人机工程-安全性设计

人机工程学第八章安全性设计大纲安全与防护防止触及危险区的距离与防挤压间距安全标志与警示人机工程学本章重难点分析本章重点在于了解掌握安全装置与防护装置，防止触及危险区的距离与防挤压间距以及安全标志与警示以便于更好的进行人机工程设计。人机工程学第一节安全与防护1.安全装置与防护装置2.个体防护人机工程学1.安全装置与防护装置使用过双缸洗衣机的人都知道，放置甩干筒的箱体外有一个专设箱盖；箱盖不关上，开了甩干桶的电门开关，甩干桶也转不起来。即使甩干桶在高速旋转着，一旦打开这个箱盖，甩干桶也将被立即制动而停转，见图8-1。这就是典型的安全性设计：从设计上保证使用者的安全，使甩干桶的高速旋转绝对伤不着人。人机工程学1.1举例图8－1“打开盖就自动停止转动了”图8－1“打开盖就自动停止转动了”人机工程学1.2举例图8－2压力机图8－2图8－2是一台压力机，门罩与电源间设有联锁装置，操作者一打开门罩，电源即被切断，确保门罩内的运动部件不会损伤人体。人机工程学1.3举例图8－3“双手双按钮控制”图8－3图8－3所示设备采用“双手双按钮控制”的方法进行安全控制：只有双手同时按下两个按钮，机器才能起动，以避免单手起动机器而另一只手放在不当的位置受到伤害。人机工程学1.4举例图8－4非接触式安全装置图8-4图8－4是采用光电传感器的非接触式安全装置，身体任何部位进入设定的禁入区域，传感器即发出信号停止机器的运动。人机工程学1.5举例普通的插头和改进后的插头(a)近年来，家用或生活用品的安全性设计也日益受到关注。普通电插头经过安全性改进设计以后如图8－5所示。有时插头与电源孔配合比较紧，插入和拔出困难，需要用力摇晃，这时人手存在触电的危险；改进设计仅仅是在插头的绝缘体上开了一个小孔，拇指和食指借助小孔便于施力，插拔就容易和安全了。人机工程学1.5举例普通的插头和改进后的插头(b)图8－5普通插头改进后的插头人机工程学1.6图8－6改进设计的园艺用剪子(a)图8－6是一把经过改进设计的园艺用剪子，安全性的改进是：在剪子双把手根部的内侧增加一个凸块，使合剪时两个把手中间留有足够的空档，这就避免了合剪时把手夹住的安全隐患(图示产品获1990年美国设计银奖)。人机工程学1.6图8－6改进设计的园艺用剪子(b)图8－7a是一种紧急救护用头枕使用中的情状；这种产品采用硬纸板冲裁成型，如图8-7b所示，对患者的安全性体现在弹性、触感适宜，轻便易装易换，且价格低廉(图示产品获1989年美国设计金奖)。人机工程学1.7图8－7硬纸板冲裁成型的急救头枕a)使用情状b)产品结构图8－7硬纸板冲裁成型的急救头枕人机工程学1.8举例图8－8机械防护罩示例(a)对旋转零部件加设防护罩是最常见的防护装置。图8-8a是端面磨砂轮的防护罩。图8-8b为钻床钻头外围可伸缩的栅栏式防护罩。栅栏式和网式防护罩用于需要看到防护罩内部工况的条件下，确保安全的栅栏间距和网孔孔径在GB／T8196--1987、GB／T8197一l987和GB／Tl2265--1990中有所规定。人机工程学1.8举例图8－8机械防护罩示例(b)图8－8机械防护罩示例人机工程学1.9图8－9电锯上的司调整护罩(a)图8－9a是一种手提式电锯，不使用的时候，锯片的上方、下方均有防护罩护着它，以免人们不小心被锋利的锯齿伤着。使用的时候则可把下罩推人上罩，见图8－9b。人机工程学1.9图8－9电锯上的司调整护罩(b)图8－9电锯上的司调整护罩人机工程学2.个体防护某些情况下，个体防护是特别简便有效的防护措施，常见的个体防护器具有：(1)防护服有效的防毒、防化、防辐射、防火、防疫、防高温严寒、防弹等方式。(2)头盔建筑、采矿、摩托车驾驶、军事中常用。(3)其他例如焊工、炼钢工、强光与雪地作业时用保护镜，其他需要对人体保护时用口罩、面具、安全靴、手套、护膝的器具。人机工程学第二节防止触及危险区的距离与防挤压间距1.防止触及危险区的安全距离近年我国发布了若干关于安全距离的国家标准：GBl2265．1－1997《机械安全防止上肢触及危险区的安全距离》、GBl2265．2－2000《机械安全防止下肢触及危险区的安全距离》，摘录其中部分数据如下，以供分析参考。人机工程学表8－1对上肢的弧形可及安全距离(摘自GBl2265．1－l997)(单位：t／mm)人机工程学表8－2通过规则开口触及上肢的安全距离(14岁及以上)(摘自GBl2265．1－l997)(单位：mm)人机工程学表8－3通过规则开口触及下肢的安全距离(a)(摘自GBl2265．2－2000)(单位：mm)人机工程学表8－3通过规则开口触及下肢的安全距离(b)人机工程学避免人体各部位挤压的最小间距避免人体各部位挤压的最小间距表6.7的数据摘自GBl2265．3－l997《机械安全避免人体各部位挤压的最小间距》，供分析参考。人机工程学表8－4最小间距(a)(摘自GBl2265.3－l997)(单位：mm)人机工程学表8－4最小间距(b)人机工程学第三节安全标志与警示安全标志和警示也是安全性设计的重要方面。大家熟悉和常见的是道路安全标志和警示，它们的图形、尺寸、颜色等在相关的国家标准里有详细的规定，如GB5768－1999《道路交通标志和标线》、GB／T5845.10－1986《城市公共交通标志禁令和一般标志》等。电路电器安全标志也有专门的国标规定，对于这些标准在需要时可以查阅，这里不再举例摘录。人机工程学GB2894_1996《安全标志》GB2894--1996《安全标志》规定的安全标志比较多，共有禁止类标志28个、警告类标志30个、命令标志15个、提示标志l3个，还有用文字作为补充标志与上述标志结合使用的方法规定。GB2894－1996对每种标志的尺寸比例、图案、颜色都有详细具体的规定。现仅以禁止类标志为例作简略介绍。人机工程学1.1图8－10禁止类安全标志的基本形式图8－10图8－10是禁止类安全标志的基本形式。图中所标注参数的关系为：外径d1=0.025L(L－观察距离)内径d2=0.800dI斜杠宽c=0.080d．斜杠与水平线的夹角=45°人机工程学1.2图8－11禁止标志的4个示例摘录4个禁止类标志如图8－11所示图8－11从GB2894－1996中28个禁止标志里任选的4个示例人机工程学1.3图8－12安全标志的方格图画制示例安全标志牌制作时，应在GB2894－1996的基本图形上画制方格，然后按比例在方格上画制。图8-12给出了禁止类、警告类、命令类三类安全标志的方格图画制示例。人机工程学1.4GB2893_2001《安全色》GB2893－2001《安全色》中的主要规定有：红色表示禁止、停止和防火；蓝色表示指令；黄色表示警告、注意；绿色为提示或表示安全状态与可通行；红色和白的间隔条纹表示禁止越过；黄色和黑色的斜向间隔条纹表示警告危险。这些颜色标志在产品上常要用到，图8－13、图8－14、图8－15分别为红色标记、黄色标记与黄黑斜间条纹的应用示例。人机工程学1.4.1图8－13红色标记在产品上的应用示例人机工程学1.4.2图8－14黄色标记的应用示例a)带轮及其防护罩内壁b)砂轮机罩的内壁人机工程学1.4.3图8－14黄色标记的应用示例人机工程学1.4.4图8－15黄黑斜向间隔条纹的应用示例人机工程学1.4.5图8－15黄黑斜向间隔条纹的应用示例人机工程学本章小结本章系统的探讨了安全与防护、防止触及危险区的距离与防挤压间距以及安全标志与警示。对于安全性设计研究对于人机的设计有很重要的意义，可以通过安全性设计提高设计系统的可靠性，从而使所设计机器达到本质安全。