2015年安全工程師《技術(shù)》復(fù)習(xí)資料：人機(jī)工程

　　人的特性

　　主要內(nèi)容：

　　人的生理因素包括：感覺器官（視覺、聽覺）、機(jī)能特性（反應(yīng)時(shí)間）、形態(tài)特性（人體特征參數(shù)）、生理節(jié)奏、疲勞等；

　　人的心理因素包括：心理過程（認(rèn)識與情感意志）、個(gè)性心理（能力、性格、氣質(zhì)與需要、動機(jī)）

　　人的生理因素與安全的關(guān)系

　　（一）人的感覺與感覺器官

　　1．視覺

　?、?常見的幾種視覺現(xiàn)象

　　⑵ 視覺損傷與視覺疲勞

　?、?視覺的運(yùn)動規(guī)律

　　2．聽覺

　　聽覺的功能有分辨聲音的高低和強(qiáng)弱，還可以判斷環(huán)境中聲源的方向和遠(yuǎn)近。

　　⑴ 聽覺特性

　?、?聽覺的掩蔽

　　3．人的感覺反應(yīng)

　　人們在操縱機(jī)械或觀察識別事物時(shí)，從開始操縱、觀察、識別到采取動作，存在一個(gè)感知時(shí)間過程，即存在一段反應(yīng)時(shí)間。

　　反應(yīng)時(shí)間

　　反應(yīng)時(shí)間是指人從機(jī)器或外界獲得信息，經(jīng)過大腦加工分析發(fā)出指令到運(yùn)動器官開始執(zhí)行動作所需的時(shí)間。反應(yīng)時(shí)間是從包括感覺反應(yīng)時(shí)間（從信息開始刺激到感覺器官有感覺所用時(shí)間）到開始動作所用時(shí)間（信息加工、決策、發(fā)令開始執(zhí)行所用時(shí)間）的總和。

　　由于人的生理心理因素的限制，人對刺激的反應(yīng)速度是有限的。一般條件下，反應(yīng)時(shí)問約為0.1～0.5 s.對于復(fù)雜的選擇性反應(yīng)時(shí)間達(dá)1～3 s，要進(jìn)行復(fù)雜判斷和認(rèn)識的反應(yīng)時(shí)間平均達(dá)3～5 s，具體的帶有判別的反應(yīng)時(shí)間t可用下式求得：

　　式中，k為常數(shù)；n為等概率出現(xiàn)的選擇對象數(shù)；（n+1）是考慮判明是否出現(xiàn)刺激。

　　為了保證安全作業(yè)，一方面在機(jī)器設(shè)計(jì)中，應(yīng)使操縱速度低于人的反應(yīng)速度。另一方面應(yīng)設(shè)法提高人的反應(yīng)速度。

　　減少反應(yīng)時(shí)間的途徑

　　一般來說，機(jī)器設(shè)備的情況、信息的強(qiáng)弱和信息狀況等外界條件是影響反映時(shí)間的重要因素；而機(jī)器的外觀造型和操縱機(jī)構(gòu)是否適宜于人的操作要求，以及操作者的生物力學(xué)特性等，則是直接影響動作時(shí)間的重要因素。

　?、?合理地選擇感知類型。比較各類感覺的反應(yīng)時(shí)間，發(fā)現(xiàn)聽覺和知覺反應(yīng)時(shí)間最短，約0.1～0.2s，其次是觸覺和視覺。所以在設(shè)計(jì)各類機(jī)器時(shí)，應(yīng)根據(jù)操縱控制情況，合理選擇感覺通道，盡量選用反應(yīng)時(shí)間短的通道去控制和調(diào)節(jié)機(jī)器。

　?、?適應(yīng)人的生理心理要求，按人機(jī)工程學(xué)原則設(shè)計(jì)機(jī)器。

　?、?操作者操作技術(shù)的熟練程度直接影響反應(yīng)速度，應(yīng)通過訓(xùn)練來提高人的反應(yīng)速度。

　?。ǘ┤梭w的特性參數(shù)

　　與產(chǎn)品設(shè)計(jì)和操縱機(jī)器有關(guān)的人體特性參數(shù)很多，歸納起來有如下4類：

　?、?靜態(tài)參數(shù)

　　靜態(tài)參數(shù)是指人體在靜止?fàn)顟B(tài)下測得的形態(tài)參數(shù)，也稱人體的基本尺度，如人體高度及各部分長度尺寸。我國6大區(qū)域人體尺寸及體重見表4—1.

　　⑵ 動態(tài)參數(shù)

　　動態(tài)參數(shù)是指在人體運(yùn)動狀態(tài)下，人體的動作范圍，主要包括肢體的活動角度和肢體所能達(dá)到的距離等兩方面的參數(shù)。如手臂、腿腳活動時(shí)測得的參數(shù)。

　?、?生理學(xué)參數(shù)

　　生理學(xué)參數(shù)主要是指有關(guān)的人體各種活動和工作引起的生理變化，反映人在活動和工作時(shí)負(fù)荷大小的參數(shù)，包括人體耗氧量、心臟跳動頻率、呼吸頻率及人體表面積和體積等。

　?、?生物力學(xué)參數(shù)

　　生物力學(xué)參數(shù)主要指人體各部分（如手掌、前臂、上臂、軀干（包括頭、頸）、大腿和小腿、腳等）出力大小的參數(shù)，如握力、拉力、推力、推舉力、轉(zhuǎn)動慣量等。

　?。ㄈ?大腦的覺醒水平與生理節(jié)奏

　　1. 大腦的覺醒水平

　　大腦的覺醒水平劃分為 5 個(gè)等級。從表中可以看出，Ⅲ級覺醒水平是最佳覺醒狀態(tài)， 工作能力最強(qiáng)， 但這種狀態(tài)只能維持15min 左右。在超常態(tài)（Ⅳ級）下， 由于過度緊張， 造成精神恐慌， 失誤率也會明顯增高。

　　人體生物節(jié)律

　　人體存在著一個(gè)以23d為周期的體力盛衰和以28d為周期的情緒波動規(guī)律，以33d 為周期的智力波。人處于正半周期為高潮期，這時(shí)人的心情舒暢，精力充沛，工作成功率高；負(fù)半周期為低潮期， 這時(shí)人的心情不佳， 容易疲勞、健忘， 工作成績低。正弦曲線與橫軸交點(diǎn)這一天稱為“臨界點(diǎn)”。3 個(gè)臨界點(diǎn)互不重疊稱單臨界點(diǎn)， 兩個(gè)臨界點(diǎn)重疊稱雙臨界點(diǎn)，3個(gè)臨界點(diǎn)重疊稱3臨界點(diǎn)，臨界點(diǎn)前后各一天稱臨界期，臨界期也包括3個(gè)周期在負(fù)半周的重疊日期。在臨界點(diǎn)或臨界期， 體力、情緒和智力極不穩(wěn)定， 最易發(fā)生事故。

　　（四）疲勞

　　1. 疲勞的定義

　　疲勞分為肌肉疲勞 （ 或稱體力疲勞 ） 和精神疲勞 （ 或稱腦力疲勞 ） 兩種。肌肉疲勞是指過度緊張的肌肉局部出現(xiàn)酸痛現(xiàn)象， 一般只涉及大腦皮層的局部區(qū)域。而精神疲勞則與中樞神經(jīng)活動有關(guān)， 它是一種彌散的、不愿意再作任何活動和懶惰的感覺， 意味著肌體迫切需要休息。

　　產(chǎn)生疲勞的原因及消除途經(jīng)

　　⑴ 疲勞的原因

　　超過生理負(fù)荷的激烈動作和持久的體力或腦力勞動、作業(yè)環(huán)境不良、單調(diào)乏味的工作、不良的精神因素、肌體狀況不良以及長期勞逸安排不當(dāng)?shù)热说纳?、心理因素及管理方面的因素?都是造成疲勞的原因。另外， 機(jī)器本身在設(shè)計(jì)制造時(shí)， 沒有按人機(jī)工程學(xué)理論設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)不周， 也是人體過早出現(xiàn)疲勞的原因。

　?、?消除疲勞的途徑

　　消除疲勞的途徑歸納起來有以下幾方面：在進(jìn)行顯示器和控制器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮人的生理心理因素； 通過改變操作內(nèi)容、播放音樂等手段克服單調(diào)乏味的作業(yè)；改善工作環(huán)境， 科學(xué)地安排環(huán)境色彩、環(huán)境裝飾及作業(yè)場所布局，合理的溫濕度，充足的光照等；避免超負(fù)荷的體力或腦力勞動，合理安排作息時(shí)間，注意勞逸結(jié)合等。

　?、?疲勞的測定

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　　（五）情緒與情感

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