人機(jī)工程_安全性設(shè)計(jì)分析

1、人機(jī)工程學(xué),人機(jī)工程學(xué),安全工程系,第八章　安全性設(shè)計(jì),第八章　安全性設(shè)計(jì)大綱,安全與防護(hù)防止觸及危險(xiǎn)區(qū)的距離與防擠壓間距安全標(biāo)志與警示,本章重難點(diǎn)分析,本章重點(diǎn)在于了解掌握安全裝置與防護(hù)裝置，防止觸及危險(xiǎn)區(qū)的距離與防擠壓間距以及安全標(biāo)志與警示以便于更好的進(jìn)行人機(jī)工程設(shè)計(jì)。,第一節(jié)　安全與防護(hù),1. 安全裝置與防護(hù)裝置2. 個(gè)體防護(hù),1.安全裝置與防護(hù)裝置,使用過雙缸洗衣機(jī)的人都知道，放置甩干筒的箱體外有一個(gè)專設(shè)箱蓋；箱蓋不關(guān)上，

2、開了甩干桶的電門開關(guān)，甩干桶也轉(zhuǎn)不起來。即使甩干桶在高速旋轉(zhuǎn)著，一旦打開這個(gè)箱蓋，甩干桶也將被立即制動(dòng)而停轉(zhuǎn)，見圖8-1。這就是典型的安全性設(shè)計(jì)：從設(shè)計(jì)上保證使用者的安全，使甩干桶的高速旋轉(zhuǎn)絕對傷不著人。,1.1　舉例 圖8－1 “打開蓋就自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)了”,圖8－1 “打開蓋就自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)了”,1.2　舉例 圖8－2 壓力機(jī),圖8－2,圖8－2是一臺(tái)壓力機(jī)，門罩與電源間設(shè)有聯(lián)鎖裝置，操作者一打開門罩，電源即被切斷，確保門罩內(nèi)的運(yùn)

3、動(dòng)部件不會(huì)損傷人體。,1.3　舉例 圖8－3 “雙手雙按鈕控制”,圖8－3,圖8－3所示設(shè)備采用“雙手雙按鈕控制”的方法進(jìn)行安全控制：只有雙手同時(shí)按下兩個(gè)按鈕，機(jī)器才能起動(dòng)，以避免單手起動(dòng)機(jī)器而另一只手放在不當(dāng)?shù)奈恢檬艿絺Α?1.4　舉例 圖8－4 非接觸式安全裝置,圖8-4,圖8－4是采用光電傳感器的非接觸式安全裝置，身體任何部位進(jìn)入設(shè)定的禁入?yún)^(qū)域，傳感器即發(fā)出信號(hào)停止機(jī)器的運(yùn)動(dòng)。,1.5　舉例 普通的插頭和改進(jìn)后的插頭(a),近

4、年來，家用或生活用品的安全性設(shè)計(jì)也日益受到關(guān)注。普通電插頭經(jīng)過安全性改進(jìn)設(shè)計(jì)以后如圖8－5所示。有時(shí)插頭與電源孔配合比較緊，插入和拔出困難，需要用力搖晃，這時(shí)人手存在觸電的危險(xiǎn)；改進(jìn)設(shè)計(jì)僅僅是在插頭的絕緣體上開了一個(gè)小孔，拇指和食指借助小孔便于施力，插拔就容易和安全了。,1.5　舉例 普通的插頭和改進(jìn)后的插頭(b),圖8－5,普通插頭,,改進(jìn)后的插頭,,1.6　圖8－6 改進(jìn)設(shè)計(jì)的園藝用剪子(a),圖8－6是一把經(jīng)過改進(jìn)設(shè)計(jì)的園藝用剪

5、子，安全性的改進(jìn)是：在剪子雙把手根部的內(nèi)側(cè)增加一個(gè)凸塊，使合剪時(shí)兩個(gè)把手中間留有足夠的空檔，這就避免了合剪時(shí)把手夾住的安全隱患(圖示產(chǎn)品獲1990年美國設(shè)計(jì)銀獎(jiǎng))。,1.6　圖8－6 改進(jìn)設(shè)計(jì)的園藝用剪子(b),圖8－7a是一種緊急救護(hù)用頭枕使用中的情狀；這種產(chǎn)品采用硬紙板沖裁成型，如圖8-7b所示，對患者的安全性體現(xiàn)在彈性、觸感適宜，輕便易裝易換，且價(jià)格低廉(圖示產(chǎn)品獲1989年美國設(shè)計(jì)金獎(jiǎng))。,1.7　圖8－7硬紙板沖裁成型的急救

6、頭枕,a)使用情狀 b)產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 圖8－7硬紙板沖裁成型的急救頭枕,1.8　舉例 圖8－8機(jī)械防護(hù)罩示例(a),對旋轉(zhuǎn)零部件加設(shè)防護(hù)罩是最常見的防護(hù)裝置?！　D8-8a是端面磨砂輪的防護(hù)罩?！　D8-8b為鉆床鉆頭外圍可伸縮的柵欄式防護(hù)罩。　　柵欄式和網(wǎng)式防護(hù)罩用于需要看到防護(hù)罩內(nèi)部工況的條件下，確保安全的柵欄間距和網(wǎng)孔孔徑在GB／T 8196--1987、GB／T

7、8197一l987和GB／T l2265--1990中有所規(guī)定。,1.8　舉例 圖8－8機(jī)械防護(hù)罩示例(b),圖8－8機(jī)械防護(hù)罩示例,1.9　圖8－9 電鋸上的司調(diào)整護(hù)罩(a),圖8－9a是一種手提式電鋸，不使用的時(shí)候，鋸片的上方、下方均有防護(hù)罩護(hù)著它，以免人們不小心被鋒利的鋸齒傷著。使用的時(shí)候則可把下罩推人上罩，見圖8－9b。,1.9　圖8－9 電鋸上的司調(diào)整護(hù)罩(b),圖8－9 電鋸上的司調(diào)整護(hù)罩,2.個(gè)體防護(hù),某些情況下，個(gè)

8、體防護(hù)是特別簡便有效的防護(hù)措施，常見的個(gè)體防護(hù)器具有： 　　(1)防護(hù)服 有效的防毒、防化、防輻射、防火、防疫、防高溫嚴(yán)寒、防彈等方式。 　　(2)頭盔 建筑、采礦、摩托車駕駛、軍事中常用?！　?3)其他 例如焊工、煉鋼工、強(qiáng)光與雪地作業(yè)時(shí)用保護(hù)鏡，其他需要對人體保護(hù)時(shí)用口罩、面具、安全靴、手套、護(hù)膝的器具。,第二節(jié)　防止觸及危險(xiǎn)區(qū)的距離與防擠壓間距,1.防止觸及危險(xiǎn)區(qū)的安全距離　　近年我國發(fā)布了若干關(guān)于安全距離的國家標(biāo)準(zhǔn)

9、：GB l2265．1－1997《機(jī)械安全防止上肢觸及危險(xiǎn)區(qū)的安全距離》、GB l2265．2－2000《機(jī)械安全 防止下肢觸及危險(xiǎn)區(qū)的安全距離》，摘錄其中部分?jǐn)?shù)據(jù)如下，以供分析參考。,表8－1　對上肢的弧形可及安全距離,(摘自GB l2265．1－l997)(單位：t／mm),表8－2　通過規(guī)則開口觸及上肢的安全距離,(14歲及以上)(摘自GB l2265．1－l997)(單位：mm),表8－3　通過規(guī)則開口觸及下肢的安全距離(a)

10、,(摘自GB l2265．2－2000)(單位：mm),表8－3　通過規(guī)則開口觸及下肢的安全距離(b),避免人體各部位擠壓的最小間距,避免人體各部位擠壓的最小間距　　表6.7的數(shù)據(jù)摘自GB l2265．3－l997《機(jī)械安全避免人體各部位擠壓的最小間距》，供分析參考。,表8－4　最小間距(a),(摘自GB l2265.3－l997) (單位：mm),表8－4　最小間距(b),第三節(jié)　安全標(biāo)志與警示,安全標(biāo)志和警示也是安全性設(shè)計(jì)的

11、重要方面。大家熟悉和常見的是道路安全標(biāo)志和警示，它們的圖形、尺寸、顏色等在相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)里有詳細(xì)的規(guī)定，如GB 5768－1999《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》、GB／T 5845.10－1986《城市公共交通標(biāo)志 禁令和一般標(biāo)志》等。電路電器安全標(biāo)志也有專門的國標(biāo)規(guī)定，對于這些標(biāo)準(zhǔn)在需要時(shí)可以查閱，這里不再舉例摘錄。,GB 2894_1996《安全標(biāo)志》,GB 2894--1996《安全標(biāo)志》規(guī)定的安全標(biāo)志比較多，共有禁止類標(biāo)志28個(gè)、警告

12、類標(biāo)志30個(gè)、命令標(biāo)志15個(gè)、提示標(biāo)志l3個(gè)，還有用文字作為補(bǔ)充標(biāo)志與上述標(biāo)志結(jié)合使用的方法規(guī)定。GB 2894－1996對每種標(biāo)志的尺寸比例、圖案、顏色都有詳細(xì)具體的規(guī)定?，F(xiàn)僅以禁止類標(biāo)志為例作簡略介紹。,1.1　圖8－10 禁止類安全標(biāo)志的基本形式,圖8－10,圖8－10是禁止類安全標(biāo)志的基本形式?！　D中所標(biāo)注參數(shù)的關(guān)系為：　　外徑d1=0.025L(L－觀察距離)　　內(nèi)徑d2=0.800dI　　斜杠寬c=0.080d．

13、　　斜杠與水平線的夾角=45°,1.2　圖8－11 禁止標(biāo)志的4個(gè)示例,摘錄4個(gè)禁止類標(biāo)志如圖8－11所示,圖8－11 從GB 2894－1996中28個(gè)禁止標(biāo)志里任選的4個(gè)示例,1.3　圖8－12 安全標(biāo)志的方格圖畫制示例,安全標(biāo)志牌制作時(shí)，應(yīng)在GB 2894－1996的基本圖形上畫制方格，然后按比例在方格上畫制。圖8-12給出了禁止類、警告類、命令類三類安全標(biāo)志的方格圖畫制示例。,1.4　GB 2893_2001《安全色》

14、,GB 2893－2001《安全色》中的主要規(guī)定有：　　紅色表示禁止、停止和防火；　　藍(lán)色表示指令；　　黃色表示警告、注意；　　綠色為提示或表示安全狀態(tài)與可通行；　　紅色和白的間隔條紋表示禁止越過；　　黃色和黑色的斜向間隔條紋表示警告危險(xiǎn)?！　∵@些顏色標(biāo)志在產(chǎn)品上常要用到，圖8－13、圖8－14、圖8－15分別為紅色標(biāo)記、黃色標(biāo)記與黃黑斜間條紋的應(yīng)用示例。,1.4.1　圖8－13紅色標(biāo)記在產(chǎn)品上的應(yīng)用示例,1.4.2　圖8

15、－14黃色標(biāo)記的應(yīng)用示例,a)帶輪及其防護(hù)罩內(nèi)壁 b)砂輪機(jī)罩的內(nèi)壁,1.4.3　圖8－14黃色標(biāo)記的應(yīng)用示例,1.4.4　圖8－15黃黑斜向間隔條紋的應(yīng)用示例,1.4.5　圖8－15黃黑斜向間隔條紋的應(yīng)用示例,本章小結(jié),本章系統(tǒng)的探討了安全與防護(hù)、防止觸及危險(xiǎn)區(qū)的距離與防擠壓間距以及安全標(biāo)志與警示。對于安全性設(shè)計(jì)研究對于人機(jī)的設(shè)計(jì)有很重要的意義，可以通過安全性設(shè)計(jì)提高設(shè)計(jì)系統(tǒng)的可靠性，從而使所設(shè)計(jì)機(jī)器達(dá)到本質(zhì)安