人機(jī)工程基本原理
評(píng)論: 更新日期:2008年05月13日
望遠(yuǎn)鏡,利用它可清楚地看到離地球18.921×10<sup>24</sup>m(即20億光年)那么遙遠(yuǎn)的宇宙空間。這是巨視。我們將這樣看到的巨大世界叫宏觀世界,把人眼通過(guò)望遠(yuǎn)鏡所能看到的宏觀世界范圍叫宏觀視野?,F(xiàn)在,借助于儀器,人的視野正朝著微觀和宏觀兩個(gè)方向不斷地?cái)U(kuò)大著。
42 視覺(jué)顯示器
視覺(jué)顯示器顯示信息,是通過(guò)人眼的視神經(jīng)而傳遞給大腦的。視覺(jué)形成的過(guò)程是,當(dāng)外界物象刺激了視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞后,這些細(xì)胞產(chǎn)生的神經(jīng)沖動(dòng)沿視神經(jīng)傳入大腦皮層的視覺(jué)中樞,于是就產(chǎn)生了視覺(jué)。人的視覺(jué)與光的強(qiáng)度、顏色、周?chē)h(huán)境等有關(guān)。因此,對(duì)視覺(jué)顯示器的設(shè)計(jì),要求顯示的數(shù)字清晰、易辨和準(zhǔn)確。經(jīng)研究表明,顯示器表盤(pán)的形狀對(duì)讀數(shù)的精確性有著重要作用。開(kāi)窗式直接讀數(shù)顯示器的誤讀率僅為0.5%;圓形或環(huán)形的則為10.9%,半環(huán)狀的則增大到16.6%;而直線豎直式的則高達(dá)35.5%。視覺(jué)顯示器按用途分有如下各種,即數(shù)量認(rèn)讀,質(zhì)量認(rèn)讀和檢查認(rèn)讀等用途的顯示儀表。因此,要求在設(shè)計(jì)時(shí),盡量符合使用目的。如供質(zhì)量認(rèn)讀的儀表,要求越簡(jiǎn)單越清晰越好。
43 聽(tīng)覺(jué)顯示器
外界的聲波經(jīng)過(guò)人的外耳道傳到鼓膜,引起鼓膜的振動(dòng),刺激了內(nèi)耳的聽(tīng)覺(jué)感受器,使聽(tīng)覺(jué)感受器產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng),這種神經(jīng)沖動(dòng)沿與聽(tīng)覺(jué)有關(guān)的神經(jīng)傳送到大腦皮層的聽(tīng)覺(jué)中樞形成了人的聽(tīng)覺(jué)。聽(tīng)覺(jué)顯示器的顯示信號(hào)就是這們通過(guò)人的聽(tīng)覺(jué)器官,使操作人員作出反應(yīng)來(lái)控制機(jī)器裝置的,系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)信息的作用、特征和作業(yè)現(xiàn)象的具體情況,作出是否采用聽(tīng)覺(jué)顯示器的決定。例如,在許多作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中,視覺(jué)信息負(fù)荷往往很大,若能用聽(tīng)覺(jué)通道分擔(dān)一部分任務(wù),則可以減輕視覺(jué)通道的信息負(fù)荷,而達(dá)到安全生產(chǎn)和提高工作效率的目的。
設(shè)計(jì)聽(tīng)覺(jué)顯示器應(yīng)遵循以下原則。
(1)一致性原則:可用信號(hào)本身來(lái)說(shuō)明設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,并且使信號(hào)和人們所熟悉的現(xiàn)象邏輯地聯(lián)系起來(lái);
(2)可分辨原則:要考慮作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,與其它聲響有明顯的區(qū)別;
(3)簡(jiǎn)明性原則:信號(hào)盡量簡(jiǎn)單、清楚,信號(hào)不應(yīng)過(guò)多或太復(fù)雜;
(4)不變性原則:要求相同的聽(tīng)覺(jué)信號(hào),必須始終表示同樣的信息。
44 觸覺(jué)顯示器
除了視覺(jué)顯示器和聽(tīng)覺(jué)顯示器以外,人的觸覺(jué)也可作為信息傳遞的通道。利用觸覺(jué)設(shè)計(jì)的顯示器稱(chēng)為觸覺(jué)顯示器,觸覺(jué)顯示器常用的有電刺激、機(jī)械振動(dòng)刺激和噴氣刺激等信號(hào)器。電刺激信號(hào)比較強(qiáng)烈,作為警戒信號(hào)比較有利,但其缺點(diǎn)是易于為人們所適應(yīng),因此,長(zhǎng)時(shí)間使用不太適合。振動(dòng)刺激適應(yīng)性小,適合長(zhǎng)時(shí)間使用。噴氣刺激強(qiáng)度小,人對(duì)它的分辯能力較差,所以不適用于復(fù)雜信息的傳遞。
45 實(shí)驗(yàn)法
是人機(jī)學(xué)研究中常用的方法之一。如果由于條件的限制,實(shí)測(cè)法無(wú)法進(jìn)行時(shí),則可采用實(shí)驗(yàn)的方法,通常是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,但有時(shí)也可在其它環(huán)境下進(jìn)行。如果為了得到人在操作時(shí)對(duì)某種按鈕開(kāi)關(guān)的按壓力,以及取得手感和舒適感,人體所要求的數(shù)據(jù),一般在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)進(jìn)行短時(shí)間的測(cè)試即可。如果要得到色彩環(huán)境對(duì)人的心理、生理和工作效率的影響,一般在實(shí)驗(yàn)室作短時(shí)間的實(shí)驗(yàn)是不能解決的,這時(shí)需要對(duì)在各種色彩環(huán)境下工作人員的不同反應(yīng),持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間的觀測(cè),才能得到比較真實(shí)的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)就可作為設(shè)計(jì)這類(lèi)機(jī)器、部件和工作環(huán)境的科學(xué)依據(jù)。
46 肌肉疲勞試驗(yàn)
為了研究人體對(duì)各種體力勞動(dòng)和其它負(fù)荷的反應(yīng),德國(guó)學(xué)者A·莫索對(duì)人體勞動(dòng)疲勞進(jìn)行了肌肉疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)的方法是:當(dāng)人進(jìn)行作業(yè)時(shí),用微電流通過(guò)人體,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著人體疲勞程度的不同,電流強(qiáng)度也隨之變化。這樣就可以用電信號(hào)將人體的疲勞程度測(cè)量出來(lái)。這種試驗(yàn)為后來(lái)形成的勞動(dòng)生理學(xué)的研究打下了基礎(chǔ)。
47 鐵鍬作業(yè)試驗(yàn)
1898年,美國(guó)學(xué)者F·W泰羅根據(jù)自己幾十年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)工人的操作動(dòng)作進(jìn)行了細(xì)致的觀察和分析,以確定合理的工作方法選取合適的工具,規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的工時(shí)定額,以提高勞動(dòng)效率。他用形狀相同而鏟量不同的四種鐵鍬(每次可鏟重量分別為5kg,10kg,17kg和30kg的四種鐵鍬),去鏟同樣的一堆煤。雖然17kg和30kg的鐵鍬每次鏟量大,但試驗(yàn)結(jié)果表明,用10kg的鐵鍬鏟煤效率最高。他做了許多試驗(yàn),終于找出了鐵鍬的最佳設(shè)計(jì)方案,并找出搬運(yùn)煤屑、鐵屑、砂子和鐵礦石等松散粒狀材料時(shí)每一鏟的最適當(dāng)重量。從而使勞動(dòng)生產(chǎn)率大大提高,這就是人機(jī)學(xué)建立過(guò)程中的著名的鐵鍬作業(yè)試驗(yàn)。
48 砌磚作業(yè)試驗(yàn)
1911年,美國(guó)學(xué)者F·B基爾斯對(duì)美國(guó)建筑公司工人砌磚作業(yè)進(jìn)行了試驗(yàn)。他用快速攝影機(jī)將工人砌磚動(dòng)作拍攝下來(lái),然后對(duì)動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行分析研究,哪些動(dòng)作必需,哪些動(dòng)作多余,去掉多余的無(wú)效動(dòng)作,提高有效動(dòng)作的效率,這就是著名的時(shí)間和動(dòng)作研究。結(jié)果使工人的砌磚速度由當(dāng)時(shí)的每小時(shí)120塊提高到350塊。隨著機(jī)械化生產(chǎn)的發(fā)展,從當(dāng)時(shí)研究動(dòng)作及時(shí)間的分配,進(jìn)而研究人和機(jī)器設(shè)備的利用率,從而提高了生產(chǎn)效率,這就是現(xiàn)代人機(jī)學(xué)的基礎(chǔ)。
49 分析法
分析法是在實(shí)測(cè)法和實(shí)驗(yàn)法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。如要對(duì)人在操作機(jī)械時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行分析時(shí),首先需進(jìn)行實(shí)測(cè),即將人在操作過(guò)程中所完成的每個(gè)連續(xù)動(dòng)作用儀器或攝影逐一紀(jì)錄下來(lái),然后進(jìn)行分析研究,以便排除其中的無(wú)效動(dòng)作,糾正不良姿勢(shì),從而有效地減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工作效率。特別是對(duì)一種動(dòng)作在一個(gè)作業(yè)班次內(nèi)要重復(fù)成千上萬(wàn)次的時(shí)候,利用這種方法,即使只去掉或改進(jìn)一個(gè)動(dòng)作,都會(huì)對(duì)提高生產(chǎn)效率起著重要作用。在分析法中,通常要研究自變量和因變量?jī)煞N變量。自變量就是實(shí)測(cè)的資料(因素),如照度值,環(huán)境狀況和重力等因素。因變量是隨自變量而變化的因素,研究這兩種變量的關(guān)系,以便找出其中的規(guī)律,為機(jī)器和裝置的設(shè)計(jì)提供了可靠的依據(jù)。
50 作業(yè)行動(dòng)事故的研究(Working motion strdy)
生產(chǎn)事故的原因,可分為物的原因和人的原因。物的原因是指設(shè)備或工具設(shè)計(jì)制造的失效引起的事故,而人的原因是指在作業(yè)過(guò)程中不安全行為引起的事故。作業(yè)行動(dòng)事故主要是指在作業(yè)場(chǎng)所因工人的不安全行為所引的意外事故,這些不安全行為包括操作者本身的不安全行為和協(xié)作者(配合者)的不安全行為。而且不安全行為常常在操作機(jī)械或工具的過(guò)程中發(fā)生事故。屬于這類(lèi)事故有下列幾種:(1)人力搬運(yùn)過(guò)程的不安全行為發(fā)生的事故;(2)操縱工具和手動(dòng)機(jī)械過(guò)程違反操作規(guī)程發(fā)生的事故;(3)操縱起重搬運(yùn)機(jī)械過(guò)程中的不安全行為發(fā)生的事故;(4)在作業(yè)過(guò)程由于防護(hù)用品不齊全或佩帶不符合要求,由飛來(lái)物或墜落物引起的事故;(5)在操作過(guò)程中滑倒、絆倒所引起的事故。
對(duì)上述事故進(jìn)行預(yù)防和調(diào)查研究是防止工傷事故的重要內(nèi)容。研究的目的是制訂一些規(guī)范和程序,禁止隨心所欲地進(jìn)行操作,盡量減少不安全行為。