安全生产技术--安全人机工程.ppt

安全人机工程 第一节 安全人机工程基本知识 主要内容：安全人机工程的定义，研究内容，人机系统的类型，机械设计本质安全。 一、安全人机工程的概念、主要研究内容及其分类 (一)安全人机工程的定义 安全人机工程是研究人机环境系统的安全本质，并使三者从安全的角度上达到最佳匹配，以确保系统高效、经济运行的一门应用科学。 (二)安全人机工程的主要研究内容 安全人机工程在所研究的诸多因素中，主要是研究人与机器的关系，主要内容包括如下4个方面： ⑴ 分析机械设备及设施在生产过程中存在的不安全因素，并有针对性地进行可靠性设计、维修性设计、安全装置设计、安全启动和安全操作设计及安全维修设计等 ⑵ 研究人的生理和心理特性，分析研究人和机器各自的功能特点，进行合理的功能分配，以构成不同类型的最佳人机系统。 ⑶ 研究人与机器相互接触、相互联系的人机界面中信息传递的安全问题。 ⑷ 分析人机系统的可靠性，建立人机系统可靠性设计原则，据此设计出经济、合理以及可靠性高的人机系统。 在人机系统中人始终起着核心和主导作用，机器起着安全可靠的保证作用。解决安全问题的根本是实现生产过程的机械化和自动化，让工业机器人代替人的部分危险操作，从根本上将人从危险作业环境中彻底解脱出来，实现安全生产。 （三）人机系统的类型 人机系统主要有两类，一类为机械化、半机械化控制的人机系统；一类为全自动化控制的人机系统。 机械化、半机械化控制的人机系统，人机共体，或机为主体，系统的动力源由机器提供，人在系统中主要充当生产过程的操作者与控制者，即控制器主要由人来操作。在控制系统中设置监控装置，如果人操作失误，机器会拒绝执行或提出警告。 在全自动化控制的人机系统中，以机为主体，机器的正常运转完全依赖于闭环系统的机器自身的控制，人只是一个监视者和管理者，监视自动化机器的工作。只有在自动控制系统出现差错时，人才进行干预，采取相应的措施。 二、机器设计本质安全 （一）机械设计本质安全的定义 机械设计本质安全是指机械的设计者，在设计阶段采取措施来消除安全隐患的一种机械安全方法。包括在设计中排除危险部件，减少或避免在危险区处理工作需求，提供自动反馈设备并使运动的部件处于密封状态之中等。 （二）机械失效安全 机械设计者应该在设计中考虑到当发生故障时不出危险。 这一类装置包括操作限制开关，限制不应该发生的冲击及运动的预设制动装置，设置把手和预防下落的装置，失效安全的限电开关等。 （三）机械部件的定位安全 把机械的部件安置到不可能触及的地点，通过定位达到安全的目的。设计者必须考虑到人在正常情况下不会触及到部件，而在某些情况下可能会接触到，例如登着梯子对机械进行维修等情况。 （四）机器的安全布置 在车间内对机器进行合理的安全布局，可以使事故明显减少，布局时要考虑如下因素： ⑴ 空间：便于操作、管理、维护、调试和清洁。 ⑵ 照明：包括工作场所的通用照明（自然光及人工照明，但要防止眩目）和为操作机器而需的照明。 ⑶ 管、线布置：不要妨碍在机器附近的安全出入、避免磕绊，有足够的上部空间。保证维修时人员的出入安全。 第二节 人的特性 主要内容： 人的生理因素包括：感觉器官（视觉、听觉）、机能特性（反应时间）、形态特性（人体特征参数）、生理节奏、疲劳等； 人的心理因素包括：心理过程（认识与情感意志）、个性心理（能力、性格、气质与需要、动机） 一、人的生理因素与安全的关系 （一）人的感觉与感觉器官 1．视觉 ⑴ 常见的几种视觉现象 ⑵ 视觉损伤与视觉疲劳 ⑶ 视觉的运动规律 2．听觉 听觉的功能有分辨声音的高低和强弱，还可以判断环境中声源的方向和远近。 ⑴ 听觉特性 ⑵ 听觉的掩蔽 3．人的感觉反应 人们在操纵机械或观察识别事物时，从开始操纵、观察、识别到采取动作，存在一个感知时间过程，即存在一段反应时间。 ⑴ 反应时间 反应时间是指人从机器或外界获得信息，经过大脑加工分析发出指令到运动器官开始执行动作所需的时间。反应时间是从包括感觉反应时间（从信息开始刺激到感觉器官有感觉所用时间）到开始动作所用时间（信息加工、决策、发令开始执行所用时间）的总和。 由于人的生理心理因素的限制，人对刺激的反应速度是有限的。一般条件下，反应时问约为0.1～0.5 s。对于复杂的选择性反应时间达1～3 s，要进行复杂判断和认识的反应时间平均达3～5 s，具体的带有判别的反应时间t可用下式求得： t = k log2 (n+1) 式中，k为常数；n为等概率出现的选择对象数；(n+1)是考虑判明是否出现刺激。 为了保证安全作业，一方面在机器设计中，应使操纵速度低于人的反应速度。另一方面应设法提高人的反应速度。 ⑵ 减少反应时间的途径 一般来说，机器设备的情况、