第一节安全人机工程基本知识,安全人机工程的定义 研究人、机、环境的安全本质，并使三者从安全角度上达到最佳匹配，以确保系统高效、经济的运行。,主要研究内容,安全人机工程在研究的诸多因素中主要研究人与机器的关系。 1. 分析机械设备、设施在生产过程中的不安全因素，并进行可靠性设计等； 2. 研究人的生理和心理特性 3. 分析人机界面之间的信息传递安全问题 4. 分析人机系统的可靠性,人机系统的类型,1）机械化、半机械化控制的人机系统； 特点：人操作者和控制者 机器动力源、监控装置 安全性：取决于人机功能分配的合理性，机器的本质安全性及人为失误。 2）全自动化控制的人机系统。 特点：机运行主体 人监视者和管理者 安全性：取决于机器的本质安全性、机器的冗余系统失灵以及人处于低负荷时应急反应变差。,机械设计本质安全,本质安全的要点：设计阶段 失效安全：故障时不出危险 定位安全：机械部件不可触及 机械的安全布置：空间、照明、管线布置,第二节人的特性,（一）人的感觉与感觉器官 1.视觉 暗适应、明适应 眩光、视错觉,视觉损伤： 有形物质：切屑颗粒、火花、烟雾 强光：可见光最大亮度106cd/m2 有害光： 300mm以下的短波紫外线眼炎 红外线白内障 直视高强光黄斑烧伤、视力减退 低照度或低质量光眼的折光缺陷或老化 眩光视觉机能降低,视觉疲劳： 产生原因：长期从事近距离工作或精细作业 长期在劣质光下工作： 眼睛局部疲劳、全身性疲劳,2.听觉特性 听觉阈限： 声音最短持续时间：2050ms。 频率阈限：20Hz 声压阈限：2 10-5 Pa 声强阈限： 10-12W/m2 方向或距离： 声源在听者左、右方时，可确切判断声源方向 听觉掩蔽：声强最强声音,人的感觉反应,人们在操纵机械或观察辨识事物时，从开始操纵、观察、识别到采取动作，存在着一个感知时间过程，即存在一定的反应时间。 减少反应时间的途径： 合理选择感知类型； 适应人的心理要求，按照人机工程学的原则来设计机器； 通过训练来提高人的反应时间。,疲劳,分类： 肌肉疲劳（体力疲劳）：过度紧张的肌肉局部出现酸痛，只涉及大脑皮层的局部区域 精神疲劳（脑力疲劳）：与中枢神经活动有关,消除疲劳的途径： 显示器和控制器设计中考虑人的因素 改变操作内容、播放音乐 改善工作环境，如色彩、布局、温湿度、光照等 避免超负荷体力或脑力劳动 合理安排作息时间,人的心理因素,由于人的心理因素而发生的事故约占7075%以上。 1）能力（包括感觉、知觉、观察力、注意、记忆、思维、操作能力） 2）性格（道德品质和意志特点） 3）气质（四种气质）P173 4）需要和动机 5）情绪与情感 6）意志,第三节机械安全特性及故障诊断技术,机械安全的定义 指机械在按使用说明书的预定使用条件下，执行其功能和在对其进行运输、安装、调试、运行、维修、拆卸、处理时对操作者不发生损伤或危害其健康的能力。 2.机械安全的特性 系统性、防护性、友善性、整体性,人机系统常见的事故以及原因,1）常见的事故 卷入、碰撞和撞击、接触伤害 2）事故原因（出题判断） 机械设备存在着先天的潜在缺陷； 设备磨损或恶化； 人的不安全行为。,第四节机械的可靠性设计与维修性设计,可靠性的定义：系统或产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。 可靠度：系统或产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的概率。,故障率：工作到时刻t尚未发生故障的产品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率。,浴盆曲线,产品在整个寿命期间内各个时期的故障率是不同的，其故障率是随着时间变化的，该曲线称为浴盆曲线。 1）早期失效期； 2）偶发失效期； 3）磨损失效期。,其它几个概念,平均寿命（平均无故障时间）：对非维修产品称平均寿命，产品发生失效前的平均工作时间；对维护产品，在使用寿命周期内的某段观察期间累积工作时间与发生故障次数之比。 维修度：可维修产品发生故障后，在规定的条件和规定的时间内能够修复的概率。 有效度：狭义可靠度与维修度的综合称为有效度。,系统或产品可靠性预计,目的：产品可靠性预计是根据零部件的可靠性数据来预算产品的可靠性指标，如可靠度、故障率或平均寿命。 1）串联系统的可靠性预计 单元越多，系统可靠性越低； 单个单元可靠性越低，系统可靠性越低； 系统可靠性总小于系统中可靠度最低单元的可靠性。 2）并联系统的可靠性预计 只要一个单元能工作，系统就能正常工作。 3）串并联系统的可靠性预计,机械设备结构可靠性设计要点,确定零件合理的安全系数 储备冗余（冗余设计） 耐环境设计 简单化和标准化设计 提高结合部的可靠性 结构安全设计 设置齐全的安全装置 人机界面的设计,维修性设计,1）维修以及维修性 2）产品结构的维修性设计 可达性、零部件标准化和互换性、维修人员安全 3）可靠性设计和维修性设计的关系,人机系统可靠性设计基本原则,1）系统整体可靠性原则 2）高可靠性组成单元要素原则 3）具有安全系数的设计原则 4）高可靠性方式原则 5）标准化原则 6）高维修度原则、 7）事先进行试验和进行评价 8）预测和预防的原则 9）人机工程学原则 10）技术经济性原则 11） 审查原则 12）整理准备资料和交流信息原则 13）信息反馈原则 14）设立相映的组织机构,