課程設(shè)計(jì)--- 臺(tái)燈科學(xué)安全設(shè)計(jì)使用

1、<p><b>　　《安全人機(jī)工程學(xué)》</b></p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　課 程 安全人機(jī)工程學(xué) </p><p>　　題 目 臺(tái)燈科學(xué)安全設(shè)計(jì)使用 </p><

2、;p>　　院 系 安全與環(huán)境工程系 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí) 安全工程（本科）10班 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><

3、p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　完成時(shí)間 </p><p><b

4、>　　目 錄 </b></p><p><b>　　前言</b></p><p><b>　　工作原理</b></p><p><b>　　2.1輸出電壓電流</b></p><p>　　2.2人眼的的亮度感覺(jué)</p><p>　

5、　2.3人眼的亮度感覺(jué)特性</p><p>　　2.4人眼的視覺(jué)惰性和閃爍感覺(jué)</p><p><b>　　存在問(wèn)題</b></p><p><b>　　4.1功率問(wèn)題</b></p><p><b>　　4.2材料問(wèn)題</b></p><p><

6、b>　　改進(jìn)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1現(xiàn)行改進(jìn)</b></p><p>　　4.2使用要求與技巧</p><p><b>　　4.3優(yōu)質(zhì)光源</b></p><p><b>　　4.3臺(tái)燈維護(hù)保養(yǎng)</b></p><p

7、><b>　　5. 結(jié)束語(yǔ)</b></p><p><b>　　6. 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　臺(tái)燈適用分析和改進(jìn)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：通過(guò)對(duì)學(xué)校家庭等小臺(tái)燈進(jìn)行調(diào)查測(cè)量，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法處理數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行可行性分析，然后運(yùn)用安全人機(jī)工程學(xué)的基本原理和方法，考慮人的視覺(jué)特點(diǎn)及光照條件對(duì)人心理的影

8、響，提出符合人機(jī)工程學(xué)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，使臺(tái)燈光照條件符合人的生理和心理需求，為臺(tái)燈使用提供有效方案。</p><p>　　關(guān)鍵詞：安全人機(jī)工程；臺(tái)燈：照明；視力</p><p><b>　　1.前言</b></p><p>　　臺(tái)燈是人們生活中用來(lái)照明的一種家用電器。它一般分為兩種，一種是立柱式的，一種是有夾子的。它的工作原理主要是把燈光集中在一小

9、塊區(qū)域內(nèi)，集中光線(xiàn)，便于工作和學(xué)習(xí)。一般臺(tái)燈用的燈泡是白熾燈或者節(jié)能燈泡。 有的臺(tái)燈還有應(yīng)急功能，用于停電時(shí)無(wú)電照明已用來(lái)應(yīng)急。 </p><p>　　發(fā)出的光線(xiàn)雖然是白色的，但由于它是由50赫茲的交流電直接點(diǎn)亮，所以亮度會(huì)以每秒鐘100次的頻率不停變化，這就是頻閃現(xiàn)象。長(zhǎng)時(shí)間在不斷閃爍的日光燈下學(xué)習(xí)，眼睛也會(huì)感到疲勞。白熾燈發(fā)出的光線(xiàn)與自然光線(xiàn)相比偏紅而不是白光，這樣的光線(xiàn)會(huì)使被照物體的黑白對(duì)比度減低，同時(shí)，作

10、為點(diǎn)光源，容易產(chǎn)生對(duì)視力有害的炫光和大面積陰影，長(zhǎng)時(shí)間在這種光線(xiàn)下，眼睛會(huì)感到疲勞。 </p><p>　　另外，還有一點(diǎn)，LED 臺(tái)燈點(diǎn)燈的時(shí)間越長(zhǎng)，光源中的熒光粉衰減越快，結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致人眼接觸的藍(lán)光波段的光照越來(lái)越強(qiáng)烈，從而對(duì)人眼造成傷害。所以眼睛長(zhǎng)期看LED光源，容易讓人產(chǎn)生頭暈眼花、不舒服的感覺(jué)，甚至?xí)斐裳矍鐐?，使得患眼病的機(jī)率會(huì)有所提高。提醒，不要讓眼睛長(zhǎng)時(shí)間注

11、視過(guò)亮的LED光源，以免眼睛受損。室內(nèi)照明品質(zhì)不良是導(dǎo)致學(xué)生近視的重要因素之一，學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間在在臺(tái)燈下從事用眼活動(dòng)，良好的照明環(huán)境有助于保護(hù)學(xué)生的視力健康。日本視覺(jué)學(xué)者大山正曾做過(guò)實(shí)驗(yàn)，證明人在安靜且光線(xiàn)適度的情況下，較易產(chǎn)生閱讀、工作、看書(shū)報(bào)的欲望。相對(duì)的，在微弱散亂的光線(xiàn)下，人的精神無(wú)法集中， </p><p>　　且令人坐立不安，學(xué)習(xí)、工作的效率降低，時(shí)間持續(xù)性變短，且極易出現(xiàn)疲勞的現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，光照條件對(duì)

12、于學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和眼睛的健康有很大的影響。</p><p><b>　　2.工作原里</b></p><p>　　照明是人們生活和工作不可缺少的條件，良好的照明有利于人們的身心健康，保護(hù)視力，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率及保證安全生產(chǎn)。照明又能對(duì)建筑進(jìn)行裝飾，發(fā)揮和表現(xiàn)建筑環(huán)境的美感，因此，照明已成為現(xiàn)代建筑中重要的組成部分之一。以下是一些與照明有關(guān)的基本概念。</p>&

13、lt;p><b>　　2.1輸出電壓電流</b></p><p>　　20V電源電壓經(jīng)變壓器T降壓后輸出12V的交流電壓，經(jīng)二極管VD1～VD4整流、電容C1濾波后，由可調(diào)穩(wěn)壓集成塊LM317穩(wěn)壓，輸出穩(wěn)定的可調(diào)電壓供白色發(fā)光管LED1~LEDl5使用。為了能使燈光可調(diào)，這里由三極管VT和電位器RP1等元件組成輸出電壓調(diào)節(jié)電路。用三極管作調(diào)節(jié)元件是由于帶開(kāi)關(guān)絕緣性能好、阻值又低的電位器

14、難于找到，只能使用一般調(diào)光臺(tái)燈的電位器，阻抗在500kΩ左右，所以無(wú)法對(duì)電壓直接進(jìn)行調(diào)節(jié)，故使用了三極管。調(diào)節(jié)電壓方法是：由于通過(guò)電阻R1和三極管集電極的電流為5mA恒定不變，這樣三極管VT的集一射極電壓可通過(guò)調(diào)節(jié)偏流電阻來(lái)改變。當(dāng)電位器RP1的阻值調(diào)小時(shí)，偏流變大，集．射極電壓變小，輸出電壓也變??；反之，集一射極電壓變大，輸出電壓也變大。這樣通過(guò)調(diào)節(jié)可以使輸出電壓在8～10V之間變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光管的亮度調(diào)節(jié)。發(fā)光管由三只串聯(lián)為一組，五

15、組并聯(lián)制成。由于白色發(fā)光管最大工作電壓在3.5V，三只發(fā)光管串聯(lián)為10.5V，考慮到每只發(fā)光管工作電壓略有不同，故穩(wěn)壓電源輸出電壓取10V。 </p><p>　　2.2人眼的的亮度感覺(jué)</p><p>　　人眼的光亮感覺(jué) 　　 光也是一種電磁輻射，人眼對(duì)780～380納米之間電磁波的刺激有光亮的感覺(jué)，故波長(zhǎng)在這個(gè)范圍內(nèi)的電磁波稱(chēng)為可見(jiàn)光。 2．人眼的彩色感覺(jué) 　　人眼對(duì)780～38

16、0納米之間的光還有彩色感覺(jué)，具體如圖1-1所示。 3．人眼的視敏特性 　　人眼對(duì)380～780納米內(nèi)不同波長(zhǎng)的光具有不同的敏感程度，稱(chēng)為人眼的視敏特性。衡量描述人眼視敏特性的物理量為視敏函數(shù)和相對(duì)視敏函數(shù)。 　　 1） 視敏函數(shù) 在相同亮度感覺(jué)的條件下，不同波長(zhǎng)上光輻射功率的倒數(shù)可以用來(lái)衡量人眼對(duì)各波長(zhǎng)光明亮感覺(jué)的敏感程度。稱(chēng)為視敏函數(shù)。 　　 2） 相對(duì)視敏函數(shù) 實(shí)驗(yàn)表明，人眼對(duì)波長(zhǎng)為555納米的光最敏感，因此把任意波長(zhǎng)的光的

17、視敏函數(shù)與最大視敏函數(shù)值K(555)相比的比值稱(chēng)為相對(duì)視敏函數(shù)，記為：</p><p>　　2.3人眼的亮度感覺(jué)特性</p><p>　　亮度：光源或反射面的明亮程度，亮度的單位為（坎德拉/平方米）。2． 亮度視覺(jué)的范圍：人眼總的感光范圍極其寬廣，明視覺(jué)的亮度感覺(jué)范圍為到 量級(jí)，而暗視覺(jué)的感覺(jué)范圍為千分之幾 到幾個(gè) 。 3． 光亮感覺(jué)的特點(diǎn)： 1） 人眼的主觀亮度感覺(jué)與周?chē)h(huán)境亮度

18、有關(guān)。 2) 主觀亮度感覺(jué)S與亮度值B的對(duì)數(shù)成比例關(guān)系： ，其中和K是常數(shù)。 3) 主觀亮度感覺(jué)是心理量而不是物理量，故其單位是以實(shí)驗(yàn)得出的變化級(jí)數(shù)（S）來(lái)表征的。實(shí)驗(yàn)表明，在不同的亮度B值下，人眼能覺(jué)察的最小亮度變化并非定值。B大，也大；B小，也小，但是 /B的值是大致相同的?！　⒖捎X(jué)察的最小相對(duì)亮度變化 /B稱(chēng)為對(duì)比度靈敏度閾，用標(biāo)記，其值通常在0.005～0.05之間。 　　人眼的亮度感覺(jué)并非決定于絕對(duì)亮度變化，而是決定

19、于相對(duì)亮度變化。故重現(xiàn)景物的亮度無(wú)須等于實(shí)際景物的亮度，而只需保持最大亮度與最小亮度之比值相同，就能給人以真實(shí)感。 </p><p>　　2.4人眼的視覺(jué)惰性和閃爍感覺(jué)</p><p>　　視覺(jué)惰性 　　當(dāng)有光脈沖刺激人眼時(shí)，視覺(jué)的建立和消失都需要一定的過(guò)程，即具有一定的惰性。光源消失以后，景物影響會(huì)在視覺(jué)中保留一段時(shí)間，稱(chēng)為視覺(jué)暫留或視覺(jué)惰性現(xiàn)象。視覺(jué)暫留時(shí)間在0.05～0.2秒?！?/p>

20、　實(shí)驗(yàn)表明，若景物以間歇性光亮重復(fù)呈現(xiàn)，只要重復(fù)頻率大于20赫茲，視覺(jué)上始終保留有景物存在地印象。該重復(fù)頻率可稱(chēng)為融合頻率。人眼感覺(jué)的連續(xù)性是活動(dòng)畫(huà)面有連續(xù)感的前提。在熒光屏上，電視圖像是幾十萬(wàn)個(gè)象素按一定順序輪流發(fā)光形成，然而人們看到的是每幅完整的畫(huà)面在整體的發(fā)光，獲得一幅幅連續(xù)畫(huà)面印象的感覺(jué)，正是視覺(jué)暫留效應(yīng)的結(jié)果。 2. 閃爍感覺(jué)和臨界閃爍頻率 1） 閃爍感覺(jué) 　　如果周期性重復(fù)的脈沖光源作用到視網(wǎng)膜上，當(dāng)脈沖光的重復(fù)頻率不

21、夠高時(shí)，人眼會(huì)對(duì)之產(chǎn)生一明一暗交替變化的閃爍感覺(jué)。這是因?yàn)楣庠丛谟泄夂蜔o(wú)光間變化時(shí)，人眼在亮度感覺(jué)上能辨識(shí)出它們的差異所致。 </p><p><b>　　3存在問(wèn)題</b></p><p><b>　　當(dāng)前臺(tái)燈分類(lèi)</b></p><p><b>　　臺(tái)燈的照明要求</b></p>&

22、lt;p>　　現(xiàn)有臺(tái)燈的燈管都是雙管PL18W（1200lm），3U20W（1200lm）或四管平列的27W（1800lm），就光通量來(lái)說(shuō)已足夠了，因?yàn)榧词故?200lm的光源，單面最大的光通量約600lm，其軸向光強(qiáng)約190cd。這樣在離燈0.5m處遠(yuǎn)有700lx,此值遠(yuǎn)大于要求的500lx,并且光源的體積較大,桌面上的照度均勻性也很好,但從充分利用光源光通量和創(chuàng)造良好的照明環(huán)境來(lái)看,還存在一些問(wèn)題:   

23、1.臺(tái)燈功率都為18W或以上, 光源光通量的利用率很低,幾乎有一半光線(xiàn)都在燈罩內(nèi)白白地浪費(fèi)了。 </p><p>　　2.臺(tái)燈的光源照度均勻度不夠均勻，非優(yōu)質(zhì)光源，燈太過(guò)晃眼。</p><p><b>　　4.改進(jìn)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1現(xiàn)行改進(jìn)</b></p><p>　

24、　從人機(jī)關(guān)系來(lái)分析，從物和人兩個(gè)方面考慮臺(tái)燈的設(shè)計(jì)因素，我們?cè)O(shè)計(jì)的產(chǎn)品最總都是為人民服務(wù)的，人的需求在很大程度上決定著產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)上既要讓人們?cè)谛睦砩系玫綕M(mǎn)足，也要滿(mǎn)足人們?cè)谏砩系臐M(mǎn)足。也就是設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候不能只考慮物，而且還需要充分考慮產(chǎn)品的使用者，包括使用者的身份。如何實(shí)現(xiàn)合理的人機(jī)關(guān)系1、考慮普通人群和特殊人群2、靜態(tài)的人和動(dòng)態(tài)的人3、人的生理需求和心理需求4、信息的交互。照明效果要好、光線(xiàn)柔和、時(shí)尚前衛(wèi)等。從臺(tái)燈

25、的燈泡上來(lái)分析，學(xué)生時(shí)不必用亮度太強(qiáng)的燈泡，這樣會(huì)對(duì)眼睛有所傷害。科學(xué)表明學(xué)生用白熾燈泡或護(hù)眼燈泡還是比較好的。最好是led燈，它及節(jié)能，性能穩(wěn)定，又能保護(hù)視力，是綠色光源。</p><p>　　4.2使用要求與技巧</p><p>　　書(shū)寫(xiě)臺(tái)燈處于正常工作位置時(shí)，主要的光學(xué)性能要求有三點(diǎn)：</p><p>　?。?）遮光性：人處于正常坐姿的情況下，眼睛向水平方向看

26、，應(yīng)看不到燈罩的內(nèi)壁及光源；</p><p>　?。?）桌面照度要求：臺(tái)燈照射的工作區(qū)域內(nèi)應(yīng)≥250lx，最低照度應(yīng)≥120lx；</p><p>　?。?）照度均勻度要求：應(yīng)確保受臺(tái)燈照射的工作區(qū)域內(nèi)，照度相對(duì)均勻，不能產(chǎn)生特別亮或暗的光斑，只有確保這三點(diǎn)基本的光學(xué)性能要求，才能減緩眼睛的疲勞，才能稱(chēng)得上是臺(tái)書(shū)寫(xiě)臺(tái)燈。</p><p>　　在使用書(shū)寫(xiě)臺(tái)燈時(shí)，除了檢

27、查其光學(xué)性能外，還應(yīng)檢查其他性能是否合格。</p><p>　　一、一拉、二調(diào)、三搖、四觸摸?！袄笔侵笇㈦娫淳€(xiàn)插頭拔離插座，用力將電源線(xiàn)拉向燈腔外，看電源線(xiàn)的連線(xiàn)是否牢固。電源線(xiàn)不能從燈腔中脫落。“調(diào)”是指調(diào)節(jié)臺(tái)燈的各種工作位置，調(diào)節(jié)時(shí)，不能發(fā)出聲響，調(diào)節(jié)后工作位置應(yīng)能方便可靠地鎖緊。“搖”是指將臺(tái)燈調(diào)至最不利的工作位置，然后輕輕搖晃臺(tái)燈放置的平面，看臺(tái)燈是否容易翻倒，臺(tái)燈平穩(wěn)性不好，就容易翻倒?！坝|摸”是指將

28、臺(tái)燈點(diǎn)亮一段時(shí)間（2小時(shí)）后，用手觸摸燈罩等使用時(shí)容易觸及的發(fā)熱部件是否燙手，以防日后使用時(shí)被意外燙傷。享受現(xiàn)代化的照明，避免不良照明對(duì)人類(lèi)健康的影響。當(dāng)必須使用室內(nèi)照明時(shí)，應(yīng)把握好照明五原則：</p><p>　　1、采用廣泛的照明，光線(xiàn)應(yīng)照射到整個(gè)桌面；</p><p>　　2、采用均勻的照明，每一部分的照明度都要一致；</p><p>　　3、保持穩(wěn)定的照明，

29、光源不要時(shí)暗時(shí)明或閃爍；</p><p>　　4、保持充足的照明；</p><p>　　5、最后注意不要讓光線(xiàn)直射于眼睛。</p><p>　　用燈時(shí)應(yīng)有健康照明的常識(shí)：例如閱讀的最佳照度和年齡有很大的關(guān)系，老人所需要的照度是小孩的15倍。</p><p><b>　　4.3優(yōu)質(zhì)光源</b></p><

30、;p>　　優(yōu)質(zhì)光源是綠色照明的基礎(chǔ)。優(yōu)質(zhì)光源應(yīng)具有以下三個(gè)方面的特征。</p><p>　　第一、光譜成分中應(yīng)沒(méi)有紫外光和紅外光。長(zhǎng)期過(guò)多接受紫外線(xiàn)，不僅容易引起角膜炎，還會(huì)對(duì)晶狀體、視網(wǎng)膜、脈絡(luò)膜等造成傷害。紅外線(xiàn)極易被水吸收，過(guò)多的紅外線(xiàn)經(jīng)過(guò)人眼晶狀體聚集時(shí)即被大量吸收，久而久之晶狀體會(huì)發(fā)生變性，導(dǎo)致白內(nèi)障。</p><p>　　第二、光的色溫應(yīng)貼近自然光。人們長(zhǎng)期在自然光下生活

31、，人眼對(duì)自然光適應(yīng)性強(qiáng)，視覺(jué)效果好。</p><p>　　第三、燈光為無(wú)頻閃光。普通日光燈的供電頻率為50赫茲，表示發(fā)光時(shí)每秒亮暗100次，屬于低頻率的頻閃光，會(huì)使人眼的調(diào)節(jié)器官處于緊張的調(diào)節(jié)狀態(tài)，導(dǎo)致視覺(jué)疲勞。如果發(fā)光時(shí)的頻率提高到數(shù)百、數(shù)萬(wàn)赫茲以上--—成為高頻率，人眼即不會(huì)有頻閃感覺(jué)；但真正的無(wú)頻閃是直流供電或半導(dǎo)體固體發(fā)光器件（如led發(fā)光二極管）發(fā)出的光稱(chēng)為無(wú)頻閃光。</p><p&

32、gt;　　市場(chǎng)上稱(chēng)為無(wú)頻閃的護(hù)眼臺(tái)燈很多。大多數(shù)的臺(tái)燈采用電子鎮(zhèn)流器提高頻率的方式工作，只能稱(chēng)為高頻閃而不是真正的無(wú)頻閃臺(tái)燈。</p><p><b>　　4.3臺(tái)燈維護(hù)保養(yǎng)</b></p><p>　　桌燈的保養(yǎng)，也是一件重要的動(dòng)作。在清潔方面，布面的燈罩不能沖水，應(yīng)用干性清潔劑清洗，若為玻璃材，可用水洗，燈的骨架只要用布擦拭即可。 很多人喜歡自行更換燈

33、泡、增加瓦數(shù)，其實(shí)如果超過(guò)燈具原本設(shè)定的瓦數(shù)，可能會(huì)燒壞燈罩或造成電線(xiàn)走火，不但危險(xiǎn)而且?電。將每一盞燈具的使用區(qū)域劃分細(xì)一點(diǎn)，所需瓦數(shù)也能降低，這樣才是安全又節(jié)約能源的方式</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　臺(tái)燈是人們生活中必備照明工具，我們夜晚學(xué)習(xí)工作大都在臺(tái)燈下進(jìn)行，所以臺(tái)燈中的人機(jī)接合面與人機(jī)環(huán)境的好壞與我們的學(xué)習(xí)工作息息相關(guān)。足

34、夠的照度對(duì)辦公效果和學(xué)習(xí)閱讀、寫(xiě)字效率有很大的關(guān)系，若照度不足，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)引起視覺(jué)疲勞，導(dǎo)致人眼視力下降以及頭暈等心理或生理不適。本課程設(shè)計(jì)是以人機(jī)工程學(xué)為基礎(chǔ)，從以照明度為前提的教學(xué)樓中的人機(jī)結(jié)合面為出發(fā)點(diǎn)，考慮人的視覺(jué)特性和心理因素，對(duì)臺(tái)燈中的主要人機(jī)結(jié)合面進(jìn)行測(cè)量分析，進(jìn)而提出相應(yīng)的改進(jìn)方案，從而為人們提供一個(gè)更好的照明條件，以提高人們學(xué)習(xí)工作的效率，保護(hù)大家的視力健康。</p><p><b>