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第
五
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第五章 人机系统的安全设计
人机系统的安全设计的内容
1、工作（规划）设计；
2、岗位设计；
3、显示器设计；
4、控制器设计；
5、作业环境设计；
6、安全防护装置设计。
人机系统安全设计须遵循的原则
1、以人为中心的设计原则
2、产品人性设计的原则
3、安全第一的思想贯穿于全过程的原则
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第一节 工作（规划）设计
一、工厂工作设计
工厂的工作设计包括工厂的厂址选择、
厂区平面布置、厂区道路交通、防火间
距、厂房及设备的平面布置，原材料、
燃料、产品等输送与储存，废弃物的排
放与处理，工艺流程中的安全设施及安
全防范措施等内容，在设计时要全面考
虑对周围环境影响、防火、安全疏散、
事故应急措施等方面的安全。
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二、城市（规划）工作设计
? 1、城市人口密度基数的安全设计
? 2、城市土地利用与安全设计
? 3、对城市的变与不变相统一的
安全设计
? 4、城市通道的安全设计
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第二节 岗位设计
? 岗位设计指工作场所、工作姿态、作业空间、
座椅设计等。
? 岗位设计不仅要求适应人体生理、心理，生
物力学特性，而且还要利用人体测量数据进
行合理的人机结合面设计，其结合面包括使
机器的显示器明显，控制装置使用方便，控
制器布置合理，使人机处于良好结合状态。
? 此外，报警、显示、控制等装置迅速及时有
效地进行工作并与人处于正常的状态。
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一、工作空间设计
工作空间 --亦称作业空间，是人们在从事某项
作业时，为完成该项工作，人体所必须的活动范
围或空间。它包括人的操作活动范围和机器设备
中的显示器和控制器所及范围。
作业空间设计应遵守一般原则：
? 正确协调总体设计与局部设计相互之间的关系
? 工作空间设计要着眼于人，落实于设备。
? 考虑人的认知特点和人体动作的自然性、同时性、
对称性、节奏性、规律性、经济性和安全性。
? 保证至少在 90％的操作者中具有适应性、兼容性、
操纵性和可达性。
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作业空间包含了三种不同的空间范围
? 第一种是人体在规定的位置上进行作业时（如
操纵机器、维修设备等）,必须触及的空间，即
作业范围，或称为作业接触空间。人们为完成
劳动任务的大部分工时主要在这个范围内度过。
? 第二种是人体在作业时或进行其他活动时（如
进出工作岗位、在工作岗位进行短暂的放松与
休息等），人体自由活动所需要的范围，即作
业活动空间。
? 第三种是为了保障人体安全，避免人体与危险
源（如机械转动部位等）直接触所需要的安全
防护空间。在进行工作场地和器设备的设计与
布局时，必须充分考虑作业空间的安全人机工
程学设计问题。
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实际生产活动中的作业姿势
? 坐姿 --坐着的作业姿势常指身躯伸直或稍向
前倾 10o～ 15o角，上腿平放，下腿一般垂直地
或稍向前倾斜着地，身体处于舒适的体位。
? 立姿 ---通常指人站立时上体前屈角小于 30o时
所保持的姿势（前屈角大于 30o为前屈姿势）。
? 坐－立交替姿势、
? 卧姿
? 蹲姿
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? 坐姿作业的特点
? 人体最合理的作业姿势就是坐姿作业。下列
作业宜采用坐姿作业。
? 持续时间较长的静态作业。此时需要支持身
体的力较小，腿上消耗的能量和负荷较小，
血液循环畅通，可以减少疲劳和人体能量的
消耗。
? 精密度要求高而又要求仔细的作业。因坐姿
情况下，当设备振动或移动时，人体具有较
大的稳定度和较好的平衡度。
? 需要手足并用，并对一个以上踏板进行控制
的作业。坐姿时，双脚容易移动，且可借助
座椅支撑对脚控制器施以较大力量。
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? 立姿作业的特点
? 以下作业选用立姿作业优于坐姿作业,
（ 1）需要经常改变体位的作业。站着频繁的起坐
消耗能最少些；
（ 2）常用的控制器分布在较远区域、需要手足有
较大运动幅度的作业。因站姿时作业者可以走动，
可以看见或使用坐姿作业者够不到的部件；
（ 3）需要用力较大的作业。立势时手臂力量较大，
易于操作大操纵杆。
此外，立姿作业时，还有作业者可变换位置，减
少疲劳和厌烦；可利用平展的工作面而无需任何容
膝空间等重要优点。
? 立姿作业的缺点在于,不易进行精确而细致的工作；
不易转换操作；立姿时肌肉要作出更多的功以支持
体重，故易引起疲劳；下肢负担较重，长期站立易
引起下肢静脉曲张等等。
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? 坐 — 立姿交替作业的特点
为了克服坐姿、立姿作业的缺点，在工作
岗位上经常采用坐 — 立姿交替作业的方式。
? 这种作此方式的优点在于，能使作业者在工
作中变换体位，从而避免由于身体长时间处
于一种体位而引起的肌肉疲劳。例如，长时
间的单调的坐姿作业会引起心理性疲劳，改
成立姿适当走动，有助于维持工作能力，而
长时间的立姿作业会产生肌肉疲劳，坐下来
就可以得到消除。
? 因此，坐 — 立姿交替作业能吸收各自的长处，
弥补各方面的短处，应尽可能用坐 — 立姿交
替作业方式，代替单纯的立姿作业方式。
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选择人体姿势和体位应该考虑下列各点
? 工作场地的大小、照明条件与视觉；
? 体力负荷的大小及用力方向；
? 工作场所各种物质 （包括必需的工具、加
工材料等）的安放位置；
? 控作台或工作台的台面高度，有无合适的
容膝空间；
? 作业时起坐的频率等。
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? 应该 尽量 避免 的 姿势
? ① 站着不动的姿势 （ 特别对女性 ） ；
? ② 长期或经常重复地弯腰 （ 指脊背
弯曲角超过 15° ） ；
? ③ 躯干扭曲并倾斜的姿势或半坐姿
势；
? ④ 经常重复地单腿支撑的姿势；
? ⑤ 手臂长时间向前伸直或伸开等 。
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? 1,坐姿作业空间布局设计
坐姿作业空间主要包括工作台、工作座
椅、人体活动余隙和作业范围等的尺寸
和布局等，其设计用人体参量和选用原
则如表 1所示。
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表 1 坐姿作业空间设计参数（毫米）
符号 人体测量项目 男 女 男女混合
男子百分位数 女子百分位数
第 5 第 50 第 95 第 5 第 50 第 95
B 坐姿身高 958 901 958 858 908 958 809 855 901
D 坐姿眼高 749 695 695 749 793 847 695 739 783
F 坐姿肩高 557 518 518 557 598 641 518 556 594
G 胸厚 245 239 245 186 212 245 170 199 239
H 坐姿肘间宽 371 348 348 371 422 489 348 404 478
I 坐姿大腿厚 151 151 151 112 130 151 113 130 151
J 前壁前展长 323 292 292 323 351 378 292 318 345
K 上肢前展长 612 554 554 612 664 716 554 602 653
M 坐姿肘高 298 284 298 228 263 298 215 251 284
N 坐姿窝高 448 405 448 383 413 448 342 382 405
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（ 1）坐姿工作面的设计
? 坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性
质等因素决定
? 图 5－ 1给出了坐姿作业时，作业性质对工作
面高度的要求。
? 图 5－ 2给出了工作面高度与身高和作业活动
性质的关系
? 工作面宽度视作业功能要求而定。若单供肘
靠之用，最小宽度为 100mm，最佳宽度为
200mm；仅当写字面用，最小宽度为 305mm，
最佳宽度为 405mm；作办公桌用，最佳宽度
为 910mm；作试验台用，视需要而定。为保
证大腿容隙，工作面板厚度一般不超过 50mm。
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图 5-1 坐姿工作面高度
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? a的台面高度为 880± 20毫米，作业者眼睛到被观察
物体的距离为 120-250毫米，能区分直径小于 0.5毫
米的零件。适合对视力强度、手臂活动的精度和灵
巧性要求都很高的作业，如钟表组装；
? b的台面高度为 840± 20毫米，作业者眼睛到被观察
物体的距离为 250-350毫米，能区分直径小于 l毫米
的零件，适合对视力强度要求较高的工作，如微型
机械和仪表的组装，精确复制和画图等；
? c的台面高度为 740± 20毫米，作业者眼睛到被观
察物体的距离小于 500毫米，能区分直径小于 10毫
米的零件，适合于一般的作业要求，如一般的钳工
工作、坐着的办公工作等；
? d的台面高度为 680± 20毫米，作业者眼睛到被观察
物体的距离大于 500毫米，适合于精度要求不高、
需要较大力气才能完成的手工作业，如包装、大零
件安装、打字机上打字等。
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图 5-2 工作台和座位高度与工作
性质和人身高的关系
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? （ 2） 容膝空间
? 在设计坐姿用工作台时，必须根据脚
可达到区在工作台下部布置容膝空间，
以保证作业者在作业过程中，腿脚能
有方便的姿势。
? 下图 1和表 5-1示出了腿脚的七种姿势
（两腿伸直，脚在右角上，腿在座位
下弯曲，一只脚在前、一只脚在后，
两腿交叉，两脚交叉，脚放在脚控制
器上）和最小最佳的容膝空间尺寸。
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符号 尺度部位
尺寸
最小 最大
A 容膝孔宽度 510 1000
B 容膝孔高度 640 680
C 容膝孔深度 460 660
D 大腿空隙 200 240
E 容腿孔深度 660 1000
容
膝
空
间
容
膝
空
间
尺
寸
（
毫
米
）
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（ 3）椅面高度及活动余隙
工作座椅需占用的空间，不仅包括座椅本身的
几何尺寸，还包括了人体活动需要改变座椅位置等
余隙要求。
? 椅面高度应根据坐姿腘窝高和坐姿时高的第 95百分
位数值设计，矮身材的人可以通过脚踏板（脚垫）
调整。
一般椅面高度比工作面高度低 270-290毫米时，
上半身操作姿势最方便。因此，椅面高度宜取
420± 20毫米。
? 座椅放置的深度距离 （工作台边缘至固定壁面的距
离），至少应在 810毫米以上，以便容易向右移动
椅子，方便作业者的起立与坐下等活动。
? 工作座椅的扶手至侧面固定臂面的距离最小为 610
毫米，以利作业者自由伸展胳膊等。
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? （ 4）坐姿作业范围
? 坐姿作业的 水平面作业范围 的设计如
图 5－ 4（ a） 所示。
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? 坐姿作业的 垂直面作业范围 的设计如
图 5－ 4（ b） 所示。
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? 由水平面作业范围和垂直面作业范围构成的 坐姿空
间作业范围 的舒适区域介于肩与肘之间, 此时, 手
臂的活动路线最短最舒适, 能迅速而准确地进行操
作 。 见 图 5－ 5A
? 例如, 当坐姿作业是小件组装, 要把 8个部件装配
起来, 则作业者面前至少需有 250× 250平方毫米的
操作面积 。 供料箱应分布在作业者前方大于 250毫
米处 （ 即装配区的周围 ） 和工作场所中心左方或右
方 410毫米之内, 并且不得高于工作面 500毫米 （ 最
好在工作面上方 250毫米处, 以减轻肩部肌肉疲
劳 ） 。 经常取用的物件应置于操作面之前 150～ 300
毫米之内, 使作业者无需向前弯曲身体就能拿到 。
大而重的物件需靠近场地前面, 允许作业者有时
（ 每小时几次 ） 到场外取物 。
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图
5
＊
5A
坐
姿
空
间
作
业
范
围
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? 2 立姿作业空间布局设计
? 立姿作业空间主要包括工作台、作业
范围和工作活动余隙等的尺寸和布局。
? 其设计用人体参量和选用原则如下表
所示。
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符号 人体测量项 目 男 女 男女混合
男子百分位数 女子百分位数
第 5 第 50 第 95 第 5 第 50 第 95
A 身高 1775 1659 1775 1583 1678 1775 1484 1570 1659
C 眼高 1486 1371 1371 1474 1568 1664 1371 1454 1541
E 肩高 1281 1195 1195 1381 1367 1455 1195 1271 1350
G 胸厚 245 239 245 186 212 245 170 199 239
H 肘间宽 371 348 348 371 422 489 348 404 478
J 前壁前展长 323 292 292 323 351 378 292 313 345
K 上肢前展长 612 554 554 612 664 716 554 602 653
L 肘高 1096 1023 1096 954 1024 1096 899 960 1023
立姿作业空间设计参数
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对上表的说明：
? （ 1） j,k为推算值，其余为实测值。
? （ 2）差鞋时的修正值：身高、眼高、
肩高、肘高加 30mm。
? （ 3）身体放松站立修正值：身高、
眼高等减 19mm。
? （ 4）着装时的修正值：胸厚加 10mm，
以工代臀膝距加 20mm。
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? （ 1）立姿工作面的高度
? 立姿工作面的高度不仅跟身高有关，还与作
业时施力的大小，视力要求和操作范围等很
多因素有关。
? 在考虑不同身高的工作者对工作面高度的要
求时，虽然可以设计出高度可调的工作台，
但事实上，可以通过调整脚垫的高度来调整
作业者的身高和肘高。
? 因此，立姿工作面高度应按身高和肘高的第
95百分位数设计。对男女共用的工作面高度
按男性的数值设计。
? 图 5— 5B及图 1按男性身高的第 95百分数给
出了立姿情况下不同作业性质对工作面高度
的要求。
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图
5—
5B
立
姿
工
作
面
高
度
（mm
）
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a的台面高度 为 1050～
1150毫米，适用于精密工
作，靠肘支承的工作（如
书写、画图等）；
b的台面高度 为 1130毫米，
虎心钳固定在工作台上的
高度；
c的台面高度 为 950～
1000毫米，适用于要求灵
巧的工作，轻手工工作
（如包装、安装等）；
d的台面高度 为 800～ 950
毫米，适用于要求用劲大
的工作（如刨床，重的钳
工工作等）。
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? （ 2）工作活动余隙
立姿作业时，人的活动性比较大。为了保证作业
者操作自由、动作舒展，必须使站立位置有一定的
活动余隙。有条件时，可以适当大些，场地较小时，
应按有关人体参量的第 95百分位数加上着冬季防寒
服时的修正值进行设计，一般应满足以下要求：
站立用空间（作业者身前工作台边缘至身后墙
壁之间的距离），不得小于 760毫米，最好能达到
910毫米以上；
身体通过的宽度（身体左右两侧间距），不得小
于 510毫米，最好能保证在 810毫米以上；
身体通过的深度（在局部位置侧身通过的前后间
距），不得小于 330毫米，最好能满足 380毫米；
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? 行走空间宽度 （供双脚行走的凹进或凸出的平整
地面宽度），不得小于 305毫米，一般须在 380毫米以
上；
容膝容足空间 。立姿作业虽不需要，但提供了容
膝容足空间，可以使作业者站在工作台前能够曲膝和
向前伸脚。一方面站着舒适，另一方面使身体可能靠
近工作台，扩大上肢在工作台上的可及深度。容膝空
间最好有 200毫米以上，容足空间最好达到 150× 150
毫米以上；
过头顶余隙 （地面至顶板的距离）。一些岗位
的过头顶余隙就是楼层的高台，但许多大型设备常在
机器旁建立比较矮小的操纵控制室，空间尺寸十分有
限。如果过共顶余隙过小，心理上就产生压迫感，影
响作业的耐久性和正确性。过头顶余隙最小应大于
2030毫米，最好在 2100毫米以上，在此高度下不应有
任何构件通过。
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五
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（ 3） 临时座位
立姿工作易疲劳, 条件允许时,
应提供临时座位供作业者工间短时
休息 。 临时座位不应影响立姿作业
自由走动和操作 。 图 5-6分别是摇动
旋转式和回跳式临时座位 。
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? （ 4）立姿作业范围
立姿作业的水平面作业范围与坐姿时相
同，垂直面作业范围的设计如 图 5— 7所示
图 5-8给 出了立姿作业时最大和最佳的作
业范围。
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图
5—
8
立
姿
作
业
范
围
（mm
）
安
全
人
机
工
程
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第
五
章
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? 3、坐 — 立姿交替作业空间
? 坐 -立姿作业空间设计用人体参量与选用原则，
是在设计立姿作业空间的人体测量项目参数的
基础上，增加了坐姿腘窝高 n和大腿厚 i这两个
坐姿作业的设计参数,其布局设计方法如图
所示。
? 坐 -立姿交替作业的工作面高度及水平面和垂
直面的最大作业范围和舒适作业范围，均与单
独采用立姿作业的设计结果相同。但坐 -立姿
交替作业的工作座椅的坐面高与坐姿作业时的
坐面高是不同的。它是由立姿时的工作面高度
减去工作台面板厚度和大腿厚度 i的第 95百分
位数所确定的。
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第
五
章
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坐 -立姿交替作业垂直面布局设计
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第
五
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▲ 椅子可以移动，以便在
立姿操作时可将它移开；
▲椅子高度可调，以适应
不同身高者的需要；
▲坐姿作业时应提供脚踏
板 （脚垫），否则，会因
工作座椅坐面过高，人的
双脚下垂，造成座面前缘
压迫大腿，使血液循环受
阻。踏板中心位置高度应
为座面高度减去坐姿腘窝
高 n的第 95百分位数，以保
证容膝空间适应 90%以上的
人群众。若踏板高度可调，
可调范围取 20-230毫米。
安
全
人
机
工
程
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第
五
章
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? 4、其它姿势的作业空间
? 在工厂里，除了在固定工作岗位上通过操纵
机器直接生产制造产品之外，还有大量的工
人则是从事机器设备安装维修工作。当进入
设备和管路布置区域或进入设备和容器的内
部时，由于空间的限制，作业人员往往既不
能坐着作业，也不能站着作业，而只能采取
蹲姿、跪姿和卧姿等。因此，必须在设备的
设计和布局时就事先留出以其它可以预见到
的姿势，进行作业的所需空间。具体包括二
个方面，一是到达各检修点的可达性问题；
二是在各检修点的可操作性问题。
安
全
人
机
工
程
学
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? （ 1） 检修通道的布局与最小尺寸
? 解决可达性问题，就是根据可能的通行
姿势设计合理的检修通道。检修通道应
针对一切可能的检修项目，采用最容易
使所需的零部件、人的身体、工具等顺
利通过的形状。在确定具体尺寸时，应
考虑人体携带零部件和工具的方式所需
的工作余隙，还应考虑操作人员在通道
内的视觉要求。否则遇到紧急检修时，
人、工具和更换的零部件进不去，就得
拆除或破坏其它的设施，造成更大的减
产、停产。
安
全
人
机
工
程
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第
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? 一般情况下，设置一个大的检修通道，
比设置两个或更多个小的检修通道要
好，检修通道应位于正常安装时易于
接近的设备表面或直接进入最便于维
修的地方。同时应处于远离高压或危
险转动部件的安全区。否则应采取有
效的安全措施，以防作业人员进出时
受到伤害。表 5— 2是人体形态尺寸对
各种通行方式的最小空间尺寸要求。
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全
人
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序号 通行方式 尺 度
尺 寸
最 小 最 好 着防寒服
1 单人正面通过 宽 × 高 560 × 1600 610 × 1860 810 × 1910
2 双人并行通过 宽 × 高 1220 × 1600 1370 × 1860 1530 × 1910
3 双人侧身通过 宽 × 高 760 × 1600 910 × 1860 910 × 1910
4 方形垂直入口 边长 × 边长 459 × 159 560 × 560 810 × 810
5 圆形垂直入口 直径 φ 560 φ 610
6 矩形水平入口 宽 × 高 535 × 380 610 × 510 810 × 810
7 圆形爬行管道 直径 φ 635 φ 760 φ 810
8 方形爬行管道 边长 × 边长 635 × 635 760 × 760 810 × 810
表 5— 2 最小通道尺寸
安
全
人
机
工
程
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? （ 2） 其它姿势最小作业空间尺寸
? 安装与维修机器设备时, 若检修点的
作业空间过小, 人的肢体施展不开,
就会以不合理的方式用力而损伤肌肉
骨骼组织 。 或者会因把持不住工具,
零部件等而造成物体失落, 既影响工
作效率, 又容易砸伤人体 。
? 全身进入的各种姿势所需的最小作业
空间尺寸, 应根据有关人体测量项目
的第 95百分位数进行设计, 具体尺寸
如图 5— 10和表 5— 3所示 。
安
全
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工
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作业姿势 尺度标记
尺 寸
最小值 选取值 着防寒服时
蹲坐作业 高度宽度 12070 —92 130100
屈膝作业 高度宽度 12090 —102 130110
跪姿作业
宽度
高度
手距地面高度
110
145
120
—
70
130
150
爬着作业 高度长度 80150 90— 95160
俯卧作业
（腹朝下）
高度
长度
45
245
50
—
60
—
仰卧作业
（背向下）
高度
长度
50
190
60
195
65
200
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全
人
机
工
程
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检查孔或观察窗的间隙尺寸可
以按下述方法设计：
双肩均需进入，取开口的宽度
等于可及范围深度的 75％加
150mm，水平间隙至少为
630mm（ a）；只把手臂伸进到
附近肘部时，孔的直径取
110mm（ b）；若把整个手臂都
伸进去，孔的直径应取 125mm，
着防寒服作业再增加 75mm
（ c）；对于伸直手掌及握拳的
开口尺寸应取图 d,e所示的大小；
对于拿东西的手来说，物体周
围的自由空间应等于 45mm，戴
手套时再增加 20mm（ f,g）；对
于按动按钮,孔的直径应取 40mm
（ h）；而为了用双指捏取按钮，
孔的直径必须等于 65mm
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? 5、最佳作业空间的选择
? ⑴ 充分考虑作业者的心理特性
? ⑵ 充分考虑作业者的行动空间
? ⑶ 对于多人集体作业应考虑协同作业空间
? ⑷ 考虑设备本身的特点（功能、形状、数量和使用情况等）
进行设计，尽量把功能相同和相互联系的部件组合在一起，以
利于操作、监视和管理。
? ⑸ 考虑控制装置的合理布局，将使用频率高的控制装置布置
在最适于作业的区域，并按操作的先后顺序，把它们相互之间
尽量安排得近一些，形成一个流畅的作业线路。
? ⑹ 根据人体测量学、解剖学和生物力学的特征来布置机器、
控制器和工具，做到使操作者既能高效操作，又能减少疲劳。
? ⑺ 把设备、控制器和显示器等尤其是重要设备仪器布置在操
作者的手或脚的可及范围与视野的有效位置。
? 图 5－ 12所示为坐姿最佳空间范围。
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图 5－ 12 坐姿最佳空间作业范围
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? 6,安全距离设计
? 由于种种原因，许多设备要实现无任何危险
之处是很难的，因此就必须考虑与其保持一
定的安全距离。安全距离有二：
? 一是防止人体触及机械部位的间隔；称为机
械防护安全距离的确定，主要取决于人体测
量参数。
? 二是使人体免受非触及机械性有害因素影响
的间隔，如超声波危害、电离辐射和非电离
辐射危害，冷冻危害、以及尘毒危害等）安
全距离的确定，主要取决于危害源的强度和
人体的生理耐受阈限。
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? ⑴ 机械防护安全距离设计
? Sd = （ 1± K） L
? 或, Sd =（ 1± K） Rm
? 式中, Sd为安全距离 （ mm） ； L为人体尺寸
（ mm） ； Rm为最大可及范围 （ mm） ； K为附
加量系数 。
身 体 有 关 部 位 K
身高等大尺寸
上, 下肢等中等尺寸；大腿围度
手, 指, 足面高, 脚宽等小尺寸；头胸等重要部位
0.03
0.05
0.10
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? ⑵ 人体与带电导体的安全距离
? 由于向设备提供动力和工作照明的需要, 在厂区,
车间和工作岗位上, 常常有配电设施, 电线电缆和
电气开关等 。 这些带电的物体虽然都有绝缘的外表
层或其它安全保护措施, 但仍然存在着对人体的潜
在威胁 。 因此, 人体与带电导体应保持一定的安全
距离, 以避免各种电气伤害 。
? 人体与带电导体间的安全距离视电压的高低和操作
条件而定 。 在低压操作下, 人体与带电体至少应保
持 100 mm的距离 。 在高压无遮拦操作中, 人体及所
携带工具与带电体之间的最小距离,10KV以下者不
应小于 700mm,20～ 35KV者不应小于 1000mm。 用
绝缘杆操作时, 应装临近时遮拦 。 在线路上工作时,
人体与临近带电体的最小距离,10KV以下者不应小
于 1000mm,35KV者不应小于 2500mm。
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二、座椅的设计
? 1、座椅设计的一般原则
? ① 座椅的设计, 应提供操作人员在操作时
的身体支撑；
? ② 座椅的设计要使操作人员工作顺利, 椅
子的尺寸要适当, 其高度和位置可以调整到
适合各种身材的人使用；
? ③ 座椅应能够适当地支撑住身体, 以避免
不良的姿势, 同时身体的重量能够均衡地分
布在椅面上；
? ④ 在不影响手的个别动作时, 座椅应有扶
手, 同时也有脚踏板, 以维持较好的座椅到
脚停止位置的距离 。
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? 2,座椅的设计
? (1) 座面高度 按我国人体尺寸座面高度可取为
380～ 450mm。 座椅最好设计成高度可调, 以适应不
同身材的操作者需要, 调节范围为工作台下 240～
300mm之间 。
? (2) 坐深 正确的设计应使臀部得到全面的支撑,
腰部得到靠背的支撑, 座面前缘与小腿间留有适当
距离, 保证小腿可自由活动 。 坐深应按 350～ 400mm
来取 。
? (3) 坐宽 座宽应满足臀部就座所需要的尺度, 使
人能自如地调整坐姿 。 一般可取 400～ 500mm。
? (4) 座面倾角 因为工作时身体前倾, 若倾角过大,
会因为身体前倾而使脊椎拉直, 破坏正常的腰椎曲
线, 所以座椅座面倾角一般小于 3° 。
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? (5) 靠背的高和宽 靠背的作用是保持脊椎处处
于自然形状的放松姿势 。 靠背可分为腰靠和肩靠,
作业场所的座椅大部分属于腰靠 。 靠背的最大高度
可达 480～ 630mm,最大宽度 350～ 480mm。 支撑腰部
以下的骶骨部分能增加舒适感, 靠背下沿与座面之
间最好留有一定的空间 （ 70～ 80mm以上 ）, 以容纳
向后挤出的臀部肌肉 。 靠背的横截面可以是一个半
径大于 1000mm的圆弧 。
? (6) 靠背与座面夹角 靠背与座面夹角若小于
90°, 则腹部受压迫；夹角太大会降低人的警觉状
态 。 一般可取 95° ～ 105° 。
? (7) 坐垫高度 一般坐垫的高度是 25mm。 太软太
高的坐垫, 易造成身体不稳, 反易产生疲劳 。
? (8) 扶手高度 扶手不宜太高, 以免引起肩部酸痛 。
休息扶手高度一般取 200～ 230mm,两扶手的间距
可取 500～ 600mm,运输工具中两扶手间距可取
400～ 500mm。
安
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第三节 显示器设计
一、显示器的性能要求
? 1,用简单明了的方式传达信息, 使传递信息的形式
尽量能直接表达信息的内容, 以减少译码的错误 。
? 2,显示精度要适当, 保证最少的认读时间, 避免因
精度超过需要, 反而使阅读困难和误差增大 。
? 3,显示形式要符合操作者的习惯及操作能力极限,
易于了解, 避免换算, 减少训练时间, 减少受习惯干
扰造成解释不一致的差错 。
? 4,根据作业条件 （ 如照明, 速度, 振动, 操作者的
位置, 运动的约束等 ）, 运用最有效的显示技术和显
示方法, 要使显示变化速度与操作者的反应能力相适
应, 不要让显示速度超过人的反应速度 。
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二、显示器设计的基本原则
? 1、明显度高
? 2,可见度高
? 3、可读性好
? 4,阐明力强
? 5,简单明了
? 6,确保安全
? 7,使视力有缺陷者（如视弱、色弱者）也
不会误认。
? 8、显示器的显示方式和操作者的思维过程
应当和谐一致。
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? 三、视觉显示器的设计
视觉显示方式主要有数字显示和模拟
显示两类：
? 数字显示中有机械式，数码管式液晶
式和屏幕式等。它直接用数码来显示
有关参数和工作状态。
? 模拟显示最常用的有刻度盘指针式和
灯光显示式。它是用模拟量来显示机
器有关参数和状态。手表表盘就是一
个典型的模拟显示。
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? 1,指针式仪表的设计
? 依刻度盘的形状，指针显示器可分为圆形、
弧形和直线形（见表 5－ 5）。
? 设计指针式仪表时应考虑安全人机工程学
的问题
? ①指针式仪表的大小与观察距离是否比例适当；
? ②刻度盘的形状与大小是否合理；
? ③刻度盘的刻度划分、数字和字母的形状、大小
以及刻度盘色彩对比是否便于监控者能迅速而准
确地识读；
? ④根据监控者所处的位置，指针式仪表是否布置
在最佳视区范围内。
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表 5－ 5 指针显示器的刻度盘分类
安
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? ⑴ 刻度盘的设计
? 刻度盘的形状 。刻度盘的形状主要取
决于仪表的功能和人的视觉运动规律。
以数量识读仪表为例，其指针值必须
能使识读者精确、迅速地识读。
? 实验研究表明，不同形式刻度盘的误
读率亦不同（表 5－ 6）
安
全
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第
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误读率比较,开窗型，由于指针不动，刻度数字动，窗中的数字
易读，其误读率最小。与此相反，圆型，半圆型等，由于需在
仪表中寻找和确认指针的位置，所以在较短的揭示时间内比开
窗型的误读率高，但因可以用指针的倾角来推测显示量，因此
高于水平型和竖直型显示。水平型和竖直由于寻找指针位置最
费时间，在提示时间短的情况下，误读率最高，但与竖直型相
比，水平型的误读率偏低，这是因为眼球的运动快的缘故。
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表 5－ 6 5种显示器读数准确度的比较
（圆型仪表为 100％）
显示器类型 最大可见度盘尺寸
（ mm）
读数错误率
（ %）
开窗式
圆形
半圆形
水平直线形
竖直直线形
42.3
54.0
110
180
180
45
100
153
252
325
安
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? 刻度盘的大小 。 刻度盘的大小取决于盘
上标记的数量和观察距离 。
? 以圆形刻度为例, 当盘上标记数量多时,
为了提高清晰度, 须相应增大刻度盘 。
但是, 这必将增加眼睛的扫描路线和仪
表占用面积 。 而缩小刻度盘又会使标记
密集不清晰 。
? 刻度盘的最佳直径与监控者的视角有关 。
实验证明, 最佳视角为 2.5～ 5° 。 因此,
由最佳直径和最佳视角便可确定最佳视
距, 或已知视距和最佳视角便可推算出
仪表刻度盘的最佳直径 。
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? 怀特 （ W,J,White） 等人对圆形刻
度盘最优直径作过实验, 将仪表安装
在仪表盘上, 然后测试反应速度和误
读率 。 结果表明, 圆形刻度盘的最优
直径是 44mm（ 表 5－ 7） 。 关于圆形刻
度盘的直径, 观察距离和标记数量的
推荐值请参见表 5－ 8。
安
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表 5－ 7 认读速度和准确度与直径大小的关系
（视距 750mm）
刻度盘直径
mm 观察时间 s 平均反应时间 s 读错率 %
25 0.82 0.76 6
44 0.72 0.72 4
70 0.75 5.73 12
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表 5－ 8 观察距离和标记数量与刻度盘直径的关系
刻度标记的数量
刻度盘的最小允许直径
观察距离 500mm 时 观察距离 900mm 时
38 25.4 25.4
50 25.4 32.5
70 25.4 45.5
100 36.4 64.3
150 54.4 98.0
200 72.8 129.6
300 109.0 196.0
安
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? （ 2）刻度线设计
? ① 刻度的大小 刻度盘上最小刻度线间的
距离称为刻度 。 刻度的大小可根据人眼的最
小分辨能力和刻度盘的材料性质及视距而确
定 。 人眼直接读识刻度时, 刻度的最小尺寸
不应小于 0.6～ 1mm。 当刻度小于 1mm时, 误
读率急剧增加 。 因此, 刻度的最小尺寸一般
在 1～ 2.5Omm之间选取,必要时也可采用 4～
8mm。 采用放大镜读数时, 刻度的大小一般
取 1／ X mm（ X为放大镜放大倍数 ） 。
? 刻度线的最小值还受所用材料的限制, 钢和
铝的最小刻度为 1mm；黄铜和锌白銅为
0.5mm
安
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? ② 刻度的类型 常见的刻度类型有
单刻度线, 双刻度线和递增式刻度线
（ 见图 5－ 13） 。 递增式刻度线的形
象特征可以减少识读误差 。
? ③ 刻度线的宽度 即刻度线的粗细 刻
度线的宽度取决于刻度的大小, 当刻
度线宽度为刻度的 10％ 左右时, 读数
的误差最小 （ 图 5－ 14） 。 因此, 刻
度线宽度一般取刻度的 5％ ～ 15％,
普通刻度线通常取 0.1± 0.02mm；远
距离观察时, 可取 0.6～ 0.8mm,精度
高的测量刻度线取 0.0015～ 0.1mm。
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全
人
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第
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图 5－ 13 刻度线
安
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图 5－ 14 刻度线宽度对误差的影响
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? ④ 刻度线长度 刻度线长度选择合适与
否, 对识读准确性影响很大 。 刻度线长度
受照明条件和视距的限制, 见表 1。 当视距
为 L时, 刻度线最小长度为：
? 长刻度线长度＝ L／ 90
? 中刻度线长度＝ L／ 125
? 短刻度线长度＝ L／ 200
? 刻度线间距＝ L／ 600
? 刻度线长度还受刻度大小的影响, 不同刻
度范围的刻度线长度按表 5－ 9选取 。
安
全
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第
五
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表 1 刻度线的长度
观察距离 m
长度 mm
长刻度线 中刻度线 短刻度线
0.5以内 5.5 4.1 2.3
0.5～ 0.9 10.0 7.1 4.3
0.9～ 1.8 20.0 14.0 8.6
1.8～ 3.6 40.0 28.0 17.0
3.6～ 6.0 67.0 48.0 29.0
安
全
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第
五
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安全与环境工程系2006.3 第 76 页
表 5－ 9 刻度线长度选择表 （㎜）
刻度大小
长度
刻度线
0.15～
0.3
>0.3～
0.5
>0.5～
0.8
>0.8～
1.2
>1.2～
2
>2～
3
>3～
5
>5～
8
L1（短） 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.5 3.0 4.0
L2（中） 1.4 1.7 2.2 2.6 3.0 4.5 4.5 6.0
L3（长） 1.8 2.2 2.8 3.3 4.0 6.0 6.0 8.0
安
全
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机
工
程
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第
五
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︶
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? ⑤ 刻度方向 刻度盘上刻度值的递
增顺序称为刻度方向 。 刻度方向必须
遵循视觉规律, 水平直线型应从左至
右；竖直直线型应从下到上；圆形刻
度应按顺时针方向安排刻度值 。
? ⑥ 数字累进法 一个刻度所代表的被
测值称为单位值 。 每一刻度线上所标
度的数字的累进方法对提高判读效率,
减少误读也有非常重要的作用 。 数字
累进法的一般原则如表 5－ 10所示 。
这是美国海军的研究成果 。
安
全
人
机
工
程
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第
五
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︶
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表 5－ 10 数字累进法
优 可 差
1 2 3 4 5
5 10 15 20 25
10 20 30 40 50
50 100 150 200 250
2 4 6 8 10
20 40 60 80 100
200 400 600 800 1000
3 6 9 12
4 8 12 16
1.25 2.5 5 7.5
15 30 45 60
一般应采取表中, 优, 的累进法，只是在不得已的情况
下才使用, 可,,而绝对不能使用, 差, 的累进法。人
最易读取自然增加的数字。
安
全
人
机
工
程
学
︵
第
五
章
︶
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? ⑦ 刻度设计注意事项
? A、不要以点代替刻度线；
? B、刻度线的基线用细实线为好，图 5－
15中采用的粗线不利于识读；
? C、刻度线不可很长而且很挤，如图 5－
16所示；
? D、不要设计成间距不均匀的刻度，如
图 5－ 17所示。
安
全
人
机
工
程
学
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第
五
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? ⑶ 字符设计
? ① 字符的形体
? ② 字符的大小
? 对于安装在仪表盘上的仪表，视距为
710㎜ 时，其字符高度可参考 表 5－ 11
? 笔划宽与字高比值的推荐值如 表 5－
12所示
安
全
人
机
工
程
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第
五
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表 5－ 11 仪表盘上仪表的字符高度（㎜）
字母或数字
的性质
低亮度下（约
0.103cd/m2）
高亮度下（约
3.43cd/m2）
重要的
（位置可变）
重要的（
位置固定）
不重要的
5.1～ 7.6
3.6～ 7.6
0.2～ 5.1
3.0～ 5.1
2.5～ 5.1
0.2～ 5.1
安
全
人
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五
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表 5－ 12 不同照明条件下字符笔划粗细取值
照明和背景亮度情况 字 体 笔划宽：字高
低照度下
字母与背景的亮度对比比较低时
亮度对比值大于 1:12（ 白底黑字 ）
亮度对比值大于 1:12（ 黑底白字 ）
黑色字母于发光的背景上
发光字母于黑色的背景上
字母具有较高的明度
视距较大而字母较小的情况下
粗
粗
中粗～中
中～细
粗
中～细
极细
粗～中粗
1:5
1:5
1:6～ 1:8
1:6～ 1:8
1:5
1:8～ 1:10
1:12～ 1:20
1:5～ 1:6
安
全
人
机
工
程
学
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第
五
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? ③ 标度数字的原则
? 指针运动盘面固定的仪表标度的数字应直排（正
立位）；
? 盘面运动指针固定的仪表标度的数字应辐射定向
安排；
? 最小刻度可不标度数字，最大刻度必须标度数字；
? 指针在仪表面内时，如果仪表盘面空间足够大，
则数字应在刻度的外侧，以避免被指针挡住；指
针在仪表外侧时，数字应标在刻度的内侧；
? 开窗式仪表的窗口应能显示出被指出的数字及上
下相邻的两个数字，标数应顺时针辐射定向安排。
为了不干扰对显示信息的识读，刻度盘上除了刻
度线和必要的字符外，一般不加任何附加装饰；
? 一些说明仪表使用环境、精度的字符应安排在不
显眼的地方。
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人
机
工
程
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第
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? ⑷ 指针设计
? 指针设计的人机工程学问题，主要从
下列几方面考虑：
? 形状
? 宽度
? 长度
? 颜色
? 零点位置
? 色彩匹配
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第
五
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? 指针的形状
? 指针形状要单纯、明确，不应有装饰。
针身以头部尖、尾部平、中间等宽或
狭长三角形的为好。
? 图 2为指针的基本形式。
? 在设计指针箭头时可参考图 3所示的各
种箭头，以最右端的为最好。
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第
五
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安全与环境工程系2006.3 第 86 页
图 2 指针的基本形状
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第
五
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图 3 各种箭头形状的比较
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第
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安全与环境工程系2006.3 第 88 页
? 指针的宽度 —— 指针针尖宽度应与最短刻
度线等宽，但不应大于两刻度线间的距离。
指针不应接触刻度盘面，但要尽量贴近盘
面。精度要求很高的仪表，其指针和刻度
盘面应装配在同一平面内。
? 指针的长度 —— 指针的针尖不要覆盖刻度，
一般要离开刻度记号 1.6mm左右，圆形刻
度盘的指针长度不要超过它的半径，需要
超过半径时，其超过部分的颜色应与盘面
的颜色相同。
? 指针的颜色 —— 指针的颜色与刻度盘的颜
色应有较鲜明的对比，但指针与刻度线的
颜色和字符的颜色应该相同。
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第
五
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安全与环境工程系2006.3 第 89 页
? 零点位置 —— 指针零点位置大都在相
当于始终 12点或 9点的位置上。
? 色彩匹配 —— 指针、刻度和表盘的配
色关系要符合人的色觉原理，黑色配
色的清晰度较高，但不是最高，见表
4配色时要采取红绿等醒目色，以提
高工作环境的美学效果。在现代生产
中，要注意整体效果，即装在仪表板
上所有仪表的颜色都要搭配好，使总
体颜色看起来协调、淡雅、舒适和明
快。
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第
五
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安全与环境工程系2006.3 第 90 页
表 6-6 配色的级次
级次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
清晰
程度
底色
被衬色
模糊
程度
底色
被衬色
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五
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安全与环境工程系2006.3 第 91 页
? 2、数字显示器的设计
? 数字显示是直接用数字和字符等显示
参数或状态的仪表，除了少量机械式
数字显示器外，显示器几乎全是电子
显示器，其基本形式有两种：一种是
以显示数字为主并有少量字符的显示
器，多数为开窗式，如液晶显示器、
数码管显示器等；一种是以显示参数、
表格、模拟曲线或图形，以及数量较
多的各种字符为主的显示器，多数为
屏幕式，如各种监视器、计算机显示
器等。
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人
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第
五
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? 电子显示的主要问题有两个：一是因字
型由直线段组成, 因而失去常态的曲线,
带来认读的不方便；二是各字间隔会因
字的不同而变化, 忽大忽小；如图 5－
18所示 。
? 实验表明，由亮小圆点阵来构造字符
（如图 5－ 19），认读性好，使混淆的
可能性大为减小。
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机
工
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第
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图 5-18 电子数码显示 图 5－ 19 圆点阵显示
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? 数字式显示的优点
? 使用数字式显示不但认读快，而且误读率低
? 格雷瑟在 1949年用八个指针式仪表和一个数
字显示仪表，作为飞机高度计，显示飞机不
同的高度，如 图 5所示。对受过训练的飞行
员和大学生进行认读实验。发现飞机上原来
采用的三针式高度计误读率最高并且认读时
间最长。
? 1958年 4月晚一架子爵号飞机在准备向普斯
威克机场降落时，机长将三针式高度计的
2500英尺误读为 12500英尺，结果飞机撞毁
在地面上。
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图 5 格雷瑟的实验仪表 (1)
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安全与环境工程系2006.3 第 96 页
图 5 格雷瑟的实验仪表 (2)
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安全与环境工程系2006.3 第 97 页
? 模拟显示与数字显示的功能比较
比较项
目
模拟显示仪表
数字显示仪表
指针活动式 指针固定式
数量信
息 中：指针活动时读数困难 中：刻度移动时读数困难
好：能读出精确数值, 速度快,
差错少
质量信
息
好：易判定指针位置, 不
需读出数值和刻度就能迅
速发现指针的变动趋势
差：未读出数值和刻度时,
难以确定变化方向和大小
差：必须读出数字, 否则难以得
知变化的方向和大小
调节性
能
好：指针运动与调节活动
有简单而直接的关系, 便
于调节和控制
中：调节运动方向不明显,
指示的变动难控制, 快速
调节时不易读数 。
好：数字调节的监测结果精确,
数字调节与调节运动无直接关系,
快速调节时难以读数
监控性
能
好：能很快确定指针位置
并进行监控, 指针与调节
监控活动关系最简单
中：指针无变化有利监控,
但指针与调节监控活动的
关系不明显
差：不便按变化的趋势进行监控
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一
般
性
能
中：占用面积大, 照明可设在控制
台上, 刻度的长短有限, 尤其在使
用多指针显示时认读性差
中：占用面积小, 仪表需局
部照明, 只在很小一段范围
内认读, 认读性好
好：占用面积小, 照明
面积也是最小, 表盘的
长短只受字符的限制
综
合
性
能
可靠性高
稳定性好
易于显示信号的变化趋向
易于判断信号值与额定值之差
精度高
认读速度快
无差补误差
过载能力强
易与计算机联用
局
限
性
显示速度较慢
易受冲击和振动的影响
环境因素影响较大
过载能力差
质量控制困难
显示易跳动或失效
干扰因素多
需内附或外附电源
元件或焊接件存在失效
问题
发
展
趋
势
提高精度与速度
采用模拟与数字混合型显示仪表
提高可靠性
采用智能化显示仪表
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安全与环境工程系2006.3 第 99 页
? 3、信号灯设计
? 信号灯设计的原则
? ⑴ 清晰、醒目和必要的视距 (见表 1)
? ⑵ 合乎使用目的
? ⑶ 按信号性质设计
? ⑷ 信号灯位置与颜色的选择
? ⑸ 信号灯与操纵杆和其他显示器的
配合
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第
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安全与环境工程系2006.3 第 100 页
表 1 能见距离与空气透明度的关系
大气状态 透明系数 能见距离 km
空气绝对纯净 0.99 200
透明度非常好 0.97 150
很透明 0.96 100
透明度良好 0.92 50
透明度中等 0.81 20
空气稍许混浊 0.66 10
空气混浊（霾） 0.36 4
空气很混浊（浓霾） 0.12 2
薄 雾 0.015 1
中 雾 2 × 10-4 ～ 8 × 10-10 0.5～ 0.2
浓 雾 10-19 ～ 10-34 0.1～ 0.05
极浓雾 ＜ 10-34 几十 ～几米
安
全
人
机
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第
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安全与环境工程系2006.3 第 101 页
? 4、符号标记设计
? 符号标记的评价标准为：识别性、注
目性、视认性、可读性、联想性。
? 路标的具体评价依次是：
? 标记的识别距离,
? 文字的识认距离,
? 认读时间,
? 判断时间
? 动作时间
安
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机
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程
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第
五
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安全与环境工程系2006.3 第 102 页
? 为了防止色盲、色弱、色觉异常者
（多为红绿色盲）对交通信号的误认，
有的城市采用如图 5-20所示的信号灯。
图 5— 20 改进的交通信号灯
安
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第
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安全与环境工程系2006.3 第 103 页
? 当所要显示的信息内容较复杂时，往往单个
信号灯难以胜任，在此情况下，可采用多个
信号灯的复合显示来实现。
? 现代汽车尾灯的设计就采用了颜色编码。汽
车的尾灯是给后方汽车驾驶员指示前方车辆
行驶情况的，对避免前后相撞有重要意义，
其复合灯光指示：有车、刹车、转弯等。白
灯用于夜间行驶时倒车用，如下图所示
安
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安全与环境工程系2006.3 第 104 页
四、听觉显示器的设计
? 1、音响及报警装置的设计
? ⑴ 音响和报警装置的类型及特点
? ① 蜂鸣器 常配合信号灯一起使用, 作为提示性听觉显示
装置, 提示操作者注意, 或提示操作者去完成某种操作,
也可用于指示某种操作正在进行 。
? ② 铃 铃因其用途不同, 其声压级和频率也有较大差别 。
用做指示上下班的铃声和报警器的铃声, 其声压和频率就
较高, 因而可用于具有较高强度噪声的环境中 。
? ③ 角笛和汽笛 角笛 常用作高噪声环境中的报警装置 ； 汽
笛较适合于紧急状态的音响报警装置 。
? ④ 警报器 主要用作危急状态报警, 如防空, 救火报警等 。
安
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第
五
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安全与环境工程系2006.3 第 105 页
? ⑵ 音响和报警装置的设计原则
? ① 音响信号必须保证使位于信号接受范围内的人
员能够识别并按照规定的方式作出反应 。 因此,
音响信号的声级必须超过听阈, 最好能在一个或
多个倍频程范围内超过听阈 10 dB以上 。
? ② 音响信号必须易于识别, 特别是有噪声干扰时,
音响信号必须能够明显地听到并可与其它噪声和
信号区别 。 因此, 音响和报警装置的频率选择应
在噪声掩蔽效应最小的范围内 。 例如, 报警信号
的频率应在 500～ 600Hz之间 。 其最高倍频带声级
的中心频率同干扰声中心频率的区别越大, 该报
警信号就越容易识别 。 当噪声声级超过 110 dB时,
最好不用声信号来作报警信号 。
安
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第
五
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安全与环境工程系2006.3 第 106 页
? ③ 为引起人注意, 可采用时间上均匀变化的脉冲
声信号, 其脉冲声信号频率不低于 0.2Hz和不高于
5 Hz,其脉冲持续时间和脉冲重复频率不能与随
时间周期性起伏的干扰声脉冲的持续时间和脉冲
重复频率重合 。
? ④ 报警装置最好采用变频的方式, 使音调有上升
和下降的变化, 例如紧急信号, 其音频应在 1 S内
由最高频 （ 1200Hz） 降低到最低频 （ 500Hz）,
然后听不见, 再突然上升, 以便再次从最高频降
低到最低频 。 这种变频声可使信号变得特别刺耳,
可明显地与环境噪声和其它声信号相区别 。
? ⑤ 显示重要信号的音响装置和报警装置，最好与
光信号同时作用，组成, 视听, 双重报警信号，
以防信号遗漏。
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第
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? 2、语言传示装置的设计
? ⑴ 语言的清晰度 语言清晰度（室内）
与主观感觉的关系（ 见表 5－ 14 ）。设计
一个语言传示装置，其语言的清晰度必须
在 75％以上，才能正确传示信息。
? ⑵ 语言的强度 语言传示装置的语言强
度最好在 60～ 80 dB之间。 （ 见图 ）
? ⑶ 噪声对语言传示的影响 当噪声声压级
大于 40dB时，这时噪声对语言信号有掩蔽
作用，从而影响语言传示的效果。
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全
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第
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语言清晰度百分率 × 100 人的主观感觉
65以下
65～ 75
75～ 85
85～ 96
96以上
不满意
语言可以听懂，但非常费劲
满意
很满意
完全满意
表 5－ 14 语言清晰度的评价
安
全
人
机
工
程
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第
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图 语音强度与清晰度的关系
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全
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安全与环境工程系2006.3 第 110 页
五,仪表盘总体布局设计
? 1,仪表盘的识读特点与最佳识读区
? 以视中心线为基准，在其上下各 15° 的区域内误
读概率最小，视角增大差错率增高 (表 5－ 15)。
? 当视距为 800㎜ 时，若眼球不动，水平视野 20° 范
围为最佳识读范围，其正确识读时间为１ s。当水
平视野超过 24° 以外范围的仪表时，需通过头部
区域，然后再观察右部区域，所以 24° 角以外区
域的左半部正确识读时间比右半部正确识读时间
短。
? 视线与盘面垂直，可以减少视觉误差。当人坐在
控制台前时，头部一般略向前倾，所以仪表盘面
应相应后仰 15～ 30°,以保证视线与盘面垂直。
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全
人
机
工
程
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第
五
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视线上下的角度区域 误 读 概 率
0o～ 15
15o～ 30o
30o～ 45o
45o～ 60o
60o～ 75o
75o～ 90o
0.0001～ 0.0005
0.0010
0.0015
0.0020
0.0025
0.0030
表 5－ 15 视角与差错率的关系
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第
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? 2,仪表盘的总体设计
? 为了保证工作效率和减少疲劳, 一目了然
地看清全部仪表, 一般可根据仪表盘的数
量选择一字形, 弧形, 弯折形布置形式 。
? 一字开布置的结构简单，安装方便，是目
前控制室仪表盘的较少的小型控制室。弧
形布置的结构比较复杂，它既可以是整体
弧形，也可以是组合弧形。这种弧形结构
改善了视距变化较大的缺点，常用于 10块
盘以上的中型控制室，弯折式布置由多个
一字形构成，其结构比弧形式简单，又使
视距变化较大的缺点得到克服。因此该种
布置形式常用于大中型控制室。
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全
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第
五
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? 3,仪表盘的垂直立面布置
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全
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第四节 控制器的设计
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五
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第五章 人机系统的安全设计
人机系统的安全设计的内容
1、工作（规划）设计；
2、岗位设计；
3、显示器设计；
4、控制器设计；
5、作业环境设计；
6、安全防护装置设计。
人机系统安全设计须遵循的原则
1、以人为中心的设计原则
2、产品人性设计的原则
3、安全第一的思想贯穿于全过程的原则
安
全
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程
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第
五
章
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第一节 工作（规划）设计
一、工厂工作设计
工厂的工作设计包括工厂的厂址选择、
厂区平面布置、厂区道路交通、防火间
距、厂房及设备的平面布置，原材料、
燃料、产品等输送与储存，废弃物的排
放与处理，工艺流程中的安全设施及安
全防范措施等内容，在设计时要全面考
虑对周围环境影响、防火、安全疏散、
事故应急措施等方面的安全。
安
全
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第
五
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二、城市（规划）工作设计
? 1、城市人口密度基数的安全设计
? 2、城市土地利用与安全设计
? 3、对城市的变与不变相统一的
安全设计
? 4、城市通道的安全设计
安
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第
五
章
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第二节 岗位设计
? 岗位设计指工作场所、工作姿态、作业空间、
座椅设计等。
? 岗位设计不仅要求适应人体生理、心理，生
物力学特性，而且还要利用人体测量数据进
行合理的人机结合面设计，其结合面包括使
机器的显示器明显，控制装置使用方便，控
制器布置合理，使人机处于良好结合状态。
? 此外，报警、显示、控制等装置迅速及时有
效地进行工作并与人处于正常的状态。
安
全
人
机
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程
学
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第
五
章
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一、工作空间设计
工作空间 --亦称作业空间，是人们在从事某项
作业时，为完成该项工作，人体所必须的活动范
围或空间。它包括人的操作活动范围和机器设备
中的显示器和控制器所及范围。
作业空间设计应遵守一般原则：
? 正确协调总体设计与局部设计相互之间的关系
? 工作空间设计要着眼于人，落实于设备。
? 考虑人的认知特点和人体动作的自然性、同时性、
对称性、节奏性、规律性、经济性和安全性。
? 保证至少在 90％的操作者中具有适应性、兼容性、
操纵性和可达性。
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作业空间包含了三种不同的空间范围
? 第一种是人体在规定的位置上进行作业时（如
操纵机器、维修设备等）,必须触及的空间，即
作业范围，或称为作业接触空间。人们为完成
劳动任务的大部分工时主要在这个范围内度过。
? 第二种是人体在作业时或进行其他活动时（如
进出工作岗位、在工作岗位进行短暂的放松与
休息等），人体自由活动所需要的范围，即作
业活动空间。
? 第三种是为了保障人体安全，避免人体与危险
源（如机械转动部位等）直接触所需要的安全
防护空间。在进行工作场地和器设备的设计与
布局时，必须充分考虑作业空间的安全人机工
程学设计问题。
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实际生产活动中的作业姿势
? 坐姿 --坐着的作业姿势常指身躯伸直或稍向
前倾 10o～ 15o角，上腿平放，下腿一般垂直地
或稍向前倾斜着地，身体处于舒适的体位。
? 立姿 ---通常指人站立时上体前屈角小于 30o时
所保持的姿势（前屈角大于 30o为前屈姿势）。
? 坐－立交替姿势、
? 卧姿
? 蹲姿
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? 坐姿作业的特点
? 人体最合理的作业姿势就是坐姿作业。下列
作业宜采用坐姿作业。
? 持续时间较长的静态作业。此时需要支持身
体的力较小，腿上消耗的能量和负荷较小，
血液循环畅通，可以减少疲劳和人体能量的
消耗。
? 精密度要求高而又要求仔细的作业。因坐姿
情况下，当设备振动或移动时，人体具有较
大的稳定度和较好的平衡度。
? 需要手足并用，并对一个以上踏板进行控制
的作业。坐姿时，双脚容易移动，且可借助
座椅支撑对脚控制器施以较大力量。
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? 立姿作业的特点
? 以下作业选用立姿作业优于坐姿作业,
（ 1）需要经常改变体位的作业。站着频繁的起坐
消耗能最少些；
（ 2）常用的控制器分布在较远区域、需要手足有
较大运动幅度的作业。因站姿时作业者可以走动，
可以看见或使用坐姿作业者够不到的部件；
（ 3）需要用力较大的作业。立势时手臂力量较大，
易于操作大操纵杆。
此外，立姿作业时，还有作业者可变换位置，减
少疲劳和厌烦；可利用平展的工作面而无需任何容
膝空间等重要优点。
? 立姿作业的缺点在于,不易进行精确而细致的工作；
不易转换操作；立姿时肌肉要作出更多的功以支持
体重，故易引起疲劳；下肢负担较重，长期站立易
引起下肢静脉曲张等等。
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? 坐 — 立姿交替作业的特点
为了克服坐姿、立姿作业的缺点，在工作
岗位上经常采用坐 — 立姿交替作业的方式。
? 这种作此方式的优点在于，能使作业者在工
作中变换体位，从而避免由于身体长时间处
于一种体位而引起的肌肉疲劳。例如，长时
间的单调的坐姿作业会引起心理性疲劳，改
成立姿适当走动，有助于维持工作能力，而
长时间的立姿作业会产生肌肉疲劳，坐下来
就可以得到消除。
? 因此，坐 — 立姿交替作业能吸收各自的长处，
弥补各方面的短处，应尽可能用坐 — 立姿交
替作业方式，代替单纯的立姿作业方式。
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选择人体姿势和体位应该考虑下列各点
? 工作场地的大小、照明条件与视觉；
? 体力负荷的大小及用力方向；
? 工作场所各种物质 （包括必需的工具、加
工材料等）的安放位置；
? 控作台或工作台的台面高度，有无合适的
容膝空间；
? 作业时起坐的频率等。
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? 应该 尽量 避免 的 姿势
? ① 站着不动的姿势 （ 特别对女性 ） ；
? ② 长期或经常重复地弯腰 （ 指脊背
弯曲角超过 15° ） ；
? ③ 躯干扭曲并倾斜的姿势或半坐姿
势；
? ④ 经常重复地单腿支撑的姿势；
? ⑤ 手臂长时间向前伸直或伸开等 。
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? 1,坐姿作业空间布局设计
坐姿作业空间主要包括工作台、工作座
椅、人体活动余隙和作业范围等的尺寸
和布局等，其设计用人体参量和选用原
则如表 1所示。
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表 1 坐姿作业空间设计参数（毫米）
符号 人体测量项目 男 女 男女混合
男子百分位数 女子百分位数
第 5 第 50 第 95 第 5 第 50 第 95
B 坐姿身高 958 901 958 858 908 958 809 855 901
D 坐姿眼高 749 695 695 749 793 847 695 739 783
F 坐姿肩高 557 518 518 557 598 641 518 556 594
G 胸厚 245 239 245 186 212 245 170 199 239
H 坐姿肘间宽 371 348 348 371 422 489 348 404 478
I 坐姿大腿厚 151 151 151 112 130 151 113 130 151
J 前壁前展长 323 292 292 323 351 378 292 318 345
K 上肢前展长 612 554 554 612 664 716 554 602 653
M 坐姿肘高 298 284 298 228 263 298 215 251 284
N 坐姿窝高 448 405 448 383 413 448 342 382 405
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（ 1）坐姿工作面的设计
? 坐姿工作面的高度主要由人体参数和作业性
质等因素决定
? 图 5－ 1给出了坐姿作业时，作业性质对工作
面高度的要求。
? 图 5－ 2给出了工作面高度与身高和作业活动
性质的关系
? 工作面宽度视作业功能要求而定。若单供肘
靠之用，最小宽度为 100mm，最佳宽度为
200mm；仅当写字面用，最小宽度为 305mm，
最佳宽度为 405mm；作办公桌用，最佳宽度
为 910mm；作试验台用，视需要而定。为保
证大腿容隙，工作面板厚度一般不超过 50mm。
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图 5-1 坐姿工作面高度
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? a的台面高度为 880± 20毫米，作业者眼睛到被观察
物体的距离为 120-250毫米，能区分直径小于 0.5毫
米的零件。适合对视力强度、手臂活动的精度和灵
巧性要求都很高的作业，如钟表组装；
? b的台面高度为 840± 20毫米，作业者眼睛到被观察
物体的距离为 250-350毫米，能区分直径小于 l毫米
的零件，适合对视力强度要求较高的工作，如微型
机械和仪表的组装，精确复制和画图等；
? c的台面高度为 740± 20毫米，作业者眼睛到被观
察物体的距离小于 500毫米，能区分直径小于 10毫
米的零件，适合于一般的作业要求，如一般的钳工
工作、坐着的办公工作等；
? d的台面高度为 680± 20毫米，作业者眼睛到被观察
物体的距离大于 500毫米，适合于精度要求不高、
需要较大力气才能完成的手工作业，如包装、大零
件安装、打字机上打字等。
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图 5-2 工作台和座位高度与工作
性质和人身高的关系
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? （ 2） 容膝空间
? 在设计坐姿用工作台时，必须根据脚
可达到区在工作台下部布置容膝空间，
以保证作业者在作业过程中，腿脚能
有方便的姿势。
? 下图 1和表 5-1示出了腿脚的七种姿势
（两腿伸直，脚在右角上，腿在座位
下弯曲，一只脚在前、一只脚在后，
两腿交叉，两脚交叉，脚放在脚控制
器上）和最小最佳的容膝空间尺寸。
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符号 尺度部位
尺寸
最小 最大
A 容膝孔宽度 510 1000
B 容膝孔高度 640 680
C 容膝孔深度 460 660
D 大腿空隙 200 240
E 容腿孔深度 660 1000
容
膝
空
间
容
膝
空
间
尺
寸
（
毫
米
）
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（ 3）椅面高度及活动余隙
工作座椅需占用的空间，不仅包括座椅本身的
几何尺寸，还包括了人体活动需要改变座椅位置等
余隙要求。
? 椅面高度应根据坐姿腘窝高和坐姿时高的第 95百分
位数值设计，矮身材的人可以通过脚踏板（脚垫）
调整。
一般椅面高度比工作面高度低 270-290毫米时，
上半身操作姿势最方便。因此，椅面高度宜取
420± 20毫米。
? 座椅放置的深度距离 （工作台边缘至固定壁面的距
离），至少应在 810毫米以上，以便容易向右移动
椅子，方便作业者的起立与坐下等活动。
? 工作座椅的扶手至侧面固定臂面的距离最小为 610
毫米，以利作业者自由伸展胳膊等。
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? （ 4）坐姿作业范围
? 坐姿作业的 水平面作业范围 的设计如
图 5－ 4（ a） 所示。
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? 坐姿作业的 垂直面作业范围 的设计如
图 5－ 4（ b） 所示。
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? 由水平面作业范围和垂直面作业范围构成的 坐姿空
间作业范围 的舒适区域介于肩与肘之间, 此时, 手
臂的活动路线最短最舒适, 能迅速而准确地进行操
作 。 见 图 5－ 5A
? 例如, 当坐姿作业是小件组装, 要把 8个部件装配
起来, 则作业者面前至少需有 250× 250平方毫米的
操作面积 。 供料箱应分布在作业者前方大于 250毫
米处 （ 即装配区的周围 ） 和工作场所中心左方或右
方 410毫米之内, 并且不得高于工作面 500毫米 （ 最
好在工作面上方 250毫米处, 以减轻肩部肌肉疲
劳 ） 。 经常取用的物件应置于操作面之前 150～ 300
毫米之内, 使作业者无需向前弯曲身体就能拿到 。
大而重的物件需靠近场地前面, 允许作业者有时
（ 每小时几次 ） 到场外取物 。
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图
5
＊
5A
坐
姿
空
间
作
业
范
围
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? 2 立姿作业空间布局设计
? 立姿作业空间主要包括工作台、作业
范围和工作活动余隙等的尺寸和布局。
? 其设计用人体参量和选用原则如下表
所示。
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符号 人体测量项 目 男 女 男女混合
男子百分位数 女子百分位数
第 5 第 50 第 95 第 5 第 50 第 95
A 身高 1775 1659 1775 1583 1678 1775 1484 1570 1659
C 眼高 1486 1371 1371 1474 1568 1664 1371 1454 1541
E 肩高 1281 1195 1195 1381 1367 1455 1195 1271 1350
G 胸厚 245 239 245 186 212 245 170 199 239
H 肘间宽 371 348 348 371 422 489 348 404 478
J 前壁前展长 323 292 292 323 351 378 292 313 345
K 上肢前展长 612 554 554 612 664 716 554 602 653
L 肘高 1096 1023 1096 954 1024 1096 899 960 1023
立姿作业空间设计参数
安
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对上表的说明：
? （ 1） j,k为推算值，其余为实测值。
? （ 2）差鞋时的修正值：身高、眼高、
肩高、肘高加 30mm。
? （ 3）身体放松站立修正值：身高、
眼高等减 19mm。
? （ 4）着装时的修正值：胸厚加 10mm，
以工代臀膝距加 20mm。
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? （ 1）立姿工作面的高度
? 立姿工作面的高度不仅跟身高有关，还与作
业时施力的大小，视力要求和操作范围等很
多因素有关。
? 在考虑不同身高的工作者对工作面高度的要
求时，虽然可以设计出高度可调的工作台，
但事实上，可以通过调整脚垫的高度来调整
作业者的身高和肘高。
? 因此，立姿工作面高度应按身高和肘高的第
95百分位数设计。对男女共用的工作面高度
按男性的数值设计。
? 图 5— 5B及图 1按男性身高的第 95百分数给
出了立姿情况下不同作业性质对工作面高度
的要求。
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图
5—
5B
立
姿
工
作
面
高
度
（mm
）
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安全与环境工程系2006.3 第 31 页
a的台面高度 为 1050～
1150毫米，适用于精密工
作，靠肘支承的工作（如
书写、画图等）；
b的台面高度 为 1130毫米，
虎心钳固定在工作台上的
高度；
c的台面高度 为 950～
1000毫米，适用于要求灵
巧的工作，轻手工工作
（如包装、安装等）；
d的台面高度 为 800～ 950
毫米，适用于要求用劲大
的工作（如刨床，重的钳
工工作等）。
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? （ 2）工作活动余隙
立姿作业时，人的活动性比较大。为了保证作业
者操作自由、动作舒展，必须使站立位置有一定的
活动余隙。有条件时，可以适当大些，场地较小时，
应按有关人体参量的第 95百分位数加上着冬季防寒
服时的修正值进行设计，一般应满足以下要求：
站立用空间（作业者身前工作台边缘至身后墙
壁之间的距离），不得小于 760毫米，最好能达到
910毫米以上；
身体通过的宽度（身体左右两侧间距），不得小
于 510毫米，最好能保证在 810毫米以上；
身体通过的深度（在局部位置侧身通过的前后间
距），不得小于 330毫米，最好能满足 380毫米；
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? 行走空间宽度 （供双脚行走的凹进或凸出的平整
地面宽度），不得小于 305毫米，一般须在 380毫米以
上；
容膝容足空间 。立姿作业虽不需要，但提供了容
膝容足空间，可以使作业者站在工作台前能够曲膝和
向前伸脚。一方面站着舒适，另一方面使身体可能靠
近工作台，扩大上肢在工作台上的可及深度。容膝空
间最好有 200毫米以上，容足空间最好达到 150× 150
毫米以上；
过头顶余隙 （地面至顶板的距离）。一些岗位
的过头顶余隙就是楼层的高台，但许多大型设备常在
机器旁建立比较矮小的操纵控制室，空间尺寸十分有
限。如果过共顶余隙过小，心理上就产生压迫感，影
响作业的耐久性和正确性。过头顶余隙最小应大于
2030毫米，最好在 2100毫米以上，在此高度下不应有
任何构件通过。
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第
五
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（ 3） 临时座位
立姿工作易疲劳, 条件允许时,
应提供临时座位供作业者工间短时
休息 。 临时座位不应影响立姿作业
自由走动和操作 。 图 5-6分别是摇动
旋转式和回跳式临时座位 。
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五
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第
五
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? （ 4）立姿作业范围
立姿作业的水平面作业范围与坐姿时相
同，垂直面作业范围的设计如 图 5— 7所示
图 5-8给 出了立姿作业时最大和最佳的作
业范围。
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五
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图
5—
8
立
姿
作
业
范
围
（mm
）
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第
五
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? 3、坐 — 立姿交替作业空间
? 坐 -立姿作业空间设计用人体参量与选用原则，
是在设计立姿作业空间的人体测量项目参数的
基础上，增加了坐姿腘窝高 n和大腿厚 i这两个
坐姿作业的设计参数,其布局设计方法如图
所示。
? 坐 -立姿交替作业的工作面高度及水平面和垂
直面的最大作业范围和舒适作业范围，均与单
独采用立姿作业的设计结果相同。但坐 -立姿
交替作业的工作座椅的坐面高与坐姿作业时的
坐面高是不同的。它是由立姿时的工作面高度
减去工作台面板厚度和大腿厚度 i的第 95百分
位数所确定的。
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第
五
章
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安全与环境工程系2006.3 第 40 页
坐 -立姿交替作业垂直面布局设计
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第
五
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▲ 椅子可以移动，以便在
立姿操作时可将它移开；
▲椅子高度可调，以适应
不同身高者的需要；
▲坐姿作业时应提供脚踏
板 （脚垫），否则，会因
工作座椅坐面过高，人的
双脚下垂，造成座面前缘
压迫大腿，使血液循环受
阻。踏板中心位置高度应
为座面高度减去坐姿腘窝
高 n的第 95百分位数，以保
证容膝空间适应 90%以上的
人群众。若踏板高度可调，
可调范围取 20-230毫米。
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第
五
章
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安全与环境工程系2006.3 第 42 页
? 4、其它姿势的作业空间
? 在工厂里，除了在固定工作岗位上通过操纵
机器直接生产制造产品之外，还有大量的工
人则是从事机器设备安装维修工作。当进入
设备和管路布置区域或进入设备和容器的内
部时，由于空间的限制，作业人员往往既不
能坐着作业，也不能站着作业，而只能采取
蹲姿、跪姿和卧姿等。因此，必须在设备的
设计和布局时就事先留出以其它可以预见到
的姿势，进行作业的所需空间。具体包括二
个方面，一是到达各检修点的可达性问题；
二是在各检修点的可操作性问题。
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第
五
章
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? （ 1） 检修通道的布局与最小尺寸
? 解决可达性问题，就是根据可能的通行
姿势设计合理的检修通道。检修通道应
针对一切可能的检修项目，采用最容易
使所需的零部件、人的身体、工具等顺
利通过的形状。在确定具体尺寸时，应
考虑人体携带零部件和工具的方式所需
的工作余隙，还应考虑操作人员在通道
内的视觉要求。否则遇到紧急检修时，
人、工具和更换的零部件进不去，就得
拆除或破坏其它的设施，造成更大的减
产、停产。
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第
五
章
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安全与环境工程系2006.3 第 44 页
? 一般情况下，设置一个大的检修通道，
比设置两个或更多个小的检修通道要
好，检修通道应位于正常安装时易于
接近的设备表面或直接进入最便于维
修的地方。同时应处于远离高压或危
险转动部件的安全区。否则应采取有
效的安全措施，以防作业人员进出时
受到伤害。表 5— 2是人体形态尺寸对
各种通行方式的最小空间尺寸要求。
安
全
人
机
工
程
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序号 通行方式 尺 度
尺 寸
最 小 最 好 着防寒服
1 单人正面通过 宽 × 高 560 × 1600 610 × 1860 810 × 1910
2 双人并行通过 宽 × 高 1220 × 1600 1370 × 1860 1530 × 1910
3 双人侧身通过 宽 × 高 760 × 1600 910 × 1860 910 × 1910
4 方形垂直入口 边长 × 边长 459 × 159 560 × 560 810 × 810
5 圆形垂直入口 直径 φ 560 φ 610
6 矩形水平入口 宽 × 高 535 × 380 610 × 510 810 × 810
7 圆形爬行管道 直径 φ 635 φ 760 φ 810
8 方形爬行管道 边长 × 边长 635 × 635 760 × 760 810 × 810
表 5— 2 最小通道尺寸
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全
人
机
工
程
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? （ 2） 其它姿势最小作业空间尺寸
? 安装与维修机器设备时, 若检修点的
作业空间过小, 人的肢体施展不开,
就会以不合理的方式用力而损伤肌肉
骨骼组织 。 或者会因把持不住工具,
零部件等而造成物体失落, 既影响工
作效率, 又容易砸伤人体 。
? 全身进入的各种姿势所需的最小作业
空间尺寸, 应根据有关人体测量项目
的第 95百分位数进行设计, 具体尺寸
如图 5— 10和表 5— 3所示 。
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作业姿势 尺度标记
尺 寸
最小值 选取值 着防寒服时
蹲坐作业 高度宽度 12070 —92 130100
屈膝作业 高度宽度 12090 —102 130110
跪姿作业
宽度
高度
手距地面高度
110
145
120
—
70
130
150
爬着作业 高度长度 80150 90— 95160
俯卧作业
（腹朝下）
高度
长度
45
245
50
—
60
—
仰卧作业
（背向下）
高度
长度
50
190
60
195
65
200
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全
人
机
工
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检查孔或观察窗的间隙尺寸可
以按下述方法设计：
双肩均需进入，取开口的宽度
等于可及范围深度的 75％加
150mm，水平间隙至少为
630mm（ a）；只把手臂伸进到
附近肘部时，孔的直径取
110mm（ b）；若把整个手臂都
伸进去，孔的直径应取 125mm，
着防寒服作业再增加 75mm
（ c）；对于伸直手掌及握拳的
开口尺寸应取图 d,e所示的大小；
对于拿东西的手来说，物体周
围的自由空间应等于 45mm，戴
手套时再增加 20mm（ f,g）；对
于按动按钮,孔的直径应取 40mm
（ h）；而为了用双指捏取按钮，
孔的直径必须等于 65mm
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? 5、最佳作业空间的选择
? ⑴ 充分考虑作业者的心理特性
? ⑵ 充分考虑作业者的行动空间
? ⑶ 对于多人集体作业应考虑协同作业空间
? ⑷ 考虑设备本身的特点（功能、形状、数量和使用情况等）
进行设计，尽量把功能相同和相互联系的部件组合在一起，以
利于操作、监视和管理。
? ⑸ 考虑控制装置的合理布局，将使用频率高的控制装置布置
在最适于作业的区域，并按操作的先后顺序，把它们相互之间
尽量安排得近一些，形成一个流畅的作业线路。
? ⑹ 根据人体测量学、解剖学和生物力学的特征来布置机器、
控制器和工具，做到使操作者既能高效操作，又能减少疲劳。
? ⑺ 把设备、控制器和显示器等尤其是重要设备仪器布置在操
作者的手或脚的可及范围与视野的有效位置。
? 图 5－ 12所示为坐姿最佳空间范围。
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图 5－ 12 坐姿最佳空间作业范围
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? 6,安全距离设计
? 由于种种原因，许多设备要实现无任何危险
之处是很难的，因此就必须考虑与其保持一
定的安全距离。安全距离有二：
? 一是防止人体触及机械部位的间隔；称为机
械防护安全距离的确定，主要取决于人体测
量参数。
? 二是使人体免受非触及机械性有害因素影响
的间隔，如超声波危害、电离辐射和非电离
辐射危害，冷冻危害、以及尘毒危害等）安
全距离的确定，主要取决于危害源的强度和
人体的生理耐受阈限。
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? ⑴ 机械防护安全距离设计
? Sd = （ 1± K） L
? 或, Sd =（ 1± K） Rm
? 式中, Sd为安全距离 （ mm） ； L为人体尺寸
（ mm） ； Rm为最大可及范围 （ mm） ； K为附
加量系数 。
身 体 有 关 部 位 K
身高等大尺寸
上, 下肢等中等尺寸；大腿围度
手, 指, 足面高, 脚宽等小尺寸；头胸等重要部位
0.03
0.05
0.10
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? ⑵ 人体与带电导体的安全距离
? 由于向设备提供动力和工作照明的需要, 在厂区,
车间和工作岗位上, 常常有配电设施, 电线电缆和
电气开关等 。 这些带电的物体虽然都有绝缘的外表
层或其它安全保护措施, 但仍然存在着对人体的潜
在威胁 。 因此, 人体与带电导体应保持一定的安全
距离, 以避免各种电气伤害 。
? 人体与带电导体间的安全距离视电压的高低和操作
条件而定 。 在低压操作下, 人体与带电体至少应保
持 100 mm的距离 。 在高压无遮拦操作中, 人体及所
携带工具与带电体之间的最小距离,10KV以下者不
应小于 700mm,20～ 35KV者不应小于 1000mm。 用
绝缘杆操作时, 应装临近时遮拦 。 在线路上工作时,
人体与临近带电体的最小距离,10KV以下者不应小
于 1000mm,35KV者不应小于 2500mm。
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二、座椅的设计
? 1、座椅设计的一般原则
? ① 座椅的设计, 应提供操作人员在操作时
的身体支撑；
? ② 座椅的设计要使操作人员工作顺利, 椅
子的尺寸要适当, 其高度和位置可以调整到
适合各种身材的人使用；
? ③ 座椅应能够适当地支撑住身体, 以避免
不良的姿势, 同时身体的重量能够均衡地分
布在椅面上；
? ④ 在不影响手的个别动作时, 座椅应有扶
手, 同时也有脚踏板, 以维持较好的座椅到
脚停止位置的距离 。
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? 2,座椅的设计
? (1) 座面高度 按我国人体尺寸座面高度可取为
380～ 450mm。 座椅最好设计成高度可调, 以适应不
同身材的操作者需要, 调节范围为工作台下 240～
300mm之间 。
? (2) 坐深 正确的设计应使臀部得到全面的支撑,
腰部得到靠背的支撑, 座面前缘与小腿间留有适当
距离, 保证小腿可自由活动 。 坐深应按 350～ 400mm
来取 。
? (3) 坐宽 座宽应满足臀部就座所需要的尺度, 使
人能自如地调整坐姿 。 一般可取 400～ 500mm。
? (4) 座面倾角 因为工作时身体前倾, 若倾角过大,
会因为身体前倾而使脊椎拉直, 破坏正常的腰椎曲
线, 所以座椅座面倾角一般小于 3° 。
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? (5) 靠背的高和宽 靠背的作用是保持脊椎处处
于自然形状的放松姿势 。 靠背可分为腰靠和肩靠,
作业场所的座椅大部分属于腰靠 。 靠背的最大高度
可达 480～ 630mm,最大宽度 350～ 480mm。 支撑腰部
以下的骶骨部分能增加舒适感, 靠背下沿与座面之
间最好留有一定的空间 （ 70～ 80mm以上 ）, 以容纳
向后挤出的臀部肌肉 。 靠背的横截面可以是一个半
径大于 1000mm的圆弧 。
? (6) 靠背与座面夹角 靠背与座面夹角若小于
90°, 则腹部受压迫；夹角太大会降低人的警觉状
态 。 一般可取 95° ～ 105° 。
? (7) 坐垫高度 一般坐垫的高度是 25mm。 太软太
高的坐垫, 易造成身体不稳, 反易产生疲劳 。
? (8) 扶手高度 扶手不宜太高, 以免引起肩部酸痛 。
休息扶手高度一般取 200～ 230mm,两扶手的间距
可取 500～ 600mm,运输工具中两扶手间距可取
400～ 500mm。
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第三节 显示器设计
一、显示器的性能要求
? 1,用简单明了的方式传达信息, 使传递信息的形式
尽量能直接表达信息的内容, 以减少译码的错误 。
? 2,显示精度要适当, 保证最少的认读时间, 避免因
精度超过需要, 反而使阅读困难和误差增大 。
? 3,显示形式要符合操作者的习惯及操作能力极限,
易于了解, 避免换算, 减少训练时间, 减少受习惯干
扰造成解释不一致的差错 。
? 4,根据作业条件 （ 如照明, 速度, 振动, 操作者的
位置, 运动的约束等 ）, 运用最有效的显示技术和显
示方法, 要使显示变化速度与操作者的反应能力相适
应, 不要让显示速度超过人的反应速度 。
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二、显示器设计的基本原则
? 1、明显度高
? 2,可见度高
? 3、可读性好
? 4,阐明力强
? 5,简单明了
? 6,确保安全
? 7,使视力有缺陷者（如视弱、色弱者）也
不会误认。
? 8、显示器的显示方式和操作者的思维过程
应当和谐一致。
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? 三、视觉显示器的设计
视觉显示方式主要有数字显示和模拟
显示两类：
? 数字显示中有机械式，数码管式液晶
式和屏幕式等。它直接用数码来显示
有关参数和工作状态。
? 模拟显示最常用的有刻度盘指针式和
灯光显示式。它是用模拟量来显示机
器有关参数和状态。手表表盘就是一
个典型的模拟显示。
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? 1,指针式仪表的设计
? 依刻度盘的形状，指针显示器可分为圆形、
弧形和直线形（见表 5－ 5）。
? 设计指针式仪表时应考虑安全人机工程学
的问题
? ①指针式仪表的大小与观察距离是否比例适当；
? ②刻度盘的形状与大小是否合理；
? ③刻度盘的刻度划分、数字和字母的形状、大小
以及刻度盘色彩对比是否便于监控者能迅速而准
确地识读；
? ④根据监控者所处的位置，指针式仪表是否布置
在最佳视区范围内。
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表 5－ 5 指针显示器的刻度盘分类
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? ⑴ 刻度盘的设计
? 刻度盘的形状 。刻度盘的形状主要取
决于仪表的功能和人的视觉运动规律。
以数量识读仪表为例，其指针值必须
能使识读者精确、迅速地识读。
? 实验研究表明，不同形式刻度盘的误
读率亦不同（表 5－ 6）
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误读率比较,开窗型，由于指针不动，刻度数字动，窗中的数字
易读，其误读率最小。与此相反，圆型，半圆型等，由于需在
仪表中寻找和确认指针的位置，所以在较短的揭示时间内比开
窗型的误读率高，但因可以用指针的倾角来推测显示量，因此
高于水平型和竖直型显示。水平型和竖直由于寻找指针位置最
费时间，在提示时间短的情况下，误读率最高，但与竖直型相
比，水平型的误读率偏低，这是因为眼球的运动快的缘故。
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表 5－ 6 5种显示器读数准确度的比较
（圆型仪表为 100％）
显示器类型 最大可见度盘尺寸
（ mm）
读数错误率
（ %）
开窗式
圆形
半圆形
水平直线形
竖直直线形
42.3
54.0
110
180
180
45
100
153
252
325
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? 刻度盘的大小 。 刻度盘的大小取决于盘
上标记的数量和观察距离 。
? 以圆形刻度为例, 当盘上标记数量多时,
为了提高清晰度, 须相应增大刻度盘 。
但是, 这必将增加眼睛的扫描路线和仪
表占用面积 。 而缩小刻度盘又会使标记
密集不清晰 。
? 刻度盘的最佳直径与监控者的视角有关 。
实验证明, 最佳视角为 2.5～ 5° 。 因此,
由最佳直径和最佳视角便可确定最佳视
距, 或已知视距和最佳视角便可推算出
仪表刻度盘的最佳直径 。
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? 怀特 （ W,J,White） 等人对圆形刻
度盘最优直径作过实验, 将仪表安装
在仪表盘上, 然后测试反应速度和误
读率 。 结果表明, 圆形刻度盘的最优
直径是 44mm（ 表 5－ 7） 。 关于圆形刻
度盘的直径, 观察距离和标记数量的
推荐值请参见表 5－ 8。
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表 5－ 7 认读速度和准确度与直径大小的关系
（视距 750mm）
刻度盘直径
mm 观察时间 s 平均反应时间 s 读错率 %
25 0.82 0.76 6
44 0.72 0.72 4
70 0.75 5.73 12
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表 5－ 8 观察距离和标记数量与刻度盘直径的关系
刻度标记的数量
刻度盘的最小允许直径
观察距离 500mm 时 观察距离 900mm 时
38 25.4 25.4
50 25.4 32.5
70 25.4 45.5
100 36.4 64.3
150 54.4 98.0
200 72.8 129.6
300 109.0 196.0
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? （ 2）刻度线设计
? ① 刻度的大小 刻度盘上最小刻度线间的
距离称为刻度 。 刻度的大小可根据人眼的最
小分辨能力和刻度盘的材料性质及视距而确
定 。 人眼直接读识刻度时, 刻度的最小尺寸
不应小于 0.6～ 1mm。 当刻度小于 1mm时, 误
读率急剧增加 。 因此, 刻度的最小尺寸一般
在 1～ 2.5Omm之间选取,必要时也可采用 4～
8mm。 采用放大镜读数时, 刻度的大小一般
取 1／ X mm（ X为放大镜放大倍数 ） 。
? 刻度线的最小值还受所用材料的限制, 钢和
铝的最小刻度为 1mm；黄铜和锌白銅为
0.5mm
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? ② 刻度的类型 常见的刻度类型有
单刻度线, 双刻度线和递增式刻度线
（ 见图 5－ 13） 。 递增式刻度线的形
象特征可以减少识读误差 。
? ③ 刻度线的宽度 即刻度线的粗细 刻
度线的宽度取决于刻度的大小, 当刻
度线宽度为刻度的 10％ 左右时, 读数
的误差最小 （ 图 5－ 14） 。 因此, 刻
度线宽度一般取刻度的 5％ ～ 15％,
普通刻度线通常取 0.1± 0.02mm；远
距离观察时, 可取 0.6～ 0.8mm,精度
高的测量刻度线取 0.0015～ 0.1mm。
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图 5－ 13 刻度线
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图 5－ 14 刻度线宽度对误差的影响
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? ④ 刻度线长度 刻度线长度选择合适与
否, 对识读准确性影响很大 。 刻度线长度
受照明条件和视距的限制, 见表 1。 当视距
为 L时, 刻度线最小长度为：
? 长刻度线长度＝ L／ 90
? 中刻度线长度＝ L／ 125
? 短刻度线长度＝ L／ 200
? 刻度线间距＝ L／ 600
? 刻度线长度还受刻度大小的影响, 不同刻
度范围的刻度线长度按表 5－ 9选取 。
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表 1 刻度线的长度
观察距离 m
长度 mm
长刻度线 中刻度线 短刻度线
0.5以内 5.5 4.1 2.3
0.5～ 0.9 10.0 7.1 4.3
0.9～ 1.8 20.0 14.0 8.6
1.8～ 3.6 40.0 28.0 17.0
3.6～ 6.0 67.0 48.0 29.0
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表 5－ 9 刻度线长度选择表 （㎜）
刻度大小
长度
刻度线
0.15～
0.3
>0.3～
0.5
>0.5～
0.8
>0.8～
1.2
>1.2～
2
>2～
3
>3～
5
>5～
8
L1（短） 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.5 3.0 4.0
L2（中） 1.4 1.7 2.2 2.6 3.0 4.5 4.5 6.0
L3（长） 1.8 2.2 2.8 3.3 4.0 6.0 6.0 8.0
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? ⑤ 刻度方向 刻度盘上刻度值的递
增顺序称为刻度方向 。 刻度方向必须
遵循视觉规律, 水平直线型应从左至
右；竖直直线型应从下到上；圆形刻
度应按顺时针方向安排刻度值 。
? ⑥ 数字累进法 一个刻度所代表的被
测值称为单位值 。 每一刻度线上所标
度的数字的累进方法对提高判读效率,
减少误读也有非常重要的作用 。 数字
累进法的一般原则如表 5－ 10所示 。
这是美国海军的研究成果 。
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表 5－ 10 数字累进法
优 可 差
1 2 3 4 5
5 10 15 20 25
10 20 30 40 50
50 100 150 200 250
2 4 6 8 10
20 40 60 80 100
200 400 600 800 1000
3 6 9 12
4 8 12 16
1.25 2.5 5 7.5
15 30 45 60
一般应采取表中, 优, 的累进法，只是在不得已的情况
下才使用, 可,,而绝对不能使用, 差, 的累进法。人
最易读取自然增加的数字。
安
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? ⑦ 刻度设计注意事项
? A、不要以点代替刻度线；
? B、刻度线的基线用细实线为好，图 5－
15中采用的粗线不利于识读；
? C、刻度线不可很长而且很挤，如图 5－
16所示；
? D、不要设计成间距不均匀的刻度，如
图 5－ 17所示。
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? ⑶ 字符设计
? ① 字符的形体
? ② 字符的大小
? 对于安装在仪表盘上的仪表，视距为
710㎜ 时，其字符高度可参考 表 5－ 11
? 笔划宽与字高比值的推荐值如 表 5－
12所示
安
全
人
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工
程
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表 5－ 11 仪表盘上仪表的字符高度（㎜）
字母或数字
的性质
低亮度下（约
0.103cd/m2）
高亮度下（约
3.43cd/m2）
重要的
（位置可变）
重要的（
位置固定）
不重要的
5.1～ 7.6
3.6～ 7.6
0.2～ 5.1
3.0～ 5.1
2.5～ 5.1
0.2～ 5.1
安
全
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表 5－ 12 不同照明条件下字符笔划粗细取值
照明和背景亮度情况 字 体 笔划宽：字高
低照度下
字母与背景的亮度对比比较低时
亮度对比值大于 1:12（ 白底黑字 ）
亮度对比值大于 1:12（ 黑底白字 ）
黑色字母于发光的背景上
发光字母于黑色的背景上
字母具有较高的明度
视距较大而字母较小的情况下
粗
粗
中粗～中
中～细
粗
中～细
极细
粗～中粗
1:5
1:5
1:6～ 1:8
1:6～ 1:8
1:5
1:8～ 1:10
1:12～ 1:20
1:5～ 1:6
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? ③ 标度数字的原则
? 指针运动盘面固定的仪表标度的数字应直排（正
立位）；
? 盘面运动指针固定的仪表标度的数字应辐射定向
安排；
? 最小刻度可不标度数字，最大刻度必须标度数字；
? 指针在仪表面内时，如果仪表盘面空间足够大，
则数字应在刻度的外侧，以避免被指针挡住；指
针在仪表外侧时，数字应标在刻度的内侧；
? 开窗式仪表的窗口应能显示出被指出的数字及上
下相邻的两个数字，标数应顺时针辐射定向安排。
为了不干扰对显示信息的识读，刻度盘上除了刻
度线和必要的字符外，一般不加任何附加装饰；
? 一些说明仪表使用环境、精度的字符应安排在不
显眼的地方。
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? ⑷ 指针设计
? 指针设计的人机工程学问题，主要从
下列几方面考虑：
? 形状
? 宽度
? 长度
? 颜色
? 零点位置
? 色彩匹配
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? 指针的形状
? 指针形状要单纯、明确，不应有装饰。
针身以头部尖、尾部平、中间等宽或
狭长三角形的为好。
? 图 2为指针的基本形式。
? 在设计指针箭头时可参考图 3所示的各
种箭头，以最右端的为最好。
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图 2 指针的基本形状
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图 3 各种箭头形状的比较
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? 指针的宽度 —— 指针针尖宽度应与最短刻
度线等宽，但不应大于两刻度线间的距离。
指针不应接触刻度盘面，但要尽量贴近盘
面。精度要求很高的仪表，其指针和刻度
盘面应装配在同一平面内。
? 指针的长度 —— 指针的针尖不要覆盖刻度，
一般要离开刻度记号 1.6mm左右，圆形刻
度盘的指针长度不要超过它的半径，需要
超过半径时，其超过部分的颜色应与盘面
的颜色相同。
? 指针的颜色 —— 指针的颜色与刻度盘的颜
色应有较鲜明的对比，但指针与刻度线的
颜色和字符的颜色应该相同。
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? 零点位置 —— 指针零点位置大都在相
当于始终 12点或 9点的位置上。
? 色彩匹配 —— 指针、刻度和表盘的配
色关系要符合人的色觉原理，黑色配
色的清晰度较高，但不是最高，见表
4配色时要采取红绿等醒目色，以提
高工作环境的美学效果。在现代生产
中，要注意整体效果，即装在仪表板
上所有仪表的颜色都要搭配好，使总
体颜色看起来协调、淡雅、舒适和明
快。
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表 6-6 配色的级次
级次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
清晰
程度
底色
被衬色
模糊
程度
底色
被衬色
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? 2、数字显示器的设计
? 数字显示是直接用数字和字符等显示
参数或状态的仪表，除了少量机械式
数字显示器外，显示器几乎全是电子
显示器，其基本形式有两种：一种是
以显示数字为主并有少量字符的显示
器，多数为开窗式，如液晶显示器、
数码管显示器等；一种是以显示参数、
表格、模拟曲线或图形，以及数量较
多的各种字符为主的显示器，多数为
屏幕式，如各种监视器、计算机显示
器等。
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? 电子显示的主要问题有两个：一是因字
型由直线段组成, 因而失去常态的曲线,
带来认读的不方便；二是各字间隔会因
字的不同而变化, 忽大忽小；如图 5－
18所示 。
? 实验表明，由亮小圆点阵来构造字符
（如图 5－ 19），认读性好，使混淆的
可能性大为减小。
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图 5-18 电子数码显示 图 5－ 19 圆点阵显示
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? 数字式显示的优点
? 使用数字式显示不但认读快，而且误读率低
? 格雷瑟在 1949年用八个指针式仪表和一个数
字显示仪表，作为飞机高度计，显示飞机不
同的高度，如 图 5所示。对受过训练的飞行
员和大学生进行认读实验。发现飞机上原来
采用的三针式高度计误读率最高并且认读时
间最长。
? 1958年 4月晚一架子爵号飞机在准备向普斯
威克机场降落时，机长将三针式高度计的
2500英尺误读为 12500英尺，结果飞机撞毁
在地面上。
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图 5 格雷瑟的实验仪表 (1)
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图 5 格雷瑟的实验仪表 (2)
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? 模拟显示与数字显示的功能比较
比较项
目
模拟显示仪表
数字显示仪表
指针活动式 指针固定式
数量信
息 中：指针活动时读数困难 中：刻度移动时读数困难
好：能读出精确数值, 速度快,
差错少
质量信
息
好：易判定指针位置, 不
需读出数值和刻度就能迅
速发现指针的变动趋势
差：未读出数值和刻度时,
难以确定变化方向和大小
差：必须读出数字, 否则难以得
知变化的方向和大小
调节性
能
好：指针运动与调节活动
有简单而直接的关系, 便
于调节和控制
中：调节运动方向不明显,
指示的变动难控制, 快速
调节时不易读数 。
好：数字调节的监测结果精确,
数字调节与调节运动无直接关系,
快速调节时难以读数
监控性
能
好：能很快确定指针位置
并进行监控, 指针与调节
监控活动关系最简单
中：指针无变化有利监控,
但指针与调节监控活动的
关系不明显
差：不便按变化的趋势进行监控
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一
般
性
能
中：占用面积大, 照明可设在控制
台上, 刻度的长短有限, 尤其在使
用多指针显示时认读性差
中：占用面积小, 仪表需局
部照明, 只在很小一段范围
内认读, 认读性好
好：占用面积小, 照明
面积也是最小, 表盘的
长短只受字符的限制
综
合
性
能
可靠性高
稳定性好
易于显示信号的变化趋向
易于判断信号值与额定值之差
精度高
认读速度快
无差补误差
过载能力强
易与计算机联用
局
限
性
显示速度较慢
易受冲击和振动的影响
环境因素影响较大
过载能力差
质量控制困难
显示易跳动或失效
干扰因素多
需内附或外附电源
元件或焊接件存在失效
问题
发
展
趋
势
提高精度与速度
采用模拟与数字混合型显示仪表
提高可靠性
采用智能化显示仪表
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? 3、信号灯设计
? 信号灯设计的原则
? ⑴ 清晰、醒目和必要的视距 (见表 1)
? ⑵ 合乎使用目的
? ⑶ 按信号性质设计
? ⑷ 信号灯位置与颜色的选择
? ⑸ 信号灯与操纵杆和其他显示器的
配合
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安全与环境工程系2006.3 第 100 页
表 1 能见距离与空气透明度的关系
大气状态 透明系数 能见距离 km
空气绝对纯净 0.99 200
透明度非常好 0.97 150
很透明 0.96 100
透明度良好 0.92 50
透明度中等 0.81 20
空气稍许混浊 0.66 10
空气混浊（霾） 0.36 4
空气很混浊（浓霾） 0.12 2
薄 雾 0.015 1
中 雾 2 × 10-4 ～ 8 × 10-10 0.5～ 0.2
浓 雾 10-19 ～ 10-34 0.1～ 0.05
极浓雾 ＜ 10-34 几十 ～几米
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安全与环境工程系2006.3 第 101 页
? 4、符号标记设计
? 符号标记的评价标准为：识别性、注
目性、视认性、可读性、联想性。
? 路标的具体评价依次是：
? 标记的识别距离,
? 文字的识认距离,
? 认读时间,
? 判断时间
? 动作时间
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? 为了防止色盲、色弱、色觉异常者
（多为红绿色盲）对交通信号的误认，
有的城市采用如图 5-20所示的信号灯。
图 5— 20 改进的交通信号灯
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安全与环境工程系2006.3 第 103 页
? 当所要显示的信息内容较复杂时，往往单个
信号灯难以胜任，在此情况下，可采用多个
信号灯的复合显示来实现。
? 现代汽车尾灯的设计就采用了颜色编码。汽
车的尾灯是给后方汽车驾驶员指示前方车辆
行驶情况的，对避免前后相撞有重要意义，
其复合灯光指示：有车、刹车、转弯等。白
灯用于夜间行驶时倒车用，如下图所示
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四、听觉显示器的设计
? 1、音响及报警装置的设计
? ⑴ 音响和报警装置的类型及特点
? ① 蜂鸣器 常配合信号灯一起使用, 作为提示性听觉显示
装置, 提示操作者注意, 或提示操作者去完成某种操作,
也可用于指示某种操作正在进行 。
? ② 铃 铃因其用途不同, 其声压级和频率也有较大差别 。
用做指示上下班的铃声和报警器的铃声, 其声压和频率就
较高, 因而可用于具有较高强度噪声的环境中 。
? ③ 角笛和汽笛 角笛 常用作高噪声环境中的报警装置 ； 汽
笛较适合于紧急状态的音响报警装置 。
? ④ 警报器 主要用作危急状态报警, 如防空, 救火报警等 。
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? ⑵ 音响和报警装置的设计原则
? ① 音响信号必须保证使位于信号接受范围内的人
员能够识别并按照规定的方式作出反应 。 因此,
音响信号的声级必须超过听阈, 最好能在一个或
多个倍频程范围内超过听阈 10 dB以上 。
? ② 音响信号必须易于识别, 特别是有噪声干扰时,
音响信号必须能够明显地听到并可与其它噪声和
信号区别 。 因此, 音响和报警装置的频率选择应
在噪声掩蔽效应最小的范围内 。 例如, 报警信号
的频率应在 500～ 600Hz之间 。 其最高倍频带声级
的中心频率同干扰声中心频率的区别越大, 该报
警信号就越容易识别 。 当噪声声级超过 110 dB时,
最好不用声信号来作报警信号 。
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? ③ 为引起人注意, 可采用时间上均匀变化的脉冲
声信号, 其脉冲声信号频率不低于 0.2Hz和不高于
5 Hz,其脉冲持续时间和脉冲重复频率不能与随
时间周期性起伏的干扰声脉冲的持续时间和脉冲
重复频率重合 。
? ④ 报警装置最好采用变频的方式, 使音调有上升
和下降的变化, 例如紧急信号, 其音频应在 1 S内
由最高频 （ 1200Hz） 降低到最低频 （ 500Hz）,
然后听不见, 再突然上升, 以便再次从最高频降
低到最低频 。 这种变频声可使信号变得特别刺耳,
可明显地与环境噪声和其它声信号相区别 。
? ⑤ 显示重要信号的音响装置和报警装置，最好与
光信号同时作用，组成, 视听, 双重报警信号，
以防信号遗漏。
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? 2、语言传示装置的设计
? ⑴ 语言的清晰度 语言清晰度（室内）
与主观感觉的关系（ 见表 5－ 14 ）。设计
一个语言传示装置，其语言的清晰度必须
在 75％以上，才能正确传示信息。
? ⑵ 语言的强度 语言传示装置的语言强
度最好在 60～ 80 dB之间。 （ 见图 ）
? ⑶ 噪声对语言传示的影响 当噪声声压级
大于 40dB时，这时噪声对语言信号有掩蔽
作用，从而影响语言传示的效果。
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语言清晰度百分率 × 100 人的主观感觉
65以下
65～ 75
75～ 85
85～ 96
96以上
不满意
语言可以听懂，但非常费劲
满意
很满意
完全满意
表 5－ 14 语言清晰度的评价
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图 语音强度与清晰度的关系
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五,仪表盘总体布局设计
? 1,仪表盘的识读特点与最佳识读区
? 以视中心线为基准，在其上下各 15° 的区域内误
读概率最小，视角增大差错率增高 (表 5－ 15)。
? 当视距为 800㎜ 时，若眼球不动，水平视野 20° 范
围为最佳识读范围，其正确识读时间为１ s。当水
平视野超过 24° 以外范围的仪表时，需通过头部
区域，然后再观察右部区域，所以 24° 角以外区
域的左半部正确识读时间比右半部正确识读时间
短。
? 视线与盘面垂直，可以减少视觉误差。当人坐在
控制台前时，头部一般略向前倾，所以仪表盘面
应相应后仰 15～ 30°,以保证视线与盘面垂直。
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视线上下的角度区域 误 读 概 率
0o～ 15
15o～ 30o
30o～ 45o
45o～ 60o
60o～ 75o
75o～ 90o
0.0001～ 0.0005
0.0010
0.0015
0.0020
0.0025
0.0030
表 5－ 15 视角与差错率的关系
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? 2,仪表盘的总体设计
? 为了保证工作效率和减少疲劳, 一目了然
地看清全部仪表, 一般可根据仪表盘的数
量选择一字形, 弧形, 弯折形布置形式 。
? 一字开布置的结构简单，安装方便，是目
前控制室仪表盘的较少的小型控制室。弧
形布置的结构比较复杂，它既可以是整体
弧形，也可以是组合弧形。这种弧形结构
改善了视距变化较大的缺点，常用于 10块
盘以上的中型控制室，弯折式布置由多个
一字形构成，其结构比弧形式简单，又使
视距变化较大的缺点得到克服。因此该种
布置形式常用于大中型控制室。
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? 3,仪表盘的垂直立面布置
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第四节 控制器的设计
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