安全人机工程学笔记

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2023年12月31日发(作者：)

安全人机工程学笔记

1、何谓人机工程学？其研究目的、内容、方法是什么？

人机工程学就是运用生理学、心理学和技术学科及其它相关学科的知识，使机器和人相互适应，创造舒适安全的工作和环境条件，从而提高工效的一门学科。

1.人机工程学的研究目的：1）使机器和环境条件的设计适应于人；2）保证人的操作简便、省力、迅速准确、安全舒适；3）充分发挥人机效能，使整个系统获得最佳的经济效益和社会效益。

2.人机工程学的研究内容：1）人的因素；包括人的生理、心理、人体测量和生物力学；2）机的因素；显示器和控制器的设计；3）环境的因素；人机共处的空间条件、环境监测、控制技术及改善；4）人机系统的综合研究

3.人机工程学的研究方法：人机工程学在研究中应遵循客观性和系统性原则。1）实测法： 2）实验法： 3）分析法：4）调查研究法 5）计算机仿真法;6）图示模拟和模型试验法;7）感觉评价法。

2、何谓安全人机工程学？其研究对象及其内涵是什么？与工效人机工程学有何区别？

安全人机工程学——是从安全的角度和着眼点，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。以安全为目标，以工效为条件。

研究对象——人、机、人机结合面三个安全因素。人——指活动的人体，即安全主体。机——包括劳动工具、机器（设备）、劳动手段和环境条件、原材料、工艺流程等所有与人相关的物质条件。人机结合面——人和机器在信息交换和功能上接触或互相影响的界面

3、何谓实测法、实验法？

1）实测法：借助于仪器、设备、传感器和计算机等进行实测和控制的方法。2）实验法：在人为设计的环境中或实验室测试实验对象的行为或反应的方法。

4、如何理解安全人机工程学与安全工程学的关系？与工效人机工程学的区别

包含与被包含.人机工程学被分解为安全人机工程学和工效人机工程学两个不同方向上的应用学科；前者是从安全的角度和着眼点，侧重于人体的安全卫生，立足于人机结合面，在最大限度保障人的安全健康与舒适愉快的前提下，保证工作效率；后者则是从工作效率的角度和着眼点侧重于用人保证机的作用，立足于设备的效应，在最大限度地发挥设备效应以提高工作效率的前提下，保证活动者必要的安全卫生条件和活动环境。

5、人机工程学是如何诞生的？经历了哪几个时期？各时期有何特点？

机工程学起源于欧洲，形成于美国，发展于日本

工业革命的到来——人机工程学诞生的萌芽阶段.二次世界大战高效能、威力大的新式武器和装备的研制——人机工程学的诞生

6、三大著名的人机学实验1884年，德国A·莫索——肌肉疲劳实验研究；通过电信号测试人体的疲劳程度——劳动科学1898年，美国F ·W ·泰勒——铁锹作业实验研究铁锹的使用效率和最佳设计——5、10、17、30Kg中10Kg最佳1911年，美国F ·B ·吉尔布雷斯夫妇——砌砖作业实验研究

 第二章 人体的人机学参数

1、 何谓人体测量学？人体测量的基准面有哪些？

人体测量是一门新兴的学科，是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差异，用以研究人的形态特征，从而为各种安全设计、工业设计和工程设计提供人体测量数据。基准面：定位由三个相互垂直的轴来决定。矢状面：冠状面：；水平面：眼耳平面：

2、何谓水平、垂直作业域？

水平作业域就是人坐在工作台前，在水平面上运动手臂所形成的轨迹范围。

垂直作业域是指手臂伸直，以肩关节为轴作上、下运动所形成的范围

3、人体生理学参数测量的内容有哪些？各参数的含义是什么？

1.最大耗氧量（VO2max）重体力劳动时人体的极限摄氧能力—最大摄氧量≈最大耗氧量2.最

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大心率（HRmax）3.搏出量与最大心脏输出4.血压5.呼吸6.肌电图7.脉搏数的测定8.发汗量的测定9.血液成分变化的测定10.脑电图

4、氧债与劳动负荷的关系？

需氧量与实际供氧量之间的差额称为氧债；

5、人体测量数据的运用准则有哪些？

1.最大最小准则2.可调性准则3.平均准则4.使用最新人体数据准则5.地域性准则6.功能修正与最小心理空间相结合准则7.标准化准则8.姿势与身材相关联准则9.合理选择百分位和适用度准则

6、人体尺寸在工程设计中如何运用？

1）确定所设计对象的类型和适应度2）选择人体百分位数

7、人体动态尺寸与安全生产的关系如何？

本文来自: 安全论坛（） 详细出处参考：/?tid=195101&highlight=第三章 人的生理和心理及人体生物力学特征

1、人的神经系统组成及其功能

神经系统由中枢神经和周围神经组成。功能：神经系统是整个机体的主导系统，全身各器官系统均在神经系统的统一控制和协调下，互相影响，互相协调，保证机体的整体统一及其与外界环境的相互平衡

2、 何谓感、知觉？知觉的基本特征及感知觉的关系？

感觉是人脑对直接作用于感觉器官的事物的个别属性的反映；并不能反映客观事物的全貌。知觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映。

知觉的基本特征1）知觉的整体性：2）知觉的理解性：。3）知觉的恒常性4）知觉的选择性：

关系：1、感觉和知觉是人对客观事物的两种不同水平的反映；2、感觉是知觉的前提、基础和有机组成部分，知觉是在感觉的基础上产生的，对客观事物更高一级的认识；3、感觉的性质较多地取决于刺激的性质；而知觉在很大程度上受到人的知识、经验、情绪、态度的因素的制约和影响。

3、何谓视觉三要素、视功能、视角、视距、视敏度？视功能包括哪些内容？

视觉三要素：可见光、视觉对象（反射物）、视觉器官（眼睛）。

功能是视觉器官对客观事物识别能力的总称。

视角：是被看目标物的两端点光线投入眼球时的交角。

视距：眼睛到被看对象的距离

视敏度：是能够辨别出视野中空间距离非常小的两个物体的能力也叫视力临界视角的倒数

4、人耳的听觉特征是什么？听觉过程分哪几个阶段？

1.将空气中的声波转变为机械震动；2.将机械震动转变为液体波动；3.将液体波动转变为神经冲动，经传导神经传递给大脑，这就是听觉过程。

特征：1）人耳的可听范围：16~20000Hz；一般人：20~20000Hz 2）人耳可听声音的强度3）方向敏感度 4）掩蔽效应

5、什么是人的反应时间？研究它对安全生产有何作用？

人从接受外界刺激到做出反应的时间叫做人的反应时间。对安全生产具有重要的意义；反应时间长短与很多因素有关；减少反应时间，提高反应速度，可以减少或避免事故发生。

6、运用人的信息处理系统模型说明人处理信息的过程？

有关机器状态的信息，通过各种显示设备传递给人；人依靠各种感官（感觉子系统）接受这些信息，并将这些信息通过神经信号传送给人脑中枢；在中枢的信息处理子系统中，将传入的信

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息加以识别，作出相应的决策，产生某些高级适应过程并组织到某种时间系列之中，这些功能需要储存子系统参加；被处理加工后的信息也可以储存在记忆中。最后信息处理系统可以发放输出信息，通过反应子系统，产生各种运动和语言反应；然后将信息送入机器的各种输入装置，改变机器的状态，开始新的信息循环。

7、什么是人的生物节律现象？在安全生产中有何作用？

生物节律又称生物韵律、生物节奏或生物钟描述的是生物体内生理功能、行为表现及形态结构等随时间而发生周期性的变化规律。

1.在安全工作中，对于某些危险性较大的操作岗位，为了防止操作人员误操作导致事故，可以采用人体生物节律控制方法2.对每一个操作人员预先计算出人体生物节律值，确定每天处于人体生物节律的哪一个时期，生产调度指挥者可根据人员情况合理安排每个人的作业时间和作业强度或作业难度，尽量避免在危险期进行危险性大的作业。对每个操作人员每月发给人体生物节律卡片，提醒安全生产，使操作人员自觉遵守安全规章制度，提高安全意识，杜绝误操作行为和不安全行为，发挥人的主观能动性，预防各类伤害事故的发生3.在人体生物节律处于高潮期时，是安全作业的好时期，也是进行安全知识教育和技能训练的好时期。作为企业单位的安全教育领导者，应充分利用高潮期对某些人进行安全知识教育和技能训练。

8、何谓心理学？其研究内容有哪些？

心理学是研究人的心理活动规律和心理机制的科学；

10、非理智行为的心理因素表现有哪些？

1)侥幸心理 2)省能心理3)逆反心理 4)凑兴心理 5)从众心理6)精神文明

11、色彩三要素是什么？对人的心理有何影响？

色调、明度和彩度.颜色可以引起人的情绪性反应，也影响人的行为。不同的色彩能对人产生不同的生理和心理作用，并且以人的年龄、性别、经历、民族和所处的环境等情况的不同而有差别。

1）冷暖感：红黄橙色——暖色调——温暖感；蓝青绿色——冷色调——清凉、寒冷。

2）兴奋和抑制感：暖色——兴奋感，使人情绪高涨、精神振奋、易于激动；冷色——使人冷静、抑制人的情绪。

3）前进和后退感：（暖色系、明度大——前进色；冷色系、低明度——后退色，4）轻重感：由明度决定，明度高，感觉轻。5）轻松和压抑感：明度高使人轻松、自在、舒畅的感觉；

明度低使人感到压抑、不安的感觉。6）软硬感；与明度和彩度有关。7）膨胀色和收缩色：

不同的色调、不同的明度或彩度给人不同的心理感觉。在工业生产中，合理选择环境和设备系统，使之更加符合人的生理特征。

12、人体运动系统的组成及作用

人体的运动系统主要由骨、关节、肌肉三部分组成。人运动过程中，骨起杠杆的作用，关节起枢纽的作用，肌肉是人体运动的动力源

13、人体活动的能量来源有哪几种？

ATP—CP（无氧代谢）系统、乳酸能系统和有氧氧化系统来提供的

14、人体活动时的动作速度与准确度有何关系？

动作速度和准确性两者之间存在着互相补偿关系.速度越慢，准确性越高但速度降低到一定程度后渐趋平坦

15、疲劳的分类及疲劳产生的机理；

按疲劳的原因：生理性和心理性疲劳按疲劳所发生的部位：精神、肌肉、和神经疲劳；按疲劳的程度：一般疲劳，过度疲劳、重度疲劳。

16、疲劳产生的原因及预防；

引起疲劳的原因----作业的强度、性质和持续时间；身体素质；作业的速度；精神因素；工作

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单调.环境的因素预防疲劳的措施1）改进操作方法，合理应用体力；（2）合理安排作业休息制度；（3）避免单调的重复作业4）环境条件及其他因素的改善

第五章 人机系统的安全设计

1、 人机系统安全设计应遵循的原则？

以人为中心的设计原则。产品人性化设计的原则。安全第一的思想贯穿于全过程的原则。

2、城市的特点有哪些？城市安全设计应考虑哪些问题？

城市生命线工程密布；管网资料不全、事故频发：设施陈旧 ；国家的超级金库：传染病传播的好场所：考虑的问题：1）城市人口密度基数的安全设计；2）城市土地利用与安全设计；3）对城市的变与不变相统一的安全设计：4）城市通道的安全设计：

3、工作空间设计的一般原则？

生产现场的布局要合理；设计着眼于人，落实于设备；从实际出发遵循事物本身的规律办事。

4、坐姿作业空间布局设计应考虑哪些问？

包括工作台.工作坐椅.人体活动余隙和作业范围等的尺寸和布局

5、最佳作业空间选择应考虑哪些问题？

①充分考虑作业者的心理特性;②充分考虑作业者的行动空间;③对于多人集体作业应考虑协同作业空间；④考虑设备本身的特点进行设计;⑤考虑控制装置的合理布局⑥根据人体测量学、解剖学和生物力学的特征来布置机器、控制器和工具⑦把设备、控制器和显示器等，尤其是重要设备仪器布置在操作者的手或脚的可及范围与视野的有效位置。

6、安全距离设计的种类及含义。

（了解）机械防护安全距离—是防止人体触及机械部位的间隔；主要取决于人体测量参数；非机械防护安全距离—是使人体免受非机械性有害因素影响的间隔；主要取决于危害源的强度和人体的生理耐受阈限。

7、指针式仪表设计时应考虑的安全人机工程学问题有哪些？

1.刻度盘的形状和大小是否合理；2.指针式仪表的大小与观察距离是否比例适当；3.刻度盘的刻度划分、数字和字母的形状、大小以及刻度盘色彩对比是否便于监控者迅速而准确地识读；4.根据监控者所处的位置，指针式仪表是否布置在最佳视区范围内。

8、指针式仪表设计包含哪些内容？刻度设计的注意事项。

1.刻度盘的设计2.刻度设计3.字符设计4.指针的设计5.仪表的颜色设计：

刻度设计注意事项。不要以点代替刻度线；刻度线的基线用细实线为好；刻度线不要很长且很挤；不要设计成刻度不均匀的刻度

9、设计语言传示装置时应注意哪些问题？

①语言的清晰度；②语言的强度；③噪音对语言传示的影响：

10、怎样对仪表盘进行总体布局设计？

在考虑总体布局时应适合人的生理和心理特性。

1).仪表盘的识读特点与最佳识读区：人眼的识读能力随视区而异2）仪表盘的总体布局设计：为保证工作效率和减少疲劳，一目了然地看清全部仪表，一般可根据仪表的数量选择一字形、弧形、弯折形布置。3）仪表盘的垂直立面布置。盘面安装的仪表，按用途大体可分为：生产管理仪表、过程控制仪表和操纵监视仪表等三类。按其作用、重要程度与操纵要求，其合理布置如图。

12、设计控制器时应考虑哪些因素？

（1）控制信息的反馈：（2）控制器的适宜用力（3）控制器的运动（4）控制器上手或脚的使用部位的尺寸和结构（5）控制器的特征编码与识别

15、控制器的选择原则有哪些？（在什么情况下选用脚动控制器？）

1.要适应人体运动特征，考虑操作者的人体尺寸和体力；2.控制器的操纵方向与预期的功能方向和机器设备的被控制方向一致；3.控制器要利于辨认和记忆；4.尽量利用控制器的结构特点

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进行控制或借助操作者体位的重力进行控制 ；5.尽量设计多功能控制器，并把显示器与之有机结合。

以下可采用脚动控制器。需要进行连续操作，而用手操作又不方便；操纵力大于50~150N；手的工作控制量太大，不足以完成控制任务

16、什么是控显比，如何选择最佳的控显比？显、控设计应考虑哪些因素？

控制显示比就是控制器和显示器移动量之比C/D

综合考虑粗调时间和微调时间，当两个时间和为最少时，系统的 C/D比为最佳。也可以通过实验获得。

对于显示器和控制器的相合性设计，应根据人机工程学原理和人的习惯定式等生理、心理特点，并考虑以下因素：1）运动相合性2）空间相合性 3）控制—显示比

17、高温作业环境对人体的影响及如何改善？

在高温作业下，人体通过呼吸、出汗和体表面的血管扩张向外散热调节体温，以适应作业环境。若人体产热量大于散热量时，将导致热积蓄，促使呼吸和心率加快，皮肤表面的血流量急剧增加，有时可达正常时的 7倍之多，此现象称为热应激现象。持续高温回导致人体热循环系统机能失调，造成急性中暑或热衰竭；引起高血压消化系统疾病等。所以高温作业环境应该对生产工艺和技术、保健措施、生产组织措施等几个方面加以改善。

18、低温作业环境对人体的影响及如何改善？

当环境温度低于人体皮肤温度时，刺激皮肤冷觉感受器产生冲动，引起毛细血管收缩，使人体散热量减少。当温度进一步降低时，肌肉会剧烈收缩、抖动以增加产热量，维持体温恒定的现象，称为冷应激。在低温环境作业时间过长，会超过人体的冷适应能力，使体温调节发生障碍，导致循环血量、白细胞、血小板减少，血糖降低，血管痉挛等。影响人体机能和健康。改善措施：①做好采暖和保暖工作；②提高工作负荷；③采用热辐射防护；④个体防护。

19、照明设计应考虑哪些问题？

1）照明方式2）光源选择3）避免眩光4）照度均匀度5）亮度分布6）照明的稳定性

20、如何评价工作场所的色彩环境？（了解）

大体上分为三类：即环境色彩、物品配色和标志管理用色。

21、机器设备的配色应考虑哪些因素？

①色彩与设备的功能相适应；②设备配色与环境色彩相协调；③危险与示警部位的配色要醒目；④操纵装置的配色要重点突出，避免误操作；⑤显示装置要与背景有一定对比，以引人注意和便于认读。

安全色是指表达安全信息含义的颜色（红、蓝、黄、绿）。

23、何谓安全防护装置，它有几种类型？设计原则有哪些？

安全防护装置是指配置在机械设备上能防止危险因素引起人身伤害，保障人身和设备安全的所有装置。分类：（1）隔离防护装置（2）联锁控制防护装置（3）超限保险装置（4）紧急制动装置（5）报警装置（6）安全防护控制装置

安全防护装置的设计原则：以人为本的设计原则；安全防护装置必须安全可靠原则；安全防护装置与机械装备配套设计的原则；简单、经济、方便的原则；自组织的设计原则。

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本文标签： 人体设计作业环境考虑