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1、 中国地质大学安全工程系人机工程学安全工程系 中国地质大学安全工程系第八章安全性设计人机工程学 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中国地质大学安全工程系人机工程学 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。中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学第一节安全与防护1.安全装置与防护装置2.个体防护中国地质大学安全工程系人机工程学 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
2、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。中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学1.1举例 图81“打开盖就自动停止转动了”图81“打开盖就自动停止转动了”中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 1.2举例 图82 压力机图82图82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。中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 1.3举例 图83“双手双按钮控制”图83图
3、83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。中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 1.4举例 图84 非接触式安全装置图8-4图84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。中国地质大学安全工程系人机工程学 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85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
4、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。中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 1.5举例 普通的插头和改进后的插头(b)图85普通插头改进后的插头中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 1.6图86 改进设计的园艺用剪子(a)图86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)。中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学1.6图86 改进设计的园艺用剪子(b)图87a是一种紧急
5、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)。中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 1.7图87硬纸板冲裁成型的急救头枕 a)使用情状 b)产品结构 图87硬纸板冲裁成型的急救头枕中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 1.8举例 图88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
6、径在GB T 8196-1987、GB T 8197 一l987 和GB T l2265-1990中有所规定。中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 1.8举例 图88机械防护罩示例(b)图88机械防护罩示例中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学1.9图89 电锯上的司调整护罩(a)图89a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89b。中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 1.9图89 电锯上的司调整护罩(b)图89 电锯上的司调整护罩中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学
7、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。中国地质大学安全工程系人机工程学 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：GB l2265 11997机械安全防止上肢触及危险区的安全距离、GB l2265 22000机械安全 防止下肢触及危险区的安
8、全距离，摘录其中部分数据如下，以供分析参考。中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 表81对上肢的弧形可及安全距离(摘自GB l2265 1l997)(单位：t mm)中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 表82通过规则开口触及上肢的安全距离(14 岁及以上)(摘自GB l2265 1l997)(单位：mm)中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学表83通过规则开口触及下肢的安全距离(a)(摘自GB l2265 22000)(单位：mm)中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学表83通过规则开口触及下肢的安全距离(b)中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学避免人体各
9、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GB l2265 3l997 机械安全避免人体各部位挤压的最小间距，供分析参考。中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 表84最小间距(a)(摘自GB l2265.3 l997)(单位：mm)中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 表84最小间距(b)中国地质大学安全工程系人机工程学 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GB 5768 1999道路交通标志和标线、GB T 5845.10
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。中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 GB 2894_1996 安全标志GB 2894-1996 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。GB 2894 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。中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 1.1图810 禁止类安全标志的基本形式图810图810
11、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中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 1.2图811 禁止标志的4个示例摘录4个禁止类标志如图811 所示 图811 从GB 2894 1996中28个禁止标志里任选的4个示例中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 1.3图812 安全标志的方格图画制示例安全标志牌制作时，应在GB 2894 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。中国地质
12、大学安全工程系人机工程学 人机工程学 1.4GB 2893_2001 安全色GB 2893 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813、图814、图815分别为红色标记、黄色标记与黄黑斜间条纹的应用示例。中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 1.4.1图813红色标记在产品上的应用示例中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学 1.4.2图814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 中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学1.4.3图814黄色标记的应用示例中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学1.4.4图815黄黑斜向间隔条纹的应用示例中国地质大学安全工程系人机工程学 人机工程学1.4.5图815黄黑斜向间隔条纹的应用示例中国地质大学安全工程系人机工程学 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。中国地质大学安全工程系