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1、第四章 安全人机工程 基本知识 人的特性机械的安全特性及故障诊断技术 机械的可靠性设计与维修性设计 人机系统 考试内容了解安全人机学主要内容、人机系统的类型 熟悉机械设计本质安全要求 了解人的感官与器官、视觉损伤、疲劳、听觉特性 熟悉人的感觉反应、人体特性参数、人的心理因素 了解机械安全的特性 掌握人机系统常见的事故及其原因 熟悉机械设备故障诊断技术 了解机械失效三个阶段维修度、有效度、平均无故障工作时间 熟悉可靠性、故障率、可靠性预计、人机界面设计维修性设计、机械设备结构可靠性设计要点 了解人机信息与能量交换系统模型、人的可靠性分析 熟悉人机系统、人际功能分配、人际系统可靠性计算 掌握人机系
2、统可靠性设计基本原则第一节 安全人机工程基本知识一、安全人机工程的概念、主要内容及分类1.安全人机工程的定义2.主要研究内容了解3. 人机系统的类型了解 （1）机械化/半机械化人机系统人机共体或机为主体机器是动力源 （2）全自动化控制的人机系统以机为主体 二、机械设计本质安全熟悉1机械设计本质安全的定义2机械设计本质安全要求（1）失效安全（2）定位安全 （3）安全布置空间照明管线布置 第二节 人的特性一、人的生理因素与安全的关系了解人的感觉与感觉器官1视觉 （1）常见视觉现象 （2）视觉损伤与视觉疲劳视觉损伤视觉疲劳 （3）视觉的运动规律 （1）听觉特性绝对阈限辨别阈限 辨别声音的方向和距离2
3、听觉（2）听觉的掩蔽弱声被强声掩盖 被掩蔽声音的听阈提高的现象3人的感觉反应熟悉（1）反应时间反应时间 = 感觉反应时间 + 开始动作所用时间人从外界获得信息大脑加工分析发出指令 运动器官执行动作（2）减少反应时间的途径合理地选择感知通道类型适应生理心理要求提高反应速度（二）人体的特性参数熟悉1人体特性参数静态参数（基本尺度） 动态参数 生理学参数 生物力学参数2人体劳动强度参数劳动强度指数I 分为4级：级（I15）轻劳动级（I=1520）中等强度劳动级 （I=2025）重强度劳动 级（I25）“很重”体力劳动能量代谢率 耗氧量 心率 劳动强度指数二、人的心理因素熟悉发生事故约占7075或更多
4、1能力 （1）感觉、知觉和观察力 （2）注意 （3）记忆 （4）思维 （5）操作能力 2性格 3气质 4需要与动机 5情绪与情感 6意志第三节 机械的安全特性及故障诊断技术了解机械安全的特性 熟悉机械设备故障诊断技术 掌握人机系统常见的事故及其原因一、机械安全定义及特性 1机械安全定义 2机械安全的特性了解系统性、防护性、友善性、整体性二、人机系统常见的事故及其原因掌握 （1）常见的事故1）卷入和挤压2）碰撞和撞击3）接触伤害（2）事故原因设备先天性潜在缺陷设备磨损或恶化人的不安全行为三、机械设备故障诊断技术熟悉1.机械状态监测及故障诊断模型 设备的状态向量异常或故障信息的重要载体故障诊断的客
5、观依据进行诊断的先决条件 常用手段传感器、其他检测手段2.故障诊断的基本流程及实施步骤 基本流程诊断文档建立和诊断实施 实施步骤 （1）信号检测 （2）特征提取 （3）状态识别 （4）诊断决策3.故障诊断与状态监测 广义故障诊断故障诊断与监测状态监测第一阶段设备护士 狭义故障诊断第二阶段设备医生4.振动监测与诊断技术 （1）振动定义及分类 （2）振动信号的检测与分析 （3）振动诊断中的故障判别标准按照设备各自的情况来确定标准 5.其他故障诊断技术 （1）油液分析技术光谱油液分析铁谱油液分析 （ 2 ）温度检测及红外线监测 （ 3 ）超声探伤技术 （ 4 ）表面缺陷探伤技术磁粉探伤渗透探伤涡流探
6、伤第四节 机械的可靠性设计与维修性设计1可靠性熟悉 （1）定义 （2） 可靠性度量指标 1）可靠度 2）故障率（失效率）熟悉 3）产品寿命曲线3个阶段了解早期故障期偶发故障期 磨损故障期 4）平均寿命了解（平均无故障工作时间） 5）维修度 6）有效度（广义可靠度） 了解2系统或产品的可靠性预计熟悉 （1）串联系统的可靠性预计所有单元均正常系统才正常链条拉车1）单元数，可靠性各单元本身可靠性，系统可靠性2）系统可靠性总是小于可靠度最低单元的可靠性寿命取决于该单元的寿命 （2）并联系统（绳索模型）的可靠性预计只要有一个单元正常，系统就正常工作（3）串并联系统的可靠性预计 3机械设备结构可靠性设计要
7、点熟悉（1）确定合理的安全系数 （2）贮备设计（冗余设计） （3）耐环境设计 （4）简单化和标准化 （5）结合部的可靠性 （6）结构安全设计 （7）安全装置齐全 （8）友好人机界面设计4维修性设计熟悉（1）维修及维修性（2）产品结构的维修性设计可达性 标准化与互换性维修人员的安全（3）可靠性设计与维修性设计的关系可靠性：从产品的工作性能出发维修性：从维修的角度考虑第五节 人机系统一、人机信息及能量交换系统模型了解 实质：信息及能量的传递和交换的闭环系统感受信息：感觉器官显示装置判断决策：大脑中枢综合分析执行机能：运动器官操纵控制器二、人机系统分析熟悉 人适机人去适应机器的要求限制人的因素教育、
8、训练，发挥人的因素 机宜人机是人从事生产和活动的工具满足安全人机要求 三、人机功能分配熟悉 （1）人在人机系统中的主要功能传感功能信息处理功能操纵功能 （2）人机特性的比较（表4-2）信息感受信息处理和决策操作反应工作能力等 （3）人机功能分配原则机器：笨重、快速、持久可靠性高、精度高、规律性、单调高价运算、操作复杂环境条件差、危险性大人：研究、创造、决策、指令、程序的编排检查、维修、故障处理、应付不测等 四、人机系统可靠性计算熟悉（一）系统中人的可靠度计算1.人的基本可靠度 输入可靠度r = a1 a2 a3判断可靠度输出可靠度人的作业方式 1）连续作业 2）间歇性作业2.人的作业可靠度RH
9、RH = 1 b1b2b3b4b5 （1- r）作业基本不可靠度或基本失效概率可靠度的系数作业时间系数b1操作频率系数b2危险度系数b3生理心理条件系数b4环境条件系数b5（二）人机系统的可靠度计算 串联系统 采用并联方法来提高 常用并联方法并行工作冗余法后备冗余法（故障）RS RH RM人-机人的操作设备5人机系统可靠性设计基本原则掌握 （1）系统的整体可靠性原则 （2）高可靠性组成单元要素原则 （3）具有安全系数的设计原则 （4）高可靠性方式原则系统“自动保险”装置系统“故障安全”结构 （5）标准化原则 （6）高维修度原则 （7）事先进行试验和进行评价的原则 （8）预测和预防的原则 （9）人机工程学原则 （10）技术经济性原则 （11）审查原则 （12）整理准备资料和交流信息原则 （13）信息反馈原则 （14）设立相应的组织机构
