安全人机工程学总复习.ppt

安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系2007.9第第1页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系课课程程简简介介安全人机工程学是从安全的角度研究人与机安全人机工程学是从安全的角度研究人与机的关系的关系,运用人机工程学的原理和方法去解决人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。其立足点机结合面的安全问题的一门新兴学科。其立足点放在安全上面，对在活动（含生产活动、生活活放在安全上面，对在活动（含生产活动、生活活动、生存活动）过程中的人实行保护为目的，主动、生存活动）过程中的人实行保护为目的，主要阐述人与机保持什么样的关系，才能保证人的要阐述人与机保持什么样的关系，才能保证人的安全。它作为人机工程学的一个应用学科的分支，安全。它作为人机工程学的一个应用学科的分支，以安全为目标、以工效为条件，并与以安全为前以安全为目标、以工效为条件，并与以安全为前提、以工效为目标的工效人机工程学并驾齐驱，提、以工效为目标的工效人机工程学并驾齐驱，而成为安全工程学的一个重要分支学科。而成为安全工程学的一个重要分支学科。2007.9第第2页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系本课程是安全工程专业的专业基础平台课程之本课程是安全工程专业的专业基础平台课程之一，是该专业的一门必修专业基础课。一，是该专业的一门必修专业基础课。该课程从解决该课程从解决“人人”与与“物物”之间界面关系之间界面关系的角度，研究导致活动者伤亡病害等不利的因素的角度，研究导致活动者伤亡病害等不利的因素作用机理和预防与消除方法的依据等，同时为工作用机理和预防与消除方法的依据等，同时为工程技术设计者提供人体的数据与要求，以这些数程技术设计者提供人体的数据与要求，以这些数据和要求指导工程技术人员进行具体工程设计，据和要求指导工程技术人员进行具体工程设计，从而在实现生产效率的同时确保劳动者的安全，从而在实现生产效率的同时确保劳动者的安全，培养学生进行安全人机系统设计、人机系统安全培养学生进行安全人机系统设计、人机系统安全分析与评价的基本能力。这对于安全工程专业学分析与评价的基本能力。这对于安全工程专业学生的学习具有不可替代的重要地位。生的学习具有不可替代的重要地位。一、课程的定位一、课程的定位2007.9第第3页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系通过本课程的学习，使学生能掌握通过本课程的学习，使学生能掌握安全人机工程学的基本概念和基本安全人机工程学的基本概念和基本理论，深刻领会人机结合面的内涵和人理论，深刻领会人机结合面的内涵和人机匹配与安全、工效的辨证关系，掌握机匹配与安全、工效的辨证关系，掌握对人机系统隐患进行诊断、评价和防范对人机系统隐患进行诊断、评价和防范的方法，具有进行安全人机系统设计、的方法，具有进行安全人机系统设计、人机系统安全分析与评价的基本能力，人机系统安全分析与评价的基本能力，具有运用安全人机工程原理解决人机系具有运用安全人机工程原理解决人机系统安全问题的能力。统安全问题的能力。二、课程的目标二、课程的目标2007.9第第4页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系安全人机工程学概论安全人机工程学概论人体的人机学参数人体的人机学参数人的生理和心理及生物力学特性人的生理和心理及生物力学特性安全人机功能匹配安全人机功能匹配人机系统的安全设计人机系统的安全设计安全人机工程学的实践与运用安全人机工程学的实践与运用三、课程的基本内容三、课程的基本内容2007.9第第5页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系1、掌握安全人机工程学的基本概念、基本掌握安全人机工程学的基本概念、基本理论，领会理论，领会“人机系统人机系统”与与“人机结合面人机结合面”的的含义。含义。2、掌握人、机的不同特性及人机功能的分掌握人、机的不同特性及人机功能的分配原则。配原则。3、掌握人体特性参数、人的反应、人体疲掌握人体特性参数、人的反应、人体疲劳的测量方法。劳的测量方法。4、掌握显示装置、操纵装置、作业空间与掌握显示装置、操纵装置、作业空间与作业环境的设计要求与设计方法。作业环境的设计要求与设计方法。5、具有人机系统安全设计的初步能力。具有人机系统安全设计的初步能力。6、具备对一般企业中人机系统进行安全检具备对一般企业中人机系统进行安全检查与评价的能力。查与评价的能力。四、课程的基本要求四、课程的基本要求2007.9第第6页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系第一章内容第一章内容第一节第一节人机工程学人机工程学第二节第二节安全人机工程学安全人机工程学第三节第三节安全人机工程学与相关学科的关系安全人机工程学与相关学科的关系第四节第四节安全人机工程学的诞生与展望安全人机工程学的诞生与展望2007.9第第7页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系第一章第一章概论概论第一节第一节人机工程学人机工程学一、人机工程学的起源一、人机工程学的起源起源于欧洲起源于欧洲形成于美国形成于美国发展于日本发展于日本作为一门独立学科的历史已有作为一门独立学科的历史已有50余年余年2007.9第第8页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系二、学科名称二、学科名称Ergonomics英国莫瑞尔英国莫瑞尔/西欧西欧HumanEngineering美国美国HumanFactorsEngineering美国美国人间工学人间工学 日本日本 苏联苏联“人体工程学人体工程学”、“宜人学宜人学”、中中国国 “人因工程学人因工程学”、“人类工程学人类工程学”中中国国 “工效学工效学”、“人机工程学人机工程学”中中国国2007.9第第9页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系三、人机工程学的定义人机工程学的定义研研究究各各种种工工作作环环境境中中人人的的因因素素，研研究究人人和和机机器器及及环环境境的的相相互互作作用用，研研究究人人的的工工作作、生生活活中中怎怎样样统统一一考考虑虑工工作作效效率率、人人的的健健康康、安安全全和和舒舒适适等等问问题题的的科科学学。（InternationalErgonomicsAssociation）人人机机工工程程学学是是运运用用人人的的生生理理学学、心心理理学学和和其其它它有有关关学学科科知知识识，使使机机器器和和人人相相互互适适应应，创创造造舒舒适适和和安安全全的的工工作作与与环环境境条条件件，从从而而提高工效的一门科学。提高工效的一门科学。(国内国内)2007.9第第10页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系四、人机工程学的研究目的人机工程学的研究目的设设计计机机器器和和设设备备及及工工艺艺流流程程、工工具具以以及及信信息息传传递递装装置置与与信信息息控控制制设设备备时时，必必须须考考虑虑人人的的各各种种因因素素生生理理的的和和心心理理的的及及人人体体测测量量参参数数、生生物物力力学学的的需要与可能；需要与可能；使人操作简便、省力、快速而准确；使人操作简便、省力、快速而准确；使使人人的的工工作作条条件件和和工工作作环环境境安安全全卫卫生生和舒适；和舒适；最最终终目目的的是是为为了了使使人人机机系系统统协协调调，保保障安全健康和提高工作效率。障安全健康和提高工作效率。2007.9第第11页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系五、人机工程学的研究内容五、人机工程学的研究内容人人的的因因素素方方面面，主主要要包包括括人人体体生生理理、心心理理、人体测量及生物力学、人的可靠性；人体测量及生物力学、人的可靠性；机机的的因因素素方方面面，主主要要包包括括显显示示器器和和控控制制器器等物的设计；等物的设计；环环境境因因素素方方面面，主主要要包包括括采采光光、照照明明、尘尘毒、噪声等对人身心产生影响的因素；毒、噪声等对人身心产生影响的因素；人人机机系系统统的的综综合合研研究究，研研究究人人机机系系统统的的整整体体设设计计；岗岗位位设设计计；显显示示器器设设计计；控控制制器器的的设设计计；环环境境设设计计；作作业业方方法法及及人人机机系系统统的的组组织织管理等。管理等。2007.9第第12页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系六、六、人机工程学的研究方法人机工程学的研究方法实测法（实测法（Measure methodMeasure method）实验法（实验法（Experiment methodExperiment method）分析法（分析法（AnalysisAnalysis）调查研究法（调查研究法（Survey)Survey)计算机仿真法计算机仿真法(Simulation)(Simulation)图示模拟和模型试验法图示模拟和模型试验法(model)(model)感觉评价法感觉评价法(Sensory inspection)(Sensory inspection)2007.9第第13页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图1研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型2007.9第第14页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系控制面板模拟器波士顿爱迪生波士顿爱迪生公司（公司（BostonEdisonCompany）的的”神秘神秘6号号”（Mystic6#）电厂的控制板电厂的控制板MITRE开发开发2007.9第第15页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系虚拟合作者的运动计算与仿真虚拟合作者的运动计算与仿真2007.9第第16页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系2007.9第第17页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系2007.9第第18页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系七、人机工程学的发展简史七、人机工程学的发展简史原始原始人机关系人机关系（见图2）-经验经验人机关系人机关系 （见图3）-科学科学人机工程学人机工程学（见图4）经验期经验期-创建期创建期-成熟期成熟期 经验期经验期：18841884年年起，三大实验（起，三大实验（肌肉疲劳试肌肉疲劳试验验 、铁锹作业试验铁锹作业试验 、砌砖作业试验砌砖作业试验 ）创建期创建期：第二次世界大战期间第二次世界大战期间起，新式武器起，新式武器和装备的功能研究和装备的功能研究 成熟期成熟期：2020世纪世纪6060年代年代起，宇航技术的研究起，宇航技术的研究 第一节结束第一节结束2007.9第第19页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2古埃及石刻返回2007.9第第20页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图3紫檀雕四出头官帽椅图图3我国古代的指南车返回2007.9第第21页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系第二节第二节安全人机工程学安全人机工程学一、安全人机工程学的定义一、安全人机工程学的定义从从安安全全的的角角度度和和着着眼眼点点，运运用用人人机机工工程程学学的的原原理理和和方方法法去去解解决决人人机机结结合合面面的的安安全全问问题题的一的一门门新新兴兴学科。学科。它它作作为为人人机机工工程程学学的的一一个个应应用用学学科科的的分分支支，以以安安全全为为目目标标、以以工工效效为为条条件件，将将与与以以安安全全为为前前提提、以以工工效效为为目目标标的的工工效效人人机机工工程程学学并并驾驾齐齐驱驱，并并成成为为安安全全工工程程学学的的一一个个重重要分支学科。要分支学科。2007.9第第22页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系 人人(Man)，是指活动的人体即安全主体，是指活动的人体即安全主体 机机(Machine)，是是广广义义的的，它它包包括括劳劳动动工工具具、机机器器（设设备备）、劳劳动动手手段段和和环环境境条条件件、原原材材料料、工工艺艺流流程程等等所所有有与与人人相相关的物质因素。关的物质因素。人人机机结结合合面面（Man-MachineInterface）,就就是是人人和和机机在在信信息息交交换换和和功功能能上上接接触触或或互互相影响的领域（或称相影响的领域（或称“界面界面”）。）。二、安全人机工程学的研究对象二、安全人机工程学的研究对象2007.9第第23页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系三、安全人机工程学的任务三、安全人机工程学的任务为工程技术设计者提供人体合理的理为工程技术设计者提供人体合理的理论参数和要求，诸如：论参数和要求，诸如：人体作业的舒适范围人体作业的舒适范围（最佳状态）（最佳状态）人体的允许范围人体的允许范围（保证工作效率）（保证工作效率）人体的安全范围人体的安全范围（不致伤害的最低限（不致伤害的最低限度和环境要求）度和环境要求）安全防护设施如何适应人的各种使用安全防护设施如何适应人的各种使用要求要求2007.9第第24页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系四、四、安全人机工程学的研究范围和内容安全人机工程学的研究范围和内容研究人机系统中人的各种特性研究人机系统中人的各种特性研究人机功能合理分配研究人机功能合理分配各种人机界面的研究各种人机界面的研究作业方法与作业负荷研究作业方法与作业负荷研究作业空间的分析研究作业空间的分析研究事故及其预防的研究事故及其预防的研究2007.9第第25页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系五、五、安全人机工程学的研究目的安全人机工程学的研究目的对对人人机机系系统统建建立立合合理理的的方方案案，更更好好地地在在人人机机之之间间合合理理地地分分配配功功能能，使使人人和和机机有有机机结结合合，有有效效地地发发挥挥人人的的作作用用，最最大大限限度度地地为为人人提提供供安安全全卫卫生生和和舒舒适适，达达到到保保障障人人的的健健康康、舒舒适适、愉愉快快地地活活动，同时带来活动效率的提高。动，同时带来活动效率的提高。2007.9第第26页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系小 结本节课程讲述了两部分本节课程讲述了两部分内容内容：人机工人机工程学、安全人机工程学。程学、安全人机工程学。要求：要求：掌掌握握安安全全人人机机工工程程学学的的基基本本概概念念，“人机结合面人机结合面”的含义；的含义；理解理解“人机系统人机系统”的含义；的含义；了了解解人人机机工工程程学学的的起起源源与与发发展展，人人机机工工程程的的命命名名和和定定义义，安安全全人人机机工工程程学学的研究范围。的研究范围。2007.9第第27页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系第三节第三节安全人机工程学安全人机工程学 与相关学科的关系与相关学科的关系安全人机工程学是安全工程学科的组安全人机工程学是安全工程学科的组成部分，还与人体的生理学、心理学、成部分，还与人体的生理学、心理学、生物力学、解剖学、测量学、管理学、生物力学、解剖学、测量学、管理学、色彩学、信息论、控制论、系统论、色彩学、信息论、控制论、系统论、耗散结构理论、协同论、突变论以及耗散结构理论、协同论、突变论以及科学学等都有密切关系。因此，它属科学学等都有密切关系。因此，它属于自然科学与社会科学共同研究的综于自然科学与社会科学共同研究的综合课题。合课题。2007.9第第28页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系安全人机工程学是从安全的角度和以安全人机工程学是从安全的角度和以人机工程学中的安全为着眼点，侧重人机工程学中的安全为着眼点，侧重于人体的安全卫生；而工效人机工程于人体的安全卫生；而工效人机工程则是从工作效率的角度和着眼点侧重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。二者均属人机于用人保证机的作用。二者均属人机工程学不同方向上的应用学科。工程学不同方向上的应用学科。一、一、与工效人机工程学的关系与工效人机工程学的关系2007.9第第29页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系二、与安全心理学的关系二、与安全心理学的关系安全心理学是心理学的应用学科之一，安全心理学是心理学的应用学科之一，是安全人机工程学的主要理论之一。是安全人机工程学的主要理论之一。从一定意义上说，安全人机工程学是从一定意义上说，安全人机工程学是安全心理学的延伸和扩展，两者有着安全心理学的延伸和扩展，两者有着不可分割的联系。不可分割的联系。2007.9第第30页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系三、与人体测量学及生物力学的关系三、与人体测量学及生物力学的关系人体测量学是根据人体静态和动态尺人体测量学是根据人体静态和动态尺寸的测量资料，为人机系统的设备设寸的测量资料，为人机系统的设备设计和工作空间布置提供科学依据，同计和工作空间布置提供科学依据，同样是安全人机系统设计的科学依据之样是安全人机系统设计的科学依据之一；人体生物力学是侧重研究人体这一；人体生物力学是侧重研究人体这个生物系统运动规律的学科。个生物系统运动规律的学科。2007.9第第31页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系四、与安全工程学的关系四、与安全工程学的关系安全人机工程学是实现安全工程学的安全人机工程学是实现安全工程学的科学依据和最活跃的人的作用因素；科学依据和最活跃的人的作用因素；安全设备工程学是实现安全工程学的安全设备工程学是实现安全工程学的物质条件；安全管理工程学是实现安物质条件；安全管理工程学是实现安全工程学的全工程学的“人与物关系人与物关系”的组织手的组织手段；安全系统工程学是实现整个安全段；安全系统工程学是实现整个安全工程学内在联系的方法论。四者相互工程学内在联系的方法论。四者相互交叉、渗透、影响、制约和互补。交叉、渗透、影响、制约和互补。2007.9第第32页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系五、与人体生理学及环境科学的关系五、与人体生理学及环境科学的关系生理学、卫生学、医学及环境科学研生理学、卫生学、医学及环境科学研究人体各方面的机理、机能和效率，究人体各方面的机理、机能和效率，以及各种环境对人体的实际影响。这以及各种环境对人体的实际影响。这些均是安全人机工程学的基础依据。些均是安全人机工程学的基础依据。另外安全人机工程学常常需要从人体另外安全人机工程学常常需要从人体生理过程、引起职业病原因和人体解生理过程、引起职业病原因和人体解剖学原理等方面进行分析。剖学原理等方面进行分析。2007.9第第33页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系六、与其它工程技术科学的关系六、与其它工程技术科学的关系工程技术科学史研究工程技术设计的工程技术科学史研究工程技术设计的具体内容和方法，而安全人机工程学具体内容和方法，而安全人机工程学索要研究的是工程设计应满足何种条索要研究的是工程设计应满足何种条件方能适合于人的使用和避免危害的件方能适合于人的使用和避免危害的问题。问题。2007.9第第34页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图5安全人机工程学与相关学科2007.9第第35页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系第四节第四节安全人机工程学安全人机工程学的诞生与展望的诞生与展望一、安全人机工程学的诞生一、安全人机工程学的诞生为了安全生产、生活、生存，就要把人与为了安全生产、生活、生存，就要把人与“机机”结合起来考虑，要求对结合起来考虑，要求对“机机”的设的设计、制造、安装、运行、管理等环节充分计、制造、安装、运行、管理等环节充分考虑人的生理、心理及生物力学特性，把考虑人的生理、心理及生物力学特性，把人人机作为一个整体、一个系统加以考虑，机作为一个整体、一个系统加以考虑，不仅要高效率的工作，还应随着物质、精不仅要高效率的工作，还应随着物质、精神生活的提高，更加要求机始终使人处在神生活的提高，更加要求机始终使人处在安全卫生、舒适的状态。安全卫生、舒适的状态。2007.9第第36页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系二、学科科学及科学技术体系学的理论启迪二、学科科学及科学技术体系学的理论启迪学科科学学科科学“解决问题的着眼点解决问题的着眼点”这个这个特征，就是判断学科科学与其分支学特征，就是判断学科科学与其分支学科的从属关系的客观依据，从而成为科的从属关系的客观依据，从而成为区分与确认学科科学及分支学科相互区分与确认学科科学及分支学科相互关系的一个标志。关系的一个标志。2007.9第第37页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系三、我国安全人机工程学学科的诞生与发展三、我国安全人机工程学学科的诞生与发展20世纪世纪70年代末、年代末、80年代初各类科学年代初各类科学技术迅猛发展。技术迅猛发展。1979年北京市劳动保护研究所创办研年北京市劳动保护研究所创办研究生教育，并于究生教育，并于1981年获得年获得“安全技安全技术及工程术及工程”学科、专业的国家首批硕学科、专业的国家首批硕士学位授予权。士学位授予权。1982年召开全国劳动保护科学体系首年召开全国劳动保护科学体系首届学术讨论会。届学术讨论会。2007.9第第38页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系三、我国安全人机工程学学科的诞生与发展三、我国安全人机工程学学科的诞生与发展1983年欧阳文昭开始准备给年欧阳文昭开始准备给“工业安工业安全技术全技术”专业学生开设专业学生开设“人机工程概人机工程概论论”课程。课程。1985年在中国劳动保护科学技术学会年在中国劳动保护科学技术学会召开青岛会议后，安全人机工程学已召开青岛会议后，安全人机工程学已逐渐成熟，学科地位更加明确。逐渐成熟，学科地位更加明确。一些著作面市标志安全人机工程学学一些著作面市标志安全人机工程学学科日臻成熟。科日臻成熟。2007.9第第39页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系四、安全人机工程学的展望四、安全人机工程学的展望研究领域将不断扩大研究领域将不断扩大研究范围将日益广泛研究范围将日益广泛在高科技领域中的作用将更加突出在高科技领域中的作用将更加突出有关课题有待深入研究有关课题有待深入研究2007.9第第40页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系第二章第二章人体的人机学参数人体的人机学参数内内 容容第一节第一节人体尺寸及其测量人体尺寸及其测量第二节第二节人体的人机学参数人体的人机学参数第三节第三节疲劳的测定疲劳的测定第四节第四节人体测量数据的应用人体测量数据的应用4/10/2023安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系一、人体测量的基本术语人体测量的基本术语被被测测者姿者姿势势（立姿（立姿 、坐姿）、坐姿）测量基准面测量基准面（见图1）测量方向测量方向 支承面和着装支承面和着装 基本测点及测量项目基本测点及测量项目(见图2、图3)第一节第一节人体尺寸及其测量人体尺寸及其测量2007.9第第42页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图1人人体体测测量量基基准准面面和和基基准准轴轴4/10/2023安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图1-b人人体体测测量量基基准准面面和和基基准准轴轴图图1-a人人体体测测量量基基准准面面和和基基准准轴轴返回返回2007.9第第44页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-a 2-a 测量项目测量项目-立姿立姿2007.9第第45页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-b 2-b 测量项目测量项目-立姿立姿2007.9第第46页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-c 2-c 测量项目测量项目-立姿立姿2007.9第第47页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-d 2-d 测量项目测量项目-立姿立姿2007.9第第48页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-e 2-e 测量项目测量项目-立姿立姿2007.9第第49页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-f 2-f 测量项目测量项目-立姿立姿2007.9第第50页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图3-a 3-a 测量项目测量项目-坐姿坐姿2007.9第第51页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图3-b 3-b 测量项目测量项目-坐姿坐姿2007.9第第52页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图3-c 3-c 测量项目测量项目-坐姿坐姿2007.9第第53页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图3-d 3-d 测量项目测量项目-坐姿坐姿2007.9第第54页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图3-e 3-e 测量项目测量项目-坐姿坐姿2007.9第第55页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系 在人体尺寸测量中所采用的人体测量仪器在人体尺寸测量中所采用的人体测量仪器有：人体测高仪、人体测量用直脚规、人体有：人体测高仪、人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规、人体测量用三脚平行规、坐测量用弯脚规、人体测量用三脚平行规、坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅秤等。秤等。人体测高仪人体测高仪直脚规直脚规直脚规直脚规（见图见图4-a、图图4-b、图、图4-c）二、人体尺寸测量用的主要仪器人体尺寸测量用的主要仪器2007.9第第56页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图4-a人体测高仪2007.9第第57页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图4-b 人体测量用直脚规2007.9第第58页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2 2-4 4 人体测量用弯脚规(4-c)2007.9第第59页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系三、人体测量中的主要统计函数人体测量中的主要统计函数 均值方差2007.9第第60页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系三、人体测量中的主要统计函数人体测量中的主要统计函数标准差标准差抽样误差抽样误差百分位数和适应度百分位数和适应度2007.9第第61页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系百分比（百分比（%）K百分比（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表表2-1百分比与变换系数2007.9第第62页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系四、常用人体测量数据常用人体测量数据1 1、我国成年人的人体我国成年人的人体结结构尺寸构尺寸 图图2 2-5 5 立立姿姿人人体体尺尺寸寸2007.9第第63页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-6坐姿人体尺寸坐姿人体尺寸2007.9第第64页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2 2-7 7 人人体体水水平平尺尺寸寸2007.9第第65页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系表表22人体主要尺寸人体主要尺寸(单位：单位：mm)mm)2007.9第第66页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系 表表2-3立姿人体尺寸立姿人体尺寸(单位：单位：mm)2007.9第第67页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系 表表2-4坐姿人体尺寸坐姿人体尺寸(单位：单位：mm)2007.9第第68页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系表表2-5人体水平尺寸人体水平尺寸（单位：（单位：mm）2007.9第第69页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系表表2-6各区域的体重、身高和胸围三项参数的均值和标准差（单位：各区域的体重、身高和胸围三项参数的均值和标准差（单位：mm）2007.9第第70页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系2我国成年人人体动态尺度我国成年人人体动态尺度 （1）肢体活动角度范围）肢体活动角度范围 图图2-8人体肢体活动角度范围人体肢体活动角度范围2007.9第第71页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-9 2-9 人体上部及上肢固定姿势活动角度范围人体上部及上肢固定姿势活动角度范围2007.9第第72页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-10立立姿姿上上身身及及手手的的可可及及范范围围、坐坐姿姿上上身身及及手手的的可可及及范范围围（2）不不同同姿姿势势时时手手能能及及的的空空间间范范围围2007.9第第73页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-11 2-11 单腿跪姿上身及手的可及范围单腿跪姿上身及手的可及范围2007.9第第74页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-12 2-12 仰卧姿势手及腿的活动空间仰卧姿势手及腿的活动空间2007.9第第75页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系3、常用人体功能尺寸测量区域、常用人体功能尺寸测量区域2007.9第第76页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系五、手、脚作业域测量五、手、脚作业域测量1、手的测量手的测量 图图214 214 手的测量手的测量2007.9第第77页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系(1)水平作业域图图2-15手在水平面的正常作业阈和最大作业域（手在水平面的正常作业阈和最大作业域（cm）2007.9第第78页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-16 2-16 坐姿抓握作业域（坐姿抓握作业域（cmcm）2007.9第第79页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系(2)垂直作业域图图2-17立姿双臂垂直作业域图立姿双臂垂直作业域图2-18立姿双臂垂直作业域立姿双臂垂直作业域2007.9第第80页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-19身高与摸高的关系身高与摸高的关系2007.9第第81页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系2、脚的测量图图2-20脚的测量脚的测量2007.9第第82页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系3、脚作业空间脚作业空间图图2-21脚的作业区域脚的作业区域第一节结束第一节结束2007.9第第83页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系一、人体体部指数及有关人机学参数计算一、人体体部指数及有关人机学参数计算 可根据人体的身高、体重等基础测量数据，可根据人体的身高、体重等基础测量数据，利用一些经验公式计算出所需的其它各部分数据。利用一些经验公式计算出所需的其它各部分数据。1 1、人体的体部指数人体的体部指数 （参见教材参见教材P34P34公式公式2-72-11）2 2、用人体身高尺寸用人体身高尺寸计计算人体各部分尺寸算人体各部分尺寸 （见见图图2-22、图图2-23及及表表2-9）第二节第二节人体的人机学参数人体的人机学参数2007.9第第84页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-22坐姿静态尺寸编号图坐姿静态尺寸编号图2007.9第第85页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-23立姿静态尺寸图立姿静态尺寸图2007.9第第86页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系名名称称计算式计算式名名称称计算式计算式坐高0.523H肘与肘间宽0.256H膝高0.311H臀部宽0.203H坐姿臀高0.249H肩宽0.229H座到肘高0.135H手前伸长度0.462H大腿厚0.086H坐位眼高0.454H臀部到膝高0.342H两手恻平伸长度1.032H臀部到小腿长0.280H坐面至举手指尖高0.795H表表2-9静坐时人体尺寸与身高的关系静坐时人体尺寸与身高的关系2007.9第第87页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系3 3、用人体体重用人体体重计计算人体体算人体体积积和表面和表面积积 （1 1）人体体人体体积积 （2 2）体表面体表面积积4 4、用身高、体重、表面用身高、体重、表面积积求有关人机学参数求有关人机学参数 （见表见表2-10 ）2007.9第第88页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系表表2-10人体有关人机学参数计算公式人体有关人机学参数计算公式2007.9第第89页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系二、二、人体生理学参数及测量人体生理学参数及测量1、最大耗氧量、最大耗氧量（Vo2max）及氧债能力及氧债能力（见图2-24）2、最大心率、最大心率3、搏出量与最大心脏输出、搏出量与最大心脏输出4 4、肌电图、肌电图5、呼吸量的测定、呼吸量的测定 6、脉搏数的测定、脉搏数的测定 7、发汗的测定、发汗的测定 8、血液成份变化的测定、血液成份变化的测定 9、脑电图、脑电图（见表2-12）第二节结束第二节结束2007.9第第90页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-24三种氧债与相应的劳动负荷示意图三种氧债与相应的劳动负荷示意图（a）常量负荷（b）高量负荷（c）超量负荷返回返回2007.9第第91页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系表表2-12大脑意识状态与人为错误的潜在危险性大脑意识状态与人为错误的潜在危险性2007.9第第92页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系一、疲劳自觉症状调查一、疲劳自觉症状调查身体症状精神症状感觉症状头晕头痛全身不适身体局部不适或痛肩膀酸痛呼吸困难腿软口粘、口干打呵欠出冷汗头脑不清思想不集中不原思考不爱说话焦躁困倦精神涣散对事冷漠易忘事常出错对事放心不下眼睛疲劳、恍惚眼睛发滞、发干动作笨拙、失误脚下不稳、摇晃味觉不灵眩晕眼皮及其他部位发抖听觉迟钝、耳鸣手脚打颤动作不准表表2 212 12 疲劳自觉症状调查表疲劳自觉症状调查表第三节第三节疲劳的测定疲劳的测定2007.9第第93页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系二、测量疲劳的几种方法二、测量疲劳的几种方法1、测定心率测定心率2、呼气分析法呼气分析法3、触两点辨别阈法触两点辨别阈法（表2-13）4、膝腱反射阈的测定膝腱反射阈的测定5、反应时间测定法反应时间测定法6、频闪融合阈值测定法频闪融合阈值测定法（表2-14与图图2-252-25）7、色名读唱时间法色名读唱时间法8、皮肤电流测定法皮肤电流测定法第三节结束第三节结束2007.9第第94页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系中 指 2.5食 指 3.0拇 指 3.5无名指 4.0小 指 4.5上 唇 5.5文 颊 7.0 鼻 部 8.0手 掌 11.5大足趾 12.0前 额 15.0脚 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 人体皮肤不同部位的触两点辨别阈返回返回2007.9第第95页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系劳动类型日间变化率（）周间变化率（）理想界限允许界限理想界限允许界限体力劳动体力、脑力结合的劳动脑力劳动1076201610333131313表2-14 频闪融合阈值2007.9第第96页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系图图2-25 CFF2-25 CFF值及心动数日周期变化值及心动数日周期变化返回返回2007.9第第97页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系第四节第四节人体测量数据的应用人体测量数据的应用一、人体数据的运用准则人体数据的运用准则1 1、最大最小准则。、最大最小准则。2 2、可调性准则、可调性准则3 3、平均准则、平均准则4 4、使用最新人体数据准则、使用最新人体数据准则5 5、地域性准则、地域性准则6 6、功能修正与最小心理空间相结合准则、功能修正与最小心理空间相结合准则7 7、标准化准则。、标准化准则。8 8、姿势与身材相关联准则、姿势与身材相关联准则9 9、合理选择百分位和适用度准则、合理选择百分位和适用度准则2007.9第第98页页安全人机工程学第一章环境工程系环境工程系人体测量数据选用的注意事项人体测量数据选用的注意事项设计和确定作业空间尺寸的根据，必须保证至少设计和确定作业空间尺寸的根据，必须保证至少90%的的用户的适应性、兼容性、操作性和维护性，即用户的适应性、兼容性、操作性和维护性，即人体主要人体主要尺寸的设计极限尺寸的设计极限应根据第应根据第5至至95百分位数的值确定。百分位数的值确定。必须适应或允许必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸身体某些部分通过的空间尺寸（如通道、（如通道、出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以第出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以第95百百分位的值作为适用的人体尺寸。分位的值作为适用的人体尺寸。有限度的或受身体延伸所有限