2021新版機械設(shè)計與人機工程學(xué)

1、2021新版機械設(shè)計與人機工程學(xué)Security technology is an industry that uses security technology to provide security servicesto society. Systematic design, service and management.（安全管理）單位:姓名：日期：編號：AQ-SN-0268人機工程技術(shù) | Ergonomics Technology 人機工程人體是一個彈性系統(tǒng)，有自己的振動特性（以4Hz8Hz、10Hz12Hz、20Hz25Hz為第1、2、3共振峰），人的各個器官也有 自己的共振頻率。例

2、如眼睛的共振頻率為20Hz25Hz,頭為25Hz 30Hz,手為30Hz40Hz,內(nèi)臟為5Hz8Hz,神經(jīng)為245Hz250Hz。 振動會使人不舒適，降低人的視覺和操作效率，增多失誤，尤其發(fā) 生共振時，可能造成人體疾患。研制產(chǎn)品時，要通過測試檢查，并 在設(shè)備結(jié)構(gòu)和元件上采用隔振、吸振和緩沖減震等裝置，防止到達 生理臨界范圍的機械振動和將沖擊傳至人體。噪聲是工業(yè)中多見的污染因素。工業(yè)噪聲主要是由企業(yè)內(nèi)的 各種設(shè)備產(chǎn)生的。噪聲會使聽力下降，注意力不易集中，反響遲鈍, 容易疲乏，不僅使工作速度受到影響，而且會降低工作質(zhì)量。如果 噪聲級超過85dB,將會危害人的神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng) 和內(nèi)分泌

3、系統(tǒng)，產(chǎn)生神經(jīng)衰弱和高血壓等病癥。所以，設(shè)計產(chǎn)品時 必須考慮降噪和防噪問題。工程中經(jīng)常采取如下幾項措施：采用 能夠吸收噪聲的材料和結(jié)構(gòu)，盡量吸收掉一些噪聲能，降低噪聲； 利用隔聲板、隔聲罩、隔聲管道和消聲器等堅實的材料或裝置隔人機工程技術(shù) | Ergonomics Technology 人機工程離噪聲傳播的通路，控制噪聲；對于振動較嚴(yán)重的噪聲源，可采 用彈簧、橡膠和氣墊等元件減少振動力的傳遞或者在振動外表覆蓋 以阻尼材料r降低噪聲輻射率。在設(shè)備的減噪和防噪設(shè)計中采取何種措施為好，要在仔細檢 測的基礎(chǔ)上，根據(jù)噪聲源和傳播途徑有針對性地選擇，而且必須兼 顧技術(shù)可行性和經(jīng)濟性，以獲得理想效益。XXX

4、圖文設(shè)計本文檔文字均可以自由修改第10頁人機工程技術(shù) | Ergonomics Technology 人機工程2021新版機械設(shè)計與人機工程學(xué)說明：安全技術(shù)防范就是利用安全防范技術(shù)為社會公眾提供一種安全服務(wù)的產(chǎn) 業(yè)。既然是一種產(chǎn)業(yè)，就要有產(chǎn)品的研制與開發(fā)，就耍有系統(tǒng)的設(shè)計、工程的 施工、服務(wù)和管理可以下載修改后或直接打印使用。摘要：論述了人機工程學(xué)對于機械產(chǎn)品設(shè)計的重要性，指出人 機結(jié)合及人機功能分配的主要研究內(nèi)容，對人體感覺功能與設(shè)計關(guān) 系的協(xié)調(diào)提出了具體建議。關(guān)鍵詞：人機系統(tǒng)；環(huán)境條件；人機工程人機工程學(xué)是研究人的特性及工作條件與機器相匹配的科學(xué)。 它把人和機器視為一個有機結(jié)合的系統(tǒng)，指出

5、機器應(yīng)該具有什么樣 的條件才能使人付出適宜的代價后可獲得整個系統(tǒng)的最正確效益。人 機工程學(xué)不僅涉及到工程技術(shù)理論，還涉及到人體解剖學(xué)、生理學(xué)、 心理學(xué)以及勞動衛(wèi)生學(xué)等。認(rèn)真研究這門科學(xué)，可以創(chuàng)造出最正確設(shè) 計和最適宜的條件，使人機實現(xiàn)高度協(xié)調(diào)統(tǒng)一，形成高效、經(jīng)濟、 安全的有機系統(tǒng)。1人機匹配與人機系統(tǒng)總體設(shè)計人機工程技術(shù) | Ergonomics Technology 人機工程人機匹配是指人的特性與機器特性的適當(dāng)配合。在人機系統(tǒng) 中，人是系統(tǒng)的主體，機器是人創(chuàng)造出來的，機器當(dāng)然應(yīng)該適應(yīng)人 的特點。如操作空間應(yīng)與人體外形測量尺寸相適應(yīng)；操作機構(gòu)應(yīng)與 人的形體和最正確用力范圍相適應(yīng)，指示儀表及信號

6、應(yīng)適合人的視覺、 聽覺和觸覺的常規(guī)要求等。操縱機構(gòu)是人將信息傳給機器的工具。因為人輸出信息的部 位（口、手、足等）不同和操作要求不同，所以操作機構(gòu)的種類也 很多。在設(shè)計時要考慮機器的動作方向、阻力、速度和安全等因素。 如果操縱機構(gòu)的運動方向與被控制對象的運動方向及儀表顯示方向 保持一致，操作就會準(zhǔn)確及時；也可簡化培訓(xùn)過程，改善調(diào)節(jié)的速 度和精度，并減少事故。 操縱機構(gòu)存在摩擦、彈性、粘性和慣性 等阻力是必要的，這可以產(chǎn)生“操縱直接感覺”，使操作連貫，減少 振動和過載造成的干擾，保證操作控制的準(zhǔn)確性?？刂苿幼鞣譃樾谐陶{(diào)節(jié)和微量調(diào)節(jié)。行程調(diào)節(jié)可使控制器迅 速接近所需位置。微量調(diào)節(jié)那么使控制器準(zhǔn)確地

7、置于所需位置。設(shè)計 時應(yīng)使操縱機構(gòu)與儀表顯示的位移有合適的比率。人機工程技術(shù) | Ergonomics Technology 人機工程在儀表指示設(shè)計中，視覺顯示裝置最多。人的正常視距為 46cm71cm,視角為3941。儀表應(yīng)設(shè)置在操作者正面視野內(nèi)， 最正確視距為50cm55cm;重要儀表不得超出40。視角的范圍，常用 儀表必須在30。視角內(nèi)。儀表高度最好與眼睛相平，上下視線在 1045。范圍內(nèi)。指針刻度間距擺角不得小于10 ,指針的寬度 為1. Omm2. 5mm,并應(yīng)貼近刻度盤外表，以減少誤差。當(dāng)有多個儀 表并列時，其正常位置變化所對應(yīng)的指針方向應(yīng)該相同，閃光信號 不要太多，閃光頻率以06

8、7Hzl. 67Hz為宜。由于作為人機系統(tǒng)主體的人有易出錯誤的特性，除通過訓(xùn)練 提高其可靠性外，在操作機構(gòu)和指示儀表設(shè)計中還需采取安全措施, 以防偶然錯失而造成嚴(yán)重后果。預(yù)防方法很多，常用的有順序自鎖、 鎖定、阻尼、槽卡、定向、定位等物理方法。綜上所述，以裝運設(shè)備為例，當(dāng)總體設(shè)計時就應(yīng)考慮以下兒 點：L60nTL 90nl身高的駕駛員操作位置有最正確選擇，既有合適的 操作空間，也有足夠的自由空間；轉(zhuǎn)向機構(gòu)、液壓操縱桿、制動 器和踏板等操作機構(gòu)的排列布置，對于駕駛員應(yīng)是最方便、最舒適人機工程技術(shù) | Ergonomics Technology 人機工程的區(qū)域；應(yīng)有與機器性能相適應(yīng)的操作特性和制動

9、力最正確值范圍, 為改善操作進程，可配備導(dǎo)向輔助裝置；操作者的腳、頭、手臂 各部位有足夠的運動空間，坐姿應(yīng)符合人體解剖學(xué)和生理學(xué)特點； 減少機器的振動性及對操作者的噪聲危害，要降低和控制振動源 和噪聲源的強度，必要時可采取個人防振和防噪措施；在操作者 所期望的最正確視野，耍使視線不被大體積貨載遮擋，必要時可偏置 操作者及助手的座位。應(yīng)特別指出，良好的視野狀況意味著操作工作的安全可靠性, 也關(guān)系到操作者的舒適程度。圖1所示為H20型叉車根據(jù)人機工程學(xué)確定的最正確操作位置。2人機結(jié)合和人機功能分配人與機器的結(jié)合形式，依復(fù)雜程度不同可分為“勞動者一工 具”、“操作者一機器”、“監(jiān)控者一自動機圖1H2

10、0型叉車的操作位置 器”和“監(jiān)督者-智能機器”等幾種。機器的自動化和智能化使其操 縱復(fù)雜程度提高，對操作者提出了嚴(yán)格要求，操作者的人體功能限 制也對機器設(shè)計提出了特殊要求。人機結(jié)合的原那么改變了傳統(tǒng)的只人機工程技術(shù) | Ergonomics Technology 人機工程考慮機械性能的設(shè)計思想，提出了同時考慮人與機器兩方面因素、 以獲取最正確技術(shù)經(jīng)濟效果的設(shè)計思想。人體的功能動作具有對稱性及協(xié)調(diào)性。操作動作的設(shè)計應(yīng)使 操作簡便、連貫、協(xié)調(diào)和省力。在人機系統(tǒng)中，崗位設(shè)計要同人機 界面設(shè)計結(jié)合起來。崗位設(shè)計主要應(yīng)考慮工作空間、工作姿勢、座 椅型式、工作臺面、照明及工具安放位置等合理性；人機界面設(shè)計

11、 主要應(yīng)考慮控制裝置集中方便、儀器顯示明顯、人機信息交換迅速 及時等。通過人機結(jié)合的合理設(shè)計，可以有效地提高人機系統(tǒng)效率。通過對人體特性和機器特性的權(quán)衡分析，將人機系統(tǒng)的不同 功能恰當(dāng)?shù)胤峙浣o人或機器，稱為功能分配。功能分配是提高人機 系統(tǒng)效率的關(guān)鍵，例如設(shè)計時應(yīng)考慮人的姿勢不同，所能付出的力 量也不同；拉力大于提力，提力大于握力，膝部屈曲160。時蹬力最 大（人腿輸出力值分布見圖2）。此外還應(yīng)考慮人體無條件反響時間 為 0. ls0. 15s 等?？v觀人類機械設(shè)計史可知，造成產(chǎn)品與人體能力之間不甚協(xié) 調(diào)的基本原因有兩個，一是在作產(chǎn)品設(shè)計時，對人機協(xié)調(diào)性不夠重人機工程技術(shù) | Ergonomi

12、cs Technology 人機工程視，沒有認(rèn)真對待，而是強調(diào)人體如何去適應(yīng)產(chǎn)品。由于人的能力 是有限的，對產(chǎn)品的適應(yīng)性也是有限的，所以就不可能到達期望的 人機協(xié)調(diào)性。其二是人類對自身生理特點的認(rèn)識在逐步深化，認(rèn)識 淺薄時那么不能提出作為產(chǎn)品設(shè)計的約束條件。隨著科學(xué)技術(shù)的開展, 使人們從正反兩方面的經(jīng)驗教訓(xùn)中認(rèn)識到人機系統(tǒng)協(xié)調(diào)關(guān)系的重要 性，并使研究工作得以強化。綜上所述，以裝運設(shè)備為例，當(dāng)做人機功能分配時就應(yīng)考慮 以下兒點：要求付出的體力必須保持在人體生理上可以承受的限 度內(nèi)，必要時可采用技術(shù)性的輔助手段；身體的運動應(yīng)符合自然 的運動規(guī)律，付出的體力應(yīng)與人體的活動狀況相適應(yīng)；不得因姿 勢不當(dāng)

13、而給人體肌肉、關(guān)節(jié)、韌帶以及心血管系統(tǒng)造成不必要的負 擔(dān)；顯示儀表的選擇設(shè)計和布置應(yīng)與人的視覺、聽覺和觸覺等察 覺能力相適應(yīng)。此外還應(yīng)注意操作手柄要設(shè)計得很靈活，以使操作靈活、簡 便?？刂瓢粹o的操作力應(yīng)適當(dāng)，當(dāng)手或手指的靜重力作用于按鈕上 時，按鈕不應(yīng)動作，但也不能需施很大勁才能使按鈕動作。只有認(rèn)人機工程技術(shù) | Ergonomics Technology 人機工程真考慮人的因素，才能提高操作的準(zhǔn)確性和可靠性，才能充分發(fā)揮 人及機器的功能。3人機系統(tǒng)與環(huán)境因素人機系統(tǒng)是在特定環(huán)境中進行工作的。環(huán)境對人機系統(tǒng)的工 作效能有很大影響；人機系統(tǒng)對環(huán)境也有具體要求。特別是作為系 統(tǒng)主體的人，對工作環(huán)境

14、的要求更為苛刻。為了保持系統(tǒng)的高效率、 可靠性和持久性，單從不傷害人體的角度來創(chuàng)制環(huán)境是不夠的，還 必須考慮操作者工作的舒適性。人機系統(tǒng)的工作環(huán)境是多種多樣的。加工機床一般安設(shè)在廠 房中，它的空間及鄰近條件基本是不變的；礦山采掘?qū)Ｓ迷O(shè)備在野 外工作，經(jīng)受粉塵污染和風(fēng)雨襲擊比擬嚴(yán)重，裝運設(shè)備用于倒運物 料，它與道路狀況和裝卸條件關(guān)系密切等等。但不管是何種工作環(huán) 境，人們最關(guān)心的是溫度、光照、振動及噪聲等兒個方面。溫度環(huán)境包括溫度、濕度、風(fēng)速等因素，表示方式主要是有 效溫度（ET）、操作溫度（0T）、四小時汗率指數(shù)（P. SR）和濕黑干 球溫度（WGBT）等。人體主觀感受的舒適溫度與人體主觀條件（運動人機工程技術(shù) | Ergonomics Technology人機工程量、穿衣多少、耐熱能力等）有關(guān)?？陀^標(biāo)準(zhǔn)的舒適溫度是生理學(xué)和 醫(yī)學(xué)上認(rèn)為于人體最適宜的溫度：工作時為1921。休息時為 25-29o標(biāo)準(zhǔn)溫度為213。在“工作溫度”下，操作者可以 安全、健康、有效地工作，故又稱為“允許溫度:生產(chǎn)率與溫度和 濕度變化的關(guān)系見圖3所示。當(dāng)溫度為20、濕度為50%時，生產(chǎn) 率為100%（A點）；當(dāng)濕度不變，溫度升高至25時生產(chǎn)率下降至 8O96（B點）；當(dāng)溫度升高至40、濕度為80%時，生產(chǎn)率下降至65%