人机工程学知识点

第一章 1.安全人机工程学定义：安全人机工程学是从安全的角度出发，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一门新兴学科。它是人机工程学的一个应用学科分支，并成为安全工程学的一个重要分支学科。 2.人机结合面：人和机在信息交换和功能上接触或相互影响的领域（或称“界面”） 3.研究内容： （1）研究人机系统中人的各种特性（2）研究人机功能分配（3）研究各类人机界面（4）研究工作场所和作业环境（5）研究安全装置（6）研究人员选拔问题（7）研究人机系统的可靠性（8）研究人机系统总体安全性设计准则和方法以及安全性平价体系和方法 4.研究方法：（1）基础研究的方法与人际工程学的研究方法基本相同 （2）研究的角度和着眼点主要侧重于从适合人的安全性特征去研究人机界面 （3）研究方法主要有调查法、实验法和模拟法 5.研究目的：更好地在人机之间合理分配功能，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的环境，同时提高活动效率。 6.研究任务：为人际系统设计者提供系统安全性设计，特别是确保人员安全的理论、方法、准则和数据 第二章 1.人体测量的定义：人体测量学是一门用测量方法研究人体的体格特征的科学。它是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。 2.（1）立姿人体尺寸包括：眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高、胫骨点高。 （2）坐姿人体尺寸包括：坐高、坐姿颈椎点高、坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿膝高、小腿加足高、坐深、臀膝距、坐姿下肢长。 3.作业域：手脚在一定空间范围内做各种操作，所形成的包括左右水平面和上下垂直面的空间区域，叫做作业域。 4.最大耗氧量（Vo2max）及氧债能力： （1）需氧量：体内单位时间所需要的氧气量叫需氧量；成年人安静时每分钟的需氧量为0.2-0.3L/min。 （2）摄氧量：单位时间内人体通过循环、呼吸系统所能够摄入的氧气量称摄氧量。 （3）耗氧量：人体单位时间内所消耗的氧气量；一般耗氧量和摄氧量大致相等。 （4）最大耗氧量和最大摄氧量：人在繁重体力劳动时，循环、呼吸系统的功能经1－2min达到极限摄氧能力，这时，单位时间内的摄氧量叫最大摄氧量。此时最大耗氧量近似等于最大摄氧量。最大耗氧量决定于年龄（AG）、性别、海拔、训练、强度、持续时间等。 Vo2max = 56.592-0.398A 式中：Vo2max ---最大摄氧量，mL/（N·min）；A---年龄（岁） 最大能量消耗率：Emax=354.3Vo2max 5.氧债与劳动负荷 （1）氧债：劳动开始，呼吸循环机能跟不上氧需，致使肌肉缺氧，这时供氧量与需氧量的差值叫氧债。 （2）常量负荷：非繁重劳动时，摄氧量与需氧量保持平衡的负荷，即需氧量小于最大摄氧量。高量负荷：劳动强度较大，需氧量已接近或等于最大摄氧量的负荷。超量负荷：劳动强度过大，需氧量超过最大摄氧量，人体一直在缺氧状态下，形成较大氧亏，处于“假稳定状态”下的负荷。 6.总需氧量及氧债能力 （1）总需氧量：劳动及劳动结束后恢复期所需氧量之和称为总需氧量。 Vo2z=Vo2l＋Vo2h一Vo2j(t1+th) 式中：Vo2z——劳动时的总需氧量，mL/min ; Vo2l——作业期摄氧量，mL/min； Vo2h——恢复期摄氧量，mL/min； Vo2j——安静时平均需氧量，一般为250 mL /min； t1——作业时间，min； th——恢复时间，min。 （2）氧债能力：据研究，体内要透支1L氧，大约要以7g乳酸作代价，直到氧债能力衰竭为止。氧债能力，一般人约为10L，训练有素的运动员可达15-20L。氧债能力衰竭，血液中的乳酸量会急剧上升，pH值迅速下降，这对肌肉、心脏、肾脏以及神经中枢都很不利。 7.最大心率 （1）心率：单位时间内心室跳动的次数称为心率（Heart rate,缩写为HR)。在安静时，正常男子、女子的心率约75次/min。青年人中，当以50％的最大摄氧量工作时，男子心率一般比女子低，分别约为130次／min和140次／min。 （2）最大心率：当人达到最大负荷时心脏每分钟的跳动次数称为最大心率(HRmax),最大心率几乎无性别差异，都随着年龄(A)的增加而下降。 HRmax=209.2-0.75A 式中：HRmax —最大心率，次／min；A—年龄，岁。 8.拨出量与最大心脏输出量 （1）搏出量：心脏每次搏动从左心室注入主动脉的血液量称搏出量。 （2）心脏输出量：单位时间（每分钟）内从左心室射出血液量Q叫心脏输出量。 （3）最大心脏输出量：最大摄氧量与最大心脏输出量关系： Qmax=6.5+4.35Vo2max 式中：Qmax—最大心输出量，L/min ; Vo2max —最大摄氧量，L / (N·min) 9.（1）肌电图：肌纤维细胞收缩时产生生物电位一一动作电位，肌肉收缩时产生的动作电位可通过电极引导出来，再放大、记录即得到肌电图(Electromyogram ,简称EMG)。 （2）放电频率和电压幅值：放电频率的高低主要决定于运动单位兴奋活动的强弱。动作电位振幅(mV)的大小反映了参加收缩的肌纤维数量的多少。因此，通过肌电图可以测定肌肉收缩的强度。 10.脉搏数的测定：脉搏积=脉搏数×（最高最低血压差）÷100 11.用人体体重计算人体体积和表面积 （1）人体体积计算：V＝1.015W-4.937（适用于体重在50~100kg男子） 式中：:V—人体体积，L；W—人体体重，kg （2）人体表面积计算：S=0.0061H+0.0128W-0.1529 S=0.0235H0.42246W0.051456 S=0.0061H+0.0124W-0.0099 式中：S—人体表面积，m2；H—人体身高，cm；W—人体体重，kg 12.人体测量数据的应用准则：（1）最大最小准则（2）可调性准则（3）平均准则（4）使用最新人体数据准。 (5)地域性准则：影响人体参数的因素有：地区、性别、年龄、民族等。 (6)功能修正与最小心理空间相结合准则 最小功能尺寸Smin=Sα+△f 式中:Smin——产品的最小功能尺寸；Sα——第百分位人体尺寸； △f——功能修正量。 （7）标准化准则 最佳功能尺寸Sopm=Sα+△f +△p 式中：Sopm——最佳功能尺寸；Sα——第百分位人体尺寸； △f——功能修正量; △p ——心理修正量(实验求得)。 （8）姿势与身材关联准则(9)合理选择百分位和适用度准则 第三章 1.知觉：人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的整体反映。 2.暗适应和亮适应： （1）暗适应—在黑暗中视觉感受性逐渐提高的过程； （2）亮适应—人从黑暗处到光亮处，也有一个对光适应的过程，称为亮适应。视觉虽然具有亮暗适应特征，但如果亮暗的频繁变换，需要眼睛频繁调节，就不能很快适应，增加眼睛的疲劳且会造成观察和判断失误，从而导致事故的发生。 3.掩蔽效应： （1）掩蔽：一个声音被另一个声音所掩蔽的现象； （2）掩蔽效应：一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应； （3）掩蔽残留：由于人的听阈的复原需要经历一段时间、掩蔽去掉了以后，人耳的效应并不立即消除； （4）听觉疲劳：掩蔽残留的量值； 掩蔽声对人耳刺激的时间和强度直接影响人耳的疲劳持续时间和疲劳程度，刺激越长、越强，则疲劳越严重。 4.人的反应时间： （1）反应时间—人从接收外界刺激到作出反应的时间。减少反应时间，提高反应速度，可以减少或避免事故的发生。 ⑵影响反应时间的主要因素：随感觉通道不同而不同；与运动器官有关；与刺激性质有关；随执行器官不同而不同；与刺激数目的关系；与颜色的配合有关；与年龄有关；与训练有关。 5.（1）情绪与情感的比较 情绪、情感是人对客观事物的一种特殊反应形式。 情绪、情感为三种因素所制约：环境影响、生理状态和认识过程。其中认识过程起关键作用。 情绪情感的区别。 情绪：带有情景性，属于任何动物共有，冲动性。 情感：情景性、稳定性和长期性，人类特有，很少有冲动性。 （2）情绪：情绪状态可分为心境，激情，应激。 心 境：是微弱二持久的情绪状态。强度小，时间长 激 情：是强烈的、暴风雨般的激动而短促的情绪状态。强度大，时间短 应 激：是出于意料的紧迫情况所引起的激情而高度紧张的情绪状态。意外情况 （3）情感：情感是在人类社会历史发展过程中形成的高级社会性特征，人类社会性情感可归结为道德感、理智感和美感。 道德感：是用一定的道德标准去评价自己或他人的思想和言行时产生的情感体验。 理智感：是指人认识事物和探求真理的需要是否满足而产生的情感体验。 美感：根据个人美的需要而产生的对各种美的体验。 6.所谓疲劳，就是在人体发生可以概括为失去功能或打乱这样的变化，引起生理活动的变化也就是发生机能变化、物质变化、自觉疲劳和效率变化的现象。所谓疲劳就是人体内的分解代谢和合成代谢平衡不能维持，换言之，当高位与低位的代谢反应平衡不正常时叫疲劳。 7.生理性疲劳除与劳动方式、速度、强度和劳动时间、身心活动简单的因素有关外，还与照明、气候、温度、湿度等工作环境因素有关，也与年龄、健康状况有关。 心理性疲劳受环境、精神面貌和工作动机等的影响。劳动内容单调极易引起心理性疲劳。 研究发现：性格差异和智能水平的高低使人们在工作中产生厌倦和疲劳的程度是不同的。生