yīng)時間

動作部位動作特點最少平均時間（ms）手握取直線曲線70220旋轉(zhuǎn)克服阻力不克服的720220腳直線的克服阻力的360720腿直線的腳向側(cè)面360720～1460軀干彎曲傾斜720～16201260表3－6反應(yīng)時間與刺激性質(zhì)的關(guān)系

執(zhí)行器官反應(yīng)時間（ms）右手左手右腳左腳1471441741792006.2表3－8反應(yīng)時間與刺激數(shù)目的關(guān)系刺激選擇數(shù)12345678910反應(yīng)時間（ms）187316364434485532570603619622

表3－9反應(yīng)時間與顏色的關(guān)系

表3－10年齡與反應(yīng)時間的關(guān)系

年齡2030405060反應(yīng)時間相對值100104112116161顏色對比白與黑紅與綠紅與黃紅與橙

平均反應(yīng)時間（ms）1972082172462006.2三、人體活動過程的生理變化與適應(yīng)

1、人體活動時機(jī)體的調(diào)節(jié)與適應(yīng)神經(jīng)系統(tǒng)血管系統(tǒng)（心率、血壓、血液再分配、血液成分）呼吸系統(tǒng)體溫調(diào)節(jié)2、腦力勞動時機(jī)體的調(diào)節(jié)與適應(yīng)3、人體信息處理系統(tǒng)

4、人體節(jié)律周期和晝夜周期

2006.2四、環(huán)境因素對生理功能的影響

及作業(yè)環(huán)境分級

1、粉塵作業(yè)環(huán)境粉塵及其危害

工業(yè)粉塵的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)（見表3-11）2006.2表3－11《生產(chǎn)性粉塵作業(yè)危害程度分級》生產(chǎn)性粉塵中游離SiO2含量工人接塵時間肺總通氣量（升/日人）生產(chǎn)性粉塵濃度超標(biāo)倍數(shù)0～1～2～4～8～16～32～64≤10％－4000

－6000

>60000ⅠⅡⅢⅥ>10－40％－4000

－6000

>6000

>40－70％－4000

－6000

>6000

>70％－4000

－6000

>6000

2006.22、環(huán)境化學(xué)因素及其危害（1）工業(yè)生產(chǎn)中的毒物及中毒（2）生產(chǎn)中常見毒物對人體的影響一氧化碳（見表3-12）/二氧化碳（見表3-13）

/二氧化硫/氯氣（表3-14）/鉛/汞/熏煙/霧滴

（3）工業(yè)毒物的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)（見表3-15～3-18）2006.2表3－12一氧化碳對人體影響與濃度的關(guān)系

濃度ppm對人體產(chǎn)生的影響100400～500

600～7001000～12001500～20004000以上數(shù)小時對人體無影響1小時內(nèi)無影響1小時后有時會引起不快感1小時后會引起不快感1小時后會有危險1小時內(nèi)即有危險接觸時間（min）濃度（％）人體中毒癥狀1040802.01.61.4輕度精神緊張，感覺變化，輕度聽力減退，呼吸頻率增高。1040803.52.82.4惡心，頭暈，呼吸急促，視覺辨別能力下降1040807.96.86.1昏迷，嚴(yán)重意識喪失。表3－13二氧化碳對人體影響與濃度的關(guān)系

2006.2

表3－14氯對人的急性中毒反應(yīng)濃度人體反應(yīng)mg/m3Ppm0.061.53～91890120020.051～363040～601001000嗅覺閾濃度有氣味有明顯氣味，刺激眼、鼻刺激咽喉致咳引起劇咳接觸30～60min，可能引起嚴(yán)重?fù)p害可能造成致命損害可危及生命2006.2

表3－1556種毒物危害級別危害級別毒物名稱Ⅰ級（極度危害）汞及其化合物、苯、砷及其無機(jī)化合物、氯乙烯、鉻酸鹽重鉻酸鹽、黃磷、鈹及其化合物、對硫磷、羰基鎳、八氟異丁烯、氯甲醚、錳及其無機(jī)化合物、氰化物、三硝基甲苯Ⅱ級（高度危害）鉛及其化合物、二硫化碳、氯、丙烯青、四氯化碳、硫化氫、甲醛苯胺氟化氫、五氯酚及其鈉鹽、鎘及其化合物、敵百蟲、氯丙烯、釩及其化合物、溴甲烷、硫酸二甲酯鎳、甲苯二異氰酸酯、環(huán)氧氯丙烷、砷化氫、敵敵畏、光氣、氯丁二烯、一氧化碳、硝基苯Ⅲ級（中度危害）苯乙烯甲醇、硝酸、硫酸、鹽酸、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、二甲基酰胺、六氟丙烯、苯酚、氮氧化物Ⅳ級（輕度危害）溶劑汽油、丙酮、氫氧化鈉四氯乙烯、氨2006.2表3－16毒物危害權(quán)種系數(shù)

毒物危害程度級別DⅠ級（輕度危害）Ⅱ級（中度危害）Ⅲ級（高度危害）Ⅳ級（極度危害）8421

表3－17有毒作業(yè)時間權(quán)系數(shù)有毒作業(yè)勞動時間（h）L≤2〉2～5〉5123指數(shù)范圍級別C≤00<C≤66<C≤2424<C≤96C>960級（安全作業(yè)）一級（輕度危害作業(yè)）二級（中度危害作業(yè)）三級（重度危害作業(yè)）四級（極度危害作業(yè)）表3－18有毒作業(yè)分級表

2006.23、物理因素危害高溫（見表3-19

，表3-20）低溫（表3-21、表3-22、表3-23）噪聲（表3-24）振動

輻射

2006.2表3－19高溫作業(yè)分級表

接觸高溫作業(yè)時間minWBGT指數(shù)oC25～

2627～

2829～

3031～

3233～

3435～

3637～

3839～

4041～

42≥43≤120ⅠⅠⅠⅠⅡⅡⅡⅢⅢⅢ121～

240ⅠⅠⅡⅡⅢⅢⅣⅣ－－241～

360ⅡⅡⅢⅢⅣⅣ－－－－≥360ⅢⅢⅣⅣ－－－－－－2006.2表3－20高溫作業(yè)允許持續(xù)接觸熱時間限值

工作地點溫度

oC輕勞動中等勞動重勞動30～32807060>32～34706050>34～36605040>36～38504030>38～40403020>40～42302015>42～442010102006.2表3－21低溫作業(yè)分級表

冷水作業(yè)時間率（％）溫度范圍

oC≤5～10≤0～－5≤－5～－10≤－10～－15≤－15～－20<－20≤25>25～50>50～75>75ⅠⅠⅠⅡⅠⅠⅡⅡⅠⅡⅡⅢⅡⅡⅢⅢⅡⅢⅢⅣⅢⅢⅣⅣ2006.2表3－22工廠車間內(nèi)作業(yè)區(qū)的空氣溫度和濕度標(biāo)準(zhǔn)

2006.2表3－23冷水作業(yè)分級表

冷水作業(yè)時間率（％）≤12～10<10～8<8～6<6～4<4～2<2～0≤25>25－50>50－75>75ⅠⅠⅠⅡ

ⅠⅠⅡⅡⅠⅡⅡⅢⅡⅡⅢⅢⅡⅢⅢⅣⅢⅢⅣⅣ2006.2表3－24噪聲作業(yè)分級級別指數(shù)表

噪聲危害程度指數(shù)范圍級別安全作業(yè)I≤00輕度危害作業(yè)0<I≤1Ⅰ中度危害作業(yè)1<I≤2Ⅱ高度危害作業(yè)2<I≤3Ⅲ極度危害作業(yè)I>3Ⅳ2006.2第二節(jié)

人的心理特性

認(rèn)識過程：如感覺、知覺、記憶、注意、思維、想象

心理過程特性

情感過程：如情緒與情感意志過程：如意志

個性心理特征：如需要、動機(jī)、興趣、能力、氣質(zhì)、性格、世界觀心理特性一、

心理學(xué)概述2006.2二、心理特性與安全

1、注意當(dāng)心理活動指向或集中于某一事物時，就是注意。從生理上，心理上不可能始終集中注意力于一點。不注意的發(fā)生是必然的生理和心理現(xiàn)象，不可避免。不注意就存在于注意之中。2006.2

自動化程度越高，監(jiān)視儀表等工作最容易發(fā)生不注意。

預(yù)防不注意產(chǎn)生差錯的方法如下：

1）建立冗余系統(tǒng)，為確保操作安全，在重要崗位上，多設(shè)l～2個人平行監(jiān)視儀表的工作；

2）為防止下意識狀態(tài)下失誤，在重要操作之前，如電路接通或斷開、閥門開放等采用“指示唱呼”，對操作內(nèi)容確認(rèn)后再動作；

3）改進(jìn)儀器、儀表的設(shè)計，使其對人產(chǎn)生非單調(diào)刺激或悅耳、多樣的信號，避免誤解。2006.22、情緒與情感

情緒、情感是人對客觀事物的一種特殊反應(yīng)形式。

情緒、情感為三種因素所制約：環(huán)境影響、生理狀態(tài)和認(rèn)識過程。其中認(rèn)識過程起關(guān)鍵作用。

情緒狀態(tài)可分為心境，激情，應(yīng)激。

情感是在人類社會歷史發(fā)展過程中形成的高級社會性情感，人類社會性情感可歸結(jié)為道德感、理智感和美感。

2006.2

在實際工作中表現(xiàn)出來的有如下幾種不安全情緒：

①急躁情緒：人的情緒狀況發(fā)展到引起人體意識范圍變狹窄，判斷力降低，失去理智力和自制力。心血活動受抑制等情緒水平失調(diào)呈病態(tài)時，極易導(dǎo)致發(fā)生不安全行為。（見圖3－14

）

②煩躁情緒：表現(xiàn)沉悶，不愉快，精神不集中，心猿意馬，嚴(yán)重時自身器官往往不能很好協(xié)調(diào)，更談不上與外界條件協(xié)調(diào)一致。

2006.2圖3－14安全操作水平與情緒激動水平關(guān)系圖

2006.2過高和過低的情緒激動水平，使人的動作準(zhǔn)確度降至50%或以下，注意力無法集中，不能自制。某礦技術(shù)員與愛人吵架，為逃避家庭煩惱而提前上班，誤人頂板未撬實的采場，被冒落松石打死。這是抑制狀態(tài)下事故的一例。從事快速、緊張的勞動，如興修水利等，較高的情緒激動水平有利于發(fā)揮勞動效率，可播放歡快的樂曲鼓動生產(chǎn)情緒。應(yīng)當(dāng)指出，設(shè)備復(fù)雜、多工種作業(yè)的冶金廠等，車間內(nèi)不應(yīng)播放音樂和口號，以免造成干擾，影響安全生產(chǎn)。2006.2

情緒激動水平的高低是外界（環(huán)境的、社會的）刺激情景引起的，因此，改變外界刺激可以改變情緒的傾向和水平。從組織管理上（包括思想工作、安全檢查、勞動組織等）及個體主觀上若能注意創(chuàng)造健康穩(wěn)定的心理環(huán)境并用理智控制不良情緒，由情緒水平失調(diào)導(dǎo)致的不安全行為就可以大幅度下降。安全檢查表中有一欄目，調(diào)查工人有無家庭糾紛、打架、賭氣等事件發(fā)生。如影響工人情緒較大，可采取換班休息、談話等方式，不使工人帶著沉重的情緒進(jìn)人操作崗位。實踐證明，這是行之有效的安全措施。2006.23、意志意志就是人們自覺地確定目的并調(diào)節(jié)自己的行動去克服困難，以實現(xiàn)預(yù)定目的的心理過程，它是意識的能動作用的表現(xiàn)。

意志品質(zhì)有積極的，也有消極的。積極的品質(zhì)表現(xiàn)為自覺性、果斷性、自制力和堅定性；消極的品質(zhì)表現(xiàn)為盲目性、沖動性、脆弱性和盲目性。

2006.24、態(tài)度

態(tài)度是個人對他人、對事物較持久的肯定或否定的內(nèi)在反應(yīng)傾向。態(tài)度的形成主要受三種因素的影響，即知識或信息，主要來自父母、同事和社會生活環(huán)境；需要，歡迎態(tài)度，相反則不然；團(tuán)體的規(guī)定或期望，一般說來個人的態(tài)度要與他所屬的集體的期望和要求相符合。屬于同一集體的人，他們的態(tài)度較類似。團(tuán)體的規(guī)定是一種無形的壓力影響同一團(tuán)體的成員。人們對安全工作的態(tài)度對搞好安全工作具有重大影響，在安全管理中，應(yīng)通過宣傳，教育，團(tuán)體作用使工人對安全工作的態(tài)度不僅是正確的，而且要達(dá)到內(nèi)化的程度。

2006.2

5、性格性格是人們在對待客觀事物的態(tài)度和社會行為的方式中，區(qū)別于他人所表現(xiàn)出的那些比較穩(wěn)定的心理特征的總和。性格特征：對現(xiàn)實的態(tài)度的特征/性格的意志特征/性格的情緒特征/性格的理智特征

有學(xué)者將性格分為：冷靜型、活潑型、急躁型、輕浮型和遲鈍型。前兩者中的性格屬于安全型，后三種屬于非安全型

性格與安全生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系，在其他條件相同的情況下，冷靜型性格的人比急躁型性格的人安全性強(qiáng)。對工作馬虎的人容易出現(xiàn)失誤。實踐中不少人因魯莽、高傲、懶惰、過分自信等不良性格、促成了不安全行為而導(dǎo)致傷亡事故。

2006.26、能力

能力是人順利完成某種活動所必須具備的心理特征之一。能力的個體差異與安全

a.人的能力與崗位職責(zé)要求相匹配

b.發(fā)現(xiàn)和挖掘職工潛能

c.通過培訓(xùn)提高人的能力

d.團(tuán)隊合作時，人事安排應(yīng)注意人員能力的相互彌補(bǔ)

2006.2

7、氣質(zhì)氣質(zhì)是一個人生來就有的心理活動的動力特征。心理活動的動力指心理過程的程度、心理過程的速度和穩(wěn)定性以及心理活動的指向性。膽汁質(zhì)的人情緒產(chǎn)生速度快，表現(xiàn)明顯、急躁，不善于控制自己的情緒和行動；行動精力旺盛，動作迅猛；外傾。多血質(zhì)的人情緒產(chǎn)生速度快，表現(xiàn)明顯，但不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)變；活潑好動，好與人交際,外頃。粘液質(zhì)的人情緒產(chǎn)生速度慢，也表現(xiàn)不明顯，情緒的轉(zhuǎn)變也較慢，易于控制自己的情緒變化；動作平穩(wěn)，安靜，內(nèi)傾。抑郁質(zhì)的人情緒產(chǎn)生速度快，易敏感，表現(xiàn)抑郁、情緒轉(zhuǎn)變慢，活動精力不強(qiáng)，比較孤僻，內(nèi)傾。

2006.2

從安全工程角度來看，四種不同氣質(zhì)的人都有其特點和弱點。粘液質(zhì)的人適于做精細(xì)而要求有耐心的工作，這種人穩(wěn)重可靠，注意力集中時間長，有利于安全生產(chǎn)；多血質(zhì)的人缺乏耐心，從事單調(diào)重復(fù)的工作容易產(chǎn)生精神溜號，造成產(chǎn)品質(zhì)量下降或事故，不宜在安全上負(fù)有重任。例如，某礦一技術(shù)員，為人熱情，活潑好動，善于交往，遇事容易沖動好勝。在一次安全檢查中他帶領(lǐng)大家檢查危險區(qū)域，第一個爬上久已腐朽的木梯，墜落死亡。抑郁質(zhì)的人不宜于單獨操作安全方面的關(guān)鍵設(shè)備和工藝過程。2006.2

8、需要與動機(jī)需要是人參與社會行動的基礎(chǔ)，動機(jī)則是促使人活動的原因。動機(jī)是由需要產(chǎn)生的，需要是個體在生活中感到某種欠缺而力求獲得滿足的一種內(nèi)心狀態(tài)它是機(jī)體自身或外部生產(chǎn)條件的要求在腦中的反映。有什么樣的需要就決定著有什么樣的動機(jī)。馬斯洛提出了需要層次論（見圖3-12）。他認(rèn)為，人的需要分為生理需要、安全需要、社交需要、尊重和自我實現(xiàn)的需要，依次由低級到高級。自我實現(xiàn)的需要越強(qiáng)烈，目標(biāo)越高，對安全的需要也更敏感。

2006.2圖12馬斯洛的需要層次發(fā)展模式2006.29、非理智行為的心理因素

僥幸心理

省能心理

逆反心理

湊興心理

從眾心理

2006.2三、顏色的心理作用

1、顏色現(xiàn)象明度、色調(diào)和飽和度

顏色的混合2、顏色的心理作用冷暖感興奮和抑制感前進(jìn)和后退感輕重感輕松和壓抑感軟硬感膨脹色與收縮色

2006.2四、聲音對心理的作用1、樂聲的作用

2、噪聲的危害環(huán)境聲壓級dB環(huán)境聲壓級dB環(huán)境聲壓級dB剛剛聽到的聲音農(nóng)村靜夜樹葉落下沙沙聲輕聲耳語安靜房間010203040微電機(jī)附近普通說話繁華街道公共汽車上72型風(fēng)機(jī)附近5060708090紡織車間8－18型風(fēng)機(jī)附近大型球磨機(jī)開坯鍛錘鉚釘槍噴氣式飛機(jī)100110120130140

表3－28不同環(huán)境的聲壓級

2006.2

第三節(jié)人體生物力學(xué)

一、人體生物力學(xué)的一般知識1、骨骼的功能⑴

人體骨骼強(qiáng)度⑵骨的功能

⑶骨杠桿（圖3-18

）2、關(guān)節(jié)的活動范圍(1)關(guān)節(jié)的連結(jié)

(2)關(guān)節(jié)的作用

2006.2圖3—18人體骨杠桿

2006.23、人體肌肉力學(xué)特性4、人體運(yùn)動的特征圖3－20屈前臂時形成的力矩圖示

2006.25、人體活動范圍最有利范圍：是指可使人在既達(dá)到動作目的同時又保證了人的工作輕松、舒適、不疲勞的最佳效果的人體活動范圍，亦稱順手可及活動范圍。施加的操縱力不大的、使用頻率很高的、極重要的操作裝置應(yīng)安裝在此范圍內(nèi)。正常范圍：是指人體一般活動均在此活動范圍內(nèi)進(jìn)行，如上肢相對于不動的肩膀在肘關(guān)節(jié)彎曲時外切弧的范圍。一般常用的又重要的操作裝置應(yīng)安裝在此范圍內(nèi)。

最大可及范圍：是指肢體長時間處于最大限度伸直狀態(tài)的活動范圍。不常用的費(fèi)力很大的操作裝置應(yīng)安裝在此范圍內(nèi)。

2006.2二、人體各部分的操縱力操縱力是指操作者在操作時為達(dá)到操作的目的所付出的一定數(shù)量的力。肢體的力量來自肌肉收縮，肌肉收縮時所產(chǎn)生的力稱為肌力。在操作活動中，肢體所能發(fā)揮的力量大小除了取決人體肌肉的生理特征外，還與施力姿勢、施力部位、施力方式和施力方向有密切關(guān)系（見圖3-21）2006.2圖3-21立姿彎臂時的力量分布

2006.21、手的操縱力(1)坐姿操縱力

坐姿時不同角度上臂力測試如圖3-22所示，其測量結(jié)果見表3-32。(2)立姿操縱力

立姿操作時，手臂在不同角度上的拉力和推力分布，如圖3-23所示(3)握力

男女不同年齡段握力，見表3-33

(4)拉力與推力(5)扭力和提力

應(yīng)用手柄操縱時最合適的力，見表3-342006.2圖3-22坐姿操縱力側(cè)視圖（a）側(cè)視圖（b）俯視圖

2006.2表3-32坐姿時手臂在不同方向上的操縱力

手臂角度（0）拉力推力左手右手左手右手向后向前180（向前平伸臂）15012090（垂臂）602301901601501102402501901701201901401201001002301901601601601801501209060向上向下4070808070608011090906080100100808090120120901801501209060向內(nèi)側(cè)向外側(cè)607090708090901008090404050506060707070802006.2圖3-23立姿操作時手臂在不同角度上的拉力和推力分布2006.2表3-33

男女不同年齡段握力

性別年齡握力（N）最小值最大值標(biāo)準(zhǔn)值男1618202325274324344373379480529556579585343～441392～460418～487442～510448～516女1618202325202211218226230314332330338343239～276248～285256～293264～301268～3052006.2表3-34應(yīng)用手柄操縱時最合適的力

手柄距地高度（mm）左手最適合的用力（N）右手最適合的用力（N）向上向下向側(cè)方向上向下向側(cè)方500～650650～10501050～14001400～1600140120809070120801404060604012010060401201006060304040302006.22、腳的操縱力腳產(chǎn)生力的大小與下肢的位置、姿勢和方向有關(guān)。腳產(chǎn)生的操縱力一般都是以壓力的形式出現(xiàn)，壓力的大小隨著腳離開人體中心對稱線向外偏轉(zhuǎn)的程度有關(guān)。（見圖3-24）一般地說，在坐姿的情況下，腳的伸展力大于屈曲力；右腳的操縱力大于左腳的操縱力；男的腳力大于女的腳力。（見表3-35）

2006.2圖3-24不同體位下腳的蹬力及在各個角度時的壓力比值

2006.2表3-35腳的操縱力比較(N)腳別屈曲力伸展力男女男女右腳左腳3262992342094784213442992006.2三、人體活動的速度與準(zhǔn)確度

1、肢體的動作速度

肢體動作速度的大小，基本上決定于肢體肌肉收縮的速度對于操作動作速度，還取決于動作方向和動作軌跡等特征人的無條件反應(yīng)時間為0.1～0.15S,聽覺反應(yīng)為0.1～0.2S,手指叩擊速度1.5～5次／S，判斷時間為1～5S。

2006.22、人體動作的頻率動作頻率是指在一定時間內(nèi)動作所重復(fù)的次數(shù)。肢體的動作頻率也取決于動作部位和動作方式(見表3-36

)在操作系統(tǒng)設(shè)計時，對操作速度和頻率的要求不得超出肢體動作速度和頻率的能力限度。(見表3-37，表3-38)

2006.2表3-36人體各部位動作速度與頻率限度

動作部位

動作速度或頻率

數(shù)值單位手的運(yùn)動控制操縱桿位移手指敲擊的最大頻率旋轉(zhuǎn)把手或駕駛盤身體轉(zhuǎn)動手控制的最大諧振截止頻率手的彎曲與伸直腳掌與腳的運(yùn)動358.8～173～59.42～29.460.72～1.620.81.0～1.20.36～0.72cm.s-1cm.s-1次.s-1r.s-1次.s-1Hz次.s-1次.s-12006.2表3－37動作速度表

動作部位動作特點動作一次最少的平均時間（S）手抓取動作直線的曲線的旋轉(zhuǎn)動作克服阻力不克服阻力0.070.220.720.22腳直線的克服阻力的0.360.72腿直線的腳向側(cè)面0.360.72～1.45軀干彎曲傾斜0.72～1.621.262006.2表3-38人體各部分動作的最大頻率

動作部位動作的最大頻率（次/min）手204～406手指360～431前臂160～292臂99～344腿300～373腳330～4002006.23、人體動作的靈活性改變操縱方向時，圓形軌跡比直線軌跡靈活。手向著身體比離開身體的動作靈活而準(zhǔn)確前后往復(fù)比左右往復(fù)動作的速度大。最大動作速度與被移的負(fù)載的重量成正比，而達(dá)到最大速度所需要的時間與被移動的負(fù)載成正比人體較短部位的動作比較長部位的動作靈活；人體較輕部位的動作比較重部位的動作靈活人體體積較小部位動作比較大部位動作靈活。2006.2

進(jìn)行安全人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計時，為使動作速度、頻率和準(zhǔn)確性、靈活性很好地結(jié)合，須遵循的規(guī)律：

⑴勞動時，不論連續(xù)動作時間長短，都應(yīng)在最有利的位置開始和結(jié)束。

⑵沿曲線的、直線的或不規(guī)則軌跡的動作，都應(yīng)該讓操作者的動作從容不迫。

⑶具有急劇改變方向的動作，應(yīng)盡量采用流暢而連續(xù)的動作。

⑷手在水平內(nèi)動作比在垂直面內(nèi)的動作要準(zhǔn)確。

⑸工作時的動作次數(shù)應(yīng)盡量減少，頻率應(yīng)降低。2006.2⑹重要作業(yè)盡可能由一個人的動作完成。⑺最重要和常用的裝置或工具應(yīng)當(dāng)放在最有利范圍之內(nèi)。⑻操縱者的操縱動作，按適宜的半徑作圓周運(yùn)動比沿直線運(yùn)動好。⑼從一個操縱位置到另一個操縱位置的動作應(yīng)當(dāng)平穩(wěn)，不允許有跳躍式動作。⑽如果操作者不可避免地按不正確的軌跡動作時，應(yīng)當(dāng)考慮改變手的動作，這時采用直線形式的軌跡要靈活些。2006.2四、影響人體作用力的因素

1、體重

體重既有利于操縱，又有不利于操縱的，操作時應(yīng)盡量避免將力耗費(fèi)在不合理的動作和身體的運(yùn)動上。體重對操作既有好處也有壞處，應(yīng)該取其有利的一面，采取相應(yīng)姿勢盡量使體重發(fā)揮作用。（見圖3-25）2006.2圖3-25力的應(yīng)用（甲）

2006.2圖3-25力的應(yīng)用（乙）

2006.22、體位

操作者的體位（立位、坐位、躺位）、軀干的穩(wěn)定性對人的作用力也有一定的影響。立位作業(yè)可以經(jīng)常改變操作的姿勢，活動范圍大，易于用力，但單調(diào)作業(yè)會引起疲勞立位可適當(dāng)?shù)刈邉?，有助于維持工作能力，但立位不易進(jìn)行精確而細(xì)致的工作，不易轉(zhuǎn)換操作，而且肌肉要作更多的功用以維持體重，易引起疲勞。坐位則可以進(jìn)行較長時間地精確而細(xì)致的工作，可以手足并用，但是坐位作業(yè)則不易改變姿勢，用力受限制，工作范圍受局限，久坐會導(dǎo)致生理性疲勞躺位操作易疲勞，汽車修理工修理汽車時就有時必須仰躺著工作。

2006.2第四節(jié)疲勞與恢復(fù)

一、疲勞的概念所謂疲勞，就是在人體發(fā)生可以概括為失去功能或打亂這樣的變化，引起生理活動的變化也就是發(fā)生機(jī)能變化、物質(zhì)變化、自覺疲勞和效率變化的現(xiàn)象。所謂疲勞就是人體內(nèi)的分解代謝和合成代謝平衡不能維持，換言之，當(dāng)高位與低位的代謝反應(yīng)平衡不正常時叫疲勞。疲勞是體力和腦力效能暫時的減弱。作業(yè)者在作業(yè)中，作業(yè)機(jī)能衰退，作業(yè)能力下降，并伴有疲倦感等主觀癥狀。（見表1）

2006.2表1疲勞自覺癥狀調(diào)查表2006.2二、疲勞的特點

大腦與疲勞有關(guān)的現(xiàn)象，乃是人身疲勞的最大特征。限制過度勞累，起著預(yù)防機(jī)體過勞的警告作用，即具有防護(hù)身體安全的作用。人體疲勞后，具有恢復(fù)原狀的能力，而不會留下?lián)p傷痕跡。由作業(yè)內(nèi)容和環(huán)境變化太少引起，當(dāng)作業(yè)內(nèi)容和環(huán)境改變，疲勞可以減弱或消失。從有疲倦感到精疲力竭，感覺和疲勞有時并不一定同步發(fā)生。

2006.2三、疲勞的分類按疲勞的原因分：生理性/心理性疲勞按疲勞所發(fā)生的部位分：精神/肌肉/神經(jīng)疲勞

按疲勞的程度分：一般/過度/重度疲勞

按疲勞產(chǎn)生的時間長短分：急性/慢性疲勞按作業(yè)方式分：動態(tài)作業(yè)/靜態(tài)作業(yè)疲勞

2006.2．基于疲勞表象的分析分為：

1）個別器官疲勞，如計算機(jī)操作人員的肩肘痛、眼疲勞；打字、刻字、刻蠟紙工人的手指和腕疲勞等。

2）全身性疲勞，全身動作，進(jìn)行較繁重的勞動，表現(xiàn)為關(guān)節(jié)酸痛、困乏思睡、作業(yè)能力下降、錯誤增多、操作遲鈍等。

3）智力疲勞，長時間從事緊張腦力勞動引起的頭昏腦脹、全身乏力、肌肉松弛、嗜睡或失眠等，與心理因素相聯(lián)系。

4）技術(shù)性疲勞，常見于體力腦力并用的勞動，如駕駛汽車、收發(fā)電報、半自動化生產(chǎn)線工作等，表現(xiàn)為頭昏腦脹、嗜睡、失眠或腰腿疼痛。

5）心理性疲勞，多是由于單調(diào)的作業(yè)內(nèi)容引起的。例如，監(jiān)視儀表的工人，表面上坐在那里悠閑自在，實際上并不輕松。信號率越低越容易疲勞，使警覺性下降。這時的疲勞并不是體力上的，而是大腦皮層的一個部位經(jīng)常興奮引起的抑制。2006.2三、疲勞的測定

1、疲勞自覺癥狀調(diào)查(見表１)２、測量疲勞的幾種方法

（１）測定心率

（２）呼氣分析法

（３）觸兩點辨別閾法（表2－13）（４）膝腱反射閾的測定

（５）反應(yīng)時間測定法

（６）頻閃融合閾值測定法（表2－14）（７）色名讀唱時間法

（８）皮膚電流測定法

2006.2表2－13人體皮膚不同部位的觸兩點辨別閾

中指2.5食指3.0拇指3.5無名指4.0小指4.5上唇5.5文頰7.0鼻部8.0手掌11.5大足趾12.0前額15.0腳底22.5腹部34.0胸部36.0前臂38.5肩部41.0背部44.0上臂44.5大腿45.5小腿472006.2表2－14頻閃融合閾值勞動類型日間變化率（％）周間變化率（％）理想界限允許界限理想界限允許