安全人机期末重点计算试题

第五章

人机系统的安全设计

第一节人机界面的安全设计第二节作业环境的设计第三节安全防护装置人机学设计第四节人机系统安全与可靠第1

页什么是人机界面？在人机系统中，存在着一个人与机相互作用的“面”，所有的人机信息交流都发生在这个“面”上，通常人们称这个面为人机界面。人机界面设计内容：显示器、控制器以及它们之间的关系设计，使人机界面符合人机信息交流的规律与特性。第2

页一、信息显示装置的类型及其特点1、信息显示方式的类型及其功能在人机系统中，按人接受信息的感觉通道不同，可将显示器分为视觉显示器、听觉显示器和触觉显示器。仪表是信息显示器中应用最广泛的一种视觉显示器。按显示形式分：数字式显示器：直接用数码来显示信息的仪表模拟式显示器：用标定在刻盘上的指针来显示信息的第3

页第4

页

如果按显示功能分类，这时可分为读数用仪表、检查用仪表、警戒用仪表、追踪用仪表和调节用仪表。①读数用仪表用于显示机器的有关参数和状态；②检查用仪表用于显示系统状态参数偏离正常值的情况，一般无需读出确切的数值；③警戒用仪表用于显示机器是处于正常区、警戒区还是危险区。④追踪用仪表是动态控制系统中最常见的操纵方式之一；⑤调节用仪表只用于显示操纵器调节的值，宜选用由操纵者直接控制指针或刻度盘运动的结构形式。第5

页对显示器的基本要求1.用尽量简单明了的方式显示所传达的信息，尽量减少译码的错误。2.使用与信息精度要求相一致的显示精度，要保证最少的认读时间。3.采用与操作人员的操作能力及习惯相适应的信息显示形式，提高显示方式和人机可靠性。4.按观察条件，运用最有效的显示技术和显示方法，使显示变化的速度不要超过人的反应速度。第6

页

2显示器设计的基本原则（1）明显度高（2）可见度高（3）可读性好（4）阐明力强（5）简单明了（6）确保安全（7）使视力缺陷者也不会误认（8）显示器的显示方式和操作者的思维过程应当和谐一致第7

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位置排列原则1.最常用的和最主要的显示器应尽可能安排在视野中心3°范围之内，因在这一视野范围内，人的视觉效率最优，也最能引起人的注意；2.当显示器很多时，应按它们的功能分区排列，区与区之间应有明显界限；3.显示器应尽量靠近，以缩小视野范围；4.显示器的排列要适合于人的视觉特征。例如，人眼的水平运动比垂直运动快且幅度宽，因此显示器水平排列的范围可以比垂直方向大。此外，为达到较好的视觉效果，在光线暗的地方要装设合适的照明设备。第8

页3、视觉显示器的设计视觉显示方式主要有数字显示和模拟显示两类：数字显示中有机械式，数码管式液晶式和屏幕式等。它直接用数码来显示有关参数和工作状态。模拟显示最常用的有刻度盘指针式和灯光显示式。它是用模拟量来显示机器有关参数和状态。手表表盘就是一个典型的模拟显示。第9

页（1）指针式仪表的设计依刻度盘的形状，指针显示器可分为圆形、弧形和直线形见表6－1设计指针式仪表时应考虑安全人机工程学的问题①指针式仪表的大小与观察距离是否比例适当；②刻度盘的形状与大小是否合理；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能迅速而准确地识读；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。

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页表6－1

指针显示器的刻度盘分类

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页误读率比较:开窗型，由于指针不动，刻度数字动，窗中的数字易读，其误读率最小。与此相反，圆型，半圆型等，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，但因可以用指针的倾角来推测显示量，因此高于水平型和竖直型显示。水平型和竖直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，但与竖直型相比，水平型的误读率偏低，这是因为眼球的运动快的缘故。

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页1）刻度盘的设计刻度盘的形状。刻度盘的形状主要取决于仪表的功能和人的视觉运动规律。以数量识读仪表为例，其指针值必须能使识读者精确、迅速地识读。刻度盘的大小。刻度盘的大小取决于盘上标记的数量和观察距离。以圆形刻度为例，当盘上标记数量多时，为了提高清晰度，须相应增大刻度盘。但是，这必将增加眼睛的扫描路线和仪表占用面积。而缩小刻度盘又会使标记密集不清晰。第13

页表1认读速度和准确度与直径大小的关系（视距750mm）

刻度盘直径mm观察时间s平均反应时间s读错率%250.820.766440.720.724700.755.7312结果表明，圆形刻度盘的最优直径是44mm。第14

页关于圆形刻度盘的直径、观察距离和标记数量的推荐值请参见右表。刻度标记的数量刻度盘的最小允许直径观察距离500mm时观察距离900mm时3825.425.45025.432.57025.445.510036.464.315054.498.020072.8129.6300109.0196.0第15

页2）刻度与刻度线设计①刻度的大小刻度盘上最小刻度线间的距离称为刻度。刻度的大小可根据人眼的最小分辨能力和刻度盘的材料性质及视距而确定。人眼直接读识刻度时，刻度的最小尺寸不应小于0.6～1mm。当刻度小于1mm时，误读率急剧增加。因此，刻度的最小尺寸一般在1～2.50mm之间选取,必要时也可采用4～8mm。采用放大镜读数时，刻度的大小一般取1／Xmm（X为放大镜放大倍数）。刻度线的最小值还受所用材料的限制，钢和铝的最小刻度为1mm；黄铜和锌白銅为0.5mm第16

页②刻度的类型常见的刻度类型有单刻度线、双刻度线和递增式刻度线（见图6－1）。递增式刻度线的形象特征可以减少识读误差。③刻度线的宽度即刻度线的粗细刻度线的宽度取决于刻度的大小，当刻度线宽度为刻度的10％左右时，读数的误差最小（图6-2）。因此，刻度线宽度一般取刻度的5％～15％，普通刻度线通常取0.1±0.02mm；远距离观察时，可取0.6～0.8mm，精度高的测量刻度线取0.0015～0.1mm。第17

页图6－1刻度线

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页④刻度线长度刻度线长度选择合适与否，对识读准确性影响很大。刻度线长度受照明条件和视距的限制，见表6-3。当视距为L时，刻度线最小长度为：长刻度线长度＝L／90中刻度线长度＝L／125短刻度线长度＝L／200刻度线间距＝L／600刻度线长度还受刻度大小的影响，不同刻度范围的刻度线长度按表6－4选取。第19

页表6-3刻度线的长度观察距离m长度mm长刻度线中刻度线短刻度线0.5以内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

页表6-4

刻度线长度选择表

（㎜）

刻度大小长度刻度线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（长）1.82.22.83.34.06.06.08.0第21

页⑤刻度方向刻度盘上刻度值的递增顺序称为刻度方向。刻度方向必须遵循视觉规律，水平直线型应从左至右；竖直直线型应从下到上；圆形刻度应按顺时针方向安排刻度值。⑥数字累进法一个刻度所代表的被测值称为单位值。每一刻度线上所标度的数字的累进方法对提高判读效率、减少误读也有非常重要的作用。数字累进法的一般原则如表6－5所示。这是美国海军的研究成果。第22

页表6－5

数字累进法

优可差12345510152025102030405050100150200250246810204060801002004006008001000

369124812161.252.557.515304560一般应采取表中“优”的累进法，只是在不得已的情况下才使用“可”，而绝对不能使用“差”的累进法。人最易读取自然增加的数字。

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页⑦刻度设计注意事项

A、不要以点代替刻度线；B、刻度线的基线用细实线为好，图3中采用的粗线不利于识读；C、刻度线不可很长而且很挤，如图4所示；D、不要设计成间距不均匀的刻度，如图5所示。第24

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图3准线太粗

图4刻度线太长，排得太挤

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页图5不均匀刻度举例

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页3）字符设计①字符的形体

②字符的大小对于安装在仪表盘上的仪表，视距为710㎜时，其字符高度可参考表6－6笔划宽与字高比值的推荐值如表6－7所示在刻度大小已定的条件下，字符的高度通常取为L/200，也可近似公式计算H=L/3600θH-字符高度，mmL-视距，mmθ-最小视角，通常取10-30第27

页表6－6仪表盘上仪表的字符高度（㎜）

字母或数字的性质低亮度下（约0.103cd/m2）高亮度下（约3.43cd/m2）重要的（位置可变）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

页表6－7

不同照明条件下字符笔划粗细取值

照明和背景亮度情况字体笔划宽：字高低照度下字母与背景的亮度对比比较低时亮度对比值大于1:12（白底黑字）亮度对比值大于1:12（黑底白字）黑色字母于发光的背景上发光字母于黑色的背景上字母具有较高的明度视距较大而字母较小的情况下粗粗中粗～中中～细粗中～细极细粗～中粗1:51:51:6～1:81:6～1:81:51:8～1:101:12～1:201:5～1:6第29

页③标度数字的原则指针运动盘面固定的仪表标度的数字应直排（正立位）；盘面运动指针固定的仪表标度的数字应辐射定向安排；最小刻度可不标度数字，最大刻度必须标度数字；指针在仪表面内时，如果仪表盘面空间足够大，则数字应在刻度的外侧，以避免被指针挡住；指针在仪表外侧时，数字应标在刻度的内侧；（不遮挡）开窗式仪表的窗口应能显示出被指出的数字及上下相邻的两个数字，标数应顺时针辐射定向安排。为了不干扰对显示信息的识读，刻度盘上除了刻度线和必要的字符外，一般不加任何附加装饰；一些说明仪表使用环境、精度的字符应安排在不显眼的地方。第30

页4）指针设计指针设计的人机工程学问题，主要从下列几方面考虑：形状长度颜色零点位置色彩匹配第31

页指针的形状指针形状要单纯、明确，不应有装饰。针身以头部尖、尾部平、中间等宽或狭长三角形的为好。图6-6为指针的基本形式。在设计指针箭头时可参考图6-7所示的各种箭头，以最右端的为最好。第32

页图2

指针的基本形状第33

页指针的宽度——指针针尖宽度应与最短刻度线等宽，但不应大于两刻度线间的距离。指针不应接触刻度盘面，但要尽量贴近盘面。精度要求很高的仪表，其指针和刻度盘面应装配在同一平面内。

指针的长度——指针的针尖不要覆盖刻度，一般要离开刻度记号1.6mm左右，圆形刻度盘的指针长度不要超过它的半径，需要超过半径时，其超过部分的颜色应与盘面的颜色相同。

指针的颜色——指针的颜色与刻度盘的颜色应有较鲜明的对比，但指针与刻度线的颜色和字符的颜色应该相同。

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一表双显示可以克服两只仪表数值比较时的困难，但这种仪表易产生误读，只有表盘比较大时才会使用，这时必须使两个表针的形状、颜色、针尾不相同。第35

页零点位置——指针零点位置大都在相当于始终12点或9点的位置上。色彩匹配——指针、刻度和表盘的配色关系要符合人的色觉原理，黑色配色的清晰度较高，但不是最高，见表6-8配色时要采取红绿等醒目色，以提高工作环境的美学效果。在现代生产中，要注意整体效果，即装在仪表板上所有仪表的颜色都要搭配好，使总体颜色看起来协调、淡雅、舒适和明快。

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页表6-8

配色的级次级次12345678910清晰

程度底色

被衬色

模糊

程度底色

被衬色

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页（2）数字显示器的设计数字显示是直接用数字和字符等显示参数或状态的仪表，除了少量机械式数字显示器外，显示器几乎全是电子显示器，其基本形式有两种：一种是以显示数字为主并有少量字符的显示器，多数为开窗式，如液晶显示器、数码管显示器等；一种是以显示参数、表格、模拟曲线或图形，以及数量较多的各种字符为主的显示器，多数为屏幕式，如各种监视器、计算机显示器等。第38

页电子显示的主要问题有两个：一是因字型由直线段组成，因而失去常态的曲线，带来认读的不方便；二是各字间隔会因字的不同而变化，忽大忽小；如图6-9所示。图6-9电子数码显示

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页实验表明，由亮小圆点阵来构造字符，认读性好，使混淆的可能性大为减小。图6－10圆点阵显示

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页数字式显示的优点使用数字式显示不但认读快，而且误读率低格雷瑟在1949年用八个指针式仪表和一个数字显示仪表，作为飞机高度计，显示飞机不同的高度，如图6-11所示。对受过训练的飞行员和大学生进行认读实验。发现飞机上原来采用的三针式高度计误读率最高并且认读时间最长。1958年4月晚一架子爵号飞机在准备向普斯威克机场降落时，机长将三针式高度计的2500英尺误读为12500英尺，结果飞机撞毁在地面上。

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页图6-11

格雷瑟的实验仪表(1)第42

页图6-11

格雷瑟的实验仪表(2)第43

页（3）信号灯设计信号灯设计的原则清晰、醒目和必要的视距合乎使用目的按信号性质设计信号灯位置与颜色的选择信号灯与操纵杆和其他显示器的配合第44

页（4）符号标记设计符号标记的评价标准为：识别性、注目性、视认性、可读性、联想性。路标的具体评价依次是：标记的识别距离，文字的识认距离，认读时间，判断时间动作时间第45

页为了防止色盲、色弱、色觉异常者（多为红绿色盲）对交通信号的误认，有的城市采用如图6-12所示的信号灯。图6-12改进的交通信号灯第46

页3、听觉显示器的设计（1）音响及报警装置的设计1）音响和报警装置的类型及特点①蜂鸣器常配合信号灯一起使用，作为提示性听觉显示装置，提示操作者注意，或提示操作者去完成某种操作，也可用于指示某种操作正在进行。②铃铃因其用途不同，其声压级和频率也有较大差别。用做指示上下班的铃声和报警器的铃声，其声压和频率就较高，因而可用于具有较高强度噪声的环境中。③角笛和汽笛角笛常用作高噪声环境中的报警装置；汽笛较适合于紧急状态的音响报警装置。

④警报器主要用作危急状态报警，如防空、救火报警等。第47

页2）音响和报警装置的设计原则①音响信号必须保证使位于信号接受范围内的人员能够识别并按照规定的方式作出反应。因此，音响信号的声级必须超过听阈，最好能在一个或多个倍频程范围内超过听阈10dB以上。②音响信号必须易于识别，特别是有噪声干扰时，音响信号必须能够明显地听到并可与其它噪声和信号区别。因此，音响和报警装置的频率选择应在噪声掩蔽效应最小的范围内。例如，报警信号的频率应在500～600Hz之间。其最高倍频带声级的中心频率同干扰声中心频率的区别越大，该报警信号就越容易识别。当噪声声级超过110dB时，最好不用声信号来作报警信号。第48

页③为引起人注意，可采用时间上均匀变化的脉冲声信号，其脉冲声信号频率不低于0.2Hz和不高于5Hz，其脉冲持续时间和脉冲重复频率不能与随时间周期性起伏的干扰声脉冲的持续时间和脉冲重复频率重合。④报警装置最好采用变频的方式，使音调有上升和下降的变化，例如紧急信号，其音频应在1S内由最高频（1200Hz）降低到最低频（500Hz），然后听不见，再突然上升，以便再次从最高频降低到最低频。这种变频声可使信号变得特别刺耳，可明显地与环境噪声和其它声信号相区别。⑤显示重要信号的音响装置和报警装置，最好与光信号同时作用，组成“视听”双重报警信号，以防信号遗漏。第49

页（2）语言传示装置的设计⑴语言的清晰度语言清晰度（室内）与主观感觉的关系（见表6－9）。设计一个语言传示装置，其语言的清晰度必须在75％以上，才能正确传示信息。⑵语言的强度语言传示装置的语言强度最好在60～80dB之间。（见图6-13）⑶噪声对语言传示的影响当噪声声压级大于40dB时，这时噪声对语言信号有掩蔽作用，从而影响语言传示的效果。第50

页表6－9语言清晰度的评价

语言清晰度百分率×100人的主观感觉65以下65～7575～8585～9696以上不满意可以听懂，但很费劲满意很满意完全满意返回第51

页图6-13语音强度与清晰度的关系返回第52

页4、仪表盘总体布局设计（1）仪表盘的识读特点与最佳识读区以视中心线为基准，在其上下各15°的区域内误读概率最小，视角增大差错率增高(表6－10)。

当视距为800㎜时，若眼球不动，水平视野20°范围为最佳识读范围，其正确识读时间为１s。当水平视野超过24°以外范围的仪表时，需通过左部区域，然后再观察右部区域，所以24°角以外区域的左半部正确识读时间比右半部正确识读时间短。视线与盘面垂直，可以减少视觉误差。当人坐在控制台前时，头部一般略向前倾，所以仪表盘面应相应后仰15～30°，以保证视线与盘面垂直。第53

页表6－10不同视线角度与误读概率

视线上下的角度区域误读概率0º～1515º～30º30º～45º45º～60º60º～75º75º～90º0.0001～0.00050.00100.00150.00200.00250.0030返回第54

页（2）仪表盘的总体设计为了保证工作效率和减少疲劳，一目了然地看清全部仪表，一般可根据仪表盘的数量选择一字形、弧形、弯折形布置形式。一字开布置的结构简单，安装方便，适用于控制室仪表盘较少的小型控制室。弧形布置的结构比较复杂，它既可以是整体弧形，也可以是组合弧形。这种弧形结构改善了视距变化较大的缺点，常用于10块盘以上的中型控制室，弯折式布置由多个一字形构成，其结构比弧形式简单，又使视距变化较大的缺点得到克服。因此该种布置形式常用于大中型控制室。第55

页A布置反应全局性、对生产过程有指导意义的生产管理仪表B区布置监控者需要经常观察的各类指示仪表C区布置指示调节器和记录及其操纵部件E区时仪表盘附带的操作台，可布置启动和停止按钮。（3）仪表盘的垂直立面布置第56

页二、控制装置的类型和特点控制器是操作者用以控制机器运行状态的装置或部件，是联系人和机的重要部件之一。生产中的许多事故是因控制器的设计未能充分考虑人的因素所致。费茨（P．M．Fitts）和琼斯（R．E．Jones）1947年在分析飞行驾驶中出现的460个操作失误中，发现其中68％的错误是由于控制器设计不当引起的。这足以说明控制器设计的重要性。第57

页1、控制器的类型（1）按操纵的动力装置分，有三类：手控装置如按钮、开关、旋钮、曲柄、杠杆及手轮。脚控装置如脚踏板、脚踏钮、膝控制器等。其它如声控、光控。第58

页（2）、按控制器的功能分，有四类：开关控制器

用于简单的开或关，启动或停止的操纵控制。常用的有按钮、踏板、手柄等。转换控制装置

用于系统当中不同状态之间的转换操纵控制。如手柄、选择开关、转换开关、操纵盘。调整控制装置

用于调整系统中工作参数定量增加或减少的操纵控制。如旋钮、手轮、操纵盘等。紧急停车控制装置

用于紧急状态下启动或停止的操纵控制。如制动闸、操纵杆、手柄。第59

页2、控制器设计的一般原则（1）控制器设计的一般要求控制器设计要适应人体运动的特征，考虑操作者的人体尺寸和体力(表6-11）。(表5-12、13)控制器操纵方向应与预期的功能方向和机器设备的被控制方向一致。控制器要利于辨认和记忆。尽量利用控制器的结构特点进行控制（如弹簧等）或借助操作者体位的重力（如脚踏开关）进行控制。尽量设计多功能控制器，并把显示器与之有机结合，如带指示灯按钮等。第60

页表6－11常用操纵机构所允许的最大用力操纵结构的形式允许的最大用力（N）轻型按钮5重型按钮30脚踏按钮20～90轻型转换开关4.5重型转换开关20前后动作的杠杆150左右动作的杠杆130手轮150方向盘150返回第61

页（2）、设计控制器时应考虑的因素1）控制信息的反馈来自人体自身反馈信息的部位：眼睛观察手脚的位移；手、臂、肩或脚、腿、臀感受的位移或压力信息。来自机反馈的信息：仪表显示、音响显示、振动变化及操纵阻力四种形式。光显示。即在控制器上装有灯光显示。将按钮做成透明体，内设小灯，当按钮到位时，按钮即发光。这样不仅可以表明操作控制器的到位，还可以显示按钮的位置状态，提示操作者注意。还可以在控制按钮以外的相应位置上用不同色光的联动装置来表示操作控制器到位的情况。第62

页振动变化。可以反映在控制器上，也可反映在体觉上（如机动车辆）。振动也常常转化为噪声的形式传递给操作者。音响显示。在控制器上设置到位音响装置（如“卡嗒”声），这种音响常由控制器定位机构中自动发出也可以装设专门的联动音响装置。操纵阻力主要有静摩擦力、弹性力、粘滯力、惯性力四种形式。其特点见表6-12。阻力大小与控制器的类型、位置、移动的距离、操作频率、力的方向等有关。表6-13列出了不同控制器的最小阻力。第63

页表6－12摩擦、弹性、粘滯性、惯性等控制器的阻力特性

类型举例特性优点缺点用途摩擦力闸刀开始时阻力大，开关滑动时阻力即下降因阻力大可减少意外动作控制准确度低宜作连续控制弹力弹簧阻力随控制器移动距离加长而增大控制准确度高;控制器能自动归回空位控制器移到中间位置要定位时，需设定位装置可作连续控制粘滞力活塞阻力与控制器移动速度相对应控制准确度高;运动速度均匀;稳定性好造价高宜作连续控制惯性力摇把阻力由多级结构的惯性产生，一般较大允许平滑移动;因需较大作用力故减少了意外移动的可能操作疲劳;移动准确性差可用于不精确控制返回第64

页表6－13不同控制器所要求的最小阻力

控制器类型所需最小阻力（N）手动按钮2.8扳动开关2.8旋转选择开关3.3旋钮0~1.7摇柄9~22手轮22手柄9脚动按钮5.6（如果脚停留在控制器上）17.8（如果脚不停留在控制器上）脚踏板44.5（如果脚停留在控制器上）17.8（如果脚不停留在控制器上）第65

页2）

控制器的运动由于控制器的主要目的是控制系统的变化，因此，应尽量使控制器的操作方向与系统过程的变化方向相一致，这样可以使控制器的操作形象化，又可使控制器的操作和系统的变化之间产生一定的逻辑关系，有利于操作人员记忆和辨认，提高操作效率。3）

控制器上手或脚的使用部位的尺寸和结构手或脚操作的控制器尺寸，首先取决于控制器上手或脚使用部位的尺寸，其次需根据操作时是否戴手套，或作业时鞋的形式来决定放宽的尺寸。显然对不同的控制器，由于压或握的用力方式不同，操纵件尺寸和形状也不同。第66

页手或脚使用的部位还决定于控制器的重量分配。必须在保证空位时操纵者可以离开控制器自由活动，工作位时，不会因负担控制器的重量而引起疲劳。如果是手用工具，又不是利用重力工作的，就应尽量使工作的重心落在手握的部位上，以免手腕肌肉承担较大的静力负荷而引起疲劳。握把部位不宜太光滑或太粗糙，若过于光滑，操纵时不易抓稳或握住，特别是手上有油或水的情况下更加不利，易发生失手事故，或因长时间过大的静力负荷而使手疲劳，故一般选用无光泽的软纹皮包层为宜。第67

页手柄的形状应尽量使手腕保持自然状态，使手与小臂处于一条直线上，如果使手腕向某一方向弯曲，就会使骨骼肌产生静力疲劳。因此设计原则是“宁肯弯曲手柄也不要使手臂弯曲”。对手动工具也是这样，更需要使握力充分发挥出来。影响握力的主要因素是手柄直径，手柄直径为50mm时欧洲人握力最大，对亚洲人而言手柄直径可取40～50mm之间。由于脚对动作和压力的敏感度均较低，因此脚用按钮或踏板应有足够大的行程，以减小误踏时产生误动作的可能。脚用按钮还应有足够大的接触平面，以便于寻找和踩稳。脚踏板应有增加摩擦力的网纹。第68

页将控制器进行合理编码，使每个控制器都有自己的特征，以便于操作者确认不误，是减少差错的有效措施之一。控制器编码一般有6种方式：形状、位置、大小、操作方法、色彩和文字符号编码。可根据需要，采用一种或几种方式的编码组合。第69

页形状编码下图给出了常用旋钮的形状编码实例。第70

页连续旋转钮（控制范围超过360o）

第71

页部分旋转钮（控制范围不超过360o）

定位指示旋钮（控制范围有固定的边界限制）第72

页②大小编码

以相同形状而不同大小来区别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。由于大小编码的视觉和触觉感知度小的原因，常与其他形式编码一起使用。

③位置编码

在人机操纵系统中，利用控制器相对于人的不同位置进行编码。汽车上的离合器、制动器和加速器的踏板，就是以位置编码的。通常，位置编码的控制器数量不多，并须与人的操作顺序和操作习惯相一致，这样可以使人不用眼看，就可能正确地进行操作。第73

页④操作方法编码⑤色彩编码利用不同颜色来区别控制器的功能。色彩编码一般不单独使用，常与形状编码、大小编码等合并使用。由于色彩只能靠视觉辨认，有时也配以不同的色光照明，以增加视认度。同时色彩编码的色相种类不宜过多，颜色过多，会降低对控制器的视认度。⑥文字、符号编码第74

页3控制装置的设计（1）手动控制器设计1）旋钮功能：旋钮是供单手操纵的控制器。根据功能要求，旋钮可以旋转一圈或不满一圈，可以连续多次旋转，也可以定位旋转。实验表明，多于单选钮，直径以50mm为最佳。第75

页2）按钮设计：按钮有两种结构：一种是单作用按钮，按则下降，松则弹起；一种是具有保持位的双作用按钮。按钮有3个主要参数：直径、作用力和移动距离①按钮直径：一般圆形弧形按钮直径以8-18mm为宜，矩形按钮以10×10mm、

10×15mm或15×20mm为宜，按钮应高出盘面5-12mm，行程为3-6mm，按钮间距一般为12.5-25mm，最小不得小于6mm。按钮直径大于15mm时，可将顶部做成球面形凹坑，以便于手感定位，当按钮布置在暗处时应在其内部装一小灯泡，按钮用透明材质制作，以保证快速准确的操作。第76

页②按钮阻力：对于单指按钮的阻力，大拇指按钮可取2.94-19.6N，其他手指按钮可取为1.47-5.89N，按钮阻力不宜太小，以免稍有误碰就会起作用。按钮开关一般用声响如”咔嗒“声，或以阻力的变化作为到位的反馈信息。第77

页3）扳动开关：只有开和关两种功能。第78

页4）杠杆：具有前后左右进退上下出入的控制功能，其操纵角度通常为30-60度。第79

页5）转轮、手柄和曲柄第80

页（2）脚动控制器的设计

1）脚动控制器的形式（见下图）脚动控制器主要有两种形式：脚踏板和脚踏钮第81

页各种踏板效率比较（见下图）第82

页脚踏板与操纵方式操纵方式操纵特征整个踏板操纵力较大（大于50N），操纵频率较低，适用于紧急制动器的踏板脚掌踏操纵力在50N左右，操纵频率较高，适用于启动、机床刹车的脚踏板脚掌或脚跟踏操纵力小于50N，操纵迅速，可连续操纵，适用于动作频繁的踏板第83

页2）脚动控制器的适宜用力

脚动控制器推荐的用力值脚休息时脚踏板的承受力18～32悬挂的脚蹬（如汽车的加速器）45～68功率制动器直至68离合器和机械制动直至136飞机方向舵272可允许脚蹬力最大值2268创记录的脚蹬力最大值4082第84

页3）脚动控制器的设计：脚操纵器的空间位置直接影响的施力和操纵效率。对于蹬力要求较大的叫操纵器，其空间位置应考虑到施力的方便性，即使脚和整个腿在操作时形成一个施力单元。大小腿间的夹角应在105-135度范围内，以120度为最佳，这种姿势下脚的蹬力可达2250N。第85

页对于蹬力要求较小的脚操纵器，考虑坐姿时脚的施力方便，大小腿夹角以105-110度为宜。第86

页调节踏板调节踏板有以鞋跟为转轴的（见图1）和脚悬空的两种。

以鞋跟为转轴的踏板典型例子如汽车的油门踏板等，踏板下的舒适角不大于20°，一般控制在15°左右，每脚与人的中线叉开10°～15°为宜（见图2）。图1以鞋跟为转轴的踏板

图2脚的舒适叉开角度

第87

页踏板开关设计脚踏开关多用于定位操纵，要很好地安排它的位置，使操作者在不影响稳定性的情况下即能使用，还要避免发生误踏的危险。给出了踏板开关的形状和尺寸，踏板的转角不宜超过10°,转角太大需将脚抬离地面才能操作，操作者单脚承重，很不安全。

如果要求双脚均能踏动，或操作者连续不断改换位置时也能踏动，最好采用踏动标杆，踏动标杆距地面不应超过15cm，但伸长度不要大于15cm。第88

页

踏板开关操纵

第89

页4）控制器的选择机器设备的不同运行状态决定了控制器的功能。如系统工作状态的启闭，选择按钮开关就比较方便；系统的定量调节，宜选用旋钮和手轮的形式；计算机的数据输人则必须使用键盘等等。表l列出各种控制器适用不同功能的情况，表2为各种控制器的使用情况比较。第90

页表l各种控制装置的使用功能

控制装置名称使用功能启动不连续调节定量调节连续控制输入数据按钮O

钮子开关OO

旋钮选择开关

O

旋钮

OOO

踏钮O

踏板

OO曲柄

OO手轮

OO操纵杆

OO键盘

O第91

页表2各种控制装置的使用情况比较

使用情况按钮旋钮旋转旋纽开关纽子开关手摇把操纵杆子轮踏板需要的空间小小-中中小中-大中-大大大编码小好

好较好较好好较好差视觉辨别位置可好好

好可好较好差触觉辨别位置差可

好好可较好较好较好一排类似控制装置的检查差好

好好

差好差差一排控制装置的操作好差差好差好差差合并控制好好较好好差好好差第92

页不同工作情况下选择控制器的建议工

作

情

况建议使用的控制器操纵力较小情况2个分开的装置4个分开的装置4—24个分开的装置25个以上分开的装置小区域的连续装置较大区域的连续装置按钮、踏钮、拨动开关、摇动开关按钮、拨动开关、旋钮、选择开关

同心成层旋钮、键盘、拨动开关、旋转选择开关键

盘旋

钮曲

柄操纵力较大情况2个分开的装置3—24个分开的装置小区域连续装置大区域连续装置扳手、杠杆、大按钮、踏钮扳手、杠杆手轮、踏板、杠杆大

曲

柄第93

页在操作过程中，只有在用脚动控制器优于用手动控制器时才选用。一般在下列情况时考虑选用：

1）需要连续进行操作，而用手操作又不方便的场合；

2）无论是连续性控制还是间歇性控制，其操纵力超过50～100N的情况下；

3）手的控制工作量太大，不足以完成控制任务时。

脚动控制器主要有脚踏板，脚踏钮和脚动开关等。当操纵力超过50～150N，或操纵力小于50N，但需要连续操作时，宜选用脚踏板。对于操纵力较小，且不需连续控制时，宜选用脚踏钮或脚踏开关。第94

页5显示装置与控制装置的布局（1）运动相合性：第95

页(2)空间相合性第96

页(3)控制—显示比第97

页第98

页第二节作业环境设计

一、温度环境1.工厂车间内作业区的空气温度和湿度标准2.高温环境高温环境是指在生产劳动过程中，其工作地点平均“三球温度指数”大于或等于25度的作业环境；是指工作地点有生产性热源，以本地区夏季室外平均温度为参照基础，工作地点的气温高于室外2℃及以上的作业。第99

页三球温度指数（WBGT）三球温度指数也称为湿球黑球温度(wetbulbglobetemperatureindex，WBGT)，是综合考虑了干球温度、相对湿度、平均辐射温度和风速等4个环境因素的综合温标，也是综合评价人体接触作业环境热负荷的一个基本参量。第100

页

WBGT指数计算要考虑不同的气候条件。室内外无太阳辐射时，采用自然湿球温度(WB)和黑球温度(GT)计算，计算公式如下：

室内外无太阳辐射时(室内、阴天或夜间)WBGT=0.7WB+0.3GT

室外有太阳辐射时要把干球温度(DT)考虑进去。

WBGT=0.7WB+0.2GT+0.1DT

第101

页高温作业的类型和职业接触三种基本类型。（1）高温、强热辐射作业（干热作业）：如冶金、铸造、锻造、陶瓷等作业。（2）高温、高湿作业（湿热作业）：如印染、缫丝、造纸等作业。

（3）夏季露天作业：农田劳动、建筑。第102

页高温作业的危害

高温对生理的影响心血管反应：血管扩张，升高皮肤温度，心率增加出汗，汗液蒸发散热，但是汗滴不散热热病：热疹（痱子）、热痉挛、热衰竭、中暑等在高温情况下，身体吸收或产生的热量比散发的热量更多。这会导致身体内核温度上升，出现疾病，甚至死亡。

第103

页个体差异与高温

身体健康状况：身体越健康，对工作热环境忍耐度越大老龄化：老人适应性差性别：女性对热的适应能力比男性差脂肪：大量的脂肪，不利于散热酒精：饮酒易于引起中暑，不利于散热第104

页美国国家气象服务机构的热指标第105

页1、高温作业环境⑴生产工艺和技术措施合理设计生产工艺过程：热源布置在车间外部，设置天窗下或夏季主导风向的下风头，热源周围设置挡板；屏蔽热源：直接在热辐射源表面铺上泡沫类物质；在人与热源中间设置屏风或空气幕；给作业者穿上反射服装降低湿度：通风口设置除湿器增加气流速度：自然通风和机械通风第106

页隔热面罩隔热披肩面罩隔热手套隔热服个人防护用品第107

页⑵保健措施合理供给饮料和补充营养：补充与出汗量相近的水分和盐分，蛋白质和维生素AB1B2C和钙元素合理使用劳保用品：工作服进行职业适应性检查：生产组织措施：合理安排作业负荷；合理安排休息场所：职业适应

第108

页2、低温作业环境工作地点平均气温等于或低于5度的作业称为低温作业。⑴做好采暖和保暖工作⑵提高作业负荷⑶个体保护⑷采用热辐射取暖

第109

页USB供电的防寒手套

IT人士和经常与电脑打交道的人看到这个肯定会一下子叫出来，好主意啊！要知道在冬天敲键盘是多么痛苦的事，有了这个USB加热手套，再配上两种温度调节，让你在冬天里也能够轻松应付繁重工作。案例第110

页二、光环境

1、照度标准

照度标准是照明设计和管理的重要依据。我国的照度标准是采用间接法制定的，即从保证一定的视觉功能来选择最低照度值，同时进行大量的调查、实测，并且考虑了我国当前的电力生产和消费水平。而直接法则主要是根据劳动生产率及单位产品成本来选择照度标准。表5—24是利用自然光时的照度标准，表5—25是利用人工采光时的照度标准，表5—26列出了我国工厂的照度标准。第111

页视觉工作分级视觉工作特征室内天然光照度（lx）采光系数标准值×100工作精确度识别物件细节尺寸d（mm）ⅠⅡⅢⅣⅤ特别精细工作很精细工作精细工作一般工作粗糙仓库工作d≤0.150.15<d≤0.30.3<d≤1.01.0<d≤5.05.0<d250150100502553210.5表5—24天然采光标准值

第112

页识别对象的最小尺寸或工作特征d（mm）视觉工作分类识别对象与背景的亮度对比最低照度（lx）等级混合照明单独使用，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

――20一般观察生产过程Ⅷ――10大件存储Ⅸ

―

―5有自行发光材料的车间Ⅹ―

―30表5-25生产车间工作面上的照度标准值（人工照明）

第113

页作业种类作业举例综合照明只用一般照明局部照明一般照明超精密超精密机械操作、超精密检查、半导体微型件装配、精密雕刻5000～1000100～50―精密精密机械操作、金属检验、排字、电视机等小型产品装配、暗色布检查、裁缝100～30080～40

―汽车装配修理、暗色物纺织、精密油漆作业―

―200～100普通机械加工、铸工造型、明色布检查、裁缝、控制盘300～10060～30

―金属热处理、造纸、化工、喷漆、明色物纺织―

―100～50粗粗木工、钣金、印刷100～5040～20―金属冶炼、铸造、化工炉――50～20表5－26工厂的照度标准（lx）

第114

页当人们在室内或夜间活动时，通常必须要有一定形式的人工照明。照明工程既是一种艺术又是一种科学。良好的照明环境能使工作人员心情愉快，提高办公效率明亮的照明能提高人们的购买欲望第115

页光是能使视网膜产生兴奋和产生视觉的辐射能源光通量(φ)

：基本的光学量。法定计量单位是流明(lm）1lm（λ＝555nm)=0.0015W

即在人眼最敏感的波段内，1lm的光通量相当于0.0015W的功率光强度(I)：是用光源发出的每单位立体角(Ω)的流明量测算的。单位是坎德拉（cd）。I=φ/Ω

其中I指发光强度（cd），φ指光通量（lm），Ω指立体角（sr）第116

页照明度(E)：光源置于一球面内部，照到球面内表面任一点的光量。如每平方米光通量为1流明（lm/m2）则称照明度(E)为一勒克司（lx）。E=φ/S亮度(L)：离开一表面的每单位面积的光量。熙提,Sb,

国际单位是坎德拉每平方米（cd/m2）第117

页2、照明设计⑴照明方式

⑵光源选择室内采用自然光照明是最理想的选择人工光源时，应注意其光谱成分，使其尽可能接近自然光

混合照明人工照明自然照明一般照明特殊照明局部照明综合照明第118

页上节重点1.在人机系统中，按人接受信息的感觉通道不同，可将显示器分为视觉显示器、听觉显示器和触觉显示器。2.按显示形式分：数字式显示器模拟式显示器3.依刻度盘的形状，指针显示器可分为圆形、弧形和直线形4.刻度盘的设计：刻度盘的形状、刻度盘的大小5.听觉显示器的设计6.语言传示装置的设计7.控制器的类型（1）按操纵的动力装置分：手控装置脚控装置其它

（2）、按控制器的功能分：开关控制器转换控制装置调整控制装置紧急停车控制装置

第119

页8.控制器编码一般有6种方式：形状、位置、大小、操作方法、色彩和文字符号编码9高温环境：指在生产劳动过程中，其工作地点平均“三球温度指数”大于或等于25度的作业环境；是指工作地点有生产性热源，以本地区夏季室外平均温度为参照基础，工作地点的气温高于室外2℃及以上的作业。10.高温作业环境的预防措施⑴生产工艺和技术措施⑵保健措施11.低温作业环境工作地点平均气温等于或低于5度的作业称为低温作业。第120

页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综合照明第121

页⑶避免眩光当视野内出现的亮度过高或对比过大时，人会感到刺眼并降低观察能力，这种刺眼的光线叫做眩光。限制光源亮度：当光源亮度大于16×104cd/m2时，无论亮度对比如何，都会产生严重的眩光。合理分布光源改变光源或工作面的位置合理的照度

⑷照度均匀度：被照场内最大照度与最小照度之差与平均照度的比值；公共建筑的工作房间和工业建筑作业区域内的一般照度均匀度不应小于0.7；作业面临近周围的照度均匀度不应小于0.5；房屋或场所内的通道和其他非作业区域的一般照度均匀度不宜低于作业无语一般照明照度值的3/1.⑸亮度分布⑹照明的稳定性

第122

页案例“除眩车灯”的发明分析汽车的发明为经济的发展作出了重大的贡献，同时也给人类带来了巨大的灾难。沿袭了一百多年的汽车远光灯，射出的圆锥形雪亮的直光束，射到对而驾驶员和行人的眼睛里，顿时，灯光之外的一切景物就处在一片黑暗之中，什么也看不清，这就是眩光现象。人一旦进入眩目状态，他就感觉到对而那车是直冲着自己开来的，此时他如果向左拐，就可能直撞那车;如果朝右拐，就可能撞上右边的同向车、树木和行人，或翻入右边沟中。一位青年发明人关于车辆外部除眩照明系统的发明—车用前灯装置和车体轮廓照明灯(发明专利申请号分别为200410055576.4和200410055575.X),解决了车辆防眩难题。

按照反向思维的原理，发明人把车廓灯传统的“向外照射失改为“向里照射”，发明了车体轮廓照明灯，使汽车在夜间没有路灯照射的情况下，也能显示如同白昼一样的面貌。第123

页案例案例北京奥运“鸟巢”与“水立方”应急照明系统CooperMenvier为国家游泳中心量身定制的全方位的应急照明解决方案，实现了“及时的应急照明切换、安全的应急照明系统、合理的应急照明强度、完善的系统智能控制和高效的自动巡检维护”，充分体现了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的宗旨。第124

页三、色彩环境1.色彩设计（1）色彩设计分类环境色彩物品配色标志管理用色第125

页2、色彩调节选择适当的色彩，利用色彩的效果，构成良好的色彩环境，称为色彩调节。工作场所具有良好的色彩环境可以得到以下效果：①增加明亮程度，提高照明效果；②标志明确，识别迅速，便于管理；③注意力集中，减少差错和事故，提高工作质量；④舒适愉快，减少疲劳；⑤环境整洁，层次分明，明朗美观。

第126

页（1）工作房间的色彩调节

工作房间配色尽可能不要色调单一，否则会加速视觉疲劳或引起单调感。工作房间配色的明度不应太高和相差悬殊，否则也会因为视觉适应性而促使视觉疲劳。工作房间配色的饱和度也不应太高，不然较强的刺激不仅会分散注意力，而且也容易加速视觉疲劳。进行色彩调节要根据工作房间的性质和用途选择色彩。当工作间温度比较高及工作间比较狭小时，应选配冷色调；若工作房间的温度比较低且工作间比较大时应选配暖色调等。第127

页⑵机器设备和工作面的色彩调节机器设备主要包括主机、辅机和动力设备，以及控制、显示和操纵装置，其配色应主要考虑：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，同时也有利于视觉认读。

第128

页2、安全标志和技术标志的色彩应用1）安全色与安全标志用色彩传递安全和技术信息，早已为世界各国所采用。国家标准（GB2893—82）安全色规定了传递安全信息的颜色（不包括灯光、荧光颜色和航海、内河航运所用颜色），目的是使人们能够迅速发现或分辨安全标志和提醒人们注意，以防事故发生。安全色是指表达安全信息含义的颜色。该标准中规定红、蓝、黄、绿4种颜色为安全色，其含义和用途见表5—30。第129

页颜色含义用途举例

红色

禁止、停止禁止标志停止信号：机器、车辆的紧急停止手柄或按钮以及禁止人们触动的部位红色也表示防火蓝色指令必须遵守的规定指令标志：如必须配戴个人防护用具，道路上指引车辆和行人行驶方向的指令

黄色

警告注意警告标志警戒标志：如厂内危险机器和坑池边周围警戒线行车道中线机械上齿轮箱安全帽

绿色提示安全状态通行提示标志车间内的安全通道行人和车辆通行标志消防设备和其它安全防护设备的位置表5—30安全色的含义及用途（GB2893-1982）

第130

页第131

页第132

页2）色彩在技术标志中的应用色彩还常用作运行技术信息的载体，如红色表示紧急、禁止、停止、事故或操作错误等；黄色用作示警信号；绿色表示工作正常、允许进行等；蓝色表示整机工作正常；白色表示电源接通、预热或准备运行等。色彩也应用于技术标志中，表示材料、设备设施或包装物等。表5—32是某些管道的色彩标志。第133

页种类色彩标准色水气空气氧煤气酸或碱油电气真空青深红白蓝黄灰紫深橙浅橙灰2.5PB5/62.5R3/6N9.5—2.5Y8/122.5P5/57.5YR5/62.5YR9/6—表5-32一些管道色彩标志

第134

页四、尘毒环境

1、有害环境的卫生标准

我国于1979年颁布了《工业企业设计卫生标准》（TJ36-1979），该标准规定车间空气中有毒气体、蒸气及粉尘等共120种有毒物质的最高允许浓度。其中一般作业环境可能接触的部分有毒物体的最高允许浓度见表5-33、表5-34。化学因素的职业接触限值可分为时间加权平均容许浓度、最高容许浓度和短时间接触容许浓度3类。第135

页1.最高容许浓度：指工作地点空气中任何一次有代表性的采样测定均不得超过的浓度。⑵时间加权平均浓度：指8小时工作日的时间加权平均浓度规定的容许浓度，即8小时工作日内各个接触持续时间与其相应浓度的加权平均浓度限值。工作地点：作业人员为管理生产过程而经常或定时停留的地点第136

页8小时时间加权平均容许浓度的计算：时间加权平均浓度可按下式计算E=(CaTa+CbTb+……+CnTn)/8式中，E为8小时工作日接触有毒物质的时间加权平均浓度(mg/m3)

8为一个工作日的工作时间(小时)

Ca，Cb…Cn为Ta，Tb…Tn时间段接触的相应浓度

Ta，Tb…Tn为Ca，Cb…Cn浓度下的相应接触持续时间

第137

页[例]乙酸乙酯的时间加权平均容许浓度为200mg/m3，劳动者接触状况为:300mg/m3浓度，接触2小时;160mg/m3，接触2小时;120mg/m3，接触4小时。E=(2×300+2×160+4×120)mg/m3÷8=175mg/m3。此结果<200mg/m3，未超过该物质的时间加权平均容许浓度。

同样是乙酸乙酯，如劳动者接触状况为:300mg/m3浓度，接触2小时;200mg/m3，接触2小时;180mg/m3，接触2小时;不接触，2小时。E=(2×300+2×200+2×180+2×0)mg/m3÷8=170mg/m3，结果<200mg/m3，未超过该物质的时间加权平均容许浓度。

第138

页短时间接触阈限值：指在一个工作日的任何时间均不得超过的15分钟时间加权平均浓度接触限值。每天接触不得超过4次，且前后两次接触至少要间隔60分钟。同时，不能超过当日的时间加权平均阈限值。第139

页2、有害环境的防治途径

⑴对空气污染的防治①选择无硫或低硫燃料，或采取预处理法去硫。②排烟净化。从排烟中除去ＳiＯ2和ＮＯX。③控制交通废气。④减少毒源。⑤降低作业场所毒物浓度，如加强通风，实行湿式凿岩等。⑥实现设备、管道或加工环节的密闭化，防止跑、冒、滴、漏，使毒源与操作者隔开。第140

页⑦改革工艺，使生产过程机械化，自动化。⑧对于废气、废水、废渣在排放要先行处理或回收，最好能综合利用，变废为宝。⑨加强个体防护。⑩包装及容器要有一定强度，经得起运输过程中正常的冲撞、振动、挤压和摩擦，以防毒物外泄，封口要严，且不易松脱。厂房要合理布局，加强绿化。⑵防尘途径上面介绍的改进工艺、加强通风、密封操作，水式作业等都是防尘的有效方法。此外，还可设置高效除尘、除毒装置以及实行遥控操作。第141

页五、振动与噪声环境

物理学将噪声定义为频率和振幅杂乱、断续，无规则的声振荡；心理学则将噪音定义为一切干扰人的工作、学习和休息，引起的烦躁的声音，即一切不需要的声音。第142

页1.按照来源分为:(1)机械性噪声:由于机械的撞击、摩擦、转动所产生的噪声。(2)流体动力性噪声:气体压力或体积的突然变化或流体流动所产生的声音。

(3)电磁性噪声:变压器发发出的声音。生产性噪声的来源及分类二、噪声（noise）第143

页噪声的危害---对人体的危害

较轻的是影响休息、影响睡眠；持续的噪声，使人精神烦躁、情绪不安。强噪声会损伤听力，直至造成耳聋；听阈位移提高25～40dB：轻度耳聋听阈位移提高40～60dB：中度耳聋听阈位移提高60～80dB：重度耳聋第144

页1、噪声的控制（1）控制声源①降低机械噪声②降低空气动力性噪声（2）控制噪声的传播①全面考虑工厂的总体布局②调整声源指向③利用天然地形④采用吸声材料和吸声结构⑤采用隔声和声屏装置第145

页（3）加强个体防护（4）通过调整班次，增加休息次数，轮换作业等也是很好的防护方法。（5）广泛进行安全教育，使职工了解噪声的危害和防治的意义，并了解和掌握如何防止噪声的方法。（6）音乐调节第146

页

振动（vibration）:

是指一个质点或物体在外力作用下沿直线或弧线围绕于一平衡位置来回重复的运动。三、振动（vibration）第147

页（一）振动的物理参数

振动频率：单位时间内物体振动的次数。单位：Hz

振幅：物体离开平衡位置的最大距离。单位：cm。速度（velocity）：单位时间内位移变化的量。单位：m/s。三、振动（vibration）第148

页

局部振动(segmentalvibration):常称作手传振动（hand-transmittedvibration）或手臂振动（hand-armvibration),是指手部接触振动工具、机械或加工部件，振动通过手臂传导至全身。接触机会：

风动工具：铆钉机、凿岩机、捣固机等。电动工具：电钻、砂轮机、电锯等。振动的分类与接触机会第149

页

煤矿工人使用电钻打眼工人使用砂轮机打磨工件工人使用风钻打眼这些都接触局部振动铁道工人使用捣固机夯实铁轨第150

页全身振动（whole-bodyvibration）

指通过下肢或躯干传导至全身的振动。

接触机会：交通工具（汽车、火车、船舶、飞机）农机械（拖拉机、收割机等）作业台（钻井平台、振动筛操作台、采矿船等）第151

页

交通工具上的作业这些作业接触全身振动第152

页1、全身振动对机体的影响1）前庭神经刺激症状和自主神经功能紊乱2）运动病（motionsickness）3）消化系统影响：分泌功能减弱、食欲减退、胃下垂4）心血管系统影响：血压升高、脉搏加快、心肌缺血5）腰背痛、椎间盘脱出、脊柱骨关节病变患病率增加6）对女性生殖机能的影响：月经异常、痛经、自然流产率及早产率增加7）视物模糊、视觉分辨率下降、作业能力下降眩晕、恶心、血压升高、心率加快、睡眠障碍等。眩晕、面色苍白、出冷汗、恶心、呕吐等第153

页手臂振动病（hand-armvibrationdisease）

是长期从事手传振动作业而引起的以手部末梢循环和/或手臂神经功能障碍为主的疾病，并能引起手臂骨关节-肌肉的损伤。其典型表现为振动性白指（vibration-inducedwhitefinger，VWF）。第154

页正常手部颜色雷诺氏症—振动性白指第155

页

（五）影响振动对机体作用的因素

1.振动的频率

<1Hz：运动病,如:晕车晕船等

1-30Hz：主要引起骨和关节改变

30-300Hz：引起末梢血管改变、神经功能的损害

>300Hz：引起血管神经症三、振动（vibration）第156

页

2.接触振动的强度和时间

振动强度包括：振幅、加速度。

3.环境气温、气湿

4.操作方式和个体因素三、振动（vibration）第157

页（六）振动危害的预防措施

1.控制振动源

通过减振、隔振等，减轻或消除振动源的振动——根本措施。2.限制作业时间和振动强度

三、振动（vibration）第158

页3.改善作业环境，加强个人防护（1）防寒、保暖措施；（2）振动工具的手柄温度（40℃）；（3）控制噪声、毒物和气湿；

(４)设备安装减振装置：减振座椅等；（5）合理配备和使用个体防护用品：防振手套。三、振动（vibration）第159

页4.加强健康监护和日常卫生保健（1）做好就业前和定期体检；（2）加强教育和健康管理；（3）定期进行振动强度监测。三、振动（vibration）第160

页六、其它环境

1、

电离辐射作业环境

2、非电离辐射作业环境

第161

页电离辐射。

量子能量大于12eV的电磁辐射能引起生物体组织发生电离，称为电离辐射。来源（ionizingradiationsource):

自然界(宇宙射线、地壳岩石中的放射性元素)

人工辐射源:射线发生装置产生的X射线、γ射线、α射线、β射线、中子、质子等。量子能量小于12eV的电磁辐射不足以引起生物体组织电离，称为非电离辐射。主要包括：射频辐射、红外线、可见光线、紫外线激光第162

页接触机会1.核工业系统：放射物质的开采、冶炼和加工，以及核反应堆的建立和运转。2.射线发生器的生产和使用：加速器、X射线和γ射线的医用和工农业生产用辐射源。3.天然放射性核素伴生或共生矿的生产：磷肥、稀土矿、钨矿等开采和加工。4.医源性接触第163

页大亚湾核电站

浙江秦山核电站第164

页第六节安全防护装置设计一、安全防护装置的作用与分类

1、安全防护装置的作用

⑴防止机械设备因超限运行而发生事故⑵通过自动监测与诊断系统排除故障或中断危险⑶防止因人为的误操作而引发的事故⑷防止操作者误入危险区而发生的事故第165

页2、安全防护装置的分类⑴当操作者处于危险区或设备处于不安全状态时，安全防护装置能直接起安全保护作用，此时可分为以下几类：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⑵当操作者一旦进入危险区，则安全防护装置可以控制机械不能启动或自动停止过程，或将人从危险区排出，或控制人体不能进入危险区，此类安全防护装置称为安全防护控制装置，它对人身安全起间接防护作用。这种装置有：双手按钮式开关、光电式安全防护装置等。

第166

页二、安全防护装置的设计原则1、以保护人身安全为出发点进行设计的原则。2、安全防护装置必须安全可靠的原则。3、安全防护装置与机械装备配套设计的原则。4、简单、经济、方便的原则。第167

页三、典型安全防护装置的设计

1、隔离防护安全装置的设计要解决人机系统的安全问题，首先考虑的是人的安全。隔离防护安全装置就是专为保护人身安全而设置的。该装置有装在机械设备上的防护罩，还有置于机械周围一定距离的防护屏或防护栅栏，它们都是用来防止人进入危险区与外露的高速运动或传动的零件或带电