安全人机工程学教案.docx
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1、长沙环境保护职业技术学院课时授课计划编号:01授课章节目录:第一节 人机工程学概述 授课时数:2 目的要求:1 .掌握人机工程学的定义;2 .了解人机工程学的起源和简要发展史;3 .激发学生学习安全人机工程的学习兴趣教材分析(重点):本节主要讲述人机工程学的定义、人机工程学的起源和简要发 展史,同时通过恰当的案例教学激发学生学习安全人机工程学的兴 趣。教材分析(难点):本节主要讲述人机工程学的定义、人机工程学的起源和简要发 展史,同时通过恰当的案例教学激发学生学习安全人机工程学的兴 趣。教具、挂图与参考书:1、注册安全工程师考试丛书中国大百科全书出版社2、美国哥伦比亚号航天飞机爆炸事故视频短片
2、(约6分钟长 度)布置作业:课后记要:思考题:(引入新课)假如你是私人企业主,你认为最应该关心的问题是什么?(是经济效益;一是 安全生产)怎样才能使两者有机统起来?要解决这些难题就需要学习门叫安 全人机工程的课程。、人机工程概述1、课程简介安全人机工程学是从安全的角度研究人与机的关系,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,才能保证人的安全。它作为人机工程 学的一个应用学科的分支,而成为安全工程学的个重要分支学科。2、课程的定位本课程是安全工
3、程专业的专业基础平台课程之一,是该专业的门必修专 业基础课。该课程从解决“人”与“物”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,以这些数据和要求指导工程技术人员进行具 体工程设计,从面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。3、课程的目标通过本课程的学习,使学生能掌握安全人机工程学的基本概念和基本 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 对人机系统隐患进行诊
4、断、评价和防范的方法,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,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。4、课程的基本内容概论 人体的人机学参数 人的生理和心理及生物力学特性安全人机功能匹配 人机系统的安全设计与评价 人因事故分析与预防 安全人机工程学的实践与运用5、课程的基本要求、掌握安全人机工程学的基本概念、基本理论,领会“人机系统”与 “人机结合面”的含义。、掌握人、机的不同特性及人机功能的分配原则。、掌握人体特性参数、人的反应、人体疲劳的测量方法。、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。(5)、具有人机系统安全设计的初步能力
5、。、具备对一般企业中人机系统进行安全检查与评价的能力。第一节人机工程学、人机工程学的起源起源于欧洲、形成于美国、发展于日本、作为门独立学科的历史已有50 余年。二、学科名称Ergonomics英国莫瑞尔/西欧美国Human EngineeringHuman Factors Engineering美国人间工学日本SproHOMMKa苏联“人体工程学、“宜人学”、中国“人因工程学”、“人类工程学”中国“工效学”、“人机工程学”中国三、人机工程学的定义研究各种工作环境中人的因素,研究人和机器及环境的相互作用,研究人 的工作、生活中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的科学。 (Inter
6、national Ergonomics Association )人机工程学是运用人的生理学、心理学和其它有关学科知识,使机器和人相互 适应,创造舒适和安全的工作与环境条件,从而提高工效的门科学。四、人机工程学的研究目的、内容和方法1、人机工程学的研究目的设计机器和设备及工艺流程、工具以及信息传递装置与信息控制设备时, 必须考虑人的各种因素一一生理的和心理的及人体测量参数、生物力学的需要与 可能;使人操作简便、省力、快速而准确;使人的工作条件和工作环境安全卫 生和舒适;最终目的是为了使人机系统协调,保障安全健康和提高工作效率。 2、人机工程学的研究内容(1)、人的因素方面,主要包括人体生理、心
7、理、人体测量及生物力学、人的 可靠性;、机的因素方面,主要包括显示器和控制器等物的设计;、环境因素方面,主要包括采光、照明、尘毒、噪声等对人身心产生影响 的因素;、人机系统的综合研究,研究人机系统的整体设计;岗位设计;显示器设 计;控制器的设计;环境设计;作业方法及人机系统的组织管理等。3、人机工程学研究方法实测法(Measure method)实验法(Experiment method)分析法(Analysis)调查研究法(Survey)计算机仿真法(Simulation)感觉评价法(Sensory inspection)图示模拟和模型试验法(model)四、人机工程学的发展史1、早期历史(
8、萌芽阶段20世纪前期,使人适应机器)Frank , Lillian Gilbreth (人机学研究的先躯):动作研究和车间管理 研究。熟练操作与疲劳;工作间的设计和残疾人使用设备的设计。2、职业的诞生形成阶段(19451960年,使机器适应人)1945年美国军方成立工程心理实室;1949年人机工程研究会在英国成立,第一本有关人机的书应用经验心理学:工程设计中的人因学出版;1950年英国成立了世界上第一个人类工效学会;1957年9月美国政府出版周刊人的因素学会;1960年国际人机工程协会成立。3、快速发展发展阶段(19601980年)到60年代,美国的人机工程学基本集中在复杂的军事业的应用上,随
9、着 航天技术的发展,人机工程学迅速成为航天工业的个重要部分。随后,人机 工程学迅速发展,开始在军事和航天工业以外的领域得以应用,包括医药公 司、计算机公司、汽车公司和其他消费公司。厂也开始意识到人机工程学在 工作场地和产品设计方面的重要性。4、计算机、灾难重新认识阶段(19801990年人机工程学的重要性)1979年Three Mile岛上的核电站事故;1984年12月4日Union Carbide杀虫剂工厂有毒物质泄漏,4000人死 亡,20000人受伤;1986年苏联Chernobyl核电站事故,300人死亡;1989年Phillips Petroleum塑料厂在场爆炸中夷为平地。5、科学
10、发展阶段(1990年以后,人机一环境系统的建立)人类空间站的建立;计算机和计算机工程的应用;药物器械设计和老年人产品设计;人民生活和工作质量设计;6、我国人机发展进程1961年在瑞典斯得哥尔摩举行首次国际人机工程会议。1982年在日本东京举行第八次国际人机工程会议,我国第一次派人参加。国际标准化组织(ISO) 1975年成立了国际人机工程标准委员会(TC一159)1981年我国相应成立中国人类工效学标准技术委员会。1989年成立中国人类工效学学会199I年1月成为国际人类工效学协会正式成员长沙环境保护职业技术学院课时授课计划授课章节目录:第二节 安全人机工程学 授课时数:2 目的要求:1. 了
11、解安安全人机工程学的研究对象及其含义;2. 了解安安全人机工程学的研究目的及其研究范围;3. 了解人机工程学与其它学科之间的关系。教材分析(重点):本节讲述安全人机工程的研究对象、研究目的和研究范围,重 点要让学生理解安全人机工程学的含义以及同其它学科之间的关 系 教材分析(难点):本节讲述安全人机工程的研究对象、研究目的和研究范围,重 点要让学生理解安全人机工程学的含义以及同其它学科之间的关 系。教具、挂图与参考书:注册安全工程师考试丛书中国大百科全书出版社 布置作业:P16 N0 2、4、6课后记要:、安全人机工程学的定义从安全的角度和着眼点,运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面 的
12、安全问题的门新兴学科。它作为人机工程学的个应用学科的分支,以安全为目标、以工效为条件,将与以安全为前提、以工效为目标的工效人机工程学并驾齐驱,并成为安 全工程学的个重要分支学科。二、安全人机工程学的研究对象人(Man),是指活动的人体即安全主体机(Machine),是广义的,它包括劳动工具、机器(设备)、劳动手段和环 境条件、原材料、艺流程等所有与人相关的物质因素。人机结合面(Man-Machine Interface),就是人和机在信息交换和功能上接 触或互相影响的领域(或称“界面”)。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论参数和要求,诸如:人体作业的舒适范围(最佳状态)
13、人体的允许范围(保证工作效率)人体的安全范围(不致伤害的最低限度和环境要求)安全防护设施如何适应人的各种使用要求四、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功能合理分配各种人机界面的研究作业方法与作业负荷研究作业空间的分析研究事故及其预防的研究 五、安全人机工程学的研究目的对人机系统建立合理的方案,更好地在人机之间合理地分配功能,使人和 机有机结合,有效地发挥人的作用,最大限度地为人提供安全卫生和舒适,达到保障人的健康、舒适、愉快地活动,同时带来活动效率的提高。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作为安全工程学的重要分支学科和人机工程学的个重要 应用学科,
14、其性质是个跨门类、多学科的交叉学科,它处于许多学科和专业 技术的接合部位上,除了是安全工程学科的重要组成部分外,还与人的生理 学、心里学、生物学、管理学等学科有密切关系。因此,它属于自然科学与社 会科学共同研究的综合科学课题。、与工效人机工程学的关系二、与安全心理学的关系三、与人体测量学及生物力学的关系四、与安全工程学的关系五、与人体生理学及环境科学的关系六、与其它工程技术科学的关系具体可以用下图表示安全人机工程学与其它学科关系。长沙环境保护职业技术学院课时授课计划授课章节目录:第一节 人体有关参数的测量(一)授课时数:2 目的要求:1、掌握人体测量的基本知识(如基本术语、人体测量仪器 等);
15、2、学会人体有关参数的测量(如人体测量数据处理,手、脚作 业域测量、人体体部指数及有关人机参数的测量等)。教材分析(重点):本节主要讲述人体测量的基本知识(如基本术语、人体测量仪 器等),人体有关参数的测量(如人体测量数据处理,手、脚作业域 测量、人体体部指数及有关人机参数的测量等)。教材分析(难点):本节主要讲述人体测量的基本知识(如基本术语、人体测量仪 器等),人体有关参数的测量(如人体测量数据处理,手、脚作业域 测量、人体体部指数及有关人机参数的测量等)。教具、挂图与参考书:1、注册安全工程师考试丛书中国大百科全书出版社布置作业:课后记要:、人体测量的基本知识1、人体测量的基本术语被测者
16、姿势(立姿、坐姿)测量基准面(见图1)测量方向支承面和着装基本测点及测量项目(见图2、图3)下图1 人体测量基准面和基准轴2、人体尺寸测量用的主要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、软卷尺以及医用磅秤等。,人体测高仪直脚规,直脚规(参见图2-a 见图2-b 见图2-c)(a)人体测高仪(b)人体测量用直脚规(C)人体测量用弯脚规图2人体尺寸测量用的主要仪器3、人体测量中的主要统计函数百分位数和适应度二、有关参数的测量与计算1、我国成年人的人体结构尺寸表2T 百百分比()K百分比()K0.5
17、2.576700.5241.02.326750.6742.51.960800.84251.645851.036101.282901.282151.036951.645200.84297.51.960250.67499.02.326表2-2人体主要尺寸(单位:mm)糸 ft7、年齢 敷男(1860岁)女(1855岁).1510509095991510509095991.1身高154315831604167817541775181414491484150315701640165916971.2体重,kg44485059707583394244526366711.3上臂长27928929431333
18、33383492522622672843033023191.4前啓长2062162202372532582681851931982132292342421.5大长4134284364654965055233874024104384674764941.6小脑长3243383443693964034193003133193443703753902.我国成年人人体动态尺度(1)肢体活动角度范围图3人体上部及上肢固定姿势活动角度范围长沙环境保护职业技术学院课时授课计划授课章节目录:第一节 人体有关参数的测量(二)授课时数:2 目的要求:1、掌握人体测量的基本知识(如基本术语、人体测量仪器 等);2、学
19、会人体有关参数的测量(如人体测量数据处理,手、脚作 业域测量、人体体部指数及有关人机参数的测量等)。教材分析(重点):本节主要讲述人体测量的基本知识(如基本术语、人体测量仪 器等),人体有关参数的测量.教材分析(难点):本节主要讲述人体测量的基本知识(如基本术语、人体测量仪 器等),人体有关参数的测量(如人体测量数据处理,手、脚作业域 测量、人体体部指数及有关人机参数的测量等).教具、挂图与参考书:1、注册安全工程师考试丛书中国大百科全书出版社2、_著名运动员人体尺寸视频短片(约6分钟长度)布置作业:课后记要:(1)水平作业域(3)脚的测量4)脚的作业空间纷翻,当缪彩”1 m23、人体生理学参
20、数及测量(1)最大耗氧量(Vo2max)及氧债能力(2)最大心率(3)搏出量与最大心脏输出(4)肌电图(5)呼吸量的测定(6)脉搏数的测定(7)发汗的测定(8)血液成份变化的测定(9)脑电图4、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,利用一些经验公式计算出所需的其 它各部分数据。(1)用人体身高尺寸计算人体各部分尺寸2)用人体体重计算人体体积和表面积1)人体体积2)体表面积(3)用身高、体重、表面积求算有关人机学参数(见图2-9、图2-10及表2-3)表2-4人体有关人机学参数计算公式序号名称序号名称1人体各部分长度(以人体身高H为基 破)/cm4人体各部分体积(以人体体积V为
21、基 础)/L手掌长厶= 0.109”航臂长厶= 0.157日上胃长厶= 0.172”大腿长!.4 = 0. 232小腌长厶= 0.247躯干长厶= 0.300手掌体积V; = 0. 00566前臂体积匕= 0.01702y上臂体积V3 = 0. 03495V大腿体积匕= 0.0924V小腿体积Vs = 0. 04083V躯干体积Vs = 0. 6132V2人体各部分重心位置(指靠近身体中 心关节的距离)/cm5人体各部分的重量(以体重W为基 础)/kg手掌重心位置Oi = 0. 506厶前甘重心位置 = 0. 430厶上臂重心位置03 = 0.4362.3大腿重心位置。 =0.433厶4小腿重
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