第五章

人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)

人機(jī)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)的內(nèi)容1、工作（規(guī)劃）設(shè)計(jì)；2、崗位設(shè)計(jì)；3、顯示器設(shè)計(jì)；4、控制器設(shè)計(jì)；5、作業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)；6、安全防護(hù)裝置設(shè)計(jì)。第一頁，共一百七十五頁。人機(jī)系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)須遵循的原則

1、以人為中心的設(shè)計(jì)原則2、產(chǎn)品人性設(shè)計(jì)的原則3、安全第一的思想貫穿于全過程的原則第二頁，共一百七十五頁。第一節(jié)工作（規(guī)劃）設(shè)計(jì)

一、工廠工作設(shè)計(jì)

工廠的工作設(shè)計(jì)包括工廠的廠址選擇、廠區(qū)平面布置、廠區(qū)道路交通、防火間距、廠房及設(shè)備的平面布置，原材料、燃料、產(chǎn)品等輸送與儲存，廢棄物的排放與處理，工藝流程中的安全設(shè)施及安全防范措施等內(nèi)容，在設(shè)計(jì)時要全面考慮對周圍環(huán)境影響、防火、安全疏散、事故應(yīng)急措施等方面的安全。第三頁，共一百七十五頁。二、城市（規(guī)劃）工作設(shè)計(jì)

城市人口密度基數(shù)的安全設(shè)計(jì)城市土地利用與安全設(shè)計(jì)對城市的變與不變相統(tǒng)一的安全設(shè)計(jì)城市通道的安全設(shè)計(jì)第四頁，共一百七十五頁。

工廠要保存好政府頒布發(fā)的許可或商業(yè)執(zhí)照，以及由政府機(jī)構(gòu)所做的所有健康和安全檢查的記錄。

禁止三合一建筑物。工廠不能在一棟大樓里同時設(shè)置倉庫，生產(chǎn)車間和宿舍。

第五頁，共一百七十五頁。南京秦淮區(qū)蔚藍(lán)星座小區(qū)兩住戶在21樓建房第六頁，共一百七十五頁。第7

頁第七頁，共一百七十五頁。第8

頁第八頁，共一百七十五頁。第9

頁第九頁，共一百七十五頁。第二節(jié)崗位設(shè)計(jì)

崗位設(shè)計(jì)指工作場所、工作姿態(tài)、作業(yè)空間、座椅設(shè)計(jì)等。崗位設(shè)計(jì)不僅要求適應(yīng)人體生理、心理，生物力學(xué)特性，而且還要利用人體測量數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的人機(jī)結(jié)合面設(shè)計(jì)，其結(jié)合面包括使機(jī)器的顯示器明顯，控制裝置使用方便，控制器布置合理，使人機(jī)處于良好結(jié)合狀態(tài)。此外，報警、顯示、控制等裝置迅速及時有效地進(jìn)行工作并與人處于正常的狀態(tài)。第十頁，共一百七十五頁。一、工作空間設(shè)計(jì)

工作空間--亦稱作業(yè)空間，是人們在從事某項(xiàng)作業(yè)時，為完成該項(xiàng)工作，人體所必須的活動范圍或空間。它包括人的操作活動范圍和機(jī)器設(shè)備中的顯示器和控制器所及范圍。

作業(yè)空間設(shè)計(jì)應(yīng)遵守一般原則：正確協(xié)調(diào)總體設(shè)計(jì)與局部設(shè)計(jì)相互之間的關(guān)系工作空間設(shè)計(jì)要著眼于人，落實(shí)于設(shè)備?？紤]人的認(rèn)知特點(diǎn)和人體動作的自然性、同時性、對稱性、節(jié)奏性、規(guī)律性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。保證至少在90％的操作者中具有適應(yīng)性、兼容性、操縱性和可達(dá)性。

第十一頁，共一百七十五頁。作業(yè)空間包含了三種不同的空間范圍第一種是人體在規(guī)定的位置上進(jìn)行作業(yè)時（如操縱機(jī)器、維修設(shè)備等）,必須觸及的空間，即作業(yè)范圍，或稱為作業(yè)接觸空間。人們?yōu)橥瓿蓜趧尤蝿?wù)的大部分工時主要在這個范圍內(nèi)度過。第二種是人體在作業(yè)時或進(jìn)行其他活動時（如進(jìn)出工作崗位、在工作崗位進(jìn)行短暫的放松與休息等），人體自由活動所需要的范圍，即作業(yè)活動空間。第三種是為了保障人體安全，避免人體與危險源（如機(jī)械轉(zhuǎn)動部位等）直接觸所需要的安全防護(hù)空間。在進(jìn)行工作場地和器設(shè)備的設(shè)計(jì)與布局時，必須充分考慮作業(yè)空間的安全人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)問題。第十二頁，共一百七十五頁。實(shí)際生產(chǎn)活動中的作業(yè)姿勢坐姿--坐著的作業(yè)姿勢常指身軀伸直或稍向前傾10o～15o角，上腿平放，下腿一般垂直地或稍向前傾斜著地，身體處于舒適的體位。立姿---通常指人站立時上體前屈角小于30o時所保持的姿勢（前屈角大于30o為前屈姿勢）。坐－立交替姿勢、臥姿蹲姿第十三頁，共一百七十五頁。坐姿作業(yè)的特點(diǎn)人體最合理的作業(yè)姿勢就是坐姿作業(yè)。下列作業(yè)宜采用坐姿作業(yè)。持續(xù)時間較長的靜態(tài)作業(yè)。此時需要支持身體的力較小，腿上消耗的能量和負(fù)荷較小，血液循環(huán)暢通，可以減少疲勞和人體能量的消耗。精密度要求高而又要求仔細(xì)的作業(yè)。因坐姿情況下，當(dāng)設(shè)備振動或移動時，人體具有較大的穩(wěn)定度和較好的平衡度。需要手足并用，并對一個以上踏板進(jìn)行控制的作業(yè)。坐姿時，雙腳容易移動，且可借助座椅支撐對腳控制器施以較大力量。第十四頁，共一百七十五頁。立姿作業(yè)的特點(diǎn)以下作業(yè)選用立姿作業(yè)優(yōu)于坐姿作業(yè)：

（1）需要經(jīng)常改變體位的作業(yè)。站著頻繁的起坐消耗能最少些；

（2）常用的控制器分布在較遠(yuǎn)區(qū)域、需要手足有較大運(yùn)動幅度的作業(yè)。因站姿時作業(yè)者可以走動，可以看見或使用坐姿作業(yè)者夠不到的部件；

（3）需要用力較大的作業(yè)。立勢時手臂力量較大，易于操作大操縱桿。

此外，立姿作業(yè)時，還有作業(yè)者可變換位置，減少疲勞和厭煩；可利用平展的工作面而無需任何容膝空間等重要優(yōu)點(diǎn)。立姿作業(yè)的缺點(diǎn)在于：不易進(jìn)行精確而細(xì)致的工作；不易轉(zhuǎn)換操作；立姿時肌肉要作出更多的功以支持體重，故易引起疲勞；下肢負(fù)擔(dān)較重，長期站立易引起下肢靜脈曲張等等。第十五頁，共一百七十五頁。坐—立姿交替作業(yè)的特點(diǎn)

為了克服坐姿、立姿作業(yè)的缺點(diǎn)，在工作崗位上經(jīng)常采用坐—立姿交替作業(yè)的方式。這種作此方式的優(yōu)點(diǎn)在于，能使作業(yè)者在工作中變換體位，從而避免由于身體長時間處于一種體位而引起的肌肉疲勞。例如，長時間的單調(diào)的坐姿作業(yè)會引起心理性疲勞，改成立姿適當(dāng)走動，有助于維持工作能力，而長時間的立姿作業(yè)會產(chǎn)生肌肉疲勞，坐下來就可以得到消除。因此，坐—立姿交替作業(yè)能吸收各自的長處，彌補(bǔ)各方面的短處，應(yīng)盡可能用坐—立姿交替作業(yè)方式，代替單純的立姿作業(yè)方式。第十六頁，共一百七十五頁。選擇人體姿勢和體位應(yīng)該考慮下列各點(diǎn)工作場地的大小、照明條件與視覺；體力負(fù)荷的大小及用力方向；工作場所各種物質(zhì)（包括必需的工具、加工材料等）的安放位置；控作臺或工作臺的臺面高度，有無合適的容膝空間；作業(yè)時起坐的頻率等。第十七頁，共一百七十五頁。應(yīng)該盡量避免的姿勢①站著不動的姿勢（特別對女性）；②長期或經(jīng)常重復(fù)地彎腰（指脊背彎曲角超過15°）；③軀干扭曲并傾斜的姿勢或半坐姿勢；④經(jīng)常重復(fù)地單腿支撐的姿勢；⑤手臂長時間向前伸直或伸開等。第十八頁，共一百七十五頁。1、坐姿作業(yè)空間布局設(shè)計(jì)坐姿作業(yè)空間主要包括工作臺、工作座椅、人體活動余隙和作業(yè)范圍等的尺寸和布局等，其設(shè)計(jì)用人體參量和選用原則如表1所示。第十九頁，共一百七十五頁。表1

坐姿作業(yè)空間設(shè)計(jì)參數(shù)（毫米）符號人體測量項(xiàng)目男女男女混合男子百分位數(shù)女子百分位數(shù)第5第50第95第5第50第95B坐姿身高958901958858908958809855901D坐姿眼高749695695749793847695739783F坐姿肩高557518518557598641518556594G胸厚245239245186212245170199239H坐姿肘間寬371348348371422489348404478I坐姿大腿厚151151151112130151113130151J前壁前展長323292292323351378292318345K上肢前展長612554554612664716554602653M坐姿肘高298284298228263298215251284N坐姿窩高448405448383413448342382405第二十頁，共一百七十五頁。（1）坐姿工作面的設(shè)計(jì)坐姿工作面的高度主要由人體參數(shù)和決定圖5－1給出了坐姿作業(yè)時，作業(yè)性質(zhì)對工作面高度的要求。圖5－2給出了工作面高度與身高和作業(yè)活動性質(zhì)的關(guān)系工作面寬度視作業(yè)功能要求而定。若單供肘靠之用，最小寬度為100mm，最佳寬度為200mm；僅當(dāng)寫字面用，最小寬度為305mm，最佳寬度為405mm；作辦公桌用，最佳寬度為910mm；作試驗(yàn)臺用，視需要而定。為保證大腿容隙，工作面板厚度一般不超過50mm。第二十一頁，共一百七十五頁。圖5-1

坐姿工作面高度第二十二頁，共一百七十五頁。

a的臺面高度為880±20毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離為120-250毫米，能區(qū)分直徑小于0.5毫米的零件。適合對視力強(qiáng)度、手臂活動的精度和靈巧性要求都很高的作業(yè)，如鐘表組裝；

b的臺面高度為840±20毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離為250-350毫米，能區(qū)分直徑小于l毫米的零件，適合對視力強(qiáng)度要求較高的工作，如微型機(jī)械和儀表的組裝，精確復(fù)制和畫圖等；第二十三頁，共一百七十五頁。

c的臺面高度為740±20毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離小于500毫米，能區(qū)分直徑小于10毫米的零件，適合于一般的作業(yè)要求，如一般的鉗工工作、坐著的辦公工作等。

d的臺面高度為680±20毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離大于500毫米，適合于精度要求不高、需要較大力氣才能完成的手工作業(yè)，如包裝、大零件安裝、打字機(jī)上打字等。第二十四頁，共一百七十五頁。圖5-2

工作臺和座位高度與工作性質(zhì)和人身高的關(guān)系

第二十五頁，共一百七十五頁。（2）容膝空間在設(shè)計(jì)坐姿用工作臺時，必須根據(jù)腳可達(dá)到區(qū)在工作臺下部布置容膝空間，以保證作業(yè)者在作業(yè)過程中，腿腳能有方便的姿勢。下圖1和表5-1示出了腿腳的七種姿勢（兩腿伸直，腳在右角上，腿在座位下彎曲，一只腳在前、一只腳在后，兩腿交叉，兩腳交叉，腳放在腳控制器上）和最小最佳的容膝空間尺寸。第二十六頁，共一百七十五頁。容膝空間

容膝空間尺寸（毫米）

第二十七頁，共一百七十五頁。（3）椅面高度及活動余隙

工作座椅需占用的空間，不僅包括座椅本身的幾何尺寸，還包括了人體活動需要改變座椅位置等余隙要求。椅面高度應(yīng)根據(jù)坐姿腘窩高和坐姿時高的第95百分位數(shù)值設(shè)計(jì)，矮身材的人可以通過腳踏板（腳墊）調(diào)整。

一般椅面高度比工作面高度低270-290毫米時，上半身操作姿勢最方便。因此，椅面高度宜取420±20毫米。座椅放置的深度距離（工作臺邊緣至固定壁面的距離），至少應(yīng)在810毫米以上，以便容易向右移動椅子，方便作業(yè)者的起立與坐下等活動。工作座椅的扶手至側(cè)面固定臂面的距離最小為610毫米，以利作業(yè)者自由伸展胳膊等。第二十八頁，共一百七十五頁。（4）坐姿作業(yè)范圍坐姿作業(yè)的水平面作業(yè)范圍的設(shè)計(jì)如圖5－4（a）所示。第二十九頁，共一百七十五頁。坐姿作業(yè)的垂直面作業(yè)范圍的設(shè)計(jì)如圖5－4（b）所示。第三十頁，共一百七十五頁。由水平面作業(yè)范圍和垂直面作業(yè)范圍構(gòu)成的坐姿空間作業(yè)范圍的舒適區(qū)域介于肩與肘之間，此時，手臂的活動路線最短最舒適，能迅速而準(zhǔn)確地進(jìn)行操作。見圖5－5A

例如，當(dāng)坐姿作業(yè)是小件組裝，要把8個部件裝配起來，則作業(yè)者面前至少需有250×250平方毫米的操作面積。供料箱應(yīng)分布在作業(yè)者前方大于250毫米處（即裝配區(qū)的周圍）和工作場所中心左方或右方410毫米之內(nèi)，并且不得高于工作面500毫米（最好在工作面上方250毫米處，以減輕肩部肌肉疲勞）。經(jīng)常取用的物件應(yīng)置于操作面之前150～300毫米之內(nèi)，使作業(yè)者無需向前彎曲身體就能拿到。大而重的物件需靠近場地前面，允許作業(yè)者有時（每小時幾次）到場外取物。第三十一頁，共一百七十五頁。圖5－5A坐姿空間作業(yè)范圍

第三十二頁，共一百七十五頁。2立姿作業(yè)空間布局設(shè)計(jì)立姿作業(yè)空間主要包括工作臺、作業(yè)范圍和工作活動余隙等的尺寸和布局。其設(shè)計(jì)用人體參量和選用原則如下表所示。第三十三頁，共一百七十五頁。

立姿作業(yè)空間設(shè)計(jì)參數(shù)

第三十四頁，共一百七十五頁。對上表的說明：（1）j.k為推算值，其余為實(shí)測值。（2）差鞋時的修正值：身高、眼高、肩高、肘高加30mm。（3）身體放松站立修正值：身高、眼高等減19mm。（4）著裝時的修正值：胸厚加10mm，以工代臀膝距加20mm。第三十五頁，共一百七十五頁。（1）立姿工作面的高度

立姿工作面的高度不僅跟身高有關(guān)，還與作業(yè)時施力的大小，視力要求和操作范圍等很多因素有關(guān)。在考慮不同身高的工作者對工作面高度的要求時，雖然可以設(shè)計(jì)出高度可調(diào)的工作臺，但事實(shí)上，可以通過調(diào)整腳墊的高度來調(diào)整作業(yè)者的身高和肘高。因此，立姿工作面高度應(yīng)按身高和肘高的第95百分位數(shù)設(shè)計(jì)。對男女共用的工作面高度按男性的數(shù)值設(shè)計(jì)。圖5—5B及圖1按男性身高的第95百分?jǐn)?shù)給出了立姿情況下不同作業(yè)性質(zhì)對工作面高度的要求。第三十六頁，共一百七十五頁。

圖5—5B立姿工作面高度（mm）

第三十七頁，共一百七十五頁。

a的臺面高度為1050～1150毫米，適用于精密工作，靠肘支承的工作（如書寫、畫圖等）；

b的臺面高度為1130毫米，虎心鉗固定在工作臺上的高度；

c的臺面高度為950～1000毫米，適用于要求靈巧的工作，輕手工工作（如包裝、安裝等）；

d的臺面高度為800～950毫米，適用于要求用勁大的工作（如刨床，重的鉗工工作等）。第三十八頁，共一百七十五頁。（2）工作活動余隙

立姿作業(yè)時，人的活動性比較大。為了保證作業(yè)者操作自由、動作舒展，必須使站立位置有一定的活動余隙。有條件時，可以適當(dāng)大些，場地較小時，應(yīng)按有關(guān)人體參量的第95百分位數(shù)加上著冬季防寒服時的修正值進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般應(yīng)滿足以下要求：

站立用空間（作業(yè)者身前工作臺邊緣至身后墻壁之間的距離），不得小于760毫米，最好能達(dá)到910毫米以上；

身體通過的寬度（身體左右兩側(cè)間距），不得小于510毫米，最好能保證在810毫米以上；身體通過的深度（在局部位置側(cè)身通過的前后間距），不得小于330毫米，最好能滿足380毫米；第三十九頁，共一百七十五頁。

行走空間寬度（供雙腳行走的凹進(jìn)或凸出的平整地面寬度），不得小于305毫米，一般須在380毫米以上；

容膝容足空間。立姿作業(yè)雖不需要，但提供了容膝容足空間，可以使作業(yè)者站在工作臺前能夠曲膝和向前伸腳。一方面站著舒適，另一方面使身體可能靠近工作臺，擴(kuò)大上肢在工作臺上的可及深度。容膝空間最好有200毫米以上，容足空間最好達(dá)到150×150毫米以上；

過頭頂余隙（地面至頂板的距離）。一些崗位的過頭頂余隙就是樓層的高臺，但許多大型設(shè)備常在機(jī)器旁建立比較矮小的操縱控制室，空間尺寸十分有限。如果過共頂余隙過小，心理上就產(chǎn)生壓迫感，影響作業(yè)的耐久性和正確性。過頭頂余隙最小應(yīng)大于2030毫米，最好在2100毫米以上，在此高度下不應(yīng)有任何構(gòu)件通過。第四十頁，共一百七十五頁。（3）

臨時座位立姿工作易疲勞，條件允許時，應(yīng)提供臨時座位供作業(yè)者工間短時休息。臨時座位不應(yīng)影響立姿作業(yè)自由走動和操作。圖5-6分別是搖動旋轉(zhuǎn)式和回跳式臨時座位。第四十一頁，共一百七十五頁。第四十二頁，共一百七十五頁。（4）立姿作業(yè)范圍立姿作業(yè)的水平面作業(yè)范圍與坐姿時相同，垂直面作業(yè)范圍的設(shè)計(jì)如圖5—7所示圖5-8給出了立姿作業(yè)時最大和最佳的作業(yè)范圍。第四十三頁，共一百七十五頁。第四十四頁，共一百七十五頁。圖5—8立姿作業(yè)范圍（mm）第四十五頁，共一百七十五頁。3、坐—立姿交替作業(yè)空間

坐-立姿作業(yè)空間設(shè)計(jì)用人體參量與選用原則，是在設(shè)計(jì)立姿作業(yè)空間的人體測量項(xiàng)目參數(shù)的基礎(chǔ)上，增加了坐姿腘窩高n和大腿厚i這兩個坐姿作業(yè)的設(shè)計(jì)參數(shù)，其布局設(shè)計(jì)方法如圖所示。坐-立姿交替作業(yè)的工作面高度及水平面和垂直面的最大作業(yè)范圍和舒適作業(yè)范圍，均與單獨(dú)采用立姿作業(yè)的設(shè)計(jì)結(jié)果相同。但坐-立姿交替作業(yè)的工作座椅的坐面高與坐姿作業(yè)時的坐面高是不同的。它是由立姿時的工作面高度減去工作臺面板厚度和大腿厚度i的第95百分位數(shù)所確定的。第四十六頁，共一百七十五頁。坐-立姿交替作業(yè)垂直面布局設(shè)計(jì)

第四十七頁，共一百七十五頁?！巫涌梢砸苿?，以便在立姿操作時可將它移開；

▲椅子高度可調(diào)，以適應(yīng)不同身高者的需要；

▲坐姿作業(yè)時應(yīng)提供腳踏板（腳墊），否則，會因工作座椅坐面過高，人的雙腳下垂，造成座面前緣壓迫大腿，使血液循環(huán)受阻。踏板中心位置高度應(yīng)為座面高度減去坐姿腘窩高n的第95百分位數(shù)，以保證容膝空間適應(yīng)90%以上的人群眾。若踏板高度可調(diào)，可調(diào)范圍取20-230毫米。第四十八頁，共一百七十五頁。4、其它姿勢的作業(yè)空間在工廠里，除了在固定工作崗位上通過操縱機(jī)器直接生產(chǎn)制造產(chǎn)品之外，還有大量的工人則是從事機(jī)器設(shè)備安裝維修工作。當(dāng)進(jìn)入設(shè)備和管路布置區(qū)域或進(jìn)入設(shè)備和容器的內(nèi)部時，由于空間的限制，作業(yè)人員往往既不能坐著作業(yè)，也不能站著作業(yè)，而只能采取蹲姿、跪姿和臥姿等。

因此，必須在設(shè)備的設(shè)計(jì)和布局時就事先留出以其它可以預(yù)見到的姿勢，進(jìn)行作業(yè)的所需空間。具體包括二個方面，一是到達(dá)各檢修點(diǎn)的可達(dá)性問題；二是在各檢修點(diǎn)的可操作性問題。第四十九頁，共一百七十五頁。（1）檢修通道的布局與最小尺寸解決可達(dá)性問題，就是根據(jù)可能的通行姿勢設(shè)計(jì)合理的檢修通道。檢修通道應(yīng)針對一切可能的檢修項(xiàng)目，采用最容易使所需的零部件、人的身體、工具等順利通過的形狀。

在確定具體尺寸時，應(yīng)考慮人體攜帶零部件和工具的方式所需的工作余隙，還應(yīng)考慮操作人員在通道內(nèi)的視覺要求。否則遇到緊急檢修時，人、工具和更換的零部件進(jìn)不去，就得拆除或破壞其它的設(shè)施，造成更大的減產(chǎn)、停產(chǎn)。第五十頁，共一百七十五頁。一般情況下，設(shè)置一個大的檢修通道，比設(shè)置兩個或更多個小的檢修通道要好，檢修通道應(yīng)位于正常安裝時易于接近的設(shè)備表面或直接進(jìn)入最便于維修的地方。同時應(yīng)處于遠(yuǎn)離高壓或危險轉(zhuǎn)動部件的安全區(qū)。否則應(yīng)采取有效的安全措施，以防作業(yè)人員進(jìn)出時受到傷害。表5—2是人體形態(tài)尺寸對各種通行方式的最小空間尺寸要求。第五十一頁，共一百七十五頁。序號通行方式尺度尺寸最小最好著防寒服1單人正面通過寬×高560×1600610×1860810×19102雙人并行通過寬×高1220×16001370×18601530×19103雙人側(cè)身通過寬×高760×1600910×1860910×19104方形垂直入口邊長×邊長459×159560×560810×8105圓形垂直入口直徑φ560φ610

6矩形水平入口寬×高535×380610×510810×8107圓形爬行管道直徑φ635φ760φ8108方形爬行管道邊長×邊長635×635760×760810×810表5—2最小通道尺寸

第五十二頁，共一百七十五頁。（2）其它姿勢最小作業(yè)空間尺寸安裝與維修機(jī)器設(shè)備時，若檢修點(diǎn)的作業(yè)空間過小，人的肢體施展不開，就會以不合理的方式用力而損傷肌肉骨骼組織。或者會因把持不住工具、零部件等而造成物體失落，既影響工作效率，又容易砸傷人體。全身進(jìn)入的各種姿勢所需的最小作業(yè)空間尺寸，應(yīng)根據(jù)有關(guān)人體測量項(xiàng)目的第95百分位數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體尺寸如圖5—10和表5—3所示。第五十三頁，共一百七十五頁。第五十四頁，共一百七十五頁。作業(yè)姿勢尺度標(biāo)記尺寸最小值選取值著防寒服時蹲坐作業(yè)

高度

寬度12070—92130100屈膝作業(yè)

高度

寬度12090—102130110跪姿作業(yè)

寬度

高度

手距地面高度110145

120—70130150爬著作業(yè)

高度

長度8015090—95160俯臥作業(yè)（腹朝下）

高度

長度4524550—60—仰臥作業(yè)（背向下）

高度

長度501906019565200第五十五頁，共一百七十五頁。檢查孔或觀察窗的間隙尺寸可以按下述方法設(shè)計(jì)：雙肩均需進(jìn)入，取開口的寬度等于可及范圍深度的75％加150mm，水平間隙至少為630mm（a）；只把手臂伸進(jìn)到附近肘部時，孔的直徑取110mm（b）；若把整個手臂都伸進(jìn)去，孔的直徑應(yīng)取125mm，著防寒服作業(yè)再增加75mm（c）；對于伸直手掌及握拳的開口尺寸應(yīng)取圖d,e所示的大??；對于拿東西的手來說，物體周圍的自由空間應(yīng)等于45mm，戴手套時再增加20mm（f,g）；對于按動按鈕,孔的直徑應(yīng)取40mm（h）；而為了用雙指捏取按鈕，孔的直徑必須等于65mm第五十六頁，共一百七十五頁。第五章第二講

通過前面的學(xué)習(xí)我們知道，安全人機(jī)工程設(shè)計(jì)在我們生活中，起著很好的作用。第五十七頁，共一百七十五頁。全世界每年有120萬人死于交通事故，每天有1000個25歲以下的年輕人被車禍奪去生命，其中90％生活在低收入和中等收入國家，大部分居住在非洲和亞洲。報告說，車禍?zhǔn)?5歲至19歲年輕人的頭號殺手，死亡人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于艾滋病。限速、禁止酒后駕駛、強(qiáng)制戴頭盔和系安全帶等措施是防止交通事故的傳統(tǒng)措施，安全人機(jī)方面的努力是未來的發(fā)展趨勢。第五十八頁，共一百七十五頁。第59

頁第五十九頁，共一百七十五頁。第60

頁第六十頁，共一百七十五頁。第61

頁第六十一頁，共一百七十五頁。第62

頁第六十二頁，共一百七十五頁。第63

頁第六十三頁，共一百七十五頁。第64

頁第六十四頁，共一百七十五頁。第65

頁第六十五頁，共一百七十五頁。5、最佳作業(yè)空間的選擇

⑴充分考慮作業(yè)者的心理特性⑵充分考慮作業(yè)者的行動空間⑶對于多人集體作業(yè)應(yīng)考慮協(xié)同作業(yè)空間⑷考慮設(shè)備本身的特點(diǎn)（功能、形狀、數(shù)量和使用情況等）進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡量把功能相同和相互聯(lián)系的部件組合在一起，以利于操作、監(jiān)視和管理。⑸考慮控制裝置的合理布局，將使用頻率高的控制裝置布置在最適于作業(yè)的區(qū)域，并按操作的先后順序，把它們相互之間盡量安排得近一些，形成一個流暢的作業(yè)線路。⑹根據(jù)人體測量學(xué)、解剖學(xué)和生物力學(xué)的特征來布置機(jī)器、控制器和工具，做到使操作者既能高效操作，又能減少疲勞。⑺把設(shè)備、控制器和顯示器等尤其是重要設(shè)備儀器布置在操作者的手或腳的可及范圍與視野的有效位置。圖5－12所示為坐姿最佳空間范圍。

第六十六頁，共一百七十五頁。圖5－12坐姿最佳空間作業(yè)范圍第六十七頁，共一百七十五頁。6、安全距離設(shè)計(jì)

由于種種原因，許多設(shè)備要實(shí)現(xiàn)無任何危險之處是很難的，因此就必須考慮與其保持一定的安全距離。安全距離有二：一是防止人體觸及機(jī)械部位的間隔；稱為機(jī)械防護(hù)安全距離的確定，主要取決于人體測量參數(shù)。二是使人體免受非觸及機(jī)械性有害因素影響的間隔，如超聲波危害、電離輻射和非電離輻射危害，冷凍危害、以及塵毒危害等）安全距離的確定，主要取決于危害源的強(qiáng)度和人體的生理耐受閾限。第六十八頁，共一百七十五頁。⑴機(jī)械防護(hù)安全距離設(shè)計(jì)

Sd=（1±K）L

或:Sd=（1±K）Rm

式中，Sd為安全距離（mm）；L為人體尺寸（mm）；Rm為最大可及范圍（mm）；K為附加量系數(shù)。身體有關(guān)部位K身高等大尺寸上、下肢等中等尺寸；大腿圍度手、指、足面高、腳寬等小尺寸；頭胸等重要部位0.030.050.10第六十九頁，共一百七十五頁。⑵人體與帶電導(dǎo)體的安全距離由于向設(shè)備提供動力和工作照明的需要，在廠區(qū)、車間和工作崗位上，常常有配電設(shè)施、電線電纜和電氣開關(guān)等。這些帶電的物體雖然都有絕緣的外表層或其它安全保護(hù)措施，但仍然存在著對人體的潛在威脅。因此，人體與帶電導(dǎo)體應(yīng)保持一定的安全距離，以避免各種電氣傷害。第七十頁，共一百七十五頁。

人體與帶電導(dǎo)體間的安全距離視電壓的高低和操作條件而定。在低壓操作下，人體與帶電體至少應(yīng)保持100mm的距離。在高壓無遮攔操作中，人體及所攜帶工具與帶電體之間的最小距離：10KV以下者不應(yīng)小于700mm，20～35KV者不應(yīng)小于1000mm。

用絕緣桿操作時，應(yīng)裝臨近時遮攔。在線路上工作時，人體與臨近帶電體的最小距離：10KV以下者不應(yīng)小于1000mm，35KV者不應(yīng)小于2500mm。第七十一頁，共一百七十五頁。蒸汽管道設(shè)計(jì)離地面安全距離是多少?根據(jù)蒸汽壓力的不同一般設(shè)計(jì)2--6米磁浮兩側(cè)的安全距離是多少?根據(jù)規(guī)劃，在磁浮兩側(cè)，要各留有25m寬的安全距離，規(guī)劃50m的一級防護(hù)林和100m寬的二級生態(tài)林帶。第七十二頁，共一百七十五頁。安全距離包括電氣間隙（空間距離），爬電距離（沿面距離）和絕緣穿透距離1、電氣間隙：兩相鄰導(dǎo)體或一個導(dǎo)體與相鄰電機(jī)殼表面的沿空氣測量的最短距離。2、爬電距離：兩相鄰導(dǎo)體或一個導(dǎo)體與相鄰電機(jī)殼表面的沿絕絕緣表面測量的最短距離。電氣間隙的決定：根據(jù)測量的工作電壓及絕緣等級，即可決定距離一次側(cè)線路之電氣間隙尺寸要求第七十三頁，共一百七十五頁。一次側(cè)交流部分：保險絲前L—N≥2.5mm，L.NPE（大地）≥2.5mm，保險絲裝置之后可不做要求，但盡可能保持一定距離以避免發(fā)生短路損壞電源。一次側(cè)交流對直流部分≥2.0mm一次側(cè)直流地對大地≥2.5mm（一次側(cè)浮接地對大地）一次側(cè)部分對二次側(cè)部分≥4.0mm，跨接于一二次側(cè)之間之元器件二次側(cè)部分之電隙間隙≥0.5mm即可二次側(cè)地對大地≥1.0mm即可附注：決定是否符合要求前，內(nèi)部零件應(yīng)先施于10N力，外殼施以30N力，以減少其距離，使確認(rèn)為最糟情況下，空間距離仍符合規(guī)定。第七十四頁，共一百七十五頁。爬電距離的決定：根據(jù)工作電壓及絕緣等級,但通常：（1）一次側(cè)交流部分：保險絲前L—N≥2.5mm，L.N大地≥2.5mm，保險絲之后可不做要求，但盡量保持一定距離以避免短路損壞電源。（2）一次側(cè)交流對直流部分≥2.0mm（3）一次側(cè)直流地對地≥4.0mm如一次側(cè)地對大地（4）一次側(cè)對二次側(cè)≥6.4mm，如光耦、Y電容等元器零件腳間距≤6.4mm要開槽。（5）二次側(cè)部分之間≥0.5mm即可（6）二次側(cè)地對大地≥2.0mm以上（7）變壓器兩級間≥8.0mm以上第七十五頁，共一百七十五頁。3、絕緣穿透距離：應(yīng)根據(jù)工作電壓和絕緣應(yīng)用場合符合下列規(guī)定：對工作電壓不超過50V（71V交流峰值或直流值），無厚度要求；附加絕緣最小厚度應(yīng)為0.4mm；當(dāng)加強(qiáng)絕緣不承受在正常溫度下可能會導(dǎo)致該絕緣材料變形或性能降低的任何機(jī)械應(yīng)力時的，則該加強(qiáng)絕緣的最小厚度應(yīng)為0.4mm。第七十六頁，共一百七十五頁。二、座椅的設(shè)計(jì)第七十七頁，共一百七十五頁。第七十八頁，共一百七十五頁。第七十九頁，共一百七十五頁。第八十頁，共一百七十五頁。第八十一頁，共一百七十五頁。第八十二頁，共一百七十五頁。第八十三頁，共一百七十五頁。第八十四頁，共一百七十五頁。第85

頁它既可靠背而坐，也可跪坐，還可腿伸直坐著，靠背上還設(shè)有幾個按摩點(diǎn)，起到防病作用。其主要作用是解決了學(xué)習(xí)和工作時，身體需要前傾的問題。具有結(jié)構(gòu)簡單，方便靈活，不易損壞等特點(diǎn)。第八十五頁，共一百七十五頁。1、座椅設(shè)計(jì)的一般原則

①

座椅的設(shè)計(jì)，應(yīng)提供操作人員在操作時的身體支撐；②

座椅的設(shè)計(jì)要使操作人員工作順利，椅子的尺寸要適當(dāng)，其高度和位置可以調(diào)整到適合各種身材的人使用；③

座椅應(yīng)能夠適當(dāng)?shù)刂巫∩眢w，以避免不良的姿勢，同時身體的重量能夠均衡地分布在椅面上；④

在不影響手的個別動作時，座椅應(yīng)有扶手，同時也有腳踏板，以維持較好的座椅到腳停止位置的距離。第八十六頁，共一百七十五頁。2、座椅的設(shè)計(jì)

(1)

座面高度按我國人體尺寸座面高度可取為380～450mm。座椅最好設(shè)計(jì)成高度可調(diào)，以適應(yīng)不同身材的操作者需要，調(diào)節(jié)范圍為工作臺下240～300mm之間。(2)

坐深正確的設(shè)計(jì)應(yīng)使臀部得到全面的支撐，腰部得到靠背的支撐，座面前緣與小腿間留有適當(dāng)距離，保證小腿可自由活動。坐深應(yīng)按350～400mm來取。(3)坐寬座寬應(yīng)滿足臀部就座所需要的尺度，使人能自如地調(diào)整坐姿。一般可取400～500mm。(4)座面傾角因?yàn)楣ぷ鲿r身體前傾，若傾角過大，會因?yàn)樯眢w前傾而使脊椎拉直，破壞正常的腰椎曲線，所以座椅座面傾角一般小于3°。第八十七頁，共一百七十五頁。

(5)

靠背的高和寬靠背的作用是保持脊椎處處于自然形狀的放松姿勢?？勘晨煞譃檠亢图缈?，作業(yè)場所的座椅大部分屬于腰靠?？勘车淖畲蟾叨瓤蛇_(dá)480～630mm，最大寬度350～480mm。支撐腰部以下的骶骨部分能增加舒適感，靠背下沿與座面之間最好留有一定的空間（70～80mm以上），以容納向后擠出的臀部肌肉?？勘车臋M截面可以是一個半徑大于1000mm的圓弧。

(6)

靠背與座面夾角靠背與座面夾角若小于90°，則腹部受壓迫；夾角太大會降低人的警覺狀態(tài)。一般可取95°～105°。

(7)坐墊高度一般坐墊的高度是25mm。太軟太高的坐墊，易造成身體不穩(wěn)，反易產(chǎn)生疲勞。

(8)扶手高度

扶手不宜太高，以免引起肩部酸痛。休息扶手高度一般取200～230mm，兩扶手的間距可取500～600mm，運(yùn)輸工具中兩扶手間距可取400～500mm。第八十八頁，共一百七十五頁。祈禱專用座椅第八十九頁，共一百七十五頁。第三節(jié)顯示器設(shè)計(jì)

一、顯示器的性能要求1、用簡單明了的方式傳達(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，以減少譯碼的錯誤。2、顯示精度要適當(dāng)，保證最少的認(rèn)讀時間，避免因精度超過需要，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，易于了解，避免換算，減少訓(xùn)練時間，減少受習(xí)慣干擾造成解釋不一致的差錯。4、根據(jù)作業(yè)條件（如照明、速度、振動、操作者的位置、運(yùn)動的約束等），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)，不要讓顯示速度超過人的反應(yīng)速度。

第九十頁，共一百七十五頁。第九十一頁，共一百七十五頁。第九十二頁，共一百七十五頁。第九十三頁，共一百七十五頁。第九十四頁，共一百七十五頁。顯示器設(shè)計(jì)的基本原則1、明顯度高2、可見度高3、可讀性好4、闡明力強(qiáng)5、簡單明了6、

確保安全7、

使視力有缺陷者（如視弱、色弱者）也不會誤認(rèn)。8、顯示器的顯示方式和操作者的思維過程應(yīng)當(dāng)和諧一致。第九十五頁，共一百七十五頁。第九十六頁，共一百七十五頁。第九十七頁，共一百七十五頁。第九十八頁，共一百七十五頁。二、駛艙人機(jī)界面設(shè)計(jì)駕駛艙人機(jī)界面對飛行的影響不僅是指其對飛行員體力、心理和意識活動的影響，而且將直接影響飛行員的工作效率和飛行安全。人機(jī)界面設(shè)計(jì)的復(fù)雜性在于，使用界面的是人，界面合適與否要通過人的使用來證明。

第九十九頁，共一百七十五頁。安全是人機(jī)界面設(shè)計(jì)的第一原則

飛行的安全性要求是飛行的第一要求。決定安全的因素極為復(fù)雜，有外界環(huán)境的因素，有飛機(jī)及各系統(tǒng)的因素，也有人的因素等等，其中人的因素最為復(fù)雜。評估人機(jī)界面的安全性主要從以下幾個方面來進(jìn)行。

第一百頁，共一百七十五頁。是否對飛行員有直接的生理傷害

飛行員的整個飛行過程包括進(jìn)出駕駛艙、起飛、機(jī)動飛行、儀表飛行、武器發(fā)射、著陸、迫降、跳傘等，在這些過程中，人機(jī)界面可能會給飛行員的生理造成傷害，這是設(shè)計(jì)人員在駕駛艙的設(shè)計(jì)過程中要盡力避免的。例如：駕駛艙的裸露表面是否有尖銳表面，可能造成飛行員的肉體劃傷；飛行員約束系統(tǒng)能否在高過載情況下（如沖擊、撞擊等）免除或盡量減輕飛行員遭受的過載和撞擊損傷；在彈射跳傘時，駕駛艙系統(tǒng)是否會對飛行員造成直接或間接地傷害，如勒傷、劃傷、碰傷，吹傷等；飛機(jī)設(shè)備是否易于破損而造成對飛行員的傷害，如艙蓋破損、系統(tǒng)漏電、著火、減壓、低溫凍傷、缺氧等。第一百零一頁，共一百七十五頁。是否易于造成飛行員的錯誤

飛行員是人而不是機(jī)器，判斷和使用上的錯誤在所難免，因此駕駛艙設(shè)計(jì)應(yīng)具有一定的容錯和防錯性。例如：設(shè)備的功能模塊化布局，使人機(jī)界面更加合理，具有邏輯性，避免飛行員的誤動；危險開關(guān)的特別提示，提醒飛行員防止誤動，位置也應(yīng)放在特殊位置，盡量遠(yuǎn)離常用電門，并設(shè)置防錯臺階，防止飛行員操縱其他電門時碰掛；在邏輯設(shè)計(jì)上下工夫，使飛行員的某些誤動無效，如地面收起落架，空中放傘等；儀表、顯示器的合理設(shè)計(jì)，避免飛行員的錯誤判讀；危險狀態(tài)和錯誤操縱的提示，使飛行員及時發(fā)現(xiàn)故障和錯誤，盡快改正。第一百零二頁，共一百七十五頁。能克服復(fù)雜環(huán)境帶來的危險

環(huán)境對飛行的安全影響很大，要使飛機(jī)具有在復(fù)雜環(huán)境中飛行的能力，對于人機(jī)界面來說，最重要的是能夠克服低能見度和云對飛行的影響。這就要求飛機(jī)的導(dǎo)航界面能夠在低氣象條件下準(zhǔn)確地引導(dǎo)飛機(jī)飛向著陸機(jī)場，并安全著陸；駕駛艙的姿態(tài)畫面良好，便于飛行員判明飛機(jī)姿態(tài)，不易造成飛行員錯覺。

第一百零三頁，共一百七十五頁。故障下的安全飛行

飛機(jī)的各個系統(tǒng)的故障在飛行中是不可避免的，從設(shè)計(jì)和工藝的角度，我們要盡可能地提高系統(tǒng)的可靠性，減少設(shè)備的故障率。同時從人機(jī)界面設(shè)計(jì)的角度，我們應(yīng)該實(shí)現(xiàn)余度設(shè)計(jì)，對于重點(diǎn)的系統(tǒng)、顯示器、儀表，要采用多余度設(shè)計(jì)。例如姿態(tài)顯示有平顯、電子飛行儀表、備份儀表等；起落架系統(tǒng)有正常放、應(yīng)急放；彈射系統(tǒng)有正常彈射、應(yīng)急彈射等。第一百零四頁，共一百七十五頁。高效對飛機(jī)的基本要求:舒適度是一個不可忽視的因素視覺因素--和諧愉悅的駕駛艙外觀

聽覺因素--安靜的駕駛艙

觸覺因素--座椅和飛行裝備的舒適性

空間因素--寬闊的駕駛艙第一百零五頁，共一百七十五頁。第一百零六頁，共一百七十五頁。第一百零七頁，共一百七十五頁。第一百零八頁，共一百七十五頁。三、視覺顯示器的設(shè)計(jì)

視覺顯示方式主要有數(shù)字顯示和模擬顯示兩類：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)碼來顯示有關(guān)參數(shù)和工作狀態(tài)。模擬顯示最常用的有刻度盤指針式和燈光顯示式。它是用模擬量來顯示機(jī)器有關(guān)參數(shù)和狀態(tài)。手表表盤就是一個典型的模擬顯示。第一百零九頁，共一百七十五頁。1、指針式儀表的設(shè)計(jì)依刻度盤的形狀，指針顯示器可分為圓形、弧形和直線形（見表5－5）。設(shè)計(jì)指針式儀表時應(yīng)考慮安全人機(jī)工程學(xué)的問題①指針式儀表的大小與觀察距離是否比例適當(dāng)；②刻度盤的形狀與大小是否合理；③刻度盤的刻度劃分、數(shù)字和字母的形狀、大小以及刻度盤色彩對比是否便于監(jiān)控者能迅速而準(zhǔn)確地識讀；④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)。

第一百一十頁，共一百七十五頁。表5－5指針顯示器的刻度盤分類

第一百一十一頁，共一百七十五頁。第112

頁⑴刻度盤的設(shè)計(jì)

刻度盤的形狀?？潭缺P的形狀主要取決于儀表的功能和人的視覺運(yùn)動規(guī)律。以數(shù)量識讀儀表為例，其指針值必須能使識讀者精確、迅速地識讀。實(shí)驗(yàn)研究表明，不同形式刻度盤的誤讀率亦不同（表5－6）第一百一十二頁，共一百七十五頁。磨床刻度盤第一百一十三頁，共一百七十五頁。第一百一十四頁，共一百七十五頁。誤讀率比較:開窗型，由于指針不動，刻度數(shù)字動，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)指針的位置，所以在較短的揭示時間內(nèi)比開窗型的誤讀率高，但因可以用指針的傾角來推測顯示量，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)時間，在提示時間短的情況下，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)動快的緣故。

第一百一十五頁，共一百七十五頁。模擬式儀表形式與誤讀率關(guān)系第一百一十六頁，共一百七十五頁。表5－65種顯示器讀數(shù)準(zhǔn)確度的比較（圓型儀表為100％）

顯示器類型最大可見度盤尺寸（mm）讀數(shù)錯誤率（%）開窗式圓形半圓形水平直線形豎直直線形42.354.011018018045100153252325第一百一十七頁，共一百七十五頁。刻度盤的大小?？潭缺P的大小取決于盤上標(biāo)記的數(shù)量和觀察距離。以圓形刻度為例，當(dāng)盤上標(biāo)記數(shù)量多時，為了提高清晰度，須相應(yīng)增大刻度盤。但是，這必將增加眼睛的掃描路線和儀表占用面積。而縮小刻度盤又會使標(biāo)記密集不清晰?？潭缺P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2.5～5°。因此，由最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的最佳直徑。第一百一十八頁，共一百七十五頁。懷特（W．J．White）等人對圓形刻度盤最優(yōu)直徑作過實(shí)驗(yàn)，將儀表安裝在儀表盤上，然后測試反應(yīng)速度和誤讀率。結(jié)果表明，圓形刻度盤的最優(yōu)直徑是44mm（表5－7）。關(guān)于圓形刻度盤的直徑、觀察距離和標(biāo)記數(shù)量的推薦值請參見表5－8。第一百一十九頁，共一百七十五頁。表5－7認(rèn)讀速度和準(zhǔn)確度與直徑大小的關(guān)系（視距750mm）

刻度盤直徑mm觀察時間s平均反應(yīng)時間s讀錯率%250.820.766440.720.724700.755.7312第一百二十頁，共一百七十五頁。表5－8觀察距離和標(biāo)記數(shù)量與刻度盤直徑的關(guān)系

刻度標(biāo)記的數(shù)量刻度盤的最小允許直徑觀察距離500mm時觀察距離900mm時3825.425.45025.432.57025.445.510036.464.315054.498.020072.8129.6300109.0196.0第一百二十一頁，共一百七十五頁。（2）刻度線設(shè)計(jì)①刻度的大小刻度盤上最小刻度線間的距離稱為刻度。刻度的大小可根據(jù)人眼的最小分辨能力和刻度盤的材料性質(zhì)及視距而確定。人眼直接讀識刻度時，刻度的最小尺寸不應(yīng)小于0.6～1mm。當(dāng)刻度小于1mm時，誤讀率急劇增加。因此，刻度的最小尺寸一般在1～2.5Omm之間選取,必要時也可采用4～8mm。采用放大鏡讀數(shù)時，刻度的大小一般取1／Xmm（X為放大鏡放大倍數(shù)）?？潭染€的最小值還受所用材料的限制，鋼和鋁的最小刻度為1mm；黃銅和鋅白銅為0.5mm第一百二十二頁，共一百七十五頁。②刻度的類型常見的刻度類型有單刻度線、雙刻度線和遞增式刻度線（見圖5－13）。遞增式刻度線的形象特征可以減少識讀誤差。③刻度線的寬度即刻度線的粗細(xì)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10％左右時，讀數(shù)的誤差最小（圖5－14）。因此，刻度線寬度一般取刻度的5％～15％，普通刻度線通常取0.1±0.02mm；遠(yuǎn)距離觀察時，可取0.6～0.8mm，精度高的測量刻度線取0.0015～0.1mm。第一百二十三頁，共一百七十五頁。圖5-13刻度線

第一百二十四頁，共一百七十五頁。

圖5－14刻度線寬度對誤差的影響

第一百二十五頁，共一百七十五頁。④刻度線長度刻度線長度選擇合適與否，對識讀準(zhǔn)確性影響很大?？潭染€長度受照明條件和視距的限制，見表1。當(dāng)視距為L時，刻度線最小長度為：長刻度線長度＝L／90

中刻度線長度＝L／125

短刻度線長度＝L／200

刻度線間距＝L／600刻度線長度還受刻度大小的影響，不同刻度范圍的刻度線長度按表5－9選取。第一百二十六頁，共一百七十五頁。表1刻度線的長度觀察距離m長度mm長刻度線中刻度線短刻度線0.5以內(nèi)5.54.12.30.5～0.910.07.14.30.9～1.820.014.08.61.8～3.640.028.017.03.6～6.067.048.029.0第一百二十七頁，共一百七十五頁。表5－9刻度線長度選擇表

（㎜）

刻度大小長度刻度線0.15～0.3>0.3～0.5>0.5～0.8>0.8～1.2>1.2～2>2～3>3～5>5～8L1（短）1.01.21.51.82.02.53.04.0L2（中）1.41.72.22.63.04.54.56.0L3（長）1.82.22.83.34.06.06.08.0第一百二十八頁，共一百七十五頁。⑤刻度方向刻度盤上刻度值的遞增順序稱為刻度方向?？潭确较虮仨氉裱曈X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；圓形刻度應(yīng)按順時針方向安排刻度值。⑥數(shù)字累進(jìn)法一個刻度所代表的被測值稱為單位值。每一刻度線上所標(biāo)度的數(shù)字的累進(jìn)方法對提高判讀效率、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5－10所示。這是美國海軍的研究成果。第一百二十九頁，共一百七十五頁。表5－10數(shù)字累進(jìn)法

優(yōu)可差12345510152025102030405050100150200250246810204060801002004006008001000

369124812161.252.557.515304560一般應(yīng)采取表中“優(yōu)”的累進(jìn)法，只是在不得已的情況下才使用“可”，而絕對不能使用“差”的累進(jìn)法。人最易讀取自然增加的數(shù)字。第一百三十頁，共一百七十五頁。⑦刻度設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

A、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，圖5－15中采用的粗線不利于識讀；

C、刻度線不可很長而且很擠，如圖5－16所示；

D、不要設(shè)計(jì)成間距不均勻的刻度，如圖5－17所示。第一百三十一頁，共一百七十五頁。⑶字符設(shè)計(jì)

①字符的形體②字符的大小對于安裝在儀表盤上的儀表，視距為710㎜時，其字符高度可參考表5－11筆劃寬與字高比值的推薦值如表5－12所示第一百三十二頁，共一百七十五頁。表5－11儀表盤上儀表的字符高度（㎜）

字母或數(shù)字的性質(zhì)低亮度下（約0.103cd/m2）高亮度下（約3.43cd/m2）重要的（位置可變）重要的（位置固定）不重要的5.1～7.63.6～7.60.2～5.13.0～5.12.5～5.10.2～5.1第一百三十三頁，共一百七十五頁。表5－12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字體筆劃寬：字高低照度下字母與背景的亮度對比比較低時亮度對比值大于1:12（白底黑字）亮度對比值大于1:12（黑底白字）黑色字母于發(fā)光的背景上發(fā)光字母于黑色的背景上字母具有較高的明度視距較大而字母較小的情況下粗粗中粗～中中～細(xì)粗中～細(xì)極細(xì)粗～中粗1:51:51:6～1:81:6～1:81:51:8～1:101:12～1:201:5～1:6第一百三十四頁，共一百七十五頁。黃底黑字黑底白字藍(lán)底白字白底黑字第一百三十五頁，共一百七十五頁。字符的形體為了使得字符形體簡明醒目，應(yīng)加強(qiáng)各字符的特有筆畫，突出形的特征，避免字體的相似性。如8和3等第一百三十六頁，共一百七十五頁。③標(biāo)度數(shù)字的原則指針運(yùn)動盤面固定的儀表標(biāo)度的數(shù)字應(yīng)直排（正立位）；盤面運(yùn)動指針固定的儀表標(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；指針在儀表面內(nèi)時，如果儀表盤面空間足夠大，則數(shù)字應(yīng)在刻度的外側(cè)，以避免被指針擋住；指針在儀表外側(cè)時，數(shù)字應(yīng)標(biāo)在刻度的內(nèi)側(cè)；開窗式儀表的窗口應(yīng)能顯示出被指出的數(shù)字及上下相鄰的兩個數(shù)字，標(biāo)數(shù)應(yīng)順時針輻射定向安排。為了不干擾對顯示信息的識讀，刻度盤上除了刻度線和必要的字符外，一般不加任何附加裝飾；一些說明儀表使用環(huán)境、精度的字符應(yīng)安排在不顯眼的地方。第一百三十七頁，共一百七十五頁。度盤上所有的數(shù)字(包括文字)都必須定向在直立位置第一百三十八頁，共一百七十五頁。優(yōu)劣比較（a-e共5組）第一百三十九頁，共一百七十五頁。優(yōu)劣比較（a-e共5組）第一百四十頁，共一百七十五頁。優(yōu)劣比較（a-e共5組）第一百四十一頁，共一百七十五頁。優(yōu)劣比較（a-e共5組）第一百四十二頁，共一百七十五頁。⑷指針設(shè)計(jì)

指針設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)問題，主要從下列幾方面考慮：形狀寬度長度顏色零點(diǎn)位置色彩匹配第一百四十三頁，共一百七十五頁。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、中間等寬或狹長三角形的為好。圖2為指針的基本形式。在設(shè)計(jì)指針箭頭時可參考圖3所示的各種箭頭，以最右端的為最好。第一百四十四頁，共一百七十五頁。圖2指針的基本形狀第一百四十五頁，共一百七十五頁。圖3各種箭頭形狀的比較第一百四十六頁，共一百七十五頁。指針的寬度——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)接觸刻度盤面，但要盡量貼近盤面。精度要求很高的儀表，其指針和刻度盤面應(yīng)裝配在同一平面內(nèi)。

指針的長度——指針的針尖不要覆蓋刻度，一般要離開刻度記號1.6mm左右，圓形刻度盤的指針長度不要超過它的半徑，需要超過半徑時，其超過部分的顏色應(yīng)與盤面的顏色相同。

指針的顏色——指針的顏色與刻度盤的顏色應(yīng)有較鮮明的對比，但指針與刻度線的顏色和字符的顏色應(yīng)該相同。

第一百四十七頁，共一百七十五頁。零點(diǎn)位置——指針零點(diǎn)位置大都在相當(dāng)于始終12點(diǎn)或9點(diǎn)的位置上。色彩匹配——指針、刻度和表盤的配色關(guān)系要符合人的色覺原理，黑色配色的清晰度較高，但不是最高，見表4配色時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，使總體顏色看起來協(xié)調(diào)、淡雅、舒適和明快。第一百四十八頁，共一百七十五頁。表6-6

配色的級次級次12345678910清晰

程度底色

被襯色

模糊

程度底色

被襯色

第一百四十九頁，共一百七十五頁。波音飛機(jī)公司的Weener先生說：“如果世界上消滅了可控飛行撞地（CFIT）事故，那么因航空事故死亡的人數(shù)將會減少一半?！边@是他從過去25年間的事故分析統(tǒng)計(jì)所得出的事實(shí)。1991——1995年的5年間西方世界制造的噴氣飛機(jī)發(fā)生CFIT事故17起，造成死亡人數(shù)有971人。這5年間，噴氣運(yùn)輸機(jī)發(fā)生死亡空難事故情況如下。

全球發(fā)生死亡空難事故總數(shù)共59起，死亡人數(shù)總計(jì)為3028人。第一百五十頁，共一百七十五頁。在正副駕駛員中間的儀表板上還安裝有兩塊電子顯像式儀表，即發(fā)動機(jī)指示與機(jī)組警告系統(tǒng)。這兩塊儀表取代了過去數(shù)十塊管理發(fā)動機(jī)的儀表，把發(fā)動機(jī)的十幾種參數(shù)如轉(zhuǎn)速、排氣溫度、油量等全部用數(shù)字或指針形式顯示出來。自此以后，飛機(jī)因機(jī)械原因引起的故障率大為下降，駕駛員因誤讀儀表而造成的飛行事故也大為減少。第一百五十一頁，共一百七十五頁。2、數(shù)字顯示器的設(shè)計(jì)數(shù)字顯示是直接用數(shù)字和字符等顯示參數(shù)或狀態(tài)的儀表，除了少量機(jī)械式數(shù)字顯示器外，顯示器幾乎全是電子顯示器，其基本形式有兩種：

一種是以顯示數(shù)字為主并有少量字符的顯示器，多數(shù)為開窗式，如液晶顯示器、數(shù)碼管顯示器等；一種是以顯示參數(shù)、表格、模擬曲線或圖形，以及數(shù)量較多的各種字符為主的顯示器，多數(shù)為屏幕式，如各種監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)顯示器等。第一百五十二頁，共一百七十五頁。電子顯示的主要問題有兩個：一是因字型由直線段組成，因而失去常態(tài)的曲線，帶來認(rèn)讀的不方便；二是各字間隔會因字的不同而變化，忽大忽??；如圖5－18所示。實(shí)驗(yàn)表明，由亮小圓點(diǎn)陣來構(gòu)造字符（如圖5－19），認(rèn)讀性好，使混淆的可能性大為減小。第一百五十三頁，共一百七十五頁。圖5-18電子數(shù)碼顯示

圖5－19圓點(diǎn)陣顯示

第一百五十四頁，共一百七十五頁。數(shù)字式顯示的優(yōu)點(diǎn)使用數(shù)字式顯示不但認(rèn)讀快，而且誤讀率低格雷瑟在1949年用八個指針式儀表和一個數(shù)字顯示儀表，作為飛機(jī)高度計(jì)，顯示飛機(jī)不同的高度，如圖5所示。對受過訓(xùn)練的飛行員和大學(xué)生進(jìn)行認(rèn)讀實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)飛機(jī)上原來采用的三針式高度計(jì)誤讀率最高并且認(rèn)讀時間最長。1958年4月晚一架子爵號飛機(jī)在準(zhǔn)備向普斯威克機(jī)場降落時，機(jī)長將三針式高度計(jì)的2500英尺誤讀為12500英尺，結(jié)果飛機(jī)撞毀在地面上。第一百五十五頁，共一百七十五頁。圖5

格雷瑟的實(shí)驗(yàn)儀表(1)第一百五十六頁，共一百七十五頁。圖5

格雷瑟的實(shí)驗(yàn)儀表(2)第一百五十七頁，共一百七十五頁。模擬顯示與數(shù)字顯示的功能比較比較項(xiàng)目模擬顯示儀表數(shù)字顯示儀表指針活動式指針固定式數(shù)量信息中：指針活動時讀數(shù)困難中：刻度移動時讀數(shù)困難好：能讀出精確數(shù)值，速度快、差錯少質(zhì)量信息好：易判定指針位置，不需讀出數(shù)值和刻度就能迅速發(fā)現(xiàn)指針的變動趨勢差：未讀出數(shù)值和刻度時，難以確定變化方向和大小差：必須讀出數(shù)字，否則難以得知變化的方向和大小調(diào)節(jié)性能好：指針運(yùn)動與調(diào)節(jié)活動有簡單而直接的關(guān)系，便于調(diào)節(jié)和控制中：調(diào)節(jié)運(yùn)動方向不明顯，指示的變動難控制，快速調(diào)節(jié)時不易讀數(shù)。好：數(shù)字調(diào)節(jié)的監(jiān)測結(jié)果精確，數(shù)字調(diào)節(jié)與調(diào)節(jié)運(yùn)動無直接關(guān)系，快速調(diào)節(jié)時難以讀數(shù)監(jiān)控性能好：能很快確定指針位置并進(jìn)行監(jiān)控，指針與調(diào)節(jié)監(jiān)控活動關(guān)系最簡單中：指針無變化有利監(jiān)控，但指針與調(diào)節(jié)監(jiān)控活動的關(guān)系不明顯差：不便按變化的趨勢進(jìn)行監(jiān)控第一百五十八頁，共一百七十五頁。一般性能中：占用面積大，照明可設(shè)在控制臺上，刻度的長短有限，尤其在使用多指針顯示時認(rèn)讀性差中：占用面積小，儀表需局部照明，只在很小一段范圍內(nèi)認(rèn)讀，認(rèn)讀性好好：占用面積小，照明面積也是最小，表盤的長短只受字符的限制綜合性能可靠性高穩(wěn)定性好易于顯示信號的變化趨向易于判斷信號值與額定值之差精度高認(rèn)讀速度快無差補(bǔ)誤差過載能力強(qiáng)易與計(jì)算機(jī)聯(lián)用局限性顯示速度較慢易受沖擊和振動的影響環(huán)境因素影響較大過載能力差質(zhì)量控制困難顯示易跳動或失效干擾因素多需內(nèi)附或外附電源元件或焊接件存在失效問題發(fā)展趨勢提高精度與速度采用模擬與數(shù)字混合型顯示儀表提高可靠性采用智能化顯示儀表第一百五十九頁，共一百七十五頁。3、信號燈設(shè)計(jì)信號燈設(shè)計(jì)的原則⑴清晰、醒目和必要的視距(見表1)⑵合乎使用目的⑶按信號性質(zhì)設(shè)計(jì)⑷信號燈位置與顏色的選擇⑸信號燈與操縱桿和其他顯示器的配合第一百六十頁，共一百七十五頁。表1

能見距離與空氣透明度的關(guān)系大氣狀態(tài)透明系數(shù)能見距離km空氣絕對純凈0.99200透明度非常好0.97150很透明0.96100透明度良好0.9250透明度中等0.8120空氣稍許混濁0.6610空氣混濁（霾）0.364空氣很混濁（濃霾）0.122薄霧0.0151中霧2×10-4

～8×10-100.5～0.2濃霧10-19

～10-340.1～0.05極濃霧＜10-34幾十～幾米第一百六十一頁，共一百七十五頁。4、符號標(biāo)記設(shè)計(jì)

符號標(biāo)記的評價標(biāo)準(zhǔn)為：識別性、注目性、視認(rèn)性、可讀性、聯(lián)想性。路標(biāo)的具體評價依次是：標(biāo)記的識別距離，文字的識認(rèn)距離，認(rèn)讀時間，判斷時間動作時間第一百六十二頁，共一百七十五頁。為了防止色盲、色弱、色覺異常者（多為紅綠色盲）對交通信號的誤認(rèn)，有的城市采用如圖5-20所示的信號燈。圖5—20改進(jìn)的交通信號燈第一百六