安全人機(jī)環(huán)境工程PPT課件

1、2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程1 第五章第五章 安全人機(jī)環(huán)境工程安全人機(jī)環(huán)境工程2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程2本章主要內(nèi)容p第一節(jié)第一節(jié) 安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)p第二節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的主體因素第二節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的主體因素p第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)p第四節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)安全性分析第四節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)安全性分析2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程3第一節(jié) 安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)p一、一、 形成和發(fā)展形成和發(fā)展 萌芽階段：人類(lèi)最初使用簡(jiǎn)單工具進(jìn)行勞動(dòng)時(shí)萌芽階段：人類(lèi)最初使用簡(jiǎn)單工具進(jìn)行勞動(dòng)時(shí)期；期； 形成階段：更新型、更復(fù)雜、更精密的高性能形成階段：更新型、更

2、復(fù)雜、更精密的高性能設(shè)備的產(chǎn)生階段；設(shè)備的產(chǎn)生階段； 發(fā)展階段：電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展促進(jìn)了發(fā)展階段：電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展促進(jìn)了人機(jī)環(huán)境工程學(xué)科的形成。人機(jī)環(huán)境工程學(xué)科的形成。2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程4第一節(jié) 安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ) 起源于歐洲起源于歐洲 形成于美國(guó)形成于美國(guó) 發(fā)展于日本發(fā)展于日本 作為一門(mén)獨(dú)立學(xué)科的歷史已有作為一門(mén)獨(dú)立學(xué)科的歷史已有50余年余年 Ergonomics 英國(guó)莫瑞爾/西歐 Human Engineering 美國(guó) Human Factors Engineering 美國(guó) 人間工學(xué) 日本 蘇聯(lián) “人體工程學(xué)”、 “宜人學(xué)”、 中國(guó) “人因工程學(xué)”、“

3、人類(lèi)工程學(xué)”中國(guó) “工效學(xué)”、 “人機(jī)工程學(xué)”等 中國(guó)2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程5第一節(jié) 安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)p二、二、 基本概念和研究?jī)?nèi)容基本概念和研究?jī)?nèi)容 、基本概念、基本概念 研究人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的安全本質(zhì)，并使三者在安全研究人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的安全本質(zhì)，并使三者在安全上達(dá)到最佳匹配，以確保系統(tǒng)高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的上達(dá)到最佳匹配，以確保系統(tǒng)高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一門(mén)科學(xué)。一門(mén)科學(xué)。 、研究?jī)?nèi)容、研究?jī)?nèi)容 ）人的安全特性研究）人的安全特性研究 ）機(jī)的安全特性研究）機(jī)的安全特性研究 ）環(huán)境的安全特性研究）環(huán)境的安全特性研究 ）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)安全特性的研究）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)安全特性的研究2021-10-12安

4、全人機(jī)環(huán)境工程6第一節(jié) 安全人機(jī)環(huán)境工程基礎(chǔ)p三、基礎(chǔ)理論與研究方法三、基礎(chǔ)理論與研究方法 、基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)理論 ）系統(tǒng)論）系統(tǒng)論 ）控制論）控制論 ）模型論）模型論 ）信息論）信息論 、研究方法、研究方法 ）實(shí)測(cè)法）實(shí)測(cè)法 ）實(shí)驗(yàn)?zāi)M法）實(shí)驗(yàn)?zāi)M法 ）定性、定量分析法）定性、定量分析法2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程7第二節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的主體因素p 一、一、 工程人體測(cè)量工程人體測(cè)量 、人體的靜態(tài)尺寸概念：、人體的靜態(tài)尺寸概念：立姿人體尺寸立姿人體尺寸2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程8表表51 人體主要尺寸人體主要尺寸 ( (單位：?jiǎn)挝唬簃m)mm)2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境

5、工程9 表表5-2 立姿人體尺寸立姿人體尺寸 (單位：?jiǎn)挝唬簃m) 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程10 表表5-3 坐姿人體尺寸坐姿人體尺寸 (單位：?jiǎn)挝唬簃m) 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程11表表5-4 各區(qū)域的體重、身高和胸圍三項(xiàng)參數(shù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差（單位：各區(qū)域的體重、身高和胸圍三項(xiàng)參數(shù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差（單位：mm） 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程12名名 稱稱計(jì)算式計(jì)算式名名 稱稱計(jì)算式計(jì)算式坐 高0.523H肘與肘間寬0.256H膝 高0.311H臀部寬0.203H坐姿臀高0.249H肩 寬0.229H座到肘高0.135H手前伸長(zhǎng)度0.462H大腿厚0.086H坐位

6、眼高0.454H臀部到膝高0.342H兩手惻平伸長(zhǎng)度1.032H臀部到小腿長(zhǎng)0.280H坐面至舉手指尖高0.795H表表 5-5 靜坐時(shí)人體尺寸與身高的關(guān)系靜坐時(shí)人體尺寸與身高的關(guān)系 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程13 、人的動(dòng)態(tài)測(cè)量參數(shù)：、人的動(dòng)態(tài)測(cè)量參數(shù)：坐姿工作崗位上肢在水平面上的運(yùn)動(dòng)范圍坐姿工作崗位上肢在水平面上的運(yùn)動(dòng)范圍2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程142021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程152021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程16二、人對(duì)信息接收、處理和輸出 ）人的信息接收）人的信息接收 （1）信息傳遞的基本模式）信息傳遞的基本模式 信源載體編碼信道噪聲譯碼信宿信源載體

7、編碼信道噪聲譯碼信宿 按照系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，人機(jī)系統(tǒng)中典型的信息傳遞按照系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，人機(jī)系統(tǒng)中典型的信息傳遞模式如下圖模式如下圖 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程17二、人對(duì)信息接收、處理和輸出 （2）人的信息接收能力）人的信息接收能力人通過(guò)自己的感覺(jué)器官獲得周?chē)h(huán)境和自身的各種信息，感覺(jué)器官中人通過(guò)自己的感覺(jué)器官獲得周?chē)h(huán)境和自身的各種信息，感覺(jué)器官中的感受器是接受刺激的專(zhuān)門(mén)裝置。感受器按其接受刺激的性質(zhì)可以分的感受器是接受刺激的專(zhuān)門(mén)裝置。感受器按其接受刺激的性質(zhì)可以分為視、聽(tīng)、觸覺(jué)感受器等多種。每一種感受器通常只對(duì)一種能量形式為視、聽(tīng)、觸覺(jué)感受器等多種。每一種感受器通常只對(duì)一種能量形式的

8、刺激特別敏感。的刺激特別敏感。2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程18人的感官是一些性能有一定局限性的信息接受器，在一個(gè)范圍之內(nèi)。感官人的感官是一些性能有一定局限性的信息接受器，在一個(gè)范圍之內(nèi)。感官的這種對(duì)信號(hào)刺激能量范圍要求稱為該感官的絕對(duì)感覺(jué)閾限。那種剛能使的這種對(duì)信號(hào)刺激能量范圍要求稱為該感官的絕對(duì)感覺(jué)閾限。那種剛能使感官神經(jīng)興奮引起感覺(jué)的最小信號(hào)刺激能量稱為絕對(duì)感覺(jué)閾限下限，剛能感官神經(jīng)興奮引起感覺(jué)的最小信號(hào)刺激能量稱為絕對(duì)感覺(jué)閾限下限，剛能引起感官不適或產(chǎn)生不正常感覺(jué)的最大信號(hào)刺激能量稱為絕對(duì)感覺(jué)閾限上引起感官不適或產(chǎn)生不正常感覺(jué)的最大信號(hào)刺激能量稱為絕對(duì)感覺(jué)閾限上限。在人機(jī)系統(tǒng)中，

9、為保證信息的有效傳遞，機(jī)器信源發(fā)出的信號(hào)能量值限。在人機(jī)系統(tǒng)中，為保證信息的有效傳遞，機(jī)器信源發(fā)出的信號(hào)能量值應(yīng)盡可能地遠(yuǎn)離感覺(jué)閾限的上下限。應(yīng)盡可能地遠(yuǎn)離感覺(jué)閾限的上下限。2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程19 當(dāng)信號(hào)刺激的能量分布落在感覺(jué)閾限的上下限之當(dāng)信號(hào)刺激的能量分布落在感覺(jué)閾限的上下限之間時(shí)，人不僅可覺(jué)察到信號(hào)的存在，還能覺(jué)察到間時(shí)，人不僅可覺(jué)察到信號(hào)的存在，還能覺(jué)察到信號(hào)刺激的能量分布差異。剛剛能引起差別感覺(jué)信號(hào)刺激的能量分布差異。剛剛能引起差別感覺(jué)的刺激間的最小差別稱為差別感覺(jué)閥限，也叫最的刺激間的最小差別稱為差別感覺(jué)閥限，也叫最小可覺(jué)差別。對(duì)最小差別量的感受能力叫差別感小可覺(jué)

10、差別。對(duì)最小差別量的感受能力叫差別感受性。下表列出了人類(lèi)各種感官對(duì)信號(hào)能量的感受性。下表列出了人類(lèi)各種感官對(duì)信號(hào)能量的感知范圍和對(duì)信號(hào)能量差異的辨別能力參數(shù)。知范圍和對(duì)信號(hào)能量差異的辨別能力參數(shù)。2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程20人體主要感覺(jué)閾值感覺(jué)感覺(jué)感感 覺(jué)覺(jué) 閾閾下下 限限上上 限限視覺(jué)視覺(jué)（2.22.25.75.7）1010-17-17J J（2.22.25.75.7）1010-8-8J J聽(tīng)覺(jué)聽(tīng)覺(jué)1 11010-12-12J/mJ/m2 21 110102 2J/mJ/m2 2嗅覺(jué)嗅覺(jué)2 21010-7-7mg/mmg/m3 3 味覺(jué)味覺(jué)4 41010-7-7( (硫酸試劑摩爾

11、濃度硫酸試劑摩爾濃度) ) 觸覺(jué)觸覺(jué)2.62.61010-9-9J J 溫度覺(jué)溫度覺(jué)6.286.281010-9-9J/mJ/m2 2ss9.139.131010-6-6J/mJ/m2 2ss振動(dòng)覺(jué)振動(dòng)覺(jué)振幅振幅2.52.51010-4-4mmmm 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程21二、人對(duì)信息接收、處理和輸出 ）人對(duì)信息的中樞加工）人對(duì)信息的中樞加工 它由三個(gè)交互作用的子系統(tǒng)所組成（它由三個(gè)交互作用的子系統(tǒng)所組成（1）感知系統(tǒng)；（）感知系統(tǒng)；（2）認(rèn)知系統(tǒng)；（認(rèn)知系統(tǒng)；（3）運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)都有各自功能上）運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)都有各自功能上相對(duì)獨(dú)立記憶的記憶儲(chǔ)存器和加工處理器。感知

12、系統(tǒng)由感相對(duì)獨(dú)立記憶的記憶儲(chǔ)存器和加工處理器。感知系統(tǒng)由感覺(jué)器官及與其相關(guān)的記憶緩沖器組成。這些儲(chǔ)存器的功能覺(jué)器官及與其相關(guān)的記憶緩沖器組成。這些儲(chǔ)存器的功能是將感覺(jué)到的信息進(jìn)行暫時(shí)儲(chǔ)存以便轉(zhuǎn)換到下一加工環(huán)節(jié)。是將感覺(jué)到的信息進(jìn)行暫時(shí)儲(chǔ)存以便轉(zhuǎn)換到下一加工環(huán)節(jié)。這些緩沖器保存著感覺(jué)器官輸出的全部信息，在此把信息這些緩沖器保存著感覺(jué)器官輸出的全部信息，在此把信息進(jìn)行編碼并輸送到下一加工環(huán)節(jié)。認(rèn)知系統(tǒng)接收從感知系進(jìn)行編碼并輸送到下一加工環(huán)節(jié)。認(rèn)知系統(tǒng)接收從感知系統(tǒng)傳入的經(jīng)過(guò)編碼后的信息，并將這些信息存入本系統(tǒng)的統(tǒng)傳入的經(jīng)過(guò)編碼后的信息，并將這些信息存入本系統(tǒng)的工作記憶中，同時(shí)從長(zhǎng)時(shí)記憶中提取以前存

13、入的有關(guān)信息工作記憶中，同時(shí)從長(zhǎng)時(shí)記憶中提取以前存入的有關(guān)信息和加工規(guī)律，進(jìn)行綜合分析后做出如何反應(yīng)的決策，并將和加工規(guī)律，進(jìn)行綜合分析后做出如何反應(yīng)的決策，并將決策信息輸出到運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的功能較簡(jiǎn)單，它接決策信息輸出到運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的功能較簡(jiǎn)單，它接收認(rèn)知系統(tǒng)輸出的信息并將它付之實(shí)行、做出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，收認(rèn)知系統(tǒng)輸出的信息并將它付之實(shí)行、做出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將執(zhí)行的信息反饋回感知系統(tǒng)。同時(shí)將執(zhí)行的信息反饋回感知系統(tǒng)。2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程22二、人對(duì)信息接收、處理和輸出 ）人的信息輸出）人的信息輸出）影響人傳遞信息能力的主要因素）影響人傳遞信息能力的主要因素 信號(hào)方面的

14、因素信號(hào)方面的因素 人的主體因素人的主體因素 環(huán)境因素環(huán)境因素2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程23第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)p一、一、 人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)u（一）人機(jī)系統(tǒng)的類(lèi)型：（一）人機(jī)系統(tǒng)的類(lèi)型： . 閉環(huán)和開(kāi)環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：閉環(huán)和開(kāi)環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：就是反饋控制人機(jī)系統(tǒng)，它有一閉環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：就是反饋控制人機(jī)系統(tǒng)，它有一個(gè)封閉的回路結(jié)構(gòu)；個(gè)封閉的回路結(jié)構(gòu)；2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程24第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng) 開(kāi)環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出對(duì)控制作用沒(méi)有影響。開(kāi)環(huán)人機(jī)系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出對(duì)控制作用沒(méi)有影響。 . 手工操作與自動(dòng)化系統(tǒng)：

15、手工操作系統(tǒng)、半自手工操作與自動(dòng)化系統(tǒng)：手工操作系統(tǒng)、半自動(dòng)化系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)；動(dòng)化系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)；2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程25一、 人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)u（二）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)：（二）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)步驟如下：設(shè)計(jì)步驟如下：）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)分析：）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)分析：系統(tǒng)整體的必要條件、系統(tǒng)整體的必要條件、系統(tǒng)的外部環(huán)境、系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)境、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)的外部環(huán)境、系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)境、系統(tǒng)組成、組成系統(tǒng)各要素的機(jī)能特性和限制條件、人和機(jī)組成系統(tǒng)各要素的機(jī)能特性和限制條件、人和機(jī)器的協(xié)調(diào)和有機(jī)結(jié)合關(guān)系、要素的決定和選擇評(píng)器的協(xié)調(diào)和有機(jī)結(jié)合關(guān)系、要素的決定和選擇評(píng)價(jià)方法；

16、價(jià)方法；2）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序：）人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序：人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的預(yù)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的預(yù)備設(shè)計(jì)、人機(jī)界面的設(shè)計(jì)、作業(yè)輔助設(shè)計(jì)和系統(tǒng)備設(shè)計(jì)、人機(jī)界面的設(shè)計(jì)、作業(yè)輔助設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的綜合與評(píng)價(jià)。的綜合與評(píng)價(jià)。2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程26第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)p二、二、 人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的人機(jī)關(guān)系人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)中的人機(jī)關(guān)系u（一）人機(jī)功能特征的比較（一）人機(jī)功能特征的比較u（二）顯示裝置的設(shè)計(jì)（二）顯示裝置的設(shè)計(jì)u（三）操縱裝置的設(shè)計(jì)（三）操縱裝置的設(shè)計(jì)2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程27第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)第三節(jié)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng) 在人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先要按照科學(xué)的觀點(diǎn)分析人和

17、在人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先要按照科學(xué)的觀點(diǎn)分析人和機(jī)器各自所具有的不同特點(diǎn)，以便研究人與機(jī)器的功機(jī)器各自所具有的不同特點(diǎn)，以便研究人與機(jī)器的功能分配，從而揚(yáng)長(zhǎng)避短，各盡所長(zhǎng)，充分發(fā)揮人與機(jī)能分配，從而揚(yáng)長(zhǎng)避短，各盡所長(zhǎng)，充分發(fā)揮人與機(jī)器的各自優(yōu)點(diǎn)；從設(shè)計(jì)開(kāi)始就盡量防止產(chǎn)生人的不安器的各自優(yōu)點(diǎn)；從設(shè)計(jì)開(kāi)始就盡量防止產(chǎn)生人的不安全行動(dòng)和機(jī)器的不安全狀態(tài)，做到安全生產(chǎn)。全行動(dòng)和機(jī)器的不安全狀態(tài)，做到安全生產(chǎn)。 人和機(jī)各有自己的能力和長(zhǎng)處，歸納起來(lái)各表現(xiàn)在四人和機(jī)各有自己的能力和長(zhǎng)處，歸納起來(lái)各表現(xiàn)在四個(gè)方面：個(gè)方面： 人的功能的限度是準(zhǔn)確性、體力、速度和知覺(jué)能力；人的功能的限度是準(zhǔn)確性、體力、速度和知覺(jué)

18、能力； 機(jī)器功能的限度是性能維持能力、正常動(dòng)作、判斷能機(jī)器功能的限度是性能維持能力、正常動(dòng)作、判斷能力、造價(jià)及運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。力、造價(jià)及運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程28人與機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較項(xiàng)項(xiàng) 目目機(jī)機(jī) 器器人人速速 度度占優(yōu)勢(shì)占優(yōu)勢(shì)時(shí)間延時(shí)為時(shí)間延時(shí)為1s邏輯邏輯推理推理擅長(zhǎng)于演繹而不易改變其演繹擅長(zhǎng)于演繹而不易改變其演繹程序程序擅長(zhǎng)于歸納，容易改變其推理程序擅長(zhǎng)于歸納，容易改變其推理程序計(jì)計(jì) 算算快且精確，但不善于修正誤差快且精確，但不善于修正誤差慢且易產(chǎn)生誤差，但善于修正誤差慢且易產(chǎn)生誤差，但善于修正誤差可可 靠靠 性性按照恰當(dāng)設(shè)計(jì)制造的機(jī)器，在按照恰當(dāng)設(shè)計(jì)制造的機(jī)器，在完成

19、規(guī)定的作業(yè)中可靠性很高，完成規(guī)定的作業(yè)中可靠性很高，而且保持恒定，不能處理意外而且保持恒定，不能處理意外的事態(tài)。在超負(fù)荷條件下可靠的事態(tài)。在超負(fù)荷條件下可靠性突降性突降人腦可靠性遠(yuǎn)超過(guò)機(jī)械，但極度疲勞與人腦可靠性遠(yuǎn)超過(guò)機(jī)械，但極度疲勞與緊急事態(tài)下很可能變成極不可靠，人的緊急事態(tài)下很可能變成極不可靠，人的技術(shù)水平、經(jīng)驗(yàn)以及生理和心里狀況對(duì)技術(shù)水平、經(jīng)驗(yàn)以及生理和心里狀況對(duì)可靠性很有影響，可處理意外緊急事態(tài)可靠性很有影響，可處理意外緊急事態(tài)連連 續(xù)續(xù) 性性能長(zhǎng)期連續(xù)工作，適應(yīng)單調(diào)專(zhuān)能長(zhǎng)期連續(xù)工作，適應(yīng)單調(diào)專(zhuān)業(yè)，需要適當(dāng)維護(hù)業(yè)，需要適當(dāng)維護(hù)容易疲勞，不能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，且受容易疲勞，不能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工

20、作，且受性別、年齡和健康狀態(tài)等影響，不適應(yīng)性別、年齡和健康狀態(tài)等影響，不適應(yīng)單調(diào)作業(yè)單調(diào)作業(yè)靈靈 活活 性性如果是專(zhuān)用機(jī)械，不經(jīng)調(diào)整則如果是專(zhuān)用機(jī)械，不經(jīng)調(diào)整則不能改作其它用途不能改作其它用途通過(guò)教育訓(xùn)練，可具有多方面的適應(yīng)能通過(guò)教育訓(xùn)練，可具有多方面的適應(yīng)能力力2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程29人與機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較（續(xù)）項(xiàng)項(xiàng) 目目機(jī)機(jī) 器器人人輸輸 入入靈敏度靈敏度具有某些超人的感覺(jué)，如有具有某些超人的感覺(jué)，如有感覺(jué)電離輻射的能力感覺(jué)電離輻射的能力在較寬的能量范圍內(nèi)承受刺激因素，在較寬的能量范圍內(nèi)承受刺激因素，支配感受器適應(yīng)刺激因素的變化，如支配感受器適應(yīng)刺激因素的變化，如眼睛能感受各種

21、位置、運(yùn)動(dòng)和顏色，眼睛能感受各種位置、運(yùn)動(dòng)和顏色，善于鑒別圖象，能夠從高噪聲中分辨善于鑒別圖象，能夠從高噪聲中分辨信號(hào)，易受（超過(guò)規(guī)定限度的）熱、信號(hào)，易受（超過(guò)規(guī)定限度的）熱、冷、噪聲和振動(dòng)的影響冷、噪聲和振動(dòng)的影響智智 力力無(wú)無(wú) （智能機(jī)例外）（智能機(jī)例外）能應(yīng)付意外事件和不可能預(yù)測(cè)事件，能應(yīng)付意外事件和不可能預(yù)測(cè)事件，并能采取預(yù)防措施并能采取預(yù)防措施操作處操作處理能力理能力操縱力、速度精密度、操作操縱力、速度精密度、操作量、操作范圍等均優(yōu)于人的量、操作范圍等均優(yōu)于人的能力。在處理液體、氣體、能力。在處理液體、氣體、粉體方面比人強(qiáng)，但對(duì)柔軟粉體方面比人強(qiáng)，但對(duì)柔軟物體的處理能力比人差物體的

22、處理能力比人差可進(jìn)行各種控制，手具有非常大的自可進(jìn)行各種控制，手具有非常大的自由度，能極巧妙地進(jìn)行各種操作。從由度，能極巧妙地進(jìn)行各種操作。從視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、變位和重量感覺(jué)上得到視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、變位和重量感覺(jué)上得到的信息可以完全反饋給控制器的信息可以完全反饋給控制器2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程30人與機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較項(xiàng)項(xiàng) 目目機(jī)機(jī) 器器人人功率功率輸出輸出恒定恒定不論大的，固定不論大的，固定的或標(biāo)準(zhǔn)的的或標(biāo)準(zhǔn)的1471KW的功率輸出只能維持的功率輸出只能維持10s，367.75KW的功率輸出可維持幾分的功率輸出可維持幾分鐘，鐘，150KW以下的功率輸出能持以下的功率輸出能持續(xù)一天續(xù)一天綜合綜合能

23、力能力多種途徑多種途徑單一手段單一手段記記 憶憶最適用于文字的再現(xiàn)和長(zhǎng)最適用于文字的再現(xiàn)和長(zhǎng)期存儲(chǔ)期存儲(chǔ)可存儲(chǔ)大量信息，并進(jìn)行多種途可存儲(chǔ)大量信息，并進(jìn)行多種途徑的存取，擅長(zhǎng)于對(duì)原則和策略徑的存取，擅長(zhǎng)于對(duì)原則和策略的記憶的記憶2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程31人機(jī)的功能分配 1、人機(jī)功能分配的含義、人機(jī)功能分配的含義 對(duì)人和機(jī)的特性進(jìn)行權(quán)衡分析，將系統(tǒng)的不同功能恰對(duì)人和機(jī)的特性進(jìn)行權(quán)衡分析，將系統(tǒng)的不同功能恰當(dāng)?shù)胤峙浣o人或機(jī)，稱為人機(jī)的功能分配。當(dāng)?shù)胤峙浣o人或機(jī)，稱為人機(jī)的功能分配。 人與機(jī)器的結(jié)合形式，依復(fù)雜程度不同可分為：勞動(dòng)人與機(jī)器的結(jié)合形式，依復(fù)雜程度不同可分為：勞動(dòng)者者- -

24、工具；操作者工具；操作者- -機(jī)器；監(jiān)控者機(jī)器；監(jiān)控者- -自動(dòng)化機(jī)器；監(jiān)督自動(dòng)化機(jī)器；監(jiān)督者者- -智能機(jī)器等幾種。智能機(jī)器等幾種。 機(jī)器的自動(dòng)化與智能化使操縱復(fù)雜程度提高因而對(duì)操機(jī)器的自動(dòng)化與智能化使操縱復(fù)雜程度提高因而對(duì)操縱者提出了嚴(yán)格要求。同時(shí)操縱者的功能限制也對(duì)機(jī)縱者提出了嚴(yán)格要求。同時(shí)操縱者的功能限制也對(duì)機(jī)器設(shè)計(jì)提出特殊要求。器設(shè)計(jì)提出特殊要求。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程32 人機(jī)結(jié)合的原則改變了傳統(tǒng)的只考慮機(jī)器設(shè)計(jì)人機(jī)結(jié)合的原則改變了傳統(tǒng)的只考慮機(jī)器設(shè)計(jì)的思想，提出了同時(shí)考慮人與機(jī)器兩方面因素，的思想，提出了同時(shí)考慮人與機(jī)器兩方面因素，即在機(jī)器設(shè)計(jì)的同時(shí)把人看成是有知

25、覺(jué)有技術(shù)即在機(jī)器設(shè)計(jì)的同時(shí)把人看成是有知覺(jué)有技術(shù)的控制機(jī)、能量轉(zhuǎn)換機(jī)、信息處理機(jī)。的控制機(jī)、能量轉(zhuǎn)換機(jī)、信息處理機(jī)。 凡需要由感官指導(dǎo)的間歇操作，要留出足夠間凡需要由感官指導(dǎo)的間歇操作，要留出足夠間歇時(shí)間；機(jī)器設(shè)計(jì)中，要使操縱要求低于人的歇時(shí)間；機(jī)器設(shè)計(jì)中，要使操縱要求低于人的反應(yīng)速度，這便是獲得最佳效果的設(shè)計(jì)思想。反應(yīng)速度，這便是獲得最佳效果的設(shè)計(jì)思想。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程332、人機(jī)功能分配的一般原則、人機(jī)功能分配的一般原則 人能完成并能勝過(guò)機(jī)器的工作人能完成并能勝過(guò)機(jī)器的工作：發(fā)覺(jué)微量的光和聲，：發(fā)覺(jué)微量的光和聲，接受和組織聲、光的型式，隨機(jī)應(yīng)變和應(yīng)變程度，長(zhǎng)接受和組織

26、聲、光的型式，隨機(jī)應(yīng)變和應(yīng)變程度，長(zhǎng)時(shí)間大量?jī)?chǔ)存信息并能回憶有關(guān)的情節(jié)，進(jìn)行歸納推時(shí)間大量?jī)?chǔ)存信息并能回憶有關(guān)的情節(jié)，進(jìn)行歸納推理和判斷并形成概念和創(chuàng)造方法等。理和判斷并形成概念和創(chuàng)造方法等。 目前機(jī)器能完成并勝過(guò)人的工作目前機(jī)器能完成并勝過(guò)人的工作：對(duì)控制信號(hào)迅速作：對(duì)控制信號(hào)迅速作出反應(yīng)，平穩(wěn)而準(zhǔn)確地產(chǎn)生出反應(yīng)，平穩(wěn)而準(zhǔn)確地產(chǎn)生“巨大力量巨大力量”，做重復(fù)的，做重復(fù)的和規(guī)律性的工作，短暫地儲(chǔ)存信息然后廢除這些信息，和規(guī)律性的工作，短暫地儲(chǔ)存信息然后廢除這些信息，快速運(yùn)算，同一時(shí)間執(zhí)行多種不同的功能?？焖龠\(yùn)算，同一時(shí)間執(zhí)行多種不同的功能。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程34采用人、機(jī)時(shí)

27、有利點(diǎn)采用人、機(jī)時(shí)有利點(diǎn) 采用機(jī)器時(shí)的有利點(diǎn)采用機(jī)器時(shí)的有利點(diǎn)采用人時(shí)的有利點(diǎn)采用人時(shí)的有利點(diǎn)1、重復(fù)性的操作、計(jì)算，大量的情報(bào)資、重復(fù)性的操作、計(jì)算，大量的情報(bào)資料存儲(chǔ)料存儲(chǔ)1、由于各種干擾，需要判斷信息時(shí)、由于各種干擾，需要判斷信息時(shí)2、迅速施加大的物理力時(shí)、迅速施加大的物理力時(shí)2、在圖形變化情況下，要求判斷圖、在圖形變化情況下，要求判斷圖形時(shí)形時(shí)3、大量的數(shù)據(jù)處理、大量的數(shù)據(jù)處理3、要求判斷各種各樣的輸入時(shí)、要求判斷各種各樣的輸入時(shí)4、根據(jù)某一特定范圍，多次重復(fù)作出判、根據(jù)某一特定范圍，多次重復(fù)作出判斷斷4、對(duì)發(fā)生頻率非常低時(shí)的事態(tài)需要、對(duì)發(fā)生頻率非常低時(shí)的事態(tài)需要進(jìn)行判斷時(shí)進(jìn)行判斷時(shí)5

28、、由于環(huán)境約束，對(duì)人有危險(xiǎn)或操作容、由于環(huán)境約束，對(duì)人有危險(xiǎn)或操作容易犯錯(cuò)誤時(shí)易犯錯(cuò)誤時(shí)5、解決問(wèn)題需要?dú)w納、判斷時(shí)、解決問(wèn)題需要?dú)w納、判斷時(shí)6、當(dāng)調(diào)節(jié)、操作速度非常重要，具有決、當(dāng)調(diào)節(jié)、操作速度非常重要，具有決定意義時(shí)定意義時(shí)6、預(yù)測(cè)不測(cè)事件的發(fā)生時(shí)、預(yù)測(cè)不測(cè)事件的發(fā)生時(shí)7、控制力的施加要求非常嚴(yán)格時(shí)、控制力的施加要求非常嚴(yán)格時(shí) 8、必須長(zhǎng)時(shí)間地施加控制力時(shí)、必須長(zhǎng)時(shí)間地施加控制力時(shí) 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程35人機(jī)功能分配的一般原則人機(jī)功能分配的一般原則 笨重的、快速的、精細(xì)的、規(guī)律性的、單調(diào)的、高階運(yùn)笨重的、快速的、精細(xì)的、規(guī)律性的、單調(diào)的、高階運(yùn)算的、支付大功率的、操作復(fù)雜

29、的、環(huán)境條件惡劣的作算的、支付大功率的、操作復(fù)雜的、環(huán)境條件惡劣的作業(yè)以及需要檢測(cè)人不能識(shí)別的物理信號(hào)的作業(yè)，分配給業(yè)以及需要檢測(cè)人不能識(shí)別的物理信號(hào)的作業(yè)，分配給機(jī)器承擔(dān)機(jī)器承擔(dān) 指令和程序的安排，圖形的辨認(rèn)或多種信息輸入時(shí)，機(jī)指令和程序的安排，圖形的辨認(rèn)或多種信息輸入時(shí)，機(jī)器系統(tǒng)的監(jiān)控、維修、設(shè)計(jì)、創(chuàng)造、故障處理及應(yīng)付突器系統(tǒng)的監(jiān)控、維修、設(shè)計(jì)、創(chuàng)造、故障處理及應(yīng)付突然事件等工作，由人承擔(dān)然事件等工作，由人承擔(dān) 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程363、人機(jī)功能匹配對(duì)人機(jī)系統(tǒng)的影響、人機(jī)功能匹配對(duì)人機(jī)系統(tǒng)的影響 過(guò)去，由于不明人與機(jī)的匹配關(guān)系特性，使機(jī)的設(shè)計(jì)與過(guò)去，由于不明人與機(jī)的匹配關(guān)

30、系特性，使機(jī)的設(shè)計(jì)與人的功能不適應(yīng)而造成的失誤很多，如作戰(zhàn)飛機(jī)的高度人的功能不適應(yīng)而造成的失誤很多，如作戰(zhàn)飛機(jī)的高度計(jì)等儀表的設(shè)計(jì)與人的視覺(jué)不適應(yīng)是造成飛機(jī)失事的主計(jì)等儀表的設(shè)計(jì)與人的視覺(jué)不適應(yīng)是造成飛機(jī)失事的主要原因要原因. . 在工作負(fù)荷過(guò)高的情況下，人往往出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)（即生在工作負(fù)荷過(guò)高的情況下，人往往出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)（即生理緊張），導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。理緊張），導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。 進(jìn)行合理的人機(jī)功能分配，也就是使人機(jī)結(jié)合面布置得進(jìn)行合理的人機(jī)功能分配，也就是使人機(jī)結(jié)合面布置得恰當(dāng)，從安全人機(jī)工程學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，分析人機(jī)結(jié)合面恰當(dāng)，從安全人機(jī)工程學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，分析人機(jī)結(jié)合面失調(diào)導(dǎo)致工傷事故，

31、進(jìn)而采取改進(jìn)對(duì)策。失調(diào)導(dǎo)致工傷事故，進(jìn)而采取改進(jìn)對(duì)策。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程374、人機(jī)分工不合理的表現(xiàn)、人機(jī)分工不合理的表現(xiàn) 可以由人很好執(zhí)行的功能分配給機(jī)器而把設(shè)備能更有效可以由人很好執(zhí)行的功能分配給機(jī)器而把設(shè)備能更有效地執(zhí)行的功能分配給人地執(zhí)行的功能分配給人 讓人承擔(dān)超過(guò)其能力所能承擔(dān)的負(fù)荷或速度讓人承擔(dān)超過(guò)其能力所能承擔(dān)的負(fù)荷或速度 不能根據(jù)人執(zhí)行功能的特點(diǎn)而找出人機(jī)之間最適宜的相不能根據(jù)人執(zhí)行功能的特點(diǎn)而找出人機(jī)之間最適宜的相互聯(lián)系的途徑與手段互聯(lián)系的途徑與手段2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程385、人機(jī)功能分配應(yīng)注意問(wèn)題、人機(jī)功能分配應(yīng)注意問(wèn)題(1) 信息由機(jī)器

32、的顯示器傳遞到人，選擇適宜的信息通道，避免信息由機(jī)器的顯示器傳遞到人，選擇適宜的信息通道，避免信息通道過(guò)載而失誤，以及顯示器的設(shè)計(jì)應(yīng)符合安全人機(jī)工程信息通道過(guò)載而失誤，以及顯示器的設(shè)計(jì)應(yīng)符合安全人機(jī)工程的原則。的原則。(2) 信息從人的運(yùn)動(dòng)器官傳遞給機(jī)器，應(yīng)考慮人的權(quán)限能力和操信息從人的運(yùn)動(dòng)器官傳遞給機(jī)器，應(yīng)考慮人的權(quán)限能力和操作范圍，控制器設(shè)計(jì)要安全、高效、可靠、靈敏。作范圍，控制器設(shè)計(jì)要安全、高效、可靠、靈敏。(3) 充分適用人和機(jī)的各自優(yōu)勢(shì)。充分適用人和機(jī)的各自優(yōu)勢(shì)。(4) 使人機(jī)結(jié)合面的信息通道數(shù)和傳遞頻率不超過(guò)人的能力，以使人機(jī)結(jié)合面的信息通道數(shù)和傳遞頻率不超過(guò)人的能力，以及機(jī)適合大

33、多數(shù)人的應(yīng)用。及機(jī)適合大多數(shù)人的應(yīng)用。(5) 一定要考慮到機(jī)器發(fā)生故障的可能性，以及簡(jiǎn)單排除故障一定要考慮到機(jī)器發(fā)生故障的可能性，以及簡(jiǎn)單排除故障的方法和使用的工具。的方法和使用的工具。(6) 要考慮到小概率事件的處理，有些偶發(fā)性事件如果對(duì)系統(tǒng)無(wú)要考慮到小概率事件的處理，有些偶發(fā)性事件如果對(duì)系統(tǒng)無(wú)明顯影響，可以不必考慮，但有的事件一旦發(fā)生就會(huì)造成功能明顯影響，可以不必考慮，但有的事件一旦發(fā)生就會(huì)造成功能的破壞，對(duì)這種事件就要事先安排監(jiān)督和控制方法。的破壞，對(duì)這種事件就要事先安排監(jiān)督和控制方法。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程39顯示裝置設(shè)計(jì)顯示裝置設(shè)計(jì) 一、顯示器的性能要求一、顯示器的性

34、能要求 1、用簡(jiǎn)單明了的方式傳達(dá)信息，使傳遞信息的形式盡量、用簡(jiǎn)單明了的方式傳達(dá)信息，使傳遞信息的形式盡量能直接表達(dá)信息的內(nèi)容，以減少譯碼的錯(cuò)誤。能直接表達(dá)信息的內(nèi)容，以減少譯碼的錯(cuò)誤。 2、顯示精度要適當(dāng)，保證最少的認(rèn)讀時(shí)間，避免因精度、顯示精度要適當(dāng)，保證最少的認(rèn)讀時(shí)間，避免因精度超過(guò)需要，反而使閱讀困難和誤差增大。超過(guò)需要，反而使閱讀困難和誤差增大。 3、顯示形式要符合操作者的習(xí)慣及操作能力極限，易于、顯示形式要符合操作者的習(xí)慣及操作能力極限，易于了解，避免換算，減少訓(xùn)練時(shí)間，減少受習(xí)慣干擾造成了解，避免換算，減少訓(xùn)練時(shí)間，減少受習(xí)慣干擾造成解釋不一致的差錯(cuò)。解釋不一致的差錯(cuò)。 4、根據(jù)

35、作業(yè)條件（如照明、速度、振動(dòng)、操作者的位置、根據(jù)作業(yè)條件（如照明、速度、振動(dòng)、操作者的位置、運(yùn)動(dòng)的約束等），運(yùn)用最有效的顯示技術(shù)和顯示方法，運(yùn)動(dòng)的約束等），運(yùn)用最有效的顯示技術(shù)和顯示方法，要使顯示變化速度與操作者的反應(yīng)能力相適應(yīng)，不要讓要使顯示變化速度與操作者的反應(yīng)能力相適應(yīng)，不要讓顯示速度超過(guò)人的反應(yīng)速度。顯示速度超過(guò)人的反應(yīng)速度。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程40二、顯示器設(shè)計(jì)的基本原則二、顯示器設(shè)計(jì)的基本原則 1 1、明顯度高、明顯度高 2 2、可見(jiàn)度高可見(jiàn)度高 3 3、可讀性好、可讀性好 4、闡明力強(qiáng)闡明力強(qiáng) 5 5、簡(jiǎn)單明了、簡(jiǎn)單明了 6 6、確保安全、確保安全 7 7、使視

36、力有缺陷者（如視弱、色弱者）也不會(huì)誤、使視力有缺陷者（如視弱、色弱者）也不會(huì)誤認(rèn)。認(rèn)。 8 8、顯示器的顯示方式和操作者的思維過(guò)程應(yīng)當(dāng)和、顯示器的顯示方式和操作者的思維過(guò)程應(yīng)當(dāng)和諧一致。諧一致。2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程41 三、視覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì)三、視覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì) 視覺(jué)顯示方式主要有數(shù)字顯示和模擬顯示兩視覺(jué)顯示方式主要有數(shù)字顯示和模擬顯示兩類(lèi)：類(lèi)： 數(shù)字顯示中有機(jī)械式，數(shù)碼管式液晶式和屏數(shù)字顯示中有機(jī)械式，數(shù)碼管式液晶式和屏幕式等。它直接用數(shù)碼來(lái)顯示有關(guān)參數(shù)和工幕式等。它直接用數(shù)碼來(lái)顯示有關(guān)參數(shù)和工作狀態(tài)。作狀態(tài)。 模擬顯示最常用的有刻度盤(pán)指針式和燈光顯模擬顯示最常用的有刻度盤(pán)指針

37、式和燈光顯示式。它是用模擬量來(lái)顯示機(jī)器有關(guān)參數(shù)和示式。它是用模擬量來(lái)顯示機(jī)器有關(guān)參數(shù)和狀態(tài)。手表表盤(pán)就是一個(gè)典型的模擬顯示。狀態(tài)。手表表盤(pán)就是一個(gè)典型的模擬顯示。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程42 1 1、指針式儀表的設(shè)計(jì)、指針式儀表的設(shè)計(jì) 依刻度盤(pán)的形狀，指針顯示器可分為圓形、弧形和直依刻度盤(pán)的形狀，指針顯示器可分為圓形、弧形和直線形（見(jiàn)表線形（見(jiàn)表516）。）。 設(shè)計(jì)指針式儀表時(shí)應(yīng)考慮安全人機(jī)工程學(xué)的問(wèn)題設(shè)計(jì)指針式儀表時(shí)應(yīng)考慮安全人機(jī)工程學(xué)的問(wèn)題 指針式儀表的大小與觀察距離是否比例適當(dāng)；指針式儀表的大小與觀察距離是否比例適當(dāng)； 刻度盤(pán)的形狀與大小是否合理；刻度盤(pán)的形狀與大小是否合理

38、； 刻度盤(pán)的刻度劃分、數(shù)字和字母的形狀、大小以及刻度盤(pán)的刻度劃分、數(shù)字和字母的形狀、大小以及刻度盤(pán)色彩對(duì)比是否便于監(jiān)控者能迅速而準(zhǔn)確地識(shí)讀；刻度盤(pán)色彩對(duì)比是否便于監(jiān)控者能迅速而準(zhǔn)確地識(shí)讀； 根據(jù)監(jiān)控者所處的位置，指針式儀表是否布置在最根據(jù)監(jiān)控者所處的位置，指針式儀表是否布置在最佳視區(qū)范圍內(nèi)。佳視區(qū)范圍內(nèi)。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程43表表516 指針顯示器的刻度盤(pán)分類(lèi)指針顯示器的刻度盤(pán)分類(lèi) 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程44 刻度盤(pán)的設(shè)計(jì)刻度盤(pán)的設(shè)計(jì) 刻度盤(pán)的形狀刻度盤(pán)的形狀?？潭缺P(pán)的形狀主要取決于?？潭缺P(pán)的形狀主要取決于儀表的功能和人的視覺(jué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。以數(shù)量識(shí)儀表的功能和人的

39、視覺(jué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。以數(shù)量識(shí)讀儀表為例，其指針值必須能使識(shí)讀者精確、讀儀表為例，其指針值必須能使識(shí)讀者精確、迅速地識(shí)讀。迅速地識(shí)讀。 實(shí)驗(yàn)研究表明，不同形式刻度盤(pán)的誤讀率亦實(shí)驗(yàn)研究表明，不同形式刻度盤(pán)的誤讀率亦不同（表不同（表51717） 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程45誤讀率比較誤讀率比較:開(kāi)窗型，由于指針不動(dòng)，刻度數(shù)字動(dòng)，窗中的數(shù)字易讀，其開(kāi)窗型，由于指針不動(dòng)，刻度數(shù)字動(dòng)，窗中的數(shù)字易讀，其誤讀率最小。與此相反，圓型，半圓型等，由于需在儀表中尋找和確認(rèn)指誤讀率最小。與此相反，圓型，半圓型等，由于需在儀表中尋找和確認(rèn)指針的位置，所以在較短的提示時(shí)間內(nèi)比開(kāi)窗型的誤讀率高，但因可以用指針的位置

40、，所以在較短的提示時(shí)間內(nèi)比開(kāi)窗型的誤讀率高，但因可以用指針的傾角來(lái)推測(cè)顯示量，因此高于水平型和豎直型顯示。水平型和豎直由針的傾角來(lái)推測(cè)顯示量，因此高于水平型和豎直型顯示。水平型和豎直由于尋找指針位置最費(fèi)時(shí)間，在提示時(shí)間短的情況下，誤讀率最高，但與豎于尋找指針位置最費(fèi)時(shí)間，在提示時(shí)間短的情況下，誤讀率最高，但與豎直型相比，水平型的誤讀率偏低，這是因?yàn)檠矍虻倪\(yùn)動(dòng)快的緣故。直型相比，水平型的誤讀率偏低，這是因?yàn)檠矍虻倪\(yùn)動(dòng)快的緣故。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程46表表5 517 517 5種顯示器讀數(shù)準(zhǔn)確度的比較種顯示器讀數(shù)準(zhǔn)確度的比較（圓型儀表為（圓型儀表為100） 顯示器類(lèi)型顯示器類(lèi)型最

41、大可見(jiàn)度盤(pán)尺寸最大可見(jiàn)度盤(pán)尺寸（mmmm）讀數(shù)錯(cuò)誤率讀數(shù)錯(cuò)誤率（% %）開(kāi)窗式開(kāi)窗式圓形圓形半圓形半圓形水平直線形水平直線形豎直直線形豎直直線形42.342.354.054.011011018018018018045451001001531532522523253252021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程47 刻度盤(pán)的大小刻度盤(pán)的大小?？潭缺P(pán)的大小取決于盤(pán)上標(biāo)?？潭缺P(pán)的大小取決于盤(pán)上標(biāo)記的數(shù)量和觀察距離。記的數(shù)量和觀察距離。 以圓形刻度為例，當(dāng)盤(pán)上標(biāo)記數(shù)量多時(shí)，為以圓形刻度為例，當(dāng)盤(pán)上標(biāo)記數(shù)量多時(shí)，為了提高清晰度，須相應(yīng)增大刻度盤(pán)。但是，了提高清晰度，須相應(yīng)增大刻度盤(pán)。但是，這必將增加眼睛的掃描

42、路線和儀表占用面積。這必將增加眼睛的掃描路線和儀表占用面積。而縮小刻度盤(pán)又會(huì)使標(biāo)記密集不清晰。而縮小刻度盤(pán)又會(huì)使標(biāo)記密集不清晰。 刻度盤(pán)的最佳直徑與監(jiān)控者的視角有關(guān)。實(shí)刻度盤(pán)的最佳直徑與監(jiān)控者的視角有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明，最佳視角為驗(yàn)證明，最佳視角為2.52.55 5。因此，由最。因此，由最佳直徑和最佳視角便可確定最佳視距，或已佳直徑和最佳視角便可確定最佳視距，或已知視距和最佳視角便可推算出儀表刻度盤(pán)的知視距和最佳視角便可推算出儀表刻度盤(pán)的最佳直徑。最佳直徑。2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程48 懷特（懷特（W WJ JWhiteWhite）等人對(duì)圓形刻度盤(pán)最）等人對(duì)圓形刻度盤(pán)最優(yōu)直徑作過(guò)實(shí)驗(yàn)，將

43、儀表安裝在儀表盤(pán)上，優(yōu)直徑作過(guò)實(shí)驗(yàn)，將儀表安裝在儀表盤(pán)上，然后測(cè)試反應(yīng)速度和誤讀率。結(jié)果表明，然后測(cè)試反應(yīng)速度和誤讀率。結(jié)果表明，圓形刻度盤(pán)的最優(yōu)直徑是圓形刻度盤(pán)的最優(yōu)直徑是44mm44mm。關(guān)于圓形。關(guān)于圓形刻度盤(pán)的直徑、觀察距離和標(biāo)記數(shù)量的推刻度盤(pán)的直徑、觀察距離和標(biāo)記數(shù)量的推薦值請(qǐng)參見(jiàn)表薦值請(qǐng)參見(jiàn)表5 51818。2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程49表表518 認(rèn)讀速度和準(zhǔn)確度與直徑大小的關(guān)系認(rèn)讀速度和準(zhǔn)確度與直徑大小的關(guān)系（視距（視距750mm） 刻度盤(pán)直徑刻度盤(pán)直徑 mm觀察時(shí)間觀察時(shí)間 s平均反應(yīng)時(shí)間平均反應(yīng)時(shí)間 s讀錯(cuò)率讀錯(cuò)率 %250.820.766440.720.7247

44、00.755.73122021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程50表表51 18 觀察距離和標(biāo)記數(shù)量與刻度盤(pán)直徑的關(guān)系觀察距離和標(biāo)記數(shù)量與刻度盤(pán)直徑的關(guān)系 刻度標(biāo)記的數(shù)量刻度標(biāo)記的數(shù)量刻度盤(pán)的最小允許直徑刻度盤(pán)的最小允許直徑觀察距離觀察距離 500mm 時(shí)時(shí)觀察距離觀察距離 900mm 時(shí)時(shí)3825.425.45025.432.57025.445.510036.464.315054.498.020072.8129.6300109.0196.02021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程51 （2）刻度線設(shè)計(jì)）刻度線設(shè)計(jì) 刻度的大小刻度的大小 刻度盤(pán)上最小刻度線間的距離稱刻度盤(pán)上最小刻度線間的距離稱為刻度。

45、刻度的大小可根據(jù)人眼的最小分辨能力和為刻度。刻度的大小可根據(jù)人眼的最小分辨能力和刻度盤(pán)的材料性質(zhì)及視距而確定。人眼直接讀識(shí)刻刻度盤(pán)的材料性質(zhì)及視距而確定。人眼直接讀識(shí)刻度時(shí)，刻度的最小尺寸不應(yīng)小于度時(shí)，刻度的最小尺寸不應(yīng)小于0.60.61mm1mm。當(dāng)刻度。當(dāng)刻度小于小于1mm1mm時(shí)，誤讀率急劇增加。因此，刻度的最小時(shí)，誤讀率急劇增加。因此，刻度的最小尺寸一般在尺寸一般在1 12.5Omm2.5Omm之間選取之間選取, ,必要時(shí)也可采用必要時(shí)也可采用4 48mm8mm。采用放大鏡讀數(shù)時(shí)，刻度的大小一般取。采用放大鏡讀數(shù)時(shí)，刻度的大小一般取1 1X mmX mm（X X為放大鏡放大倍數(shù)）。為放

46、大鏡放大倍數(shù)）。 刻度線的最小值還受所用材料的限制，鋼和鋁的最刻度線的最小值還受所用材料的限制，鋼和鋁的最小刻度為小刻度為1mm；黃銅和鋅白銅為；黃銅和鋅白銅為0.5mm 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程52 刻度的類(lèi)型刻度的類(lèi)型 常見(jiàn)的刻度類(lèi)型有單刻度線、常見(jiàn)的刻度類(lèi)型有單刻度線、雙刻度線和遞增式刻度線雙刻度線和遞增式刻度線（見(jiàn)圖（見(jiàn)圖5 51313）。遞。遞增式刻度線的形象特征可以減少識(shí)讀誤差。增式刻度線的形象特征可以減少識(shí)讀誤差。 刻度線的寬度刻度線的寬度即刻度線的粗細(xì)即刻度線的粗細(xì) 刻度線的寬刻度線的寬度取決于刻度的大小，當(dāng)刻度線寬度為刻度的度取決于刻度的大小，當(dāng)刻度線寬度為刻度的

47、10左右時(shí)，讀數(shù)的誤差最小。因此，刻度線左右時(shí)，讀數(shù)的誤差最小。因此，刻度線寬度一般取刻度的寬度一般取刻度的515，普通刻度線通，普通刻度線通常取常取0.10.02mm；遠(yuǎn)距離觀察時(shí)，可取；遠(yuǎn)距離觀察時(shí)，可取0.60.8mm，精度高的測(cè)量刻度線取，精度高的測(cè)量刻度線取0.00150.1mm。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程53圖圖513 刻度線刻度線 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程54 刻度線長(zhǎng)度刻度線長(zhǎng)度 刻度線長(zhǎng)度選擇合適與否，對(duì)刻度線長(zhǎng)度選擇合適與否，對(duì)識(shí)讀準(zhǔn)確性影響很大。刻度線長(zhǎng)度受照明條件和識(shí)讀準(zhǔn)確性影響很大?？潭染€長(zhǎng)度受照明條件和視距的限制，見(jiàn)表視距的限制，見(jiàn)表5-19

48、5-19。當(dāng)視距為。當(dāng)視距為L(zhǎng) L時(shí)，刻度線最時(shí)，刻度線最小長(zhǎng)度為：小長(zhǎng)度為： 長(zhǎng)刻度線長(zhǎng)度長(zhǎng)刻度線長(zhǎng)度L L90 90 中刻度線長(zhǎng)度中刻度線長(zhǎng)度L L125125 短刻度線長(zhǎng)度短刻度線長(zhǎng)度L L200200 刻度線間距刻度線間距L L600600 刻度線長(zhǎng)度還受刻度大小的影響，不同刻度范圍刻度線長(zhǎng)度還受刻度大小的影響，不同刻度范圍的刻度線長(zhǎng)度按表的刻度線長(zhǎng)度按表5 52020選取。選取。2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程55表5-19 刻度線的長(zhǎng)度 觀察距離觀察距離 m長(zhǎng)度長(zhǎng)度 mm長(zhǎng)刻度線長(zhǎng)刻度線中刻度線中刻度線短刻度線短刻度線0.5以內(nèi)以內(nèi)5.54.12.30.50.910.07.14

49、.30.91.820.014.08.61.83.640.028.017.03.66.067.048.029.02021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程56表表520 刻度線長(zhǎng)度選擇表刻度線長(zhǎng)度選擇表 （）（） 刻度大小刻度大小長(zhǎng)度長(zhǎng)度刻度線刻度線0.150.30.30.50.50.80.81.21.22233558L1（短）（短）1.01.21.51.82.02.53.04.0L2（中）（中）1.41.72.22.63.04.54.56.0L3（長(zhǎng)）（長(zhǎng)）1.82.22.83.34.06.06.08.02021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程57 刻度方向刻度方向 刻度盤(pán)上刻度值的遞增順序稱刻度盤(pán)上刻

50、度值的遞增順序稱為刻度方向?？潭确较虮仨氉裱曈X(jué)規(guī)律，水為刻度方向。刻度方向必須遵循視覺(jué)規(guī)律，水平直線型應(yīng)從左至右；豎直直線型應(yīng)從下到上；平直線型應(yīng)從左至右；豎直直線型應(yīng)從下到上；圓形刻度應(yīng)按順時(shí)針?lè)较虬才趴潭戎?。圓形刻度應(yīng)按順時(shí)針?lè)较虬才趴潭戎怠?數(shù)字累進(jìn)法數(shù)字累進(jìn)法 一個(gè)刻度所代表的被測(cè)值稱為一個(gè)刻度所代表的被測(cè)值稱為單位值。每一刻度線上所標(biāo)度的數(shù)字的累進(jìn)方單位值。每一刻度線上所標(biāo)度的數(shù)字的累進(jìn)方法對(duì)提高判讀效率、減少誤讀也有非常重要的法對(duì)提高判讀效率、減少誤讀也有非常重要的作用。數(shù)字累進(jìn)法的一般原則如表作用。數(shù)字累進(jìn)法的一般原則如表52 21所示。所示。這是美國(guó)海軍的研究成果。這是美國(guó)海

51、軍的研究成果。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程58表表52 21 數(shù)字累進(jìn)法數(shù)字累進(jìn)法 優(yōu)優(yōu)可可差差1 2 3 4 51 2 3 4 55 10 15 20 255 10 15 20 2510 20 30 40 5010 20 30 40 5050 100 150 200 25050 100 150 200 2502 4 6 8 102 4 6 8 1020 40 60 80 10020 40 60 80 100200 400 600 800 1000200 400 600 800 10003 6 9 123 6 9 124 8 12 164 8 12 161.25 2.5 5 7.51

52、.25 2.5 5 7.515 30 45 6015 30 45 60一般應(yīng)采取表中一般應(yīng)采取表中“優(yōu)優(yōu)”的累進(jìn)法，只是在不得已的情況的累進(jìn)法，只是在不得已的情況下才使用下才使用“可可”，而絕對(duì)不能使用，而絕對(duì)不能使用“差差”的累進(jìn)法。人的累進(jìn)法。人最易讀取自然增加的數(shù)字。最易讀取自然增加的數(shù)字。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程59 刻度設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)刻度設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) A、不要以點(diǎn)代替刻度線；、不要以點(diǎn)代替刻度線； B、刻度線的基線用細(xì)實(shí)線為好、刻度線的基線用細(xì)實(shí)線為好, ,采用粗線不采用粗線不利于識(shí)讀；利于識(shí)讀； C、刻度線不可很長(zhǎng)而且很擠。、刻度線不可很長(zhǎng)而且很擠。 D、不要設(shè)計(jì)成間距

53、不均勻的刻度。、不要設(shè)計(jì)成間距不均勻的刻度。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程60 字符設(shè)計(jì)字符設(shè)計(jì) 字符的形體字符的形體 字符的大小字符的大小 對(duì)于安裝在儀表盤(pán)上的儀表，視距為對(duì)于安裝在儀表盤(pán)上的儀表，視距為710710時(shí)，其字符高度可參考時(shí)，其字符高度可參考表表5 52222 筆劃寬與字高比值的推薦值如筆劃寬與字高比值的推薦值如表表5 52323所示所示2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程61表表522 儀表盤(pán)上儀表的字符高度（）儀表盤(pán)上儀表的字符高度（） 字母或數(shù)字字母或數(shù)字的性質(zhì)的性質(zhì)低亮度下（約低亮度下（約0.103cd/m20.103cd/m2）高亮度下（約高亮度下（約3.43

54、cd/m23.43cd/m2）重要的重要的（位置可變）（位置可變）重要的（重要的（位置固定）位置固定）不重要的不重要的5.15.17.67.63.63.67.67.60.20.25.15.13.03.05.15.12.52.55.15.10.20.25.15.12021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程62表表523 不同照明條件下字符筆劃粗細(xì)取值不同照明條件下字符筆劃粗細(xì)取值 照明和背景亮度情況照明和背景亮度情況字字 體體筆劃寬：字高筆劃寬：字高低照度下低照度下字母與背景的亮度對(duì)比比較低時(shí)字母與背景的亮度對(duì)比比較低時(shí)亮度對(duì)比值大于亮度對(duì)比值大于1:121:12（白底黑字）（白底黑字）亮度對(duì)比值大于

55、亮度對(duì)比值大于1:121:12（黑底白字）（黑底白字）黑色字母于發(fā)光的背景上黑色字母于發(fā)光的背景上發(fā)光字母于黑色的背景上發(fā)光字母于黑色的背景上字母具有較高的明度字母具有較高的明度視距較大而字母較小的情況下視距較大而字母較小的情況下粗粗粗粗中粗中中粗中中細(xì)中細(xì)粗粗中細(xì)中細(xì)極細(xì)極細(xì)粗中粗粗中粗1:51:51:51:51:61:61:81:81:61:61:81:81:51:51:81:81:101:101:121:121:201:201:51:51:61:62021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程63 標(biāo)度數(shù)字的原則標(biāo)度數(shù)字的原則 指針運(yùn)動(dòng)盤(pán)面固定的儀表標(biāo)度的數(shù)字應(yīng)直排（正立指針運(yùn)動(dòng)盤(pán)面固定的儀表標(biāo)度

56、的數(shù)字應(yīng)直排（正立位）；位）； 盤(pán)面運(yùn)動(dòng)指針固定的儀表標(biāo)度的數(shù)字應(yīng)輻射定向安排；盤(pán)面運(yùn)動(dòng)指針固定的儀表標(biāo)度的數(shù)字應(yīng)輻射定向安排； 最小刻度可不標(biāo)度數(shù)字，最大刻度必須標(biāo)度數(shù)字；最小刻度可不標(biāo)度數(shù)字，最大刻度必須標(biāo)度數(shù)字； 指針在儀表面內(nèi)時(shí)，如果儀表盤(pán)面空間足夠大，則數(shù)指針在儀表面內(nèi)時(shí)，如果儀表盤(pán)面空間足夠大，則數(shù)字應(yīng)在刻度的外側(cè)，以避免被指針擋?。恢羔樤趦x表字應(yīng)在刻度的外側(cè)，以避免被指針擋住；指針在儀表外側(cè)時(shí)，數(shù)字應(yīng)標(biāo)在刻度的內(nèi)側(cè)；外側(cè)時(shí)，數(shù)字應(yīng)標(biāo)在刻度的內(nèi)側(cè)； 開(kāi)窗式儀表的窗口應(yīng)能顯示出被指出的數(shù)字及上下相開(kāi)窗式儀表的窗口應(yīng)能顯示出被指出的數(shù)字及上下相鄰的兩個(gè)數(shù)字，標(biāo)數(shù)應(yīng)順時(shí)針輻射定向安排。為

57、了不鄰的兩個(gè)數(shù)字，標(biāo)數(shù)應(yīng)順時(shí)針輻射定向安排。為了不干擾對(duì)顯示信息的識(shí)讀，刻度盤(pán)上除了刻度線和必要干擾對(duì)顯示信息的識(shí)讀，刻度盤(pán)上除了刻度線和必要的字符外，一般不加任何附加裝飾；的字符外，一般不加任何附加裝飾； 一些說(shuō)明儀表使用環(huán)境、精度的字符應(yīng)安排在不顯眼一些說(shuō)明儀表使用環(huán)境、精度的字符應(yīng)安排在不顯眼的地方。的地方。2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程64 指針設(shè)計(jì) 指針設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)問(wèn)題，主要從下列幾方面考慮： 形狀 寬度 長(zhǎng)度 顏色 零點(diǎn)位置 色彩匹配 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程65 指針的形狀 指針形狀要單純、明確，不應(yīng)有裝飾。針身以頭部尖、尾部平、中間等寬或狹長(zhǎng)三角形的為好。

58、 圖2為指針的基本形式。 在設(shè)計(jì)指針箭頭時(shí)可參考圖3所示的各種箭頭，以最右端的為最好。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程66圖圖2 指針的基本形狀 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程67圖圖3 各種箭頭形狀的比較 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程68 指針的寬度指針的寬度指針針尖寬度應(yīng)與最短刻度線等寬，指針針尖寬度應(yīng)與最短刻度線等寬，但不應(yīng)大于兩刻度線間的距離。指針不應(yīng)接觸刻度盤(pán)但不應(yīng)大于兩刻度線間的距離。指針不應(yīng)接觸刻度盤(pán)面，但要盡量貼近盤(pán)面。精度要求很高的儀表，其指面，但要盡量貼近盤(pán)面。精度要求很高的儀表，其指針和刻度盤(pán)面應(yīng)裝配在同一平面內(nèi)。針和刻度盤(pán)面應(yīng)裝配在同一平面內(nèi)。 指針

59、的長(zhǎng)度指針的長(zhǎng)度指針的針尖不要覆蓋刻度，一般要離指針的針尖不要覆蓋刻度，一般要離開(kāi)刻度記號(hào)開(kāi)刻度記號(hào)1.6mm左右，圓形刻度盤(pán)的指針長(zhǎng)度不要左右，圓形刻度盤(pán)的指針長(zhǎng)度不要超過(guò)它的半徑，需要超過(guò)半徑時(shí)，其超過(guò)部分的顏色超過(guò)它的半徑，需要超過(guò)半徑時(shí)，其超過(guò)部分的顏色應(yīng)與盤(pán)面的顏色相同。應(yīng)與盤(pán)面的顏色相同。 指針的顏色指針的顏色指針的顏色與刻度盤(pán)的顏色應(yīng)有較鮮指針的顏色與刻度盤(pán)的顏色應(yīng)有較鮮明的對(duì)比，但指針與刻度線的顏色和字符的顏色應(yīng)該明的對(duì)比，但指針與刻度線的顏色和字符的顏色應(yīng)該相同。相同。2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程69 零點(diǎn)位置零點(diǎn)位置指針零點(diǎn)位置大都在相當(dāng)于始終指針零點(diǎn)位置大都在相當(dāng)

60、于始終12點(diǎn)或點(diǎn)或9點(diǎn)的位置上。點(diǎn)的位置上。 色彩匹配色彩匹配指針、刻度和表盤(pán)的配色關(guān)系要指針、刻度和表盤(pán)的配色關(guān)系要符合人的色覺(jué)原理，黑色配色的清晰度較高，符合人的色覺(jué)原理，黑色配色的清晰度較高，但不是最高，見(jiàn)表但不是最高，見(jiàn)表5-24配色時(shí)要采取紅綠等醒配色時(shí)要采取紅綠等醒目色，以提高工作環(huán)境的美學(xué)效果。在現(xiàn)代生目色，以提高工作環(huán)境的美學(xué)效果。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，要注意整體效果，即裝在儀表板上所有產(chǎn)中，要注意整體效果，即裝在儀表板上所有儀表的顏色都要搭配好，使總體顏色看起來(lái)協(xié)儀表的顏色都要搭配好，使總體顏色看起來(lái)協(xié)調(diào)、淡雅、舒適和明快。調(diào)、淡雅、舒適和明快。 2021-10-12安全人機(jī)環(huán)境工程