安全人機期末重點計算試題

第五章

人機系統(tǒng)的安全設計

第一節(jié)人機界面的安全設計第二節(jié)作業(yè)環(huán)境的設計第三節(jié)安全防護裝置人機學設計第四節(jié)人機系統(tǒng)安全與可靠第1

頁什么是人機界面？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。人機界面設計內(nèi)容：顯示器、控制器以及它們之間的關系設計，使人機界面符合人機信息交流的規(guī)律與特性。第2

頁一、信息顯示裝置的類型及其特點1、信息顯示方式的類型及其功能在人機系統(tǒng)中，按人接受信息的感覺通道不同，可將顯示器分為視覺顯示器、聽覺顯示器和觸覺顯示器。儀表是信息顯示器中應用最廣泛的一種視覺顯示器。按顯示形式分：數(shù)字式顯示器：直接用數(shù)碼來顯示信息的儀表模擬式顯示器：用標定在刻盤上的指針來顯示信息的第3

頁第4

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如果按顯示功能分類，這時可分為讀數(shù)用儀表、檢查用儀表、警戒用儀表、追蹤用儀表和調(diào)節(jié)用儀表。①讀數(shù)用儀表用于顯示機器的有關參數(shù)和狀態(tài)；②檢查用儀表用于顯示系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)偏離正常值的情況，一般無需讀出確切的數(shù)值；③警戒用儀表用于顯示機器是處于正常區(qū)、警戒區(qū)還是危險區(qū)。④追蹤用儀表是動態(tài)控制系統(tǒng)中最常見的操縱方式之一；⑤調(diào)節(jié)用儀表只用于顯示操縱器調(diào)節(jié)的值，宜選用由操縱者直接控制指針或刻度盤運動的結(jié)構形式。第5

頁對顯示器的基本要求1.用盡量簡單明了的方式顯示所傳達的信息，盡量減少譯碼的錯誤。2.使用與信息精度要求相一致的顯示精度，要保證最少的認讀時間。3.采用與操作人員的操作能力及習慣相適應的信息顯示形式，提高顯示方式和人機可靠性。4.按觀察條件，運用最有效的顯示技術和顯示方法，使顯示變化的速度不要超過人的反應速度。第6

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2顯示器設計的基本原則（1）明顯度高（2）可見度高（3）可讀性好（4）闡明力強（5）簡單明了（6）確保安全（7）使視力缺陷者也不會誤認（8）顯示器的顯示方式和操作者的思維過程應當和諧一致第7

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位置排列原則1.最常用的和最主要的顯示器應盡可能安排在視野中心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；2.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；3.顯示器應盡量靠近，以縮小視野范圍；4.顯示器的排列要適合于人的視覺特征。例如，人眼的水平運動比垂直運動快且幅度寬，因此顯示器水平排列的范圍可以比垂直方向大。此外，為達到較好的視覺效果，在光線暗的地方要裝設合適的照明設備。第8

頁3、視覺顯示器的設計視覺顯示方式主要有數(shù)字顯示和模擬顯示兩類：數(shù)字顯示中有機械式，數(shù)碼管式液晶式和屏幕式等。它直接用數(shù)碼來顯示有關參數(shù)和工作狀態(tài)。模擬顯示最常用的有刻度盤指針式和燈光顯示式。它是用模擬量來顯示機器有關參數(shù)和狀態(tài)。手表表盤就是一個典型的模擬顯示。第9

頁（1）指針式儀表的設計依刻度盤的形狀，指針顯示器可分為圓形、弧形和直線形見表6－1設計指針式儀表時應考慮安全人機工程學的問題①指針式儀表的大小與觀察距離是否比例適當；②刻度盤的形狀與大小是否合理；③刻度盤的刻度劃分、數(shù)字和字母的形狀、大小以及刻度盤色彩對比是否便于監(jiān)控者能迅速而準確地識讀；④根據(jù)監(jiān)控者所處的位置，指針式儀表是否布置在最佳視區(qū)范圍內(nèi)。

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頁表6－1

指針顯示器的刻度盤分類

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頁誤讀率比較:開窗型，由于指針不動，刻度數(shù)字動，窗中的數(shù)字易讀，其誤讀率最小。與此相反，圓型，半圓型等，由于需在儀表中尋找和確認指針的位置，所以在較短的揭示時間內(nèi)比開窗型的誤讀率高，但因可以用指針的傾角來推測顯示量，因此高于水平型和豎直型顯示。水平型和豎直由于尋找指針位置最費時間，在提示時間短的情況下，誤讀率最高，但與豎直型相比，水平型的誤讀率偏低，這是因為眼球的運動快的緣故。

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頁1）刻度盤的設計刻度盤的形狀?？潭缺P的形狀主要取決于儀表的功能和人的視覺運動規(guī)律。以數(shù)量識讀儀表為例，其指針值必須能使識讀者精確、迅速地識讀。刻度盤的大小?？潭缺P的大小取決于盤上標記的數(shù)量和觀察距離。以圓形刻度為例，當盤上標記數(shù)量多時，為了提高清晰度，須相應增大刻度盤。但是，這必將增加眼睛的掃描路線和儀表占用面積。而縮小刻度盤又會使標記密集不清晰。第13

頁表1認讀速度和準確度與直徑大小的關系（視距750mm）

刻度盤直徑mm觀察時間s平均反應時間s讀錯率%250.820.766440.720.724700.755.7312結(jié)果表明，圓形刻度盤的最優(yōu)直徑是44mm。第14

頁關于圓形刻度盤的直徑、觀察距離和標記數(shù)量的推薦值請參見右表?？潭葮擞浀臄?shù)量刻度盤的最小允許直徑觀察距離500mm時觀察距離900mm時3825.425.45025.432.57025.445.510036.464.315054.498.020072.8129.6300109.0196.0第15

頁2）刻度與刻度線設計①刻度的大小刻度盤上最小刻度線間的距離稱為刻度?？潭鹊拇笮】筛鶕?jù)人眼的最小分辨能力和刻度盤的材料性質(zhì)及視距而確定。人眼直接讀識刻度時，刻度的最小尺寸不應小于0.6～1mm。當刻度小于1mm時，誤讀率急劇增加。因此，刻度的最小尺寸一般在1～2.50mm之間選取,必要時也可采用4～8mm。采用放大鏡讀數(shù)時，刻度的大小一般取1／Xmm（X為放大鏡放大倍數(shù)）?？潭染€的最小值還受所用材料的限制，鋼和鋁的最小刻度為1mm；黃銅和鋅白銅為0.5mm第16

頁②刻度的類型常見的刻度類型有單刻度線、雙刻度線和遞增式刻度線（見圖6－1）。遞增式刻度線的形象特征可以減少識讀誤差。③刻度線的寬度即刻度線的粗細刻度線的寬度取決于刻度的大小，當刻度線寬度為刻度的10％左右時，讀數(shù)的誤差最?。▓D6-2）。因此，刻度線寬度一般取刻度的5％～15％，普通刻度線通常取0.1±0.02mm；遠距離觀察時，可取0.6～0.8mm，精度高的測量刻度線取0.0015～0.1mm。第17

頁圖6－1刻度線

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頁④刻度線長度刻度線長度選擇合適與否，對識讀準確性影響很大?？潭染€長度受照明條件和視距的限制，見表6-3。當視距為L時，刻度線最小長度為：長刻度線長度＝L／90中刻度線長度＝L／125短刻度線長度＝L／200刻度線間距＝L／600刻度線長度還受刻度大小的影響，不同刻度范圍的刻度線長度按表6－4選取。第19

頁表6-3刻度線的長度觀察距離m長度mm長刻度線中刻度線短刻度線0.5以內(nèi)5.54.12.30.5～0.910.07.14.30.9～1.820.014.08.61.8～3.640.028.017.03.6～6.067.048.029.0第20

頁表6-4

刻度線長度選擇表

（㎜）

刻度大小長度刻度線0.15～0.3>0.3～0.5>0.5～0.8>0.8～1.2>1.2～2>2～3>3～5>5～8L1（短）1.01.21.51.82.02.53.04.0L2（中）1.41.72.22.63.04.54.56.0L3（長）1.82.22.83.34.06.06.08.0第21

頁⑤刻度方向刻度盤上刻度值的遞增順序稱為刻度方向?？潭确较虮仨氉裱曈X規(guī)律，水平直線型應從左至右；豎直直線型應從下到上；圓形刻度應按順時針方向安排刻度值。⑥數(shù)字累進法一個刻度所代表的被測值稱為單位值。每一刻度線上所標度的數(shù)字的累進方法對提高判讀效率、減少誤讀也有非常重要的作用。數(shù)字累進法的一般原則如表6－5所示。這是美國海軍的研究成果。第22

頁表6－5

數(shù)字累進法

優(yōu)可差12345510152025102030405050100150200250246810204060801002004006008001000

369124812161.252.557.515304560一般應采取表中“優(yōu)”的累進法，只是在不得已的情況下才使用“可”，而絕對不能使用“差”的累進法。人最易讀取自然增加的數(shù)字。

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頁⑦刻度設計注意事項

A、不要以點代替刻度線；B、刻度線的基線用細實線為好，圖3中采用的粗線不利于識讀；C、刻度線不可很長而且很擠，如圖4所示；D、不要設計成間距不均勻的刻度，如圖5所示。第24

頁

圖3準線太粗

圖4刻度線太長，排得太擠

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頁圖5不均勻刻度舉例

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頁3）字符設計①字符的形體

②字符的大小對于安裝在儀表盤上的儀表，視距為710㎜時，其字符高度可參考表6－6筆劃寬與字高比值的推薦值如表6－7所示在刻度大小已定的條件下，字符的高度通常取為L/200，也可近似公式計算H=L/3600θH-字符高度，mmL-視距，mmθ-最小視角，通常取10-30第27

頁表6－6儀表盤上儀表的字符高度（㎜）

字母或數(shù)字的性質(zhì)低亮度下（約0.103cd/m2）高亮度下（約3.43cd/m2）重要的（位置可變）重要的（位置固定）不重要的5.1～7.63.6～7.60.2～5.13.0～5.12.5～5.10.2～5.1第28

頁表6－7

不同照明條件下字符筆劃粗細取值

照明和背景亮度情況字體筆劃寬：字高低照度下字母與背景的亮度對比比較低時亮度對比值大于1:12（白底黑字）亮度對比值大于1:12（黑底白字）黑色字母于發(fā)光的背景上發(fā)光字母于黑色的背景上字母具有較高的明度視距較大而字母較小的情況下粗粗中粗～中中～細粗中～細極細粗～中粗1:51:51:6～1:81:6～1:81:51:8～1:101:12～1:201:5～1:6第29

頁③標度數(shù)字的原則指針運動盤面固定的儀表標度的數(shù)字應直排（正立位）；盤面運動指針固定的儀表標度的數(shù)字應輻射定向安排；最小刻度可不標度數(shù)字，最大刻度必須標度數(shù)字；指針在儀表面內(nèi)時，如果儀表盤面空間足夠大，則數(shù)字應在刻度的外側(cè)，以避免被指針擋??；指針在儀表外側(cè)時，數(shù)字應標在刻度的內(nèi)側(cè)；（不遮擋）開窗式儀表的窗口應能顯示出被指出的數(shù)字及上下相鄰的兩個數(shù)字，標數(shù)應順時針輻射定向安排。為了不干擾對顯示信息的識讀，刻度盤上除了刻度線和必要的字符外，一般不加任何附加裝飾；一些說明儀表使用環(huán)境、精度的字符應安排在不顯眼的地方。第30

頁4）指針設計指針設計的人機工程學問題，主要從下列幾方面考慮：形狀長度顏色零點位置色彩匹配第31

頁指針的形狀指針形狀要單純、明確，不應有裝飾。針身以頭部尖、尾部平、中間等寬或狹長三角形的為好。圖6-6為指針的基本形式。在設計指針箭頭時可參考圖6-7所示的各種箭頭，以最右端的為最好。第32

頁圖2

指針的基本形狀第33

頁指針的寬度——指針針尖寬度應與最短刻度線等寬，但不應大于兩刻度線間的距離。指針不應接觸刻度盤面，但要盡量貼近盤面。精度要求很高的儀表，其指針和刻度盤面應裝配在同一平面內(nèi)。

指針的長度——指針的針尖不要覆蓋刻度，一般要離開刻度記號1.6mm左右，圓形刻度盤的指針長度不要超過它的半徑，需要超過半徑時，其超過部分的顏色應與盤面的顏色相同。

指針的顏色——指針的顏色與刻度盤的顏色應有較鮮明的對比，但指針與刻度線的顏色和字符的顏色應該相同。

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頁

一表雙顯示可以克服兩只儀表數(shù)值比較時的困難，但這種儀表易產(chǎn)生誤讀，只有表盤比較大時才會使用，這時必須使兩個表針的形狀、顏色、針尾不相同。第35

頁零點位置——指針零點位置大都在相當于始終12點或9點的位置上。色彩匹配——指針、刻度和表盤的配色關系要符合人的色覺原理，黑色配色的清晰度較高，但不是最高，見表6-8配色時要采取紅綠等醒目色，以提高工作環(huán)境的美學效果。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，要注意整體效果，即裝在儀表板上所有儀表的顏色都要搭配好，使總體顏色看起來協(xié)調(diào)、淡雅、舒適和明快。

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頁表6-8

配色的級次級次12345678910清晰

程度底色

被襯色

模糊

程度底色

被襯色

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頁（2）數(shù)字顯示器的設計數(shù)字顯示是直接用數(shù)字和字符等顯示參數(shù)或狀態(tài)的儀表，除了少量機械式數(shù)字顯示器外，顯示器幾乎全是電子顯示器，其基本形式有兩種：一種是以顯示數(shù)字為主并有少量字符的顯示器，多數(shù)為開窗式，如液晶顯示器、數(shù)碼管顯示器等；一種是以顯示參數(shù)、表格、模擬曲線或圖形，以及數(shù)量較多的各種字符為主的顯示器，多數(shù)為屏幕式，如各種監(jiān)視器、計算機顯示器等。第38

頁電子顯示的主要問題有兩個：一是因字型由直線段組成，因而失去常態(tài)的曲線，帶來認讀的不方便；二是各字間隔會因字的不同而變化，忽大忽?。蝗鐖D6-9所示。圖6-9電子數(shù)碼顯示

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頁實驗表明，由亮小圓點陣來構造字符，認讀性好，使混淆的可能性大為減小。圖6－10圓點陣顯示

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頁數(shù)字式顯示的優(yōu)點使用數(shù)字式顯示不但認讀快，而且誤讀率低格雷瑟在1949年用八個指針式儀表和一個數(shù)字顯示儀表，作為飛機高度計，顯示飛機不同的高度，如圖6-11所示。對受過訓練的飛行員和大學生進行認讀實驗。發(fā)現(xiàn)飛機上原來采用的三針式高度計誤讀率最高并且認讀時間最長。1958年4月晚一架子爵號飛機在準備向普斯威克機場降落時，機長將三針式高度計的2500英尺誤讀為12500英尺，結(jié)果飛機撞毀在地面上。

第41

頁圖6-11

格雷瑟的實驗儀表(1)第42

頁圖6-11

格雷瑟的實驗儀表(2)第43

頁（3）信號燈設計信號燈設計的原則清晰、醒目和必要的視距合乎使用目的按信號性質(zhì)設計信號燈位置與顏色的選擇信號燈與操縱桿和其他顯示器的配合第44

頁（4）符號標記設計符號標記的評價標準為：識別性、注目性、視認性、可讀性、聯(lián)想性。路標的具體評價依次是：標記的識別距離，文字的識認距離，認讀時間，判斷時間動作時間第45

頁為了防止色盲、色弱、色覺異常者（多為紅綠色盲）對交通信號的誤認，有的城市采用如圖6-12所示的信號燈。圖6-12改進的交通信號燈第46

頁3、聽覺顯示器的設計（1）音響及報警裝置的設計1）音響和報警裝置的類型及特點①蜂鳴器常配合信號燈一起使用，作為提示性聽覺顯示裝置，提示操作者注意，或提示操作者去完成某種操作，也可用于指示某種操作正在進行。②鈴鈴因其用途不同，其聲壓級和頻率也有較大差別。用做指示上下班的鈴聲和報警器的鈴聲，其聲壓和頻率就較高，因而可用于具有較高強度噪聲的環(huán)境中。③角笛和汽笛角笛常用作高噪聲環(huán)境中的報警裝置；汽笛較適合于緊急狀態(tài)的音響報警裝置。

④警報器主要用作危急狀態(tài)報警，如防空、救火報警等。第47

頁2）音響和報警裝置的設計原則①音響信號必須保證使位于信號接受范圍內(nèi)的人員能夠識別并按照規(guī)定的方式作出反應。因此，音響信號的聲級必須超過聽閾，最好能在一個或多個倍頻程范圍內(nèi)超過聽閾10dB以上。②音響信號必須易于識別，特別是有噪聲干擾時，音響信號必須能夠明顯地聽到并可與其它噪聲和信號區(qū)別。因此，音響和報警裝置的頻率選擇應在噪聲掩蔽效應最小的范圍內(nèi)。例如，報警信號的頻率應在500～600Hz之間。其最高倍頻帶聲級的中心頻率同干擾聲中心頻率的區(qū)別越大，該報警信號就越容易識別。當噪聲聲級超過110dB時，最好不用聲信號來作報警信號。第48

頁③為引起人注意，可采用時間上均勻變化的脈沖聲信號，其脈沖聲信號頻率不低于0.2Hz和不高于5Hz，其脈沖持續(xù)時間和脈沖重復頻率不能與隨時間周期性起伏的干擾聲脈沖的持續(xù)時間和脈沖重復頻率重合。④報警裝置最好采用變頻的方式，使音調(diào)有上升和下降的變化，例如緊急信號，其音頻應在1S內(nèi)由最高頻（1200Hz）降低到最低頻（500Hz），然后聽不見，再突然上升，以便再次從最高頻降低到最低頻。這種變頻聲可使信號變得特別刺耳，可明顯地與環(huán)境噪聲和其它聲信號相區(qū)別。⑤顯示重要信號的音響裝置和報警裝置，最好與光信號同時作用，組成“視聽”雙重報警信號，以防信號遺漏。第49

頁（2）語言傳示裝置的設計⑴語言的清晰度語言清晰度（室內(nèi)）與主觀感覺的關系（見表6－9）。設計一個語言傳示裝置，其語言的清晰度必須在75％以上，才能正確傳示信息。⑵語言的強度語言傳示裝置的語言強度最好在60～80dB之間。（見圖6-13）⑶噪聲對語言傳示的影響當噪聲聲壓級大于40dB時，這時噪聲對語言信號有掩蔽作用，從而影響語言傳示的效果。第50

頁表6－9語言清晰度的評價

語言清晰度百分率×100人的主觀感覺65以下65～7575～8585～9696以上不滿意可以聽懂，但很費勁滿意很滿意完全滿意返回第51

頁圖6-13語音強度與清晰度的關系返回第52

頁4、儀表盤總體布局設計（1）儀表盤的識讀特點與最佳識讀區(qū)以視中心線為基準，在其上下各15°的區(qū)域內(nèi)誤讀概率最小，視角增大差錯率增高(表6－10)。

當視距為800㎜時，若眼球不動，水平視野20°范圍為最佳識讀范圍，其正確識讀時間為１s。當水平視野超過24°以外范圍的儀表時，需通過左部區(qū)域，然后再觀察右部區(qū)域，所以24°角以外區(qū)域的左半部正確識讀時間比右半部正確識讀時間短。視線與盤面垂直，可以減少視覺誤差。當人坐在控制臺前時，頭部一般略向前傾，所以儀表盤面應相應后仰15～30°，以保證視線與盤面垂直。第53

頁表6－10不同視線角度與誤讀概率

視線上下的角度區(qū)域誤讀概率0o～1515o～30o30o～45o45o～60o60o～75o75o～90o0.0001～0.00050.00100.00150.00200.00250.0030返回第54

頁（2）儀表盤的總體設計為了保證工作效率和減少疲勞，一目了然地看清全部儀表，一般可根據(jù)儀表盤的數(shù)量選擇一字形、弧形、彎折形布置形式。一字開布置的結(jié)構簡單，安裝方便，適用于控制室儀表盤較少的小型控制室?；⌒尾贾玫慕Y(jié)構比較復雜，它既可以是整體弧形，也可以是組合弧形。這種弧形結(jié)構改善了視距變化較大的缺點，常用于10塊盤以上的中型控制室，彎折式布置由多個一字形構成，其結(jié)構比弧形式簡單，又使視距變化較大的缺點得到克服。因此該種布置形式常用于大中型控制室。第55

頁A布置反應全局性、對生產(chǎn)過程有指導意義的生產(chǎn)管理儀表B區(qū)布置監(jiān)控者需要經(jīng)常觀察的各類指示儀表C區(qū)布置指示調(diào)節(jié)器和記錄及其操縱部件E區(qū)時儀表盤附帶的操作臺，可布置啟動和停止按鈕。（3）儀表盤的垂直立面布置第56

頁二、控制裝置的類型和特點控制器是操作者用以控制機器運行狀態(tài)的裝置或部件，是聯(lián)系人和機的重要部件之一。生產(chǎn)中的許多事故是因控制器的設計未能充分考慮人的因素所致。費茨（P．M．Fitts）和瓊斯（R．E．Jones）1947年在分析飛行駕駛中出現(xiàn)的460個操作失誤中，發(fā)現(xiàn)其中68％的錯誤是由于控制器設計不當引起的。這足以說明控制器設計的重要性。第57

頁1、控制器的類型（1）按操縱的動力裝置分，有三類：手控裝置如按鈕、開關、旋鈕、曲柄、杠桿及手輪。腳控裝置如腳踏板、腳踏鈕、膝控制器等。其它如聲控、光控。第58

頁（2）、按控制器的功能分，有四類：開關控制器

用于簡單的開或關，啟動或停止的操縱控制。常用的有按鈕、踏板、手柄等。轉(zhuǎn)換控制裝置

用于系統(tǒng)當中不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換操縱控制。如手柄、選擇開關、轉(zhuǎn)換開關、操縱盤。調(diào)整控制裝置

用于調(diào)整系統(tǒng)中工作參數(shù)定量增加或減少的操縱控制。如旋鈕、手輪、操縱盤等。緊急停車控制裝置

用于緊急狀態(tài)下啟動或停止的操縱控制。如制動閘、操縱桿、手柄。第59

頁2、控制器設計的一般原則（1）控制器設計的一般要求控制器設計要適應人體運動的特征，考慮操作者的人體尺寸和體力(表6-11）。(表5-12、13)控制器操縱方向應與預期的功能方向和機器設備的被控制方向一致?？刂破饕诒嬲J和記憶。盡量利用控制器的結(jié)構特點進行控制（如彈簧等）或借助操作者體位的重力（如腳踏開關）進行控制。盡量設計多功能控制器，并把顯示器與之有機結(jié)合，如帶指示燈按鈕等。第60

頁表6－11常用操縱機構所允許的最大用力操縱結(jié)構的形式允許的最大用力（N）輕型按鈕5重型按鈕30腳踏按鈕20～90輕型轉(zhuǎn)換開關4.5重型轉(zhuǎn)換開關20前后動作的杠桿150左右動作的杠桿130手輪150方向盤150返回第61

頁（2）、設計控制器時應考慮的因素1）控制信息的反饋來自人體自身反饋信息的部位：眼睛觀察手腳的位移；手、臂、肩或腳、腿、臀感受的位移或壓力信息。來自機反饋的信息：儀表顯示、音響顯示、振動變化及操縱阻力四種形式。光顯示。即在控制器上裝有燈光顯示。將按鈕做成透明體，內(nèi)設小燈，當按鈕到位時，按鈕即發(fā)光。這樣不僅可以表明操作控制器的到位，還可以顯示按鈕的位置狀態(tài)，提示操作者注意。還可以在控制按鈕以外的相應位置上用不同色光的聯(lián)動裝置來表示操作控制器到位的情況。第62

頁振動變化。可以反映在控制器上，也可反映在體覺上（如機動車輛）。振動也常常轉(zhuǎn)化為噪聲的形式傳遞給操作者。音響顯示。在控制器上設置到位音響裝置（如“卡嗒”聲），這種音響常由控制器定位機構中自動發(fā)出也可以裝設專門的聯(lián)動音響裝置。操縱阻力主要有靜摩擦力、彈性力、粘滯力、慣性力四種形式。其特點見表6-12。阻力大小與控制器的類型、位置、移動的距離、操作頻率、力的方向等有關。表6-13列出了不同控制器的最小阻力。第63

頁表6－12摩擦、彈性、粘滯性、慣性等控制器的阻力特性

類型舉例特性優(yōu)點缺點用途摩擦力閘刀開始時阻力大，開關滑動時阻力即下降因阻力大可減少意外動作控制準確度低宜作連續(xù)控制彈力彈簧阻力隨控制器移動距離加長而增大控制準確度高;控制器能自動歸回空位控制器移到中間位置要定位時，需設定位裝置可作連續(xù)控制粘滯力活塞阻力與控制器移動速度相對應控制準確度高;運動速度均勻;穩(wěn)定性好造價高宜作連續(xù)控制慣性力搖把阻力由多級結(jié)構的慣性產(chǎn)生，一般較大允許平滑移動;因需較大作用力故減少了意外移動的可能操作疲勞;移動準確性差可用于不精確控制返回第64

頁表6－13不同控制器所要求的最小阻力

控制器類型所需最小阻力（N）手動按鈕2.8扳動開關2.8旋轉(zhuǎn)選擇開關3.3旋鈕0~1.7搖柄9~22手輪22手柄9腳動按鈕5.6（如果腳停留在控制器上）17.8（如果腳不停留在控制器上）腳踏板44.5（如果腳停留在控制器上）17.8（如果腳不停留在控制器上）第65

頁2）

控制器的運動由于控制器的主要目的是控制系統(tǒng)的變化，因此，應盡量使控制器的操作方向與系統(tǒng)過程的變化方向相一致，這樣可以使控制器的操作形象化，又可使控制器的操作和系統(tǒng)的變化之間產(chǎn)生一定的邏輯關系，有利于操作人員記憶和辨認，提高操作效率。3）

控制器上手或腳的使用部位的尺寸和結(jié)構手或腳操作的控制器尺寸，首先取決于控制器上手或腳使用部位的尺寸，其次需根據(jù)操作時是否戴手套，或作業(yè)時鞋的形式來決定放寬的尺寸。顯然對不同的控制器，由于壓或握的用力方式不同，操縱件尺寸和形狀也不同。第66

頁手或腳使用的部位還決定于控制器的重量分配。必須在保證空位時操縱者可以離開控制器自由活動，工作位時，不會因負擔控制器的重量而引起疲勞。如果是手用工具，又不是利用重力工作的，就應盡量使工作的重心落在手握的部位上，以免手腕肌肉承擔較大的靜力負荷而引起疲勞。握把部位不宜太光滑或太粗糙，若過于光滑，操縱時不易抓穩(wěn)或握住，特別是手上有油或水的情況下更加不利，易發(fā)生失手事故，或因長時間過大的靜力負荷而使手疲勞，故一般選用無光澤的軟紋皮包層為宜。第67

頁手柄的形狀應盡量使手腕保持自然狀態(tài)，使手與小臂處于一條直線上，如果使手腕向某一方向彎曲，就會使骨骼肌產(chǎn)生靜力疲勞。因此設計原則是“寧肯彎曲手柄也不要使手臂彎曲”。對手動工具也是這樣，更需要使握力充分發(fā)揮出來。影響握力的主要因素是手柄直徑，手柄直徑為50mm時歐洲人握力最大，對亞洲人而言手柄直徑可取40～50mm之間。由于腳對動作和壓力的敏感度均較低，因此腳用按鈕或踏板應有足夠大的行程，以減小誤踏時產(chǎn)生誤動作的可能。腳用按鈕還應有足夠大的接觸平面，以便于尋找和踩穩(wěn)。腳踏板應有增加摩擦力的網(wǎng)紋。第68

頁將控制器進行合理編碼，使每個控制器都有自己的特征，以便于操作者確認不誤，是減少差錯的有效措施之一。控制器編碼一般有6種方式：形狀、位置、大小、操作方法、色彩和文字符號編碼?？筛鶕?jù)需要，采用一種或幾種方式的編碼組合。第69

頁形狀編碼下圖給出了常用旋鈕的形狀編碼實例。第70

頁連續(xù)旋轉(zhuǎn)鈕（控制范圍超過360o）

第71

頁部分旋轉(zhuǎn)鈕（控制范圍不超過360o）

定位指示旋鈕（控制范圍有固定的邊界限制）第72

頁②大小編碼

以相同形狀而不同大小來區(qū)別控制器的功能和用途，這種形式的編碼應用范圍較小，通常在同一系統(tǒng)中只能設計大、中、小三種規(guī)格。由于大小編碼的視覺和觸覺感知度小的原因，常與其他形式編碼一起使用。

③位置編碼

在人機操縱系統(tǒng)中，利用控制器相對于人的不同位置進行編碼。汽車上的離合器、制動器和加速器的踏板，就是以位置編碼的。通常，位置編碼的控制器數(shù)量不多，并須與人的操作順序和操作習慣相一致，這樣可以使人不用眼看，就可能正確地進行操作。第73

頁④操作方法編碼⑤色彩編碼利用不同顏色來區(qū)別控制器的功能。色彩編碼一般不單獨使用，常與形狀編碼、大小編碼等合并使用。由于色彩只能靠視覺辨認，有時也配以不同的色光照明，以增加視認度。同時色彩編碼的色相種類不宜過多，顏色過多，會降低對控制器的視認度。⑥文字、符號編碼第74

頁3控制裝置的設計（1）手動控制器設計1）旋鈕功能：旋鈕是供單手操縱的控制器。根據(jù)功能要求，旋鈕可以旋轉(zhuǎn)一圈或不滿一圈，可以連續(xù)多次旋轉(zhuǎn)，也可以定位旋轉(zhuǎn)。實驗表明，多于單選鈕，直徑以50mm為最佳。第75

頁2）按鈕設計：按鈕有兩種結(jié)構：一種是單作用按鈕，按則下降，松則彈起；一種是具有保持位的雙作用按鈕。按鈕有3個主要參數(shù)：直徑、作用力和移動距離①按鈕直徑：一般圓形弧形按鈕直徑以8-18mm為宜，矩形按鈕以10×10mm、

10×15mm或15×20mm為宜，按鈕應高出盤面5-12mm，行程為3-6mm，按鈕間距一般為12.5-25mm，最小不得小于6mm。按鈕直徑大于15mm時，可將頂部做成球面形凹坑，以便于手感定位，當按鈕布置在暗處時應在其內(nèi)部裝一小燈泡，按鈕用透明材質(zhì)制作，以保證快速準確的操作。第76

頁②按鈕阻力：對于單指按鈕的阻力，大拇指按鈕可取2.94-19.6N，其他手指按鈕可取為1.47-5.89N，按鈕阻力不宜太小，以免稍有誤碰就會起作用。按鈕開關一般用聲響如”咔嗒“聲，或以阻力的變化作為到位的反饋信息。第77

頁3）扳動開關：只有開和關兩種功能。第78

頁4）杠桿：具有前后左右進退上下出入的控制功能，其操縱角度通常為30-60度。第79

頁5）轉(zhuǎn)輪、手柄和曲柄第80

頁（2）腳動控制器的設計

1）腳動控制器的形式（見下圖）腳動控制器主要有兩種形式：腳踏板和腳踏鈕第81

頁各種踏板效率比較（見下圖）第82

頁腳踏板與操縱方式操縱方式操縱特征整個踏板操縱力較大（大于50N），操縱頻率較低，適用于緊急制動器的踏板腳掌踏操縱力在50N左右，操縱頻率較高，適用于啟動、機床剎車的腳踏板腳掌或腳跟踏操縱力小于50N，操縱迅速，可連續(xù)操縱，適用于動作頻繁的踏板第83

頁2）腳動控制器的適宜用力

腳動控制器推薦的用力值腳休息時腳踏板的承受力18～32懸掛的腳蹬（如汽車的加速器）45～68功率制動器直至68離合器和機械制動直至136飛機方向舵272可允許腳蹬力最大值2268創(chuàng)記錄的腳蹬力最大值4082第84

頁3）腳動控制器的設計：腳操縱器的空間位置直接影響的施力和操縱效率。對于蹬力要求較大的叫操縱器，其空間位置應考慮到施力的方便性，即使腳和整個腿在操作時形成一個施力單元。大小腿間的夾角應在105-135度范圍內(nèi)，以120度為最佳，這種姿勢下腳的蹬力可達2250N。第85

頁對于蹬力要求較小的腳操縱器，考慮坐姿時腳的施力方便，大小腿夾角以105-110度為宜。第86

頁調(diào)節(jié)踏板調(diào)節(jié)踏板有以鞋跟為轉(zhuǎn)軸的（見圖1）和腳懸空的兩種。

以鞋跟為轉(zhuǎn)軸的踏板典型例子如汽車的油門踏板等，踏板下的舒適角不大于20°，一般控制在15°左右，每腳與人的中線叉開10°～15°為宜（見圖2）。圖1以鞋跟為轉(zhuǎn)軸的踏板

圖2腳的舒適叉開角度

第87

頁踏板開關設計腳踏開關多用于定位操縱，要很好地安排它的位置，使操作者在不影響穩(wěn)定性的情況下即能使用，還要避免發(fā)生誤踏的危險。給出了踏板開關的形狀和尺寸，踏板的轉(zhuǎn)角不宜超過10°,轉(zhuǎn)角太大需將腳抬離地面才能操作，操作者單腳承重，很不安全。

如果要求雙腳均能踏動，或操作者連續(xù)不斷改換位置時也能踏動，最好采用踏動標桿，踏動標桿距地面不應超過15cm，但伸長度不要大于15cm。第88

頁

踏板開關操縱

第89

頁4）控制器的選擇機器設備的不同運行狀態(tài)決定了控制器的功能。如系統(tǒng)工作狀態(tài)的啟閉，選擇按鈕開關就比較方便；系統(tǒng)的定量調(diào)節(jié)，宜選用旋鈕和手輪的形式；計算機的數(shù)據(jù)輸人則必須使用鍵盤等等。表l列出各種控制器適用不同功能的情況，表2為各種控制器的使用情況比較。第90

頁表l各種控制裝置的使用功能

控制裝置名稱使用功能啟動不連續(xù)調(diào)節(jié)定量調(diào)節(jié)連續(xù)控制輸入數(shù)據(jù)按鈕O

鈕子開關OO

旋鈕選擇開關

O

旋鈕

OOO

踏鈕O

踏板

OO曲柄

OO手輪

OO操縱桿

OO鍵盤

O第91

頁表2各種控制裝置的使用情況比較

使用情況按鈕旋鈕旋轉(zhuǎn)旋紐開關紐子開關手搖把操縱桿子輪踏板需要的空間小小-中中小中-大中-大大大編碼小好

好較好較好好較好差視覺辨別位置可好好

好可好較好差觸覺辨別位置差可

好好可較好較好較好一排類似控制裝置的檢查差好

好好

差好差差一排控制裝置的操作好差差好差好差差合并控制好好較好好差好好差第92

頁不同工作情況下選擇控制器的建議工

作

情

況建議使用的控制器操縱力較小情況2個分開的裝置4個分開的裝置4—24個分開的裝置25個以上分開的裝置小區(qū)域的連續(xù)裝置較大區(qū)域的連續(xù)裝置按鈕、踏鈕、撥動開關、搖動開關按鈕、撥動開關、旋鈕、選擇開關

同心成層旋鈕、鍵盤、撥動開關、旋轉(zhuǎn)選擇開關鍵

盤旋

鈕曲

柄操縱力較大情況2個分開的裝置3—24個分開的裝置小區(qū)域連續(xù)裝置大區(qū)域連續(xù)裝置扳手、杠桿、大按鈕、踏鈕扳手、杠桿手輪、踏板、杠桿大

曲

柄第93

頁在操作過程中，只有在用腳動控制器優(yōu)于用手動控制器時才選用。一般在下列情況時考慮選用：

1）需要連續(xù)進行操作，而用手操作又不方便的場合；

2）無論是連續(xù)性控制還是間歇性控制，其操縱力超過50～100N的情況下；

3）手的控制工作量太大，不足以完成控制任務時。

腳動控制器主要有腳踏板，腳踏鈕和腳動開關等。當操縱力超過50～150N，或操縱力小于50N，但需要連續(xù)操作時，宜選用腳踏板。對于操縱力較小，且不需連續(xù)控制時，宜選用腳踏鈕或腳踏開關。第94

頁5顯示裝置與控制裝置的布局（1）運動相合性：第95

頁(2)空間相合性第96

頁(3)控制—顯示比第97

頁第98

頁第二節(jié)作業(yè)環(huán)境設計

一、溫度環(huán)境1.工廠車間內(nèi)作業(yè)區(qū)的空氣溫度和濕度標準2.高溫環(huán)境高溫環(huán)境是指在生產(chǎn)勞動過程中，其工作地點平均“三球溫度指數(shù)”大于或等于25度的作業(yè)環(huán)境；是指工作地點有生產(chǎn)性熱源，以本地區(qū)夏季室外平均溫度為參照基礎，工作地點的氣溫高于室外2℃及以上的作業(yè)。第99

頁三球溫度指數(shù)（WBGT）三球溫度指數(shù)也稱為濕球黑球溫度(wetbulbglobetemperatureindex，WBGT)，是綜合考慮了干球溫度、相對濕度、平均輻射溫度和風速等4個環(huán)境因素的綜合溫標，也是綜合評價人體接觸作業(yè)環(huán)境熱負荷的一個基本參量。第100

頁

WBGT指數(shù)計算要考慮不同的氣候條件。室內(nèi)外無太陽輻射時，采用自然濕球溫度(WB)和黑球溫度(GT)計算，計算公式如下：

室內(nèi)外無太陽輻射時(室內(nèi)、陰天或夜間)WBGT=0.7WB+0.3GT

室外有太陽輻射時要把干球溫度(DT)考慮進去。

WBGT=0.7WB+0.2GT+0.1DT

第101

頁高溫作業(yè)的類型和職業(yè)接觸三種基本類型。（1）高溫、強熱輻射作業(yè)（干熱作業(yè)）：如冶金、鑄造、鍛造、陶瓷等作業(yè)。（2）高溫、高濕作業(yè)（濕熱作業(yè)）：如印染、繅絲、造紙等作業(yè)。

（3）夏季露天作業(yè)：農(nóng)田勞動、建筑。第102

頁高溫作業(yè)的危害

高溫對生理的影響心血管反應：血管擴張，升高皮膚溫度，心率增加出汗，汗液蒸發(fā)散熱，但是汗滴不散熱熱病：熱疹（痱子）、熱痙攣、熱衰竭、中暑等在高溫情況下，身體吸收或產(chǎn)生的熱量比散發(fā)的熱量更多。這會導致身體內(nèi)核溫度上升，出現(xiàn)疾病，甚至死亡。

第103

頁個體差異與高溫

身體健康狀況：身體越健康，對工作熱環(huán)境忍耐度越大老齡化：老人適應性差性別：女性對熱的適應能力比男性差脂肪：大量的脂肪，不利于散熱酒精：飲酒易于引起中暑，不利于散熱第104

頁美國國家氣象服務機構的熱指標第105

頁1、高溫作業(yè)環(huán)境⑴生產(chǎn)工藝和技術措施合理設計生產(chǎn)工藝過程：熱源布置在車間外部，設置天窗下或夏季主導風向的下風頭，熱源周圍設置擋板；屏蔽熱源：直接在熱輻射源表面鋪上泡沫類物質(zhì)；在人與熱源中間設置屏風或空氣幕；給作業(yè)者穿上反射服裝降低濕度：通風口設置除濕器增加氣流速度：自然通風和機械通風第106

頁隔熱面罩隔熱披肩面罩隔熱手套隔熱服個人防護用品第107

頁⑵保健措施合理供給飲料和補充營養(yǎng)：補充與出汗量相近的水分和鹽分，蛋白質(zhì)和維生素AB1B2C和鈣元素合理使用勞保用品：工作服進行職業(yè)適應性檢查：生產(chǎn)組織措施：合理安排作業(yè)負荷；合理安排休息場所：職業(yè)適應

第108

頁2、低溫作業(yè)環(huán)境工作地點平均氣溫等于或低于5度的作業(yè)稱為低溫作業(yè)。⑴做好采暖和保暖工作⑵提高作業(yè)負荷⑶個體保護⑷采用熱輻射取暖

第109

頁USB供電的防寒手套

IT人士和經(jīng)常與電腦打交道的人看到這個肯定會一下子叫出來，好主意??！要知道在冬天敲鍵盤是多么痛苦的事，有了這個USB加熱手套，再配上兩種溫度調(diào)節(jié)，讓你在冬天里也能夠輕松應付繁重工作。案例第110

頁二、光環(huán)境

1、照度標準

照度標準是照明設計和管理的重要依據(jù)。我國的照度標準是采用間接法制定的，即從保證一定的視覺功能來選擇最低照度值，同時進行大量的調(diào)查、實測，并且考慮了我國當前的電力生產(chǎn)和消費水平。而直接法則主要是根據(jù)勞動生產(chǎn)率及單位產(chǎn)品成本來選擇照度標準。表5—24是利用自然光時的照度標準，表5—25是利用人工采光時的照度標準，表5—26列出了我國工廠的照度標準。第111

頁視覺工作分級視覺工作特征室內(nèi)天然光照度（lx）采光系數(shù)標準值×100工作精確度識別物件細節(jié)尺寸d（mm）ⅠⅡⅢⅣⅤ特別精細工作很精細工作精細工作一般工作粗糙倉庫工作d≤0.150.15<d≤0.30.3<d≤1.01.0<d≤5.05.0<d250150100502553210.5表5—24天然采光標準值

第112

頁識別對象的最小尺寸或工作特征d（mm）視覺工作分類識別對象與背景的亮度對比最低照度（lx）等級混合照明單獨使用，一般照明d≤0.15Ⅰ甲乙大小15001000――0.15<d≤0.3Ⅱ甲乙大小7505002001500.3<d≤0.6Ⅲ甲乙大小5003001501000.6<d≤1.10Ⅳ甲乙大小300200100751<d≤2Ⅴ―150502<d≤5Ⅵ――30d>5Ⅶ

――20一般觀察生產(chǎn)過程Ⅷ――10大件存儲Ⅸ

―

―5有自行發(fā)光材料的車間Ⅹ―

―30表5-25生產(chǎn)車間工作面上的照度標準值（人工照明）

第113

頁作業(yè)種類作業(yè)舉例綜合照明只用一般照明局部照明一般照明超精密超精密機械操作、超精密檢查、半導體微型件裝配、精密雕刻5000～1000100～50―精密精密機械操作、金屬檢驗、排字、電視機等小型產(chǎn)品裝配、暗色布檢查、裁縫100～30080～40

―汽車裝配修理、暗色物紡織、精密油漆作業(yè)―

―200～100普通機械加工、鑄工造型、明色布檢查、裁縫、控制盤300～10060～30

―金屬熱處理、造紙、化工、噴漆、明色物紡織―

―100～50粗粗木工、鈑金、印刷100～5040～20―金屬冶煉、鑄造、化工爐――50～20表5－26工廠的照度標準（lx）

第114

頁當人們在室內(nèi)或夜間活動時，通常必須要有一定形式的人工照明。照明工程既是一種藝術又是一種科學。良好的照明環(huán)境能使工作人員心情愉快，提高辦公效率明亮的照明能提高人們的購買欲望第115

頁光是能使視網(wǎng)膜產(chǎn)生興奮和產(chǎn)生視覺的輻射能源光通量(φ)

：基本的光學量。法定計量單位是流明(lm）1lm（λ＝555nm)=0.0015W

即在人眼最敏感的波段內(nèi)，1lm的光通量相當于0.0015W的功率光強度(I)：是用光源發(fā)出的每單位立體角(Ω)的流明量測算的。單位是坎德拉（cd）。I=φ/Ω

其中I指發(fā)光強度（cd），φ指光通量（lm），Ω指立體角（sr）第116

頁照明度(E)：光源置于一球面內(nèi)部，照到球面內(nèi)表面任一點的光量。如每平方米光通量為1流明（lm/m2）則稱照明度(E)為一勒克司（lx）。E=φ/S亮度(L)：離開一表面的每單位面積的光量。熙提,Sb,

國際單位是坎德拉每平方米（cd/m2）第117

頁2、照明設計⑴照明方式

⑵光源選擇室內(nèi)采用自然光照明是最理想的選擇人工光源時，應注意其光譜成分，使其盡可能接近自然光

混合照明人工照明自然照明一般照明特殊照明局部照明綜合照明第118

頁上節(jié)重點1.在人機系統(tǒng)中，按人接受信息的感覺通道不同，可將顯示器分為視覺顯示器、聽覺顯示器和觸覺顯示器。2.按顯示形式分：數(shù)字式顯示器模擬式顯示器3.依刻度盤的形狀，指針顯示器可分為圓形、弧形和直線形4.刻度盤的設計：刻度盤的形狀、刻度盤的大小5.聽覺顯示器的設計6.語言傳示裝置的設計7.控制器的類型（1）按操縱的動力裝置分：手控裝置腳控裝置其它

（2）、按控制器的功能分：開關控制器轉(zhuǎn)換控制裝置調(diào)整控制裝置緊急停車控制裝置

第119

頁8.控制器編碼一般有6種方式：形狀、位置、大小、操作方法、色彩和文字符號編碼9高溫環(huán)境：指在生產(chǎn)勞動過程中，其工作地點平均“三球溫度指數(shù)”大于或等于25度的作業(yè)環(huán)境；是指工作地點有生產(chǎn)性熱源，以本地區(qū)夏季室外平均溫度為參照基礎，工作地點的氣溫高于室外2℃及以上的作業(yè)。10.高溫作業(yè)環(huán)境的預防措施⑴生產(chǎn)工藝和技術措施⑵保健措施11.低溫作業(yè)環(huán)境工作地點平均氣溫等于或低于5度的作業(yè)稱為低溫作業(yè)。第120

頁12.照明方式混合照明人工照明自然照明一般照明特殊照明局部照明綜合照明第121

頁⑶避免眩光當視野內(nèi)出現(xiàn)的亮度過高或?qū)Ρ冗^大時，人會感到刺眼并降低觀察能力，這種刺眼的光線叫做眩光。限制光源亮度：當光源亮度大于16×104cd/m2時，無論亮度對比如何，都會產(chǎn)生嚴重的眩光。合理分布光源改變光源或工作面的位置合理的照度

⑷照度均勻度：被照場內(nèi)最大照度與最小照度之差與平均照度的比值；公共建筑的工作房間和工業(yè)建筑作業(yè)區(qū)域內(nèi)的一般照度均勻度不應小于0.7；作業(yè)面臨近周圍的照度均勻度不應小于0.5；房屋或場所內(nèi)的通道和其他非作業(yè)區(qū)域的一般照度均勻度不宜低于作業(yè)無語一般照明照度值的3/1.⑸亮度分布⑹照明的穩(wěn)定性

第122

頁案例“除眩車燈”的發(fā)明分析汽車的發(fā)明為經(jīng)濟的發(fā)展作出了重大的貢獻，同時也給人類帶來了巨大的災難。沿襲了一百多年的汽車遠光燈，射出的圓錐形雪亮的直光束，射到對而駕駛員和行人的眼睛里，頓時，燈光之外的一切景物就處在一片黑暗之中，什么也看不清，這就是眩光現(xiàn)象。人一旦進入眩目狀態(tài)，他就感覺到對而那車是直沖著自己開來的，此時他如果向左拐，就可能直撞那車;如果朝右拐，就可能撞上右邊的同向車、樹木和行人，或翻入右邊溝中。一位青年發(fā)明人關于車輛外部除眩照明系統(tǒng)的發(fā)明—車用前燈裝置和車體輪廓照明燈(發(fā)明專利申請?zhí)柗謩e為200410055576.4和200410055575.X),解決了車輛防眩難題。

按照反向思維的原理，發(fā)明人把車廓燈傳統(tǒng)的“向外照射失改為“向里照射”，發(fā)明了車體輪廓照明燈，使汽車在夜間沒有路燈照射的情況下，也能顯示如同白晝一樣的面貌。第123

頁案例案例北京奧運“鳥巢”與“水立方”應急照明系統(tǒng)CooperMenvier為國家游泳中心量身定制的全方位的應急照明解決方案，實現(xiàn)了“及時的應急照明切換、安全的應急照明系統(tǒng)、合理的應急照明強度、完善的系統(tǒng)智能控制和高效的自動巡檢維護”，充分體現(xiàn)了“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”的宗旨。第124

頁三、色彩環(huán)境1.色彩設計（1）色彩設計分類環(huán)境色彩物品配色標志管理用色第125

頁2、色彩調(diào)節(jié)選擇適當?shù)纳?，利用色彩的效果，構成良好的色彩環(huán)境，稱為色彩調(diào)節(jié)。工作場所具有良好的色彩環(huán)境可以得到以下效果：①增加明亮程度，提高照明效果；②標志明確，識別迅速，便于管理；③注意力集中，減少差錯和事故，提高工作質(zhì)量；④舒適愉快，減少疲勞；⑤環(huán)境整潔，層次分明，明朗美觀。

第126

頁（1）工作房間的色彩調(diào)節(jié)

工作房間配色盡可能不要色調(diào)單一，否則會加速視覺疲勞或引起單調(diào)感。工作房間配色的明度不應太高和相差懸殊，否則也會因為視覺適應性而促使視覺疲勞。工作房間配色的飽和度也不應太高，不然較強的刺激不僅會分散注意力，而且也容易加速視覺疲勞。進行色彩調(diào)節(jié)要根據(jù)工作房間的性質(zhì)和用途選擇色彩。當工作間溫度比較高及工作間比較狹小時，應選配冷色調(diào)；若工作房間的溫度比較低且工作間比較大時應選配暖色調(diào)等。第127

頁⑵機器設備和工作面的色彩調(diào)節(jié)機器設備主要包括主機、輔機和動力設備，以及控制、顯示和操縱裝置，其配色應主要考慮：①色彩與設備的功能相適應；②設備配色與環(huán)境色彩相協(xié)調(diào)；③危險與示警部位的配色要醒目；④操縱裝置的配色要重點突出，避免誤操作；⑤顯示裝置要與背景有一定對比，以引人注意，同時也有利于視覺認讀。

第128

頁2、安全標志和技術標志的色彩應用1）安全色與安全標志用色彩傳遞安全和技術信息，早已為世界各國所采用。國家標準（GB2893—82）安全色規(guī)定了傳遞安全信息的顏色（不包括燈光、熒光顏色和航海、內(nèi)河航運所用顏色），目的是使人們能夠迅速發(fā)現(xiàn)或分辨安全標志和提醒人們注意，以防事故發(fā)生。安全色是指表達安全信息含義的顏色。該標準中規(guī)定紅、藍、黃、綠4種顏色為安全色，其含義和用途見表5—30。第129

頁顏色含義用途舉例

紅色

禁止、停止禁止標志停止信號：機器、車輛的緊急停止手柄或按鈕以及禁止人們觸動的部位紅色也表示防火藍色指令必須遵守的規(guī)定指令標志：如必須配戴個人防護用具，道路上指引車輛和行人行駛方向的指令

黃色

警告注意警告標志警戒標志：如廠內(nèi)危險機器和坑池邊周圍警戒線行車道中線機械上齒輪箱安全帽

綠色提示安全狀態(tài)通行提示標志車間內(nèi)的安全通道行人和車輛通行標志消防設備和其它安全防護設備的位置表5—30安全色的含義及用途（GB2893-1982）

第130

頁第131

頁第132

頁2）色彩在技術標志中的應用色彩還常用作運行技術信息的載體，如紅色表示緊急、禁止、停止、事故或操作錯誤等；黃色用作示警信號；綠色表示工作正常、允許進行等；藍色表示整機工作正常；白色表示電源接通、預熱或準備運行等。色彩也應用于技術標志中，表示材料、設備設施或包裝物等。表5—32是某些管道的色彩標志。第133

頁種類色彩標準色水氣空氣氧煤氣酸或堿油電氣真空青深紅白藍黃灰紫深橙淺橙灰2.5PB5/62.5R3/6N9.5—2.5Y8/122.5P5/57.5YR5/62.5YR9/6—表5-32一些管道色彩標志

第134

頁四、塵毒環(huán)境

1、有害環(huán)境的衛(wèi)生標準

我國于1979年頒布了《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》（TJ36-1979），該標準規(guī)定車間空氣中有毒氣體、蒸氣及粉塵等共120種有毒物質(zhì)的最高允許濃度。其中一般作業(yè)環(huán)境可能接觸的部分有毒物體的最高允許濃度見表5-33、表5-34。化學因素的職業(yè)接觸限值可分為時間加權平均容許濃度、最高容許濃度和短時間接觸容許濃度3類。第135

頁1.最高容許濃度：指工作地點空氣中任何一次有代表性的采樣測定均不得超過的濃度。⑵時間加權平均濃度：指8小時工作日的時間加權平均濃度規(guī)定的容許濃度，即8小時工作日內(nèi)各個接觸持續(xù)時間與其相應濃度的加權平均濃度限值。工作地點：作業(yè)人員為管理生產(chǎn)過程而經(jīng)常或定時停留的地點第136

頁8小時時間加權平均容許濃度的計算：時間加權平均濃度可按下式計算E=(CaTa+CbTb+……+CnTn)/8式中，E為8小時工作日接觸有毒物質(zhì)的時間加權平均濃度(mg/m3)

8為一個工作日的工作時間(小時)

Ca，Cb…Cn為Ta，Tb…Tn時間段接觸的相應濃度

Ta，Tb…Tn為Ca，Cb…Cn濃度下的相應接觸持續(xù)時間

第137

頁[例]乙酸乙酯的時間加權平均容許濃度為200mg/m3，勞動者接觸狀況為:300mg/m3濃度，接觸2小時;160mg/m3，接觸2小時;120mg/m3，接觸4小時。E=(2×300+2×160+4×120)mg/m3÷8=175mg/m3。此結(jié)果<200mg/m3，未超過該物質(zhì)的時間加權平均容許濃度。

同樣是乙酸乙酯，如勞動者接觸狀況為:300mg/m3濃度，接觸2小時;200mg/m3，接觸2小時;180mg/m3，接觸2小時;不接觸，2小時。E=(2×300+2×200+2×180+2×0)mg/m3÷8=170mg/m3，結(jié)果<200mg/m3，未超過該物質(zhì)的時間加權平均容許濃度。

第138

頁短時間接觸閾限值：指在一個工作日的任何時間均不得超過的15分鐘時間加權平均濃度接觸限值。每天接觸不得超過4次，且前后兩次接觸至少要間隔60分鐘。同時，不能超過當日的時間加權平均閾限值。第139

頁2、有害環(huán)境的防治途徑

⑴對空氣污染的防治①選擇無硫或低硫燃料，或采取預處理法去硫。②排煙凈化。從排煙中除去ＳiＯ2和ＮＯX。③控制交通廢氣。④減少毒源。⑤降低作業(yè)場所毒物濃度，如加強通風，實行濕式鑿巖等。⑥實現(xiàn)設備、管道或加工環(huán)節(jié)的密閉化，防止跑、冒、滴、漏，使毒源與操作者隔開。第140

頁⑦改革工藝，使生產(chǎn)過程機械化，自動化。⑧對于廢氣、廢水、廢渣在排放要先行處理或回收，最好能綜合利用，變廢為寶。⑨加強個體防護。⑩包裝及容器要有一定強度，經(jīng)得起運輸過程中正常的沖撞、振動、擠壓和摩擦，以防毒物外泄，封口要嚴，且不易松脫。廠房要合理布局，加強綠化。⑵防塵途徑上面介紹的改進工藝、加強通風、密封操作，水式作業(yè)等都是防塵的有效方法。此外，還可設置高效除塵、除毒裝置以及實行遙控操作。第141

頁五、振動與噪聲環(huán)境

物理學將噪聲定義為頻率和振幅雜亂、斷續(xù)，無規(guī)則的聲振蕩；心理學則將噪音定義為一切干擾人的工作、學習和休息，引起的煩躁的聲音，即一切不需要的聲音。第142

頁1.按照來源分為:(1)機械性噪聲:由于機械的撞擊、摩擦、轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的噪聲。(2)流體動力性噪聲:氣體壓力或體積的突然變化或流體流動所產(chǎn)生的聲音。

(3)電磁性噪聲:變壓器發(fā)發(fā)出的聲音。生產(chǎn)性噪聲的來源及分類二、噪聲（noise）第143

頁噪聲的危害---對人體的危害

較輕的是影響休息、影響睡眠；持續(xù)的噪聲，使人精神煩躁、情緒不安。強噪聲會損傷聽力，直至造成耳聾；聽閾位移提高25～40dB：輕度耳聾聽閾位移提高40～60dB：中度耳聾聽閾位移提高60～80dB：重度耳聾第144

頁1、噪聲的控制（1）控制聲源①降低機械噪聲②降低空氣動力性噪聲（2）控制噪聲的傳播①全面考慮工廠的總體布局②調(diào)整聲源指向③利用天然地形④采用吸聲材料和吸聲結(jié)構⑤采用隔聲和聲屏裝置第145

頁（3）加強個體防護（4）通過調(diào)整班次，增加休息次數(shù)，輪換作業(yè)等也是很好的防護方法。（5）廣泛進行安全教育，使職工了解噪聲的危害和防治的意義，并了解和掌握如何防止噪聲的方法。（6）音樂調(diào)節(jié)第146

頁

振動（vibration）:

是指一個質(zhì)點或物體在外力作用下沿直線或弧線圍繞于一平衡位置來回重復的運動。三、振動（vibration）第147

頁（一）振動的物理參數(shù)

振動頻率：單位時間內(nèi)物體振動的次數(shù)。單位：Hz

振幅：物體離開平衡位置的最大距離。單位：cm。速度（velocity）：單位時間內(nèi)位移變化的量。單位：m/s。三、振動（vibration）第148

頁

局部振動(segmentalvibration):常稱作手傳振動（hand-transmittedvibration）或手臂振動（hand-armvibration),是指手部接觸振動工具、機械或加工部件，振動通過手臂傳導至全身。接觸機會：

風動工具：鉚釘機、鑿巖機、搗固機等。電動工具：電鉆、砂輪機、電鋸等。振動的分類與接觸機會第149

頁

煤礦工人使用電鉆打眼工人使用砂輪機打磨工件工人使用風鉆打眼這些都接觸局部振動鐵道工人使用搗固機夯實鐵軌第150

頁全身振動（whole-bodyvibration）

指通過下肢或軀干傳導至全身的振動。

接觸機會：交通工具（汽車、火車、船舶、飛機）農(nóng)機械（拖拉機、收割機等）作業(yè)臺（鉆井平臺、振動篩操作臺、采礦船等）第151

頁

交通工具上的作業(yè)這些作業(yè)接觸全身振動第152

頁1、全身振動對機體的影響1）前庭神經(jīng)刺激癥狀和自主神經(jīng)功能紊亂2）運動?。╩otionsickness）3）消化系統(tǒng)影響：分泌功能減弱、食欲減退、胃下垂4）心血管系統(tǒng)影響：血壓升高、脈搏加快、心肌缺血5）腰背痛、椎間盤脫出、脊柱骨關節(jié)病變患病率增加6）對女性生殖機能的影響：月經(jīng)異常、痛經(jīng)、自然流產(chǎn)率及早產(chǎn)率增加7）視物模糊、視覺分辨率下降、作業(yè)能力下降眩暈、惡心、血壓升高、心率加快、睡眠障礙等。眩暈、面色蒼白、出冷汗、惡心、嘔吐等第153

頁手臂振動?。╤and-armvibrationdisease）

是長期從事手傳振動作業(yè)而引起的以手部末梢循環(huán)和/或手臂神經(jīng)功能障礙為主的疾病，并能引起手臂骨關節(jié)-肌肉的損傷。其典型表現(xiàn)為振動性白指（vibration-inducedwhitefinger，VWF）。第154

頁正常手部顏色雷諾氏癥—振動性白指第155

頁

（五）影響振動對機體作用的因素

1.振動的頻率

<1Hz：運動病,如:暈車暈船等

1-30Hz：主要引起骨和關節(jié)改變

30-300Hz：引起末梢血管改變、神經(jīng)功能的損害

>300Hz：引起血管神經(jīng)癥三、振動（vibration）第156

頁

2.接觸振動的強度和時間

振動強度包括：振幅、加速度。

3.環(huán)境氣溫、氣濕

4.操作方式和個體因素三、振動（vibration）第157

頁（六）振動危害的預防措施

1.控制振動源

通過減振、隔振等，減輕或消除振動源的振動——根本措施。2.限制作業(yè)時間和振動強度

三、振動（vibration）第158

頁3.改善作業(yè)環(huán)境，加強個人防護（1）防寒、保暖措施；（2）振動工具的手柄溫度（40℃）；（3）控制噪聲、毒物和氣濕；

(４)設備安裝減振裝置：減振座椅等；（5）合理配備和使用個體防護用品：防振手套。三、振動（vibration）第159

頁4.加強健康監(jiān)護和日常衛(wèi)生保?。?）做好就業(yè)前和定期體檢；（2）加強教育和健康管理；（3）定期進行振動強度監(jiān)測。三、振動（vibration）第160

頁六、其它環(huán)境

1、

電離輻射作業(yè)環(huán)境

2、非電離輻射作業(yè)環(huán)境

第161

頁電離輻射。

量子能量大于12eV的電磁輻射能引起生物體組織發(fā)生電離，稱為電離輻射。來源（ionizingradiationsource):

自然界(宇宙射線、地殼巖石中的放射性元素)

人工輻射源:射線發(fā)生裝置產(chǎn)生的X射線、γ射線、α射線、β射線、中子、質(zhì)子等。量子能量小于12eV的電磁輻射不足以引起生物體組織電離，稱為非電離輻射。主要包括：射頻輻射、紅外線、可見光線、紫外線激光第162

頁接觸機會1.核工業(yè)系統(tǒng)：放射物質(zhì)的開采、冶煉和加工，以及核反應堆的建立和運轉(zhuǎn)。2.射線發(fā)生器的生產(chǎn)和使用：加速器、X射線和γ射線的醫(yī)用和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用輻射源。3.天然放射性核素伴生或共生礦的生產(chǎn)：磷肥、稀土礦、鎢礦等開采和加工。4.醫(yī)源性接觸第163

頁大亞灣核電站

浙江秦山核電站第164

頁第六節(jié)安全防護裝置設計一、安全防護裝置的作用與分類

1、安全防護裝置的作用

⑴防止機械設備因超限運行而發(fā)生事故⑵通過自動監(jiān)測與診斷系統(tǒng)排除故障或中斷危險⑶防止因人為的誤操作而引發(fā)的事故⑷防止操作者誤入危險區(qū)而發(fā)生的事故第165

頁2、安全防護裝置的分類⑴當操作者處于危險區(qū)或設備處于不安全狀態(tài)時，安全防護裝置能直接起安全保護作用，此時可分為以下幾類：①隔離防護裝置②聯(lián)鎖控制防護裝置③超限保險裝置④緊急制動裝置⑤報警裝置⑵當操作者一旦進入危險區(qū)，則安全防護裝置可以控制機械不能啟動或自動停止過程，或?qū)⑷藦奈ｋU區(qū)排出，或控制人體不能進入危險區(qū)，此類安全防護裝置稱為安全防護控制裝置，它對人身安全起間接防護作用。這種裝置有：雙手按鈕式開關、光電式安全防護裝置等。

第166

頁二、安全防護裝置的設計原則1、以保護人身安全為出發(fā)點進行設計的原則。2、安全防護裝置必須安全可靠的原則。3、安全防護裝置與機械裝備配套設計的原則。4、簡單、經(jīng)濟、方便的原則。第167

頁三、典型安全防護裝置的設計

1、隔離防護安全裝置的設計要解決人機系統(tǒng)的安全問題，首先考慮的是人的安全。隔離防護安全裝置就是專為保護人身安全而設置的。該裝置有裝在機械設備上的防護罩，還有置于機械周圍一定距離的防護屏或防護柵欄，它們都是用來防止人進入危險區(qū)與外露的高速運動或傳動的零件或帶電