安全人机工程复习试

一、填空题(此题30分)在垂直于声波传播方向上，单位时间内通过单位面积的平均声能，称为声强，用I表示，单位为W/m2。当显示器不是为了记录准确的读数，而是为了对机器的运行状态作出定性显示时，选用模拟式仪表更为有利。影响人机系统的因素有人的可靠性、机的可靠性、环境因素。在物质代谢过程的同时发生着能量释放、转移、贮存和利用的过程，称为能量代谢。蜂鸣器它是音响装置中声压级最低、频率也较低的装置。听觉传示装置分为两大类：一类是音响及报警装置；一类是语言传示装置。安静代谢率是人仅为保持身体平衡及安静姿势所消耗的能量。一般在工作前或后进行测定。其值一般取为根底代谢率的1.2倍。人体在作业时或进行其他活动时〔如进出工作岗位、在工作岗位进行短暂的放松与休息等〕，人体自由活动所需要的范围，即作业活动范围。人机系统作为一个完整的概念，表达了人机系统设计的对象和范围，从而建立解决劳开工具和劳动主体之间矛盾的理论和方法。人体的疲劳分为全身性疲劳和局部肌肉疲劳。物体振动导致周围介质〔如空气〕的振动，而分子的振动最终引起人耳鼓膜的振动。在听觉阈限范围内的声压级变化范围为0-120分贝。影响热环境条件的主要因素有空气温度、湿度、风速和热辐射。动态显示是处于变动状态，或显示停留时间很短或显示不停地连续变化。如需要人的视线突然转动时，应要求慢一些才能引起视觉注意。为此，应给出一定标志，如利用箭头或颜色预先引起人的注意，以便把视线转移放慢。或者采用有节奏的结构。人的知觉一般分为空间知觉，时间知觉，运动知觉与社会知觉等。人机工程学的分支有平安人机工程学和工效人机工程学。由于生理、心理及各种光、形、色等因素的影响，人在视觉过程中，会产生适应、眩光、视错觉等现象。作业方法研究包括作业的姿势，体位、用力、作业顺序，合理的工位器具和工卡量具等的研究，目的是消除不必要的劳动消耗。判断声源的距离主要依靠声压和主观经验。一般在自由空间，距离每增加一倍，声压级将减少6dB。模拟显示最常用的有刻度盘指针仪式和灯光显式式。物体的振动有强有弱，所以人耳听到的声音就有大有小，可用声压或声强来反映声音的大小。刻度盘指针仪表最宜用于检查显示和动态显示。人机系统设计是在环境因素适应的条件下，重点解决系统中人的效能、平安、身心健康及人机功能匹配优化的问题。人机系统的最高综合效能是指平安、高效、经济。疲劳有一定的积累效应，未完全恢复的疲劳可在一定程度上继续存在到次日。光源的光色包括色表和显示性，色表就是光源所呈现的颜色。就人、机、环境的总系统而言，人与环境、机与环境可以作为子系统来对待。在功能分配时，首先考虑机器所能承担的系统功能，然后将剩余局部功能分配给人。平安人机系统主要包括人、机、环境三局部。假设女性身高的第95百分位数为165.9CM那么有5%%女性身高大于等于165.9CM。现代人机工程学研究的方向是：把人-机-环境作为一个统一的整体来研究，以创造最适合于人工作的机械设备和作业环境。在非彩色中，白色明度最高，黑色明度最低。人在观察物体时，由于视网膜受到光线的刺激，光线不仅使神经系统产生反响，而且会在横向产生扩大范围的影响，使得视觉印象与物体的实际大小、形状存在差异，这种现象称为视错觉。人机系统的功能有信息接受、储存、处理和执行功能四种。维持生命所必须消耗的根底情况下的能量代谢量叫根底代谢量。指针式模拟显示的显示作用不仅是用来提供准确的定量信息，许多情况下还要表示机器稳定状态。静态显示的间隔时间较长，每次认读都有足够的时间，显示根本处于静止的状态。描述测量数据在中心位置〔均值〕上下波动程度差异的值叫方差。响度是表示人耳对声音的强弱的主观感觉量，用N表示，单位为“宋〞〔sone〕。静态测量是指被测者在确定的静止状态下，如立姿或坐姿，利用人体测量仪器进行的测量。提高作业的机械化、自动化程度是减轻疲劳、提高作业平安可靠性的根本措施。人机系统按自动化程度可分为人工操作、半自动操作和全自动操作系统三类。构成系统的各单元之间通常可归结为串联配置方式和并联配置方式两类。人体在规定的位置上进行作业时〔如操纵机器、维修设备等〕,必须触及的空间，即作业范围，或称为作业接触空间。知觉是人对事物的各个属性、各个局部及其相互关系的综合的整体的反映。在一定视距下，能引起人注意的信号灯，其亮度至少2倍于背景的亮度，同时背景以灰暗无光为好。人机关系主要表达在人和机的关系上。人体尺寸测量时，被测者的坐姿应使左、右大腿大致平行，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。人体测量的数据常以百分位数来表示人体尺寸等级，最常用的是以第5%、第50%、第95%三种百分位数来表示。显示装置与控制装置是协调人机关系的一座“桥梁〞。人们通过这个“桥梁〞来合理地使用机器。具体地说，平安人机工程学的任务是为工程技术设计者提供人体合理的理论参数和要求。就机器设备而言，可靠性是指机器、部件、零件在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。长期从事近距离工作和精细作业的工作者，由于长时间看近物或细小物体，睫状肌必须持续地收缩以增加晶状体的曲度，这将引起视觉疲劳，甚至导致睫状萎缩，使其调节能力降低。当噪声的声压级超过语音20-25分贝时语音全部被掩蔽。第二次世界大战期间是人机工程学开展的第二阶段，本学科在这一阶段的开展特点是：重视工业与工程设计中“人的因素〞。正常情况下，人的两耳的听力是一致的，因此，根据声音到达两耳的强度和时间之差可以判断声源的方向。产生视觉的视网膜是由杆状和锥状两种感光细胞构成的，而起明视作用的锥状细胞，不但能感受颜色，且有较高的视觉的敏感性。通过左、右耳屏点及右眼眶下点的水平面称为眼耳平面。动态测量是在人体从事某种活动的情况下，对运动着的人体进行测量。二、名词解释〔此题20分〕听觉的区分阈限:听觉系统能分辨出两个声音的最小差异区分阈限，与声音的频率和强度有关安静代谢量：人仅为保持身体平衡及安静姿势所消耗的能量。代谢率为根底代谢率的1.2倍。掩蔽效应：被掩蔽的声音的听阈提高的现象。本体感觉：人在进行各种操作活动的同时能给出身体及四肢所在位置的信息形状编码:根据控制器的用途，将控制器设计成不同的形状，以使视觉上和触觉上易于区分耗损故障：由于长期磨损，机器或部件老化、疲劳、腐蚀等造成的后期磨损故障动态测量：是在人体从事某种活动的情况下，对运动着的人体进行的测量综合照明：一般照明与局部照明共同构成的照明，比例1:5为好感觉阈限：刚好能引起某种感觉的刺激值声压：介质中的压力与静压之差随机故障：机器处于正常工作状态下的偶发故障动力作业：靠肌肉的等张收缩来完成作业动作的，即体力劳动剩余分配原那么:在功能分配时，首先考虑机器所能承担的系统功能，然后将剩余局部功能分配给人静视野：在头部固定、眼球静止不动的状态下自然可见的范围视觉疲劳：由于长时间看近物或细小物体，睫状肌必须持续地收缩以增加晶状体的曲度，导致睫状肌萎缩，使其调节能力降低光的数量：指在作业面及其周围的照度听觉绝对阈限：人的听觉系统感受最弱声音和痛觉声音的强度能量代谢率:劳动代谢量和根底代谢量之比表示劳动强度。RMR=〔劳动总能耗量-安静能耗量〕|根底代谢量作业分析:对已分配给别人的功能进行分析，从而使系统中作业与作业之间建立协调一致的关系均值:表示样本的测量数据集中的趋向于某一个值机器的可靠性:是指机器、部件、零件在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力可靠度：是指系统中研究对象人或机器在规定条件下和规定时间内正常工作的概率比较分配原那么：通过人与机器的特性比较，进行客观和符合逻辑的分配并联配置方式：由一系列平行工作的单元组成系统，该系统中只要不是全部单元发生故障，系统仍然可以正常工作故障：机器在规定的时间内和规定的条件下丧失功能视角:由瞳孔中心到被观察物体两端所张开的角度明度：颜色亮暗程度的特性，以区别颜色的明暗与深浅听觉残留:人的听阈复原需要一段时间，掩盖声去掉以后，掩蔽效应并不立即消除的现象。方差：描述测量数据在中心位置上下波动程度差异的值暗适应：指从光亮处进入黑暗处时，一开始时一切都看不见，需要经过一定时间以后才能看清被视物的轮廓系统的作业结构：指对系统的作业和作业技能的整体要求眩光:当人的视野中有极强的亮度比照时，由光源直射出或由光滑外表反射出的刺激或耀眼的强烈光线局部照明：增加某一指定点的照度而设置的照明标准差：说明测量值对均值的波动情况彩度:又叫做纯度或饱和度，是指某种颜色含该色量的饱和程度，也是对色彩的色觉强弱而言的S-O-R行动模型:为刺激-机体-反响行动模型。它是用于研究人和机器相互作用和相互协调的一个模式，在这个模型中存在着涉及任何机器的两个连接点。第一个是S-O连接点，在这个联接点上人必须识别刺激并作出判断；第二个是O-R联结点上，人必须作出反响和行动大小编码:以相同形状而不同大小来区分控制器的功能和用途，这种形式的编码应用范围较小，通常在同一系统中只能设计大、中、小三种规格抽样误差：全部样本均值的标准差坐姿空间作业范围：指身躯伸直或稍向前倾10°~15°，上腿平放，下腿一般垂直或稍向前倾斜着地，身体处于舒适的体位静力作业:对于脑力劳动、计算机操作员、仪器监控者等从事的作业，主要依靠肌肉的等长收缩来维持一定的体位，即身体和四肢关节保持不动时所进行的作业三、辨析题〔判断正误，简述理由，此题10分〕人耳对声音的频率比声音的强度更敏感。√操纵器设计时为减轻人员疲劳，操纵阻力越小越好。×〔阻力过小会使操纵者感觉不到反响信息，对操作情况心中无数〕听觉的绝对阈限是人的听觉系统感受到最弱声音和痛觉声音的强度。√通过铅垂轴和纵轴的平面及与其平行的所有平面都称为冠状面。×〔横轴〕方向盘设计中的主要问题有：方向盘平面间的夹角α，方向盘的直径D和方向盘的构造三个问题。√人眼区分不同颜色的视野不同，其中以区分白色的视野最大。√在仪表盘设计中白底黑字与黑底白字没有差异。×在一定的环境条件下，人机系统包括人和机两个根本组成局部，它们互相联系构成一个整体。√形象化的图形和符号指示最适合用于标记操作中的调节量。×男女共用的工作面高度按女性的数值设计。×〔男〕有关人体尺寸数据表中所列的数据，是根据裸体或穿薄弱内衣的条件下测量出来的，测量时不穿鞋或穿纸拖鞋，因此设计中所涉及的人体尺度也应该是在裸体或穿薄弱内衣的条件下的人体尺寸。×〔穿衣、穿鞋甚至戴帽〕人耳对强度的感觉最灵敏，而对频率的感觉次之。×〔人耳感觉次之对频率的感觉灵敏，对强度的感觉次之〕颜色编码控制器应布置在习惯的操纵位置〔最正确视觉域〕之内，位置编码控制器应安排在习惯的操纵位置上。√有机体对客观世界的认识是从感觉开始的，因而感觉是知觉、思维、情感等一切复杂心理现象的根底。√人体三个主要生理参数计算包括人体体积什算、人体外表积A〔m2〕以及人体循环极限值的计算。√戴手套会阻碍手部感受控制器的反响信息。√概率的方法是借助工程可靠性的概率研究来解决人的行为的可靠性定性化问题。×〔量〕不同国家和地区，人体身高与各部尺寸之比有很大差异。×〔虽有差异但差异较小〕仪表中使用较多的是表内照明，边光照明及表盘反面照明三种。√当两种颜色相配在一起时，黄底黑字最容易识别。×〔黑底黄字〕报警装置最好采用变频的方法，使音调有上升和下降的变化。√光的数量就是指在作业面及其周围光的照度。√从视觉特征来说，仪表板的视距最好是70cm左右，其高度最好与眼相平，布置时，面板应后仰45o角。×〔30°〕人体测量的数据常以百分位数来表示人体尺寸等级，第5百分位数是代表“小〞身材，是指有0.5%的人群身材尺寸大于此值；×〔95%〕为了保持车辆运行平安，转向机构不应设有自动归复到保持直线前进位置的复位装置。×〔为驾驶中省力，同时也为车辆自动保持直线前进，转向机构应设有自动归复到保持直线前进位置的复位装置〕人体皮肤上分布着三种感受器：触觉感受器、温度感受器和痛觉感受器。√如果已经确定了防护屏或防护罩的孔隙尺寸，那么应根据第99百分位数男女二者中的较大值来确定防护屏或防护罩至危险部位的平安距离，使能够穿越孔隙的那局部肢体不能触及危险部位。√实验证明，色彩的三要素中如果只有其中之一发生变化，颜色并不起变化。×根据人体某个特征尺寸，一般不能计算出其它各部位尺寸。×为了保证平安作业，在机器设计中，应使操纵速度低于人的反响速度。√空气相对湿度对人体的热平衡和温热感有重大的作用。√控制器到位时应使阻力发生一种变化，作为反响信息传达给操纵者。这种变化可以是操纵到位时阻力突然变小或阻力突然变大两种情况。√我国的照度标准是以最低照度值作为设计的标准值。×〔采用间接法，从视觉保证一定的视觉功能来选择最低照度，同时进行大量的调查、实测，并考虑当前的电力生产和消费水平〕必须适应或允许身体某些局部通过的空间尺寸，应以第50百分位的值作为适用的人体尺寸；×〔95〕当存在夹缝部位时，夹缝间距必须小于平安距离，否那么夹缝部位将被视为人体有关部位的危险源。×〔大于〕显示器的显示精度越高越便于认读。×〔精度要适当，保证最少的认读时间，防止认读时间临时插补而降低效率，增加过失的可能，如果精度超多需要，反而使阅读困难和误差增大〕人可听见低于16Hz的次声，但听不见高于20000Hz的超声。×〔人只能听见20HZ~20000HZ〕任何一种控制操纵都必然有某种形式的反响信息作用于操作者，使之得以判断机器的运转状态。√降低作业的机械化、自动化程度是减轻疲劳、提高作业平安可靠性的根本措施。×〔提高〕人的反响知觉时间和动作时间通过训练可以缩短。√四、问答题〔此题20分〕操纵杆的主要优点有那些？①可以利用较大的杠杆比操纵力较大的控制器②使操纵杆的运动方向与被控机器的运动方向一致，可以实现模拟操作③操作杆宜做推、拉等直线运动，较旋转式操纵动作反响快劳动强度如何分级？劳动强度的大小可以用耗氧量、能量消耗、能量代谢率及劳动强度指数等加以衡量。1.国际劳工局分级标准：按耗氧量分为中等强度作业、大强度作业及极大强度作业2.日本劳动研究所分级标准：5级极轻、轻、中等、重、极重3.我国分级标准：根据劳开工时、能量代谢和疲劳感等指标，经过综合分析后提出。简述减少反响时间的途径。①合理地选择感知类型；②适合人的生理心理要求，根据安人机工程学原那么设计机器；③作者操作技术的熟练程度直接影响反响速度，可通过训练提高反响速度在设计语言传示装置时，应注意哪些问题？语言的清晰度，语言的强度，噪声对语言传示的影响人体闪频融合值怎样测定？受试者观看一个频率可调的闪烁光源，记录工作前、后受试者可分辨出闪烁的频率数。具体做法是先从低频闪烁做起，这时视觉可见仪器内光点不断闪烁。当增大频率，视觉刚刚出现闪光消失时的频率值叫闪光融合阈；光点从融合阈值以上降低闪光频率，当视觉刚刚开始感到光点闪烁的频率值叫闪光阈。他和融合值的平均值叫临界闪光融合值。人体疲劳后闪光融合值降低，说明神经系统出现钝化。一般用什么作为控制到位的反响信息？仪表显示、光显示、振动变化、音响显示、操作阻力对控制器进行编码都有哪几种？目的：一是为了说明控制器的位置或状态，以便确认操作的准确性；二是使不同的控制器各具特点，便于记忆、寻找和感受信息，保证操作的正确性。大小、形状、符号、位置、色彩控制器有哪些编码？大小、形状、符号、位置、色彩视错觉在什么情况下要利用在什么情况下要防止？为了改善人得视觉环境，让人在该环境中舒适的情况需要利用。在人机系统中需要作出判断时那么要防止。人机系统的设计程序通常可分为哪几个阶段？①定义系统目标和参数阶段②系统定义阶段③初步设计阶段④人机界面设计阶段⑤作业辅助设计阶段⑥系统评价阶段当显示器与控制器具有相同的运动形式时，设计其布局时应注意哪些？①尽量防止仪表为竖立直线刻度盘式而控制器都是横向直线运动，或者相反，防止仪表横向运动而控制器竖直运动②防止旋转式仪表与旋转式控制器处于相互垂直的位置③不满足上述两条，查表何为人体测量中的百分位数？人体测量数据常以百分位数来表示人体尺寸等级，最常用的是5%、50%、95%。控制器编码起什么作用？①为了说明控制器的位置或状态，以便确认操作的准确性②使不同的控制器各具特点，便于记忆、寻找和感受信息，保证操作的正确性作业空间包含哪三种不同的空间范围？作业接触空间：人体在规定的位置上进行作业时必须触及的范围、作业活动空间：人体在作业时或进行其他活动时，人体自由活动所需要的范围、平安防护空间：为了保障人体平安，防止人体与危险源直接接触所需要的平安防护空间为什么“开窗形〞仪表比较好而“垂直直线形〞最差？开窗型：指针不动，刻度数字动，窗中的数字易读，其误读率最低，与此相反，圆形半圆型由于需在仪表中寻找和确认指针的位置，所以在较短的揭示时间内比开窗型的误读率高。水平型和垂直型由于寻找指针位置最费时间，在提示时间短的情况下，误读率最高，由于眼球在水平方向运动快的缘故，垂直型最差简述提高机器设备可靠性的方法。⑴减少机器故障的方法①利用可靠性高的元件②利用备用系统③采用平行的并联配置系统④对处于恶劣环境下的运行设备应采取一定的保护措施⑤降低系统的复杂程度⑥加强预防性维修⑵提高机器设备使用平安性的方法①设计平安开口②设置防护屏③加联锁装置④设置双手控制按钮⑤安装感应控制器⑥设置示警装置⑦设应急制动开关什么叫机器的随机故障？是在机器正常工作状态下的偶发故障何为反响时间？影响反响时间的因素有哪些？反响时间：指人从机械或外界获得信息，经过大脑加工分析发出指令到运动器官开始执行动作所需的时间。因素：感觉通道，执行动作的运动器官，刺激的数目、方式、性质、强度，机体状况，操纵器及显示器什么是均值？表示样本的测量数据集中地趋向于某一个值，该值称为平均值对高灵敏度系统应该怎样设计控制器？对于高灵敏度系统可以采用两级调节的结构：第一级控制器是对显示作快速微调，第二级是控制器对显示作慢速微调五、论述题〔此题20分〕简述反响时间的特点及影响因素。反响时间随感觉通道、刺激数目、刺激性质、方式、强度、随机体状况的不同而不同，操纵器与显示器有关。简述控制器反响的方式。仪表显示：数字式和模拟式、光显示：控制其上装有灯光显示、振动变化：可以反映在控制器和体觉上、音响显示：在控制器上设置到位音响装置、操作阻力：控制反响的主要因素简述现代人机工程学研究的方向。把人-机-环境作为一个统一的整体来研究，以创造最适合于人工作的机械设备和作业环境，把人-机-环境系统相协调，从而获得系统的最高综合效能：高效、平安、经济从人机工程学的角度论述设计荧光屏的一般原那么。1〕目标亮度愈高，愈易觉察，当目标亮度超过34cd/m2时，视敏度改变小；2〕屏幕亮度不宜调节到最亮，适宜亮度效率高；3)目标呈现在0.01~10s范围内，目标的视见度随呈现时间的增大而提高；4〕余辉与目标呈现时间有一定关系，但非一回事论述如何设计实现最正确的信息交流系统。至少要遵守五个原那么：时间顺序原那么：对于必须按一定先后时间顺序显示的仪表或按一定顺序操作的控制器应按照它们起作用的时间顺序依次排列、功能顺序原那么：指按照多个控制器的作用顺序排列的布置显示器及控制器、使用频率原那么：使用频率最高的显示器或控制器应布置在最正确的信息接受区域或最正确操作区、重要性原那么：重要的显示器或控制器即便使用的频率不高，也应该布置在比较方便的位置、方向性原那么：举例论述在何种情况下宜选用脚动控制器。在操作过程中，只有在用脚动控制器优于手动控制器时才选用。①需要连续进行操作，而用手操作不方便的场合②无论是连续性的还是间歇性控制，其操纵力超过5~10Kg的情况下③受的控制工作量太大，缺乏以完成控制任务时论述防止误操作设计都有哪些方法。1〕将按钮或旋钮设置在凹入得底座之中或加装栏杆；2〕是操作手在越过此控制器时，手和控制器的运动方向不一致；3〕在控制器上加盖或加锁；4〕在固定顺序操作的控制器，可以设计成联锁的形式，使之必须依次操作才能动作；5〕增加操作阻力，使较小外力不起作用讨论在平安生产中由于劳动保护的特殊装置而引起误差的相关因素。⑴手套：戴手套会阻碍手部感受控制器的反响信息。原因是在手套在皮肤与控制之间起到软曾隔离作用，较小的反响作用会被手套吸收掉，使皮肤感觉不到。手套还阻碍手指还会阻碍手指的灵巧动作，使之抓住操纵器发生困难，或手部过早出现静力疲劳⑵鞋：影响脚对反响信息的接受使用脚操纵控制器时，过厚、过硬的鞋底会影响到工作质量和引起误差。。⑶工作服。对平安性和效率的影响①保证人的生命得以正常维持。应考虑的因素有衣服的保暖性能、隔热性能、透气性能、吸湿性能②为生产劳动提供最大的方面，有利于提高工作效率。相关因素有衣服的厚度、硬度、弹性、强度等。过硬、过厚或过于紧身的服装会影响动作灵巧性和准确性；服装的样式、合体程度也会影响操作的方便性。。③保障操作系统平安。对服装有着不同的技术和式样要求，要考虑到能防止衣服被机器绞住，以防意外伤害在设计语言传示装置时，应注意哪些问题？1〕语言的清晰度：语言清晰度必