安全人机工程课程设计.docx

1、安全人机工程课程设计安全人机工程课程设计专业: 安全工程 姓名： xxx 学号： xxxxxxxx 课程名称: 安全人机工程 指导教师: 杨豪 万祥云 姜忠峰目录1、前言 . 41.1研究历史 . 4 1.2研究现状 . 5 1.3研究目的与意义 . 5 2.图书馆阅览室的安全人机工作环境 . 5 2.1书架设施存在的弊端 . 6 2.1.1不合理的底层隔板角度 . 6 2.1.2功能单一的可移动取书凳 . 6 2.2桌椅设施存在的弊端 .82.2.1桌子的合理性及其建议 . 82.2.2椅子的合理性及其建议 . 82.3阅览室工作环境存在的问题 . 9 2.3.1清除积尘的困扰 . 9 2.

2、3.2光照污染的危害 . 9 3.安全人机工程学与图书馆阅览室设施及环境的设计. 10 3.1 创新性阅览室家具产品的功能与特色 . 10 3.1.1书架设计中的创新 .10 3.1.2 轻便灵活的多功能书架梯 .10 3.2改善阅览室的工作环境的新方法 .11 3.2.1静电吸尘技术 .113.2.1 灯网 .12 3.2.2 窗网 .12 4. 设计总结 . 13 参考文献 . 13 摘要针对图书馆阅览室设施、采光、通风及照明环境设计中存在的某些弊端，应用安全人机工程学理论，引入人性化设计理念，优化阅览室照明环境，改进书架及桌椅功能尺寸（对学生）适应性等系列产品的设计。文章详细介绍了图书馆

3、阅览室中人-机-环境工程学的问题与改进设计人性化设计的创新和人的因素的含量及其主要功能。关键词安全人机工程学；人性化设计；图书馆阅览室Abstract the library facilities, lighting, ventilation and lighting environment some problems existing in the design, application of safety ergonomics theory, introducing the humanized design concept, optimize stack lighting environm

4、ent, improved shelves and tables and chairs function size ( for students ) adaptive series product design. This paper introduces in detail the reading room of the library in man - machine - environment engineering problems and improvement design of humanization design innovation and human factors th

5、e content and its main functions. Key words ergonomics; humanized design; the reading room of the library1、前言安全人机工程学（Safety Ergonomics）是研究人机环境三者之间相互关系的学科，是近几十年发展起来的一门边缘性应用学科。该学科在发展过程中有机地融合了生理学、心理学、医学、卫生学、人体测量学、劳动科学、系统工程学、社会学和管理学等学科的知识和成果，形成自身的理论体系、研究方法、标准和规范，研究和应用范围广泛并具有综合性。该学科与人体科学、工程科学和环境科学密切联系，相互

6、渗透、交叉。其研究目的在于设计和改进人机环境系统，使系统获得较高的效率和效益，同时保证人的安全、健康和舒适。安全人机工程学的研究涉及到人类工作、生活和休息的各个领域。随着现代技术的发展，科技和人的因素的含量在工作环境中日益增多，安全人机工程学理论在我国图书馆的应用也逐渐受到重视。为研究安全人机工程学与阅览室设施及环境的设计问题，本人根据安全人机工程学的理论及相关资料书籍，对本校图书馆进行某些设计与改进，运用安全人机工程学理论，引入人性化设计理念，设计具有安全人机工程学思想的图书馆系列家具产品，优化图书馆的人一机一环境系统，营造出舒适、高效、便捷的办公环境。限于篇幅，本文拟着重介绍安全人机工程学

7、与城建学院五楼阅览室设施、采光、通风及照明环境设计。 1.1研究历史安全人机工程技术是21世纪信息领域需要解决的重大课题。美国21世纪信息技术计划中的基础研究内容为4项：软件、安全人机交互、网络、高性能计算机。其中，安全人机建模研究在信息技术中被列为与软件技术和计算机技术等并列的六项国家关键技术之一，并被认为“对于计算机工业有着突出的重要性，对其它工业也很重要”。美国国防关键技术计划不仅把安全人机交互列为软件技术发展的重要内容之一，而且还专门增加了与软件技术并列的安全人机界面这项内容。日本也提出了FPIEND21计划（Future Personalized Information Enviro

8、nment Development），其目标就是要开发21世纪个性化的信息环境。我国973、S-863、十五计划及未来的十一五计划均将安全人机交互列为主要内容。在中国，安全人机工程学的研究在20世纪30年代开始即有少量和零星的开展，但系统和深入的开展则在“文革”以后。1980年4月，国家标准局成立了全国人类工效学标准化技术委员会，统一规划、研究和审议全国有关人类工效学的基础标准的制定。1984年，国防科工委成立了国家军用人机环境系统工程标准化技术委员会。这两个技术委员会的建立，有力地推动了我国安全人机工程学研究的发展。此后在1989年又成立了中国人类工效学学会，再在1995年9月创刊了学会会刊

9、人类工效学季刊。20世纪90年代初，北京航空航天大学首先成立了我国该专业的第一个博士学科点，随后南京航空航天大学、西北工大、北京理工大学、北大医学部等大学也先后成立了相应的专业。当前，随着我国科技和经济的发展，人们对工作条件、生活品质的要求正逐步提高，对产品的安全人机工程特性也会日益重视。一些厂商把“以人为本”、“人体工学”的设计作为产品的卖点，也正是出于对这种新的需求取向的意识。1.2研究现状由于现代工艺技术的发展和进步，人类的生活质量正逐渐的往上提升，对进餐氛围也越加挑剔。可以说一套新颖实用有个性话的桌椅，从一个侧面体现出主人的生活品味。现在市场上的大多数桌椅都是以实现功能为主要目的，很少

10、考虑到安全人机工程学的因素。一款符合人的行为习惯以及生理上和心理上因素的桌椅显得非常有必要。1.3研究目的与意义桌椅的主要操纵者是在坐姿的状态下工作的，为了使操作者在使用时处于舒适的状态和适宜的环境中，在设计中就必须充分考虑人体坐姿的尺度。以座椅的结构为例，主要考虑座宽、座高、座深的设计尺寸。并为了使操作者在操作过程中始终处于安全和能够准确无误的完成操作，对桌椅的表面的材质进行一定的改和加工使使用者更加舒适。同时对其座椅的形态和材质也进行一定的改变，让操作者在工作中不会处于疲劳的状态下，从而使椅子更好的发挥它的功能。2.图书馆阅览室的安全人机工作环境 阅览室的人一机一环境系统由图书馆工作人员与

11、读者、家具、计算机、室内环境(通风、采光、色彩、照明、热辐射、温度和湿度等)因素构成。目前，国内外图书馆的家具设计，与其他家具设计相比，发展较为缓慢，多年来少有创新，偏重经济实惠，强调空间利用，因而忽视了人体功能学及环境协调等方面的问题，设计中很少应用安全人机工程学理论思想，以致在阅览室的人一机一环境系统中存在着以下一些不和谐的因素：2.1书架设施存在的弊端作为阅览室最重要的办公家具，书架的主要功能是便于人们取阅和保管图书、节省时间及空间。其造型、高度、颜色及放置方向等因素，将直接影响图书馆工作人员整理书架及读者检索图书的便利程度。反观本校图书馆的书架，在使用过程中，仍存在着一些问题： 2.1

12、.1不合理的底层隔板角度国内图书馆采用的书架一般是钢制或木制的六层双面架，由于每一层隔板都是水平放置的，令排放于其上的图书必须竖放，书脊和书标朝外，与地面成90直角。人们在查找存放于最下面两层的图书时，不得不采取下蹲姿势，弯腰侧头才能使眼睛平视书标，看清书名。这样，就会由于人体腰背部位产生很多的重复受力，会使人产生累积损伤疾病，如腰部酸痛等等。图书馆工作人员上架、倒架、整架时，须保持这种姿势移动视线和身体，容易产生体力疲劳；身材高大的读者在检视、查找图书时，会导致视觉疲劳。 2.1.2功能单一的可移动取书凳 在我国，根据1989年7月1日开始实施的成年人人体尺寸国家标准GB100001988(

13、见表1)，成年男子身高大于或等于1678mm的百分位数为50，成年女子身高大于或等于1640mm的百分位数为90。而图书馆采用的书架顶层隔板一般定在1730mm，可见，这一高度适宜于50左右的男子，但对于80左右的女子来说，却是较高的。而在阅览室工作的图书馆工作人员常以女性居多，面对高大的书架，身材矮小的图书馆工作人员对存放在顶层隔板上的图书进行上架、倒架、整架时，往往力不从心，令存放在顶层隔板上的图书容易产生乱架现象，不利于读者查阅。但书架高度因为空间有效利用等原因一般不会进行调整，所以这里就要用到移动取书凳，这是传统的工具。而这种移动取书凳虽然可以登高作业，但由于其存在诸多缺点：功能单一，

14、十分笨重，不便于牵拉移动，会增加图书馆工作人员工作中的能量消耗及疲劳程度，降低工作效率。所以，有必要对其进行改进和设计，使工作人员和读者能安全、舒适和高效的使用。表1成年人人体尺寸(部分)1860岁（男）1855岁（女）151050909399151050909599人体主要尺寸身高/mm15431583164016781754177518141449148115031570164016591697体重/kg4448505971758339424452636674上臂长/mm279289294313333338349252262267284303308319前臂长/mm206216220237

15、253258268185193198213229234242大腿长/mm413428436465496505523387402410438467476494小腿长/mm3243383443693964034193003133193443703763902.2桌椅设施存在的弊端2.2.1桌子的合理性及其建议从人因工程学的角度出发，考虑到工作高度时允许大臂在工作中保持自然放松的姿势。在读书，写字时保持大臂的放松姿势以及保持在90度可以使人在工作中很舒适，同时可以保持腕部处于中立的姿势。我校图书馆桌子高度为75cm，根据表2，一些工作的建议工作面高度，读写一栏，男性为7478cm，女性为7075cm

16、，较为合理。另外，桌面长220cm，宽100cm，一般为六个人，根据人体上肢操作范围的最佳区域，每人的手臂可及范围均符合要求。表2 坐姿作业面高度作业类型男性女性精细作业（如钟表装配）991058995较精密作业（如机械装配）89948287写字或轻型装配74787075重负荷作业697266702.2.2椅子的合理性及其建议根据表3中各座椅的高度设计建议，又根据ANSI(美国国家标准学会)推荐最小范围为40.652cm。不可调节的、普通用途的座面应该具有4648cm的高度，我校图书馆椅子座面距地面高度为43cm，较为符合要求。ANSI推荐的下列用于计算机工作站的座椅参数：座椅深度：3843c

17、m，座椅宽度：45cm。我校图书馆的椅子宽度为46cm，深度为43cm，均较为合理表3座椅设计参数名称汽车乘客座客机乘客坐轿车驾驶座客车驾驶座座高/cm48454438.130354047座宽/cm45485350.848524852座深/cm424543.240424042靠背高/cm535696.545504550扶手高/cm232420.3-座面与靠背夹角/(度)10511011511510096座面倾斜角/(度)6771292.3阅览室工作环境存在的问题 2.3.1清除积尘的困扰 清理图书积尘，目前学校还没有一种操作简便、高效彻底、省时省力的除尘设备(吸尘器仅能吸掉浮灰)。若图书积尘严

18、重，惟有定期进行人工清除，只能采用刷子刷、弹子弹、干布擦等方式，工作时灰尘飞扬，费时费力，效率低下，有损健康，且扬灰落下后，容易造成二次积尘。这样的工作环境即不方便，也不舒适，更谈不上高效了。 2.3.2光照污染的危害 阅览室的照明环境既影响馆藏图书的存放，也影响图书馆工作人员和读者的视力及健康。多数图书馆的照明设计是以最大限度地利用自然光为原则，阅览室设有巨大的玻璃窗，力求提高阅览室通风采光功能，减少滋生霉菌。可是，采光良好的阅览室难免会受到阳光的照射，临近窗边的图书因长期暴露于阳光下，容易导致纸张发黄变脆，进而破损等现象；图书馆工作人员和读者在查找靠近窗边书架上的图书时，因一边光线太强，急

19、剧的适应增加了眼睛的疲劳，以致产生视觉性疲劳。若拉上窗帘遮挡阳光，则使光线变暗，且影响室内通风。另外，在人工照明方面，有的阅览室人工光源分布不够均匀，灯光直射阅览桌面会产生反光、眩光、频闪、投影、光帘等现象，容易引发视觉疲劳，这种室内环境，将有损使用者的视力健康。 3.安全人机工程学与图书馆阅览室设施及环境的设计 安全人机工程学致力于人机环境之间的协调。要改进阅览室设施，改善工作环境，应从保证人体健康、安全、舒适和高效出发，综合运用安全人机工程学理论，增加产品的科技和人的因素的含量，设计出具有创新性和人性化的图书馆新型家具产品，消除阅览室中的不和谐因素，优化阅览室的人-机-环境系统。 3.1创

20、新性阅览室家具产品的功能与特色 设计阅览室家具时，运用人体科学研究方法，分析人体结构及机能特征，为设计考虑人的因素提供人体尺度参数，如：人体各部分的合理尺寸，人体各部分活动时的发力范围、活动范围、可及范围、动作速度、重心变化以及动作惯性等动态参数。另外，须分析图书馆工作人员工作时的生理变化、能量消耗、疲劳程度等，探讨工作中影响图书馆工作人员心理状态的各种因素，及其对工作效率的影响，优化家具产品与人相关的各种功能，设计出与人的生理和心理机能相协调的产品，这些产品包括：书架、书架梯、阅览桌椅等办公家具。本文主要介绍具有创新意义的书架和书架梯，这两者配合使用，可使人们对书架最下层及最高层的图书均取放

21、自如。 3.1.1书架设计中的创新 对隔板进行方位调整，将书架底下两层隔板的设计角度由平面改为斜面。改进后，书架总的高度和宽度不变，上面四层净空高度保持350mm，隔板保持水平放置，底下两层净空高度改为420mm，隔板向内倾斜，与地面成15倾斜角，这样，置于底下两层的图书也向内倾斜15，人们无须采取蹲姿，站立时即可看到架上图书书脊的书名及索取号，大大提高了图书馆工作人员和读者整理书架、检索图书的舒适性及高效性。3.1.2轻便灵活的多功能书架梯 为便于身材矮小的图书馆工作人员和读者检索置于高层书架的图书，采用轻质材料，运用伸缩、滑轮、折叠等设计方法，设计出多功能书架梯(见图1)。它轻便灵活，具有

22、体积小、多功能等特色，宽度仅35cm，不致阻挡书架间的通道；且一梯多用，集书架梯、助站椅、周转台于一体。读者检视存放于高层书架的图书时，可登上书架梯，座在助站椅上悠闲地翻看；图书馆工作人员整理书架时，可利用书架梯的椅面放置图书，登上书架梯，再把图书按索取号的顺序插入高层架位；梯子装有滑轮，便于随时牵动，可沿多功能书架底部的地轨直线移动；不需使用时，还可折叠靠墙存放，不占用空间。人性化的书架梯，在国内图书馆家具设备中尚属创新性产品，具有美学意识和人体工程学等科技内涵，为身材矮小的读者和图书馆工作人员提供了极大的便利。图13.2改善阅览室的工作环境的新方法设计阅览室环境时，运用环境科学研究方法，分析图书馆工作人员对阅览室环境中各种物理因素的适应能力、生理变化、能量消耗和疲劳程度等；分析阅览室环境因素 (照明、温度、尘埃和有毒气体等)对图书馆工作人员生理、心理及工作效率的影响，确定图书馆工作人员在阅览室中的舒适和安全程度，为设计中考虑环境因素提供设计准则。针对目前阅览室工作环境中存在的积尘污染和光污染的问题，设计中引入了静电吸尘技术、光线导向网(简称灯网)和窗前导光安全网(简称窗网)等产品，营造出洁净宜人的阅览室环境。3.2.1静