安全人機工程課程設(shè)計

1、安全人機工程學(xué)課程設(shè)計班 級安全1007姓 名劉洋專 業(yè) 安 全 工 程 學(xué) 號課程名稱 安全人機工程 指導(dǎo)教師張坤設(shè)計時間3.6.29 學(xué)生宿舍安全人機工程設(shè)計 以河南理工六人間學(xué)生宿舍為例目錄1、 前言2、 六人間公寓學(xué)生用床及相關(guān)設(shè)施的人機關(guān)系3、 人體相關(guān)尺寸收集4、 對宿舍中凳子進行安全人機工程分析5、 對宿舍中床鋪的安全人機工程分析4、 設(shè)計總結(jié)7、參考文獻(xiàn)摘要針對學(xué)生宿舍各種與人不便的設(shè)施及某些弊端，應(yīng)用安全人機工程學(xué)理論，引入人性化設(shè)計理念，優(yōu)化學(xué)生宿舍環(huán)境，改進宿舍各種設(shè)施，進行優(yōu)化設(shè)計。本文詳細(xì)介紹了學(xué)生宿舍中人-機-環(huán)境工程學(xué)的問題與改進設(shè)計人性化設(shè)計的創(chuàng)新和人的因素的含

2、量及其主要功能。關(guān)鍵詞安全人機工程學(xué)；人性化設(shè)計；學(xué)生宿舍。1、前言安全人機工程學(xué)（Safety Ergonomics）是研究人機環(huán)境三者之間相互關(guān)系的學(xué)科，是近幾十年發(fā)展起來的一門邊緣性應(yīng)用學(xué)科。該學(xué)科在發(fā)展過程中有機地融合了生理學(xué)、心理學(xué)、醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生學(xué)、人體測量學(xué)、勞動科學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、社會學(xué)和管理學(xué)等學(xué)科的知識和成果，形成自身的理論體系、研究方法、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，研究和應(yīng)用范圍廣泛并具有綜合性。該學(xué)科與人體科學(xué)、工程科學(xué)和環(huán)境科學(xué)密切聯(lián)系，相互滲透、交叉。其研究目的在于設(shè)計和改進人機環(huán)境系統(tǒng)，使系統(tǒng)獲得較高的效率和效益，同時保證人的安全、健康和舒適。安全人機工程學(xué)的研究涉及到人類工作、生活和

3、休息的各個領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，科技和人的因素的含量在工作環(huán)境中日益增多，安全人機工程學(xué)理論在我國的應(yīng)用也逐漸受到重視。研究歷史隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科技的進步，尤其是在21世紀(jì)的今天，幾乎所有的大中專院校都實現(xiàn)了現(xiàn)代化的學(xué)生公寓，給學(xué)生創(chuàng)造了優(yōu)越的學(xué)習(xí)生活條件，這無疑就是經(jīng)濟發(fā)展、科技進步的表現(xiàn)，并令人敢?guī)牢?。但在另一方面，由于設(shè)計尺寸不合理、人機不協(xié)調(diào)、人機系統(tǒng)中顏色不調(diào)配等原因給學(xué)生帶來的負(fù)面影響，在生理上或心理上產(chǎn)生了一定影響。駝背、近視、壓力加大、心煩意亂等現(xiàn)象在學(xué)生身上屢見不鮮。雖然在時間階段上來說，這不是在大學(xué)期間完全造成的，但也不可忽略在大學(xué)期間由于學(xué)習(xí)、生活環(huán)境不適而產(chǎn)生的負(fù)

4、面影響。任何一個人機系統(tǒng)都不是完美的。在學(xué)生用組合柜及相關(guān)器物的設(shè)計、使用過程中，由于一些客觀原因的影響，許多問題在設(shè)計過程中就被忽略，或者設(shè)計不合理，在投入使用后，就相應(yīng)地出現(xiàn)了一些問題，比如學(xué)生在無意中碰撞、容易產(chǎn)生疲勞等，發(fā)生意外傷害，降低學(xué)習(xí)效率。針對上述存在的一些問題，本次安全人機課程設(shè)計將在參閱有關(guān)資料、進行實地測量的基礎(chǔ)上，分析與評價學(xué)生與組合柜及周圍環(huán)境這一系統(tǒng)中的安全人機界面的協(xié)調(diào)關(guān)系，并以安全、健康、協(xié)調(diào)舒適為目標(biāo)，針對有關(guān)問題，提出建議和相關(guān)改進設(shè)計措施。2、六人間公寓學(xué)生用床及相關(guān)器物的人機關(guān)系安全人機工程學(xué)是從安全的角度看問題，研究人機關(guān)系。其中人際關(guān)系有人機信息交互

5、關(guān)系、人機相互匹配關(guān)系和人機相互作用關(guān)系。不同的人機系統(tǒng)有不同的屬性，也隨著周圍環(huán)境的改變而發(fā)生變化。學(xué)生與組合柜及周圍環(huán)境這一人機系統(tǒng)也有其別與其他人機系統(tǒng)的特點，比如在這個系統(tǒng)里的機（即儲物柜） 并不像其他的機器，環(huán)境也不像一般的生產(chǎn)環(huán)境。鑒于學(xué)生與儲物柜及環(huán)境這一系統(tǒng)的特點，這一個系統(tǒng)中存在的人機關(guān)系有：（1）人機合理匹配關(guān)系。包括人與組合柜之間的尺寸匹配關(guān)系、人與組合柜之間功能匹配關(guān)系和人、機與周圍環(huán)境之間的匹配關(guān)系。 （2）人機相互作用關(guān)系。包括人與組合柜之間的相互適宜關(guān)系和人 、機與周圍環(huán)境這一系統(tǒng)的采光、照明、顏色調(diào)配等關(guān)系。3、 人體相關(guān)尺寸收集為了使各種與人有關(guān)的機械、設(shè)備、

6、產(chǎn)品等能夠在安全的前提下高效能的工作，實現(xiàn)人-機優(yōu)勢的最優(yōu)結(jié)合，并使人在使用時處于安全、舒適的狀態(tài)和無害、宜人的環(huán)境之中?，F(xiàn)在各種機械、設(shè)備、產(chǎn)品的設(shè)計必須充分考慮人體的各種人機學(xué)參數(shù)。因此，在產(chǎn)品的設(shè)計制造過程中了解、熟悉、掌握有關(guān)設(shè)計所需的人機學(xué)參數(shù)的性質(zhì)和使用條件是十分必要的。在“學(xué)生用床及相關(guān)器物”這一人機系統(tǒng)的設(shè)計及使用過程中應(yīng)考慮一下一些人體人機學(xué)參數(shù)：（1） 坐姿人體尺寸（見圖1、圖2和表1、表2）圖 1 坐姿人體尺寸圖2：坐姿人體尺寸表1  人體相關(guān)尺寸          

7、60;     單位：mm年齡分組男(18-60歲)女(18-55歲)百分位數(shù)1    5    10   50   90   95   991    5   10   50   90    95    99身高1542 1582 1604 1678 1754

8、  1775  1814    1449 1484 1502 1570 1640  1659   1697眼  高1426 1474 1495 1568 1642 1664 17051227 1271 1288 1454 1522 1541 1579手功能高656  680  692  741 787 801 828620  650  662  704  746  757  778坐  高826

9、  858   870  908  947  958  979789  809  819  855  891  901  920坐姿頸椎點高599  615  624 657  691 701719562  579  587  617  648  657   675坐姿眼高729  749  751  798 826

10、847  867678  659  704  729   772  782  802坐姿肘高214   228  218  216  291  298  212201  215  222  251  277  284   299坐姿大腿厚102 112  116  120  146  151 160107  112 &

11、#160;117  120   146   151 160小腿加足高272  282  289  412  429  448  462221  241  250 282  299  405   417臂膝距499  515  524  554  585  595 612481  495  502  521  561 570  &

12、#160;587坐姿下肢長892  921  927  992  1046 1062 1092826  851  861  921  960   975 1005坐姿中指指尖點上舉高1202 1228 1299 1227 1292 1412 14481152 1179 1196 1299 1216 1222 1264表2 人體相關(guān)水平尺寸             &#

13、160;  單位：mm年齡分組男(18-60歲)女(18-55歲)百分位數(shù)1    5    10   50   90   95   991    5   10   50   90    95    99臀  寬272  282  288  206

14、 227  224  246275  290  296  217   240   246   260坐姿臀寬284  296  200  221  247  255  269295  210  218  244  274    282   400（2） 跪姿、俯臥姿、爬姿人體尺寸（見圖2，表2，）圖2跪姿、俯臥姿、爬姿人體尺寸圖

15、表2 跪姿、俯臥姿、爬姿人體尺寸百分位數(shù) mm年齡分組男(18-60歲)女(18-55歲)百分位數(shù)1    5    10   50   90  95  991    5   10   50   90    95   99跪姿體長577 592 599 626 654 661 675544 557 564 589 615 622

16、 626跪姿體高1161 1190 1206 1260 1215 1220 12591112 1127 1150 1196 1244 1258 1284俯臥姿體長1946 2000 2028 2127 2229 2257 22101820 1867 1892 1982 2076 2102 2152俯臥姿體高261 264 266 272 280 282 289255 259 261 269 281 284 292爬姿體長1218 1247 1262 1215 1269 1284 14121161 1182 1195 1229 1284 1296 1221爬姿體高745 761 769 798

17、828 826 851677 694 704 728 772 782 802（2）人體活動空間相關(guān)尺寸（見圖4，表4）圖4 坐姿活動空間表4人體活動空間相關(guān)尺寸百分位數(shù) mm年齡分組男(18-25歲)女(18-25歲)百分位數(shù)1 5  10 50  90 95 991 5  10 50  90 95 99前臂加手前伸長401 416 422 448 472 480 491268 282 289 411 424 441 454 前臂加手功能前伸長295 211 219 244 269 278 292262 267 282 205 226 222 245上肢

18、前伸長748 772 784 829 875 889 915289 710 722 762 802 812 841上肢功能前伸長648 669 682 725 772 785 810581 607 617 655 692 704 720坐姿中指指尖點上舉高1218 1264 1281 1248 1416 1425 14811152 1179 1196 1299 1216 1222 12644、對宿舍中凳子進行安全人機工程分析(1)座椅高度為380540mm能使軀體上部感覺舒服;(2)造成大腿疼痛的原因主要是使用時, 體重正在大腿上，其次才是座椅的高度; (3)如果座椅可調(diào)并備有腳墊臺,桌子高度

19、應(yīng)為40780mm,以提供最大的調(diào)節(jié)范圍;(4) 57%的坐姿使用人員有腰痛癥狀;(5)肩痛和頸痛的占24%，手和手臂痛的占15%,大多數(shù)打字員抱怨桌子太高;(6)在坐著使用人員中:有29%的人有膝痛和腳痛的癥狀，其中大多數(shù)是身材不高的人，這是因為沒有墊腳臺。人只好坐在椅子前緣;(7) 無論身材大小，絕大多數(shù)大都希望坐面要低于桌面270300mm，人傾向于優(yōu)先保證軀體部分的自然姿勢; (8)坐姿人員中腰痛的占57%。圖5 河南理工大學(xué)宿舍中的椅子4.1對凳子的合理性改良和設(shè)計設(shè)計學(xué)生椅思路: 學(xué)生常用姿勢為前傾讀、寫和后仰看、聽。根據(jù)所學(xué)人機工程學(xué)知識及學(xué)校課桌椅功能尺寸國家標(biāo)準(zhǔn)GB3976-

20、2002，座椅設(shè)計中座椅主要參數(shù)分析如下： 1、腰靠傾角95°且無一定的彈性。推薦腰靠傾角110°，并使用有一定彈性的材料。 2、靠背距座面高高度247mm473mm，大于國家標(biāo)準(zhǔn)靠背下緣距座面高170mm，且靠背無弧度，推薦圓弧半徑550mm。 3、座面傾角為0°，不適合前傾讀寫。推薦前傾角度3°5°。 4、座面高428mm大于國家標(biāo)準(zhǔn)410±10mm 5、座面水平，壓力分布不符合坐墊設(shè)計中的壓力分布不均勻原則。4.1.2 改良設(shè)計后的效果圖5、對宿舍中床鋪的安全人機工程分析4、 上下鋪中的梯子應(yīng)有傾斜角度，這樣便于攀爬。5、 上鋪距離地面高度過高，存在一定風(fēng)險。6、 上鋪床位距離天花板較近，當(dāng)人坐在床上時很容易碰頭，應(yīng)預(yù)留出一定空 間。7、 床鋪寬度較窄，休息時翻身不方便，有掉下去的危險。圖6 宿舍上下鋪樣圖