《人體生理特性》PPT課件.ppt

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第二章人體生理特性,2/76,ChangzhouInstituteofTechnology,2,,人在系統(tǒng)中的功能,把操作者作為人機系統(tǒng)中的一個“環(huán)節(jié)”來研究，人與外界發(fā)生聯(lián)系的主要是三個子系統(tǒng)，即感覺系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、運動系統(tǒng)，如右圖所示。,3/76,ChangzhouInstituteofTechnology,本章內(nèi)容,神經(jīng)系統(tǒng)與感覺人體的運動系統(tǒng)能量代謝心血管與呼吸系統(tǒng)人體的忍耐力,4/76,ChangzhouInstituteofTechnology,第一節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)與感覺,一、神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)是人體的主導系統(tǒng)，全身各器官、系統(tǒng)均在神經(jīng)系統(tǒng)的統(tǒng)一控制和調(diào)節(jié)下互相影響、互相協(xié)調(diào)，以保證人體的統(tǒng)一及其與外界環(huán)境的相對平衡。,5/76,神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)神經(jīng)系統(tǒng)是由包括腦和脊髓的中樞神經(jīng)以及遍布全身各處的周圍神經(jīng)所組成。人體各部位的功能可分為兩類，即軀體性功能和內(nèi)臟性功能。軀體性功能指軀體骨骼肌功能和感官活動功能。內(nèi)臟性功能指內(nèi)臟活動功能。與此兩類功能相應，神經(jīng)系統(tǒng)也可分為兩類，即軀體性神經(jīng)系統(tǒng)與植物性神經(jīng)系統(tǒng)(與內(nèi)臟性功能對應)。,6/76,ChangzhouInstituteofTechnology,感覺系統(tǒng),感覺系統(tǒng)也稱感官系統(tǒng)（知覺系統(tǒng)），是人體接受外界刺激產(chǎn)生感覺的機構(gòu)。感覺系統(tǒng)又分為視、聽、觸、動、味、嗅等系統(tǒng)。,7/76,補充：知覺及其基本特性,知覺是人腦對直接作用于感覺器官的客觀事物和主觀狀況整體的反映。人腦中產(chǎn)生的具體事物的印象總是由各種感覺綜合而成的，沒有反映個別屬性的知覺，也就不可能有反映事物整體的感覺。所以，知覺是在感覺的基礎上產(chǎn)生的。感覺到的事物個別屬性越豐富越精確，對事物的知覺也就越完整越正確。,8/76,ChangzhouInstituteofTechnology,知覺的基本特性,整體性把知覺對象的各種屬性，各個部分成為一個統(tǒng)一的有機整體，這種特性稱為知覺的整體性。,9/76,ChangzhouInstituteofTechnology,在感知不熟悉的對象時，則傾向于把它感知為具有一定構(gòu)成意義的整體。在這種情況下，影響知覺整體性的因素有以下幾個方面：接近在圖a中，圓點被看成是個縱行，因為圓點的排列在垂直方向上比水平方向上明顯接近。相似在圖b中，點之間的距離是相等的，但同一橫行各點顏色相同，由于相似組合作用的結(jié)果，這些點被看成為五個水平橫行。設計中利用這一特性進行圖形設計。封閉如圖c所示，由于封閉因素的作用，把兩個距離較近的點串連起來，認知成兩個封閉圖形——橢圓形。連續(xù)如圖d所示由點的連續(xù)影響，圖中的點被知覺成一個人的圖形。,10/76,ChangzhouInstituteofTechnology,知覺的基本特性,選擇性人在感知時，同時作用于感覺器官的事物是很多的，可人卻不可能同時知覺這些事物或清楚地知覺每一事物。人們總是按各自的需要或目的主動地有意識選擇其中的少數(shù)事物作為知覺對象，對其產(chǎn)生突出清晰的知覺映象，而對同時作用于感官的其他事物則呈現(xiàn)模糊的知覺映象，從而作為襯托對象的背景，這種把某些對象從背景中優(yōu)先地區(qū)分出來，并予以清晰反映的特性，叫知覺選擇性。,11/76,ChangzhouInstituteofTechnology,知覺的基本特性,知覺的選擇性取決下列因素：知覺對象與背景之間的差別越大，對象越容易從背景中區(qū)分出來。如黑夜中的星星。在固定不變或相對靜止的背景上，運動著的對象最易成為知覺對象。如示波器上跳動的波形圖。人的主觀因素，當人的任務、目的、知識、興趣、情緒等不同時，選擇的知覺對象便不同。,12/76,ChangzhouInstituteofTechnology,知覺的基本特性,理解性在知覺時，用以往所獲得的知識經(jīng)驗來理解當前的知覺對象的特征稱為知覺的理解性。由于知覺具有理解性，因此人們在知覺某一事物時，就會把他們以往所習得的與事物相關的知識經(jīng)驗帶入知覺過程中，以便取得事物的深刻認識。例如，一幅戲劇海報，對于戲劇知識比較豐富并且對平面設計有一定知識的人，可以從海報中了解到其豐富的內(nèi)涵，而在這兩方面知識都不是很豐富的人。卻只能知覺到表面的東西。語言的指導能喚起人們已有的知識和過去的經(jīng)驗，使人對知覺對象的理解更快、更全面。如下圖所示的雙關圖形，提示者可以把它提示為年輕的婦女、也可以提示為老年婦女，這個隨著提示者的語言可以形成不同的圖形。,13/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,14/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,15/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,16/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,17/76,ChangzhouInstituteofTechnology,知覺的基本特性,恒常性知覺的條件在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，而知覺的印象卻保持相對不變的特性，叫知覺的恒常性。知覺恒常性是經(jīng)驗在知覺中起作用的結(jié)果，也就是說，人總是根據(jù)記憶中的印象、知識、經(jīng)驗去知覺事物的。在視知覺中，恒常性表現(xiàn)得特別明顯。關于視知覺對象的大小、形狀、亮度、顏色等的印象與客觀刺激的關系并不完全服從于物理學的規(guī)律，盡管外界條件發(fā)生了一定變化，但觀察同一物體時，知覺的印象仍相當恒定。,18/76,ChangzhouInstituteofTechnology,知覺的基本特性,視知覺恒常性主要有以下幾方面：大小恒常性：看遠處物體時，人的知覺系統(tǒng)襝了視網(wǎng)膜映象的變化，因而知覺的物體是其真正的大小。例如，在5m遠和10m遠處看一位身高1.8m的人，雖然視網(wǎng)膜上的映象大小是不同的，但總是把他感知為一樣高，即在一定限度以內(nèi)，知覺的物體大小不完全隨距離而變化，表現(xiàn)出知覺大小的恒常性。形狀恒常性：是指看物體的角度有很大改變時，知覺的物體仍然保持同樣形狀。形狀恒常性和大小恒常性可能都依靠相似的感知過程。保持形狀恒常性最起作用的線索是帶來有關深度知覺信息的線索，如傾斜、結(jié)構(gòu)等。例如，當一扇門在人的面前打開時，視網(wǎng)膜上門的映象經(jīng)歷一系列的改變，但人總是知覺門是長方形的。,19/76,ChangzhouInstituteofTechnology,知覺的基本特性,明度恒常性一件物體，不管照射它的光線強度怎么變化，而它的明度是不變的。決定明度恒常性的重要因素是，從物體反射出來的光的強度和從背景反向出來光的強度的比例，只要這一比例保持恒定不變，明度也就保持恒定不變。因此，鄰近區(qū)域的相對照明，是決定明度保持恒定不變的關健因素。例如，無論在白天還是在夜空下，白襯衣總是被知覺為白的，那是因為它反射出來的光的強度和從背景反射出來的光的強度比例相同。⑷顏色恒常性是與明度恒常性完全類似的現(xiàn)象。因為緣大多數(shù)物體之所以可見，是由于它們對光的反射，反射光這一特征賦予物體各種顏色。一般說來，即使淘汰的波長變動幅度相當寬，只要照明的光線既照在物體上也照在背景上，任何物體的顏色都將保持相對的恒常性。例如，無論在強光下還是在昏暗的光線里，一塊煤看起來總是黑的。,20/76,ChangzhouInstituteofTechnology,二、視覺機能及其特征視覺系統(tǒng)視覺是由眼、視神經(jīng)和視覺中樞的共同活動完成的。眼睛的構(gòu)造與功能和照相機有些相似。它包括折光部分和感光部分。折光部分包括眼球最前面的透明組織——角膜和白色不透明的鞏膜。角膜憑借其彎曲的形狀實現(xiàn)眼球的折光功能。鞏膜主要起鞏固和保護眼球的作用。,21/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,圖3-1,22/76,ChangzhouInstituteofTechnology,眼睛是視覺的感受器官，人眼是直徑為21~25mm的球體，其基本構(gòu)造與照相機類似。視網(wǎng)膜最外層細胞包括視桿細胞和視錐細胞，它們是接受信息的主要細胞。,圖3-2,23/76,ChangzhouInstituteofTechnology,視覺是所有感覺中神經(jīng)數(shù)量最多的感覺器，其優(yōu)點是：可在短時間內(nèi)獲取大量信息；可利用顏色和形狀傳遞性質(zhì)不同的信息；對信息敏感，反應速度快；感覺范圍廣，分辨率高；不容易殘留以前刺激的影響。但也存在容易發(fā)生錯視、錯覺和容易疲勞等缺點。,24/76,ChangzhouInstituteofTechnology,視覺的產(chǎn)生依靠視覺三要素：光：能引起視覺的可見光；視覺的適宜刺激是光。人的兩眼可以感受到的光波只占整個電磁光譜的一小部分，其波長為380~780nm，見圖3-3。視對象：人要看的目的物；眼睛：接受信息的工具上述三要素，缺一不可。但三者都有其自身的規(guī)律和特征。研究視覺問題，要將三者作為一個系統(tǒng)結(jié)合起來研究。,25/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,圖3-3,26/76,ChangzhouInstituteofTechnology,1.視角與視力視角：確定被看物尺寸范圍的兩端點光線射入眼球的相交角度。α=2arctg(D/2L)α—視角；D—被看物體上兩端點的直線距離；L—眼睛到被看物體的距離；視力：眼睛分辨物體細微結(jié)構(gòu)能力的一個生理尺度，以臨界視角的倒數(shù)來表示。視力=1/能夠分辨的最小物體的視角,視覺機能,27/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,28/76,ChangzhouInstituteofTechnology,2.視野：指人的頭部和眼球固定不動的情況下，眼睛觀看正前方物體時所能看得見的空間范圍，常以角度來表示。分水平視野（單視野/雙視野）和垂直視野，見圖3-4。,視覺機能,29/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,圖3-4,30/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,在水平面內(nèi)的視野是：雙眼視區(qū)大約在60以內(nèi)的區(qū)域，人的最敏銳的視力是在標準視線每側(cè)10的范圍內(nèi)；單眼視野界限為標準視線每側(cè)94——104在垂直平面的視野是：假定標準視線是水平的，定為0，則最大視區(qū)為視平線以上60(50)和視平線以下70,31/76,ChangzhouInstituteofTechnology,3.最佳視區(qū),水平方向視區(qū):對于水平方向視區(qū)來說：10以內(nèi)為最佳視區(qū)。是人們辨識物體最清晰的區(qū)域。30以內(nèi)為良好視區(qū)。需要集中精力才能正確辨識。120以內(nèi)為最大視區(qū)。頭部不動，只用眼睛掃瞄。對于處在120邊緣的物體人們需要高度集中注意力才能正確辨識。,32/76,ChangzhouInstituteofTechnology,3.最佳視區(qū),垂直方向視區(qū):對于垂直方向視區(qū)來說：視水平線以下10以內(nèi)為最佳視區(qū)。視水平線向上10和向下30以內(nèi)為良好視區(qū)。視水平線向上60(50)和向下70范圍內(nèi)為最大視區(qū)。,33/76,ChangzhouInstituteofTechnology,色視野：各種顏色對眼睛的刺激是不一樣的，因此，視野也不相同。實驗得：白色視野最大其次為黃和藍，再次為紅色，而綠色的視野最小。,4.色覺和色視野,34/76,ChangzhouInstituteofTechnology,適應是人的感受器官的特性之一，當明暗環(huán)境改變時，視覺器官順應環(huán)境的變化，經(jīng)過一定的時間，便可辨認物體。明適應：人由暗處進入明處，最初不能辨認物體，感到很刺眼，經(jīng)過約1分鐘左右，視錐細胞恢復了功能，便能看清物體。暗適應：人由明處進入暗處，最初感覺什么也看不見，“伸手不見五指”，但經(jīng)過一定的時間后，逐漸看到黑暗中的物體的輪廓，約25到30分鐘后，便充分達到適應的程度。,5.明適應和暗適應,35/76,ChangzhouInstituteofTechnology,36/76,ChangzhouInstituteofTechnology,人眼要能辨別某一背景前的物體，必須使背景與零件有一定的對比度。對比度可以分為亮度對比和顏色對比。亮度對比：對比度與照度高低，對象物大小、觀察距離等因素有關。照明很差，亮度對比不明顯，可能引起虛假的視覺現(xiàn)象，對于判斷重要信息產(chǎn)生不良影響。表達式顏色對比：工作對象和背景的顏色對比，對于分辨清晰度的效果十分重要。,6.對比度感覺,37/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,臨界亮度差臨界對比對比感度,返回,38/76,ChangzhouInstituteofTechnology,錯覺(Illusion)是指人所獲得的印象與客觀事物發(fā)生差異的現(xiàn)象。造成錯覺的主要原因有心理因素和生理因素。人們在勞動實踐中可能發(fā)生的錯覺約有五種：視錯覺（長度錯覺、方位錯覺、透視錯覺、對比錯覺）、大小-重量錯覺、空間定位錯覺、顏色錯覺（顏色-重量錯覺、顏色-空間錯覺、顏色-溫度錯覺、顏色-聲音錯覺）、運動錯覺（自動運動、誘導運動、假現(xiàn)運動）,7.錯覺,39/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,錯覺案例,40/76,ChangzhouInstituteofTechnology,41/76,ChangzhouInstituteofTechnology,42/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,43/76,ChangzhouInstituteofTechnology,錯覺,44/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,45/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,,46/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,,47/76,ChangzhouInstituteofTechnology,眼睛的水平運動比垂直運動為快。即視物時往往水平方向的東西，然后才看到垂直方向的東西。許多機器設計成長方形，就是根據(jù)此原理。視線習慣于從左到右，從上到下的運動，看圓形儀表時，沿順時針方向比沿逆時針方向看得迅速。眼睛對水平方向尺寸和比例的估計比對垂方向尺寸和比例的估計要準確得多。因而水平式儀表的誤讀率（28%）比垂直式儀表的誤讀率（35%）低。當眼睛偏離視中心時，對左上象限的觀察力優(yōu)于右上象限，對右上的觀察率卻優(yōu)于左下象限，右下象限最差。,視覺特征,48/76,ChangzhouInstituteofTechnology,兩眼運動是協(xié)調(diào)的、同步的，不可能一支眼轉(zhuǎn)動，另一只眼睛不動；也不可能一只眼睛看，另一只眼睛不看。對直線輪廓比曲線輪廓視覺易于接受。關于顏色：當人從遠處辨認前方的多種不同顏色時，最易辨認的順序是：紅、綠、黃、白，即紅色最先被看到。當兩種顏色相配在一起時，最易辨認的順序是：黃底黑字、黑底白字、藍底白字、白底黑字等。目標連續(xù)更換時，人的視覺有時會出現(xiàn)失真現(xiàn)象。例如，觀看曲線的時間久了，轉(zhuǎn)換直線時，會把直線看成曲線。,視覺特征,49/76,ChangzhouInstituteofTechnology,識別信息的細節(jié)，要靠視力中心。視力邊緣只能識別大致情況。對于運動目標，有只當運動的角速度大于1-2分/秒時，才能辨別出它的運動狀態(tài)。要看清物體，必須注視。注視時指兩眼同時停留在一個目標上,并且焦點也在此目標上。讀報時,眼睛并非作連續(xù)運動。而是接近一連串的跳動，從前一個視點跳到后一個視點，循序前進，直到讀完一行。人眼看清一個目標，最少時間為0.07-0.3秒，平均0.17秒。照明昏暗，注視時間要加長。對準誤差。認讀儀表時，往往對準的方式不同，誤差也不同。,視覺特征,50/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,51/76,ChangzhouInstituteofTechnology,視覺對作業(yè)的影響,不同作業(yè)對視功能對勞動的產(chǎn)量、質(zhì)量、安全等都有重要影響。據(jù)分析，工廠中25％的事故與視力有關。在作業(yè)中，因作業(yè)性質(zhì)不同，對視功能的要求也不同。,52/76,ChangzhouInstituteofTechnology,作業(yè)的范圍大小不同，要求視功能不同。作業(yè)范圍大的，要求遠視力、周邊視力和立體視力。作業(yè)范圍小的需要近視力和良好的最小分辨力。加工對象物的距離不同要求視功能不同。從事精密儀器裝修、儀表監(jiān)視、雕刻、制版等工作，因工作距離近，故近視力特別重要。從事粗大的工作的距離較遠，如泥瓦匠，只要有正常的遠視力即可。作業(yè)性質(zhì)不同要求的視功能不同。,視覺對作業(yè)的影響,53/76,ChangzhouInstituteofTechnology,三、聽覺、觸覺和嗅覺,在日常生活中，我們都離不開聽覺、觸覺和嗅覺。比如聽到孩子的哭聲或門鈴響，感覺到家具的光滑等等。信息有直接的和非直接的兩種類型。孩子的哭聲是直接信息，門鈴響是非直接的信息，說明有人站在門口?？萍嫉陌l(fā)展已經(jīng)愈來愈多地利用人的聽覺、觸覺和嗅覺。比如，火災警報、提醒盲人道路上的障礙物的蜂鳴器等等。通常非直接刺激比直接刺激的影響更大。國外實驗表明：熟睡的人對聽覺火災報警的反應要比感覺到熱量或煙的氣味的反應要快的多，也有效的多。熱和煙喚醒被測者的次數(shù)是75%，而報警器是100%。,54/76,ChangzhouInstituteofTechnology,聽覺機能及其特征,聲音是由震源震動產(chǎn)生的。震動可以通過不同的媒介進行傳遞，一般主要考慮通過空氣傳入人耳的情況。聲音的兩個主要度量就是頻率和強度（或振幅）。,55/76,ChangzhouInstituteofTechnology,1.聽覺刺激聽覺的適宜刺激是聲音，聲音的聲源是振動的物體，人的聽感范圍：20~20000HZ。2.聽覺系統(tǒng)起主要作用的部位：內(nèi)耳耳蝸起輔助作用的部位：外耳、中耳、內(nèi)耳的其它部分，見圖3-9。,56/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,圖3-9,57/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,3.聽覺的物理特性(1)頻率響應（感受性）人耳能聽聞的頻率比為fmin/fmax=1：1000；頻率感受的上限隨著年齡的增長而逐年連續(xù)下降，見圖3-10；聽覺的頻率響應特性對聽覺傳示裝置的設計是很重要的。,58/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,圖3-10,59/76,ChangzhouInstituteofTechnology,(2)動態(tài)范圍（聲音的強度）聽覺聲強的動態(tài)范圍=正好可忍受的聲強/正好能聽見的聲強。1）聽閾：在最佳的聽聞頻率范圍內(nèi)，一個聽力正常的人剛剛能聽到給定各頻率的正弦式純音的最低聲強Imin。2）痛閾：對于感受給定各頻率的正弦式純音，開始產(chǎn)生疼痛感的極限聲強Imax。1）與2）都與頻率有關系，是在某一頻率下的聽閾值或痛閾值。3）聽覺范圍：由聽閾和痛閾兩曲線所包圍的聽覺區(qū),見圖3-11。,60/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,圖3-11,61/76,ChangzhouInstituteofTechnology,(3)方向敏感度（雙耳效應）1）時差：?t=聲源到兩耳的時間差。人耳可覺察到的聲信號入射的最小偏角為3。2）人耳對不同頻率、不同方向的聲音的感受能力不同。(4)掩蔽效應掩蔽：一個聲音被另一個聲音所掩蓋的現(xiàn)象。掩蔽效應：一個聲音的聽閾因另一個聲音的掩蔽作用而提高的效應。,62/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,,63/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,,64/76,ChangzhouInstituteofTechnology,皮膚感覺（觸覺）,皮膚有三種感覺系統(tǒng)，一是壓力感覺，二是痛覺，三是溫度變化的感覺。多數(shù)情況下，人都是利用手和指頭作為信息的主要感受體。工人一直在利用他們的觸覺探測工件表面粗糙度。手的不同部分對觸覺的敏感程度是不一樣的，從手掌到指尖敏感度逐漸增加，指尖的分辨程度最高。當皮膚溫度比較低時，觸覺敏感度也會下降。因此，在低溫環(huán)境中觸覺要謹慎使用。然而，在涼爽或溫暖的環(huán)境中，熱量刺激會使溫度的感覺被屏蔽。,65/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,66/76,ChangzhouInstituteofTechnology,,67/76,ChangzhouInstituteofTechnology,嗅覺,在日常生活中經(jīng)常使用嗅覺來表達一些其他器官所不能表達的信息，比如花的香味、熱咖啡的氣味、酸奶的味道。嗅覺器官的結(jié)構(gòu)很簡單，但它的工作過程仍然是個謎。一般都認為嗅覺是由進入鼻孔中的空氣分子中的揮發(fā)性物質(zhì)引起的。,68/76,ChangzhouInstituteofTechnology,嗅覺的用途并不是很廣。原因之一就是信息的來源不是很可靠，因為人們對不同氣味的敏感程度差異很大；不新鮮的空氣可能降低敏感度；人們對氣味適應的很快，片刻之后對這種氣味的感覺就會麻木；氣味的傳播很難控制。盡管存在著這些問題，嗅覺還是有一些用途的，主要用在報警設備上。比如，煤氣公司在天然氣中加入一種氣體，當天然氣泄漏時就會聞到特別的味道。這一點也不亞于燈光報警設備的效果。,嗅覺,69/76,ChangzhouInstituteofTechnology,本體覺,平衡覺平衡覺是人對自己頭部位置的各種變化及身體平衡狀態(tài)的感覺。影響平衡覺并導致失去平衡的原因有：酒精；年齡；恐懼；突然的運動；熱壓；不常有的姿勢等。了解上述影響平衡覺的因素，有助于對某些生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)生事故的原因做出全面的合理的分析。,70/76,ChangzhouInstituteofTechnology,運動覺運動覺是人對自己身體各部位的位置及其運動狀態(tài)的一種內(nèi)部感覺。運動覺涉及人體的每一個動作，是僅次于視、聽覺的感覺。人的各種操作技能的形成，更是有賴于動覺信息的反饋調(diào)節(jié)。,本體覺,71/76,ChangzhouInstituteofTechnology,第二節(jié)人體的運動系統(tǒng),人在工作的過程中，無論從事體力或腦力勞動，都會伴隨身體的運動。工作對人體造成的損害往往是由于：工具的設計沒有考慮人的因素，使工作人員長期采取不科學的姿勢從事工作；或操作者的作業(yè)姿勢不正確等。所以，在預防人體的累積損傷疾病和設計操作工具時，首先要了解人體的運動系統(tǒng)及特點，了解各部分活動的上限，使作業(yè)姿勢符合人體的運動規(guī)律。人體的運動系統(tǒng)是由骨、骨連接（關節(jié)）和肌肉三部分組成。骨和骨連接構(gòu)成人體的杠桿系統(tǒng)——骨架。肌肉附著在骨架上，并受神經(jīng)系統(tǒng)的支配，能牽引著骨繞關節(jié)轉(zhuǎn)動，人體便產(chǎn)生各種各樣的運動。,72/76,ChangzhouInstituteofTechnology,一、骨骼,成人全身共有206塊骨，其中只有177塊直接參與人體的運動。分為軀干骨、顱骨和四肢骨3部分。人的大部分活動都要有脊椎運動的支持，所以背部損傷的機會就會很多，在工具設計的時候，應保證在脊柱的活動范圍內(nèi)，避免扭曲和超范圍活動。,73/76,ChangzhouInstituteofTechnology,1.骨的功能2.骨杠桿，見圖3-20根據(jù)支點，力點（動力點）、重點（阻力點）三者不同的位置分布，分為：1）平衡杠桿2）省力杠桿3）速度杠桿：用力大，但運動速度快由等功原理，得之于力則失之于速度，反之亦然。因此，最大的力量與最大的運動范圍兩者是相矛盾的。,74/76,ChangzhouInstituteofTechnology,圖3-20,返回,75/76,ChangzhouInstituteofTechnology,二、關節(jié),骨與骨以結(jié)締組織相連接，構(gòu)成關節(jié)，根據(jù)連接組織的性質(zhì)和活動情況，關節(jié)可分為不動關節(jié)、半動關節(jié)和動關節(jié)三類。人體關節(jié)的所有運動可歸納成4種基本的形式。即滑動運動、角度運動、旋轉(zhuǎn)運動和環(huán)轉(zhuǎn)運動。,76/76,ChangzhouInstituteofTechnology,三、肌肉,肌肉在人體上分布很廣，根據(jù)其形態(tài)、功能和位置等不同的特點，可分為3種類型：骨骼肌、平滑肌和心肌。附著在骨骼上的肌肉稱骨骼肌，骨骼肌有橫紋，其收縮受人的意志支配。平滑肌大都構(gòu)成臟器的壁，故又稱內(nèi)臟肌。,77/76,ChangzhouInstituteofTechnology,骨骼肌,骨骼肌有4種物理特性：收縮性、伸展性、彈性、粘滯性。收縮性表現(xiàn)為肌肉纖維長度的縮短和張力的變化；骨骼肌與彈性橡皮相似，不但在可以收縮，在受外力作用時還可被拉長，這種特性叫伸展性。當外力解除后，被拉長的肌肉纖維又可復原；彈性：肌肉有受壓變形，外力解除即可復原的特性；粘滯性是原生質(zhì)的普遍特性，主要是由于其內(nèi)部含有膠狀物質(zhì)的緣故。,78/76,ChangzhouInstituteofTechnology,四主要關節(jié)的活動范圍,關節(jié)的活動范圍有一定的限度，人體處于舒適時，關節(jié)必然處在一定的舒適調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。肌體所能發(fā)揮的力量大小取決于：1）人體肌肉的生理特征2）施力的姿勢、部位、方式和方向，分別見圖3-21，圖3-22和圖3-23，相應的出力數(shù)值參閱相關資料。,79/76,ChangzhouInstituteofTechnology,圖3-21,返回,80/76,ChangzhouInstituteofTechnology,圖3-22,返回,81/76,ChangzhouInstituteofTechnology,圖3-23,返回,82/76,ChangzhouInstituteofTechnology,五肢體的動作速度與頻率,動作速度取決于肢體肌肉收縮的速度，而操作動作速度還取決于動作方向和動作軌跡等特征。動作頻率取決于動作部位和動作方法。,83/76,ChangzhouInstituteofTechnology,六人的運動輸出,1.反應時間反應時間（RT）又稱為反應潛伏期，它是指刺激和反應的時間間距。它由反應知覺時間（tz）和動作時間（td）組成。即RT=tz+td。影響反應時間的主要因素如下：1）不同的感覺器官反應時間不同，以觸覺與聽覺最優(yōu)，視覺次之。2）反應時間與刺激信號的強度有關。3）刺激的環(huán)境影響反應時間。信號與背景的亮度、顏色、信噪比及頻率的對比程度越強越好。此外，刺激信號的數(shù)目、顯示器及操縱器的設計也影響反應時間。4）人的主體因素也影響反應時間，如習俗、個體差異、疲勞等個人生理、心理狀況。,84/76,ChangzhouInstituteofTechnology,2運動速度（用完成動作的時間來表示）,1）動作特點2）目標距離3）運動方向，見圖3-24，圖3-254）動作軌跡特征,85/76,ChangzhouInstituteofTechnology,3運動準確性,1）運動速度與準確性：速度越慢，準確性越高，見圖3-262）盲目定位的準確性：正前方盲目定位準確性最高，見圖3-273）運動方向與準確性，見圖3-284）操作方式與準確性，見圖3-29,86/76,ChangzhouInstituteofTechnology,圖3-24,返回,87/76,ChangzhouInstituteofTechnology,圖3-25,返回,88/76,ChangzhouInstituteofTechnology,圖3-26,返回,89/76,ChangzhouInstituteofTechnology,圖3-27,返回,90/76,ChangzhouInstituteofTechnology,圖3-28,返回,91/76,ChangzhouInstituteofTechnology,圖3-29,返回,92/76,ChangzhouInstituteofTechnology,七、大腦,目前，科學家還只是對大腦皮層認識得比較清楚，腦的100多個功能區(qū)，基本上都在大腦皮層的“管轄”范圍內(nèi)。有異常發(fā)達的大腦皮層，是人類與其他動物最明顯、最根本的區(qū)別，人類的種種高級神經(jīng)活動，如思維、語言、創(chuàng)造力等，都與大腦皮層有關。,93/76,ChangzhouInstituteofTechnology,八、操作動作與作業(yè)姿勢,作業(yè)姿勢的基本類型：立姿、端坐姿、靠椅坐姿和臥姿；影響作業(yè)姿勢的因素主要有以下幾個方面：,作業(yè)空間的大小及照明條件，變換姿勢的可能性。體力負荷的大小及用力方向，作業(yè)所要求的準確度和速度。工作場所的布置，工具設備與材料的位置以及取用、操作的方法。作業(yè)的方式、方法以及操作時的起坐頻率。工作臺面與座椅的高度，有無足夠的容膝空間。操作者隨意采取的體位。,94/76,ChangzhouInstituteofTechnology,確定作業(yè)姿勢的一般原則操作者的作業(yè)姿勢一般以坐姿為好，其次是坐－立姿。當工作過程非立姿不可時，才選擇立姿；應盡可能的使操作者采取平衡姿勢，避免因作業(yè)姿勢不當而給肌肉、關節(jié)和心血管系統(tǒng)造成不必要的負擔；作業(yè)過程中，應使操作者能自由地變換多種體位，盡可能的使操作者身體處于舒適狀態(tài)。當強制保持的姿勢無法避免時，應設置適當?shù)闹挝?；確定作業(yè)姿勢應與肌力的使用以及作業(yè)動作相聯(lián)系，三者應相互協(xié)調(diào)。,95/76,ChangzhouInstituteofTechnology,立姿舒適的立姿是身體自然直立或軀干稍向前傾15左右。在下列情況下宜采取立姿作業(yè)：常用的控制器分布在較大區(qū)域，遠遠超出坐姿的最大可及范圍時。需要用較大肌力的作業(yè)，而坐姿不可能達到時。沒有容膝空間的機器作業(yè)，坐著反而不如站著舒適時。需要頻繁坐、立的作業(yè)。因為頻繁起坐所消耗的能量比立姿的耗能量還大。單調(diào)的易引起心理性疲勞的作業(yè)。,96/76,ChangzhouInstituteofTechnology,立姿持續(xù)較長肘間的立姿作業(yè)，會引起下肢肌肉酸痛，下肢腫脹，因此對于一些不得不采用立姿進行的作業(yè)，應使操作者可以自由變換體位，避免長時間站立于一個位置，同時腳下應鋪墊木板、橡膠板或有彈性的墊子，也可穿有軟墊的鞋子，并應安排操作者定時坐下來作適當休息的時間或安排做一些輕度的體育活動，以改善血液循環(huán)狀況，減少肌肉疲勞。,97/76,ChangzhouInstituteofTechnology,坐姿作業(yè)時正確的坐姿應是身軀上部伸直稍向前傾10～15，保持眼睛到工作面的距離在300mm以上，大腿放平，小腿自然垂直著地成稍向前伸展著地，使整個身體處于自然舒適狀態(tài)。若在作業(yè)過程中，適當變換直腰坐與放松坐兩種坐姿，則既可通過改變椎間盤的內(nèi)壓力，改善椎間盤的營養(yǎng)供應狀況，又可使肌肉得以放松。,98/76,ChangzhouInstituteofTechnology,坐姿在下列情況下應采用坐姿作業(yè)。持續(xù)時間長的靜態(tài)作業(yè)。精密度較高而又要求細致的作業(yè)。需要手足并用的作業(yè)。要求操作準確性高的作業(yè)。由于坐姿心臟負擔的靜壓力較立姿有所降低，肌肉承受的體重負荷也較立姿小，故坐姿作業(yè)可以減輕勞動強度，提高作業(yè)效率，優(yōu)于立姿作業(yè)。但坐姿作業(yè)不易改變體位，施力受限制，工作范圍也受限制，且久坐可導致脊柱變形。,99/76,ChangzhouInstituteofTechnology,坐—立姿坐—立姿是指在作業(yè)過程中既可以坐也可以站立，坐、立交替，但以坐姿為主。坐著可以解除站立所引起的下肢肌肉酸痛感，而站立又可放松坐著引起的腰部肌肉緊張，所以坐、立交替可以消除不同部位的肌肉負荷。,100/76,ChangzhouInstituteofTechnology,第三節(jié)能量代謝,人體能量的產(chǎn)生和消耗稱為能量代謝。能量代謝的測定方法有直接法和間接法兩種。目前一般采用間接法，其基本原理是，能量代謝可通過人體的氧耗量反映出來，因此，首先測得單位時間內(nèi)糖、脂肪等能源物質(zhì)在體內(nèi)氧化時的氧耗量和二氧化碳的排出量，求得兩者之比（呼吸商），由此在推算某一時間或某項作業(yè)所消耗的能量。,101/76,ChangzhouInstituteofTechnology,勞動強度,勞動強度是以作業(yè)過程中人體的能耗量、氧耗量、心率、直腸溫度、排汗率或相對代謝率等作為指標分級的。由于最緊張的腦力勞動的能量消耗一般不超過基礎代謝的10％，而體力勞動的能量消耗可高達基礎代謝的10～25倍，因此，以能量消耗或相對代謝率作為指標制訂的勞動強度分級，只適用于以體力勞動為主的作業(yè)。,102/76,ChangzhouInstituteofTechnology,103/76,ChangzhouInstituteofTechnology,104/76,ChangzhouInstituteofTechnology,最大能量消耗界限,單位時間內(nèi)人體承受的體力活動工作量（體力工作負荷）必須處在一定的范圍之內(nèi)。負荷過小，不利于勞動者工作潛能的發(fā)揮和作業(yè)效率的提高，將造成人力的浪費，但負荷過大，超過了人的生理負荷能力和供能能力的限度，又會損害勞動者的健康，導致不安全事故的發(fā)生。一般，人體的最佳工作負荷是指在正常情景中，人體工作8h不產(chǎn)生過度疲勞的最大工作負荷值。最大工作負荷值通常是以能量消耗界限、心率界限以及最大攝氧量的百分數(shù)表示。,105/76,ChangzhouInstituteofTechnology,第四節(jié)心血管與呼吸系統(tǒng),自學（P47－P53）,106/76,ChangzhouInstituteofTechnology,第五節(jié)人體的忍耐力,一、疲勞的概念疲勞是指在勞動生產(chǎn)過程中，作業(yè)能力出現(xiàn)明顯下降，或由于厭倦而不愿意繼續(xù)工作的一種狀態(tài)。通常把疲勞分為兩種，即肌肉疲勞（或稱體力疲勞）和精神疲勞（或稱全身疲勞、腦力疲勞）。肌肉疲勞是指過度緊張的肌肉局部出現(xiàn)酸痛現(xiàn)象，一般只涉及大腦皮層的局部區(qū)域；精神疲勞則與中樞神經(jīng)活動有關，它是一種彌散的、不愿意再作任何活動和懶惰的感覺，意味著機體迫切需要休息。,107/76,ChangzhouInstituteofTechnology,二、疲勞的特點疲勞的原因一般，當機體出現(xiàn)疲勞時，主觀上必有疲倦、厭煩等感覺，但有時這種感覺和疲勞狀態(tài)不同時發(fā)生，這在很大程度上取決于勞動者的精神心理狀況。,108/76,ChangzhouInstituteofTechnology,疲勞的原因,超過生理負荷的激烈動作和持久的體力或腦力勞動，作業(yè)環(huán)境中不良的氣象條件和環(huán)境條件（如照度不足、噪聲和振動、毒物和粉塵、重復的節(jié)律），單調(diào)乏味的工作，長期勞逸安排不當，不良的精神因素（如遭受強烈的刺激、焦慮情緒、矛盾的心情、缺乏工作責任感），機體狀況不好（如營養(yǎng)不良、疾病、疼痛、睡眠不足、體質(zhì)欠佳）等，均是發(fā)生疲勞的原因。此外，從人機工程學的觀點來看促使疲勞過早出現(xiàn)的原因還有：勞動時不能維持良好的勞動姿勢，不按生物力學的原理合理使用體力，不能把有用的力用于做功，工作空間過小，機具或控制器（手柄、按鈕、腳踏板等）的形狀、大小、重量、高低、遠近設計不合理，未考慮到人體的生理功能、解剖結(jié)構(gòu)和生物力學的原理，儀表面板的設計未能考慮人體生理功能，使視覺通道負荷過重，信號顯示系統(tǒng)不符合人體生理和心理特點，機床、作業(yè)臺、控制臺、司機的位置等未按適當?shù)娜梭w身高或坐高和身體活動范圍設計，座椅不符合人體解剖結(jié)構(gòu)特點等等。,109/76,ChangzhouInstituteofTechnology,休息是一種解除疲勞，恢復工作能力的過程。這主要靠夜間的睡眠，但白天的業(yè)余時間和工間休息也起一定的作用。作為生理現(xiàn)象的疲勞，必須在24h周期內(nèi)得到完全的解除，以保持平衡。若長期得不到完全解除，勢必造成疲勞的累積，即過度疲勞（簡稱過勞）。,疲勞的原因,110/76,ChangzhouInstituteofTechnology,過度疲勞,過度疲勞時，在睡眠醒來后仍有疲倦的感覺，在工作開始前已感到疲倦。這樣的人，常因情緒不好對工作感到厭惡，易怒，適應性差，身體衰弱，對疾病抵抗力低下，還可能出現(xiàn)一系列功能失調(diào)，如頭暈、頭痛、睡眠障礙、心律不齊、多汗、食欲不振和引起消化道疾患等，這種失調(diào)常使短時間病休率增高。有各種精神和心理因素的人（如對職業(yè)不熱愛，對分配的工作或工作地點不滿，對工作和環(huán)境不適應等），更易出現(xiàn)過勞現(xiàn)象。但事實上，要分辨是精神因素還是超過生理負荷所引起的過勞，往往是很困難的。此外，精神心理因素還會出現(xiàn)“厭煩”。厭煩也是一種生理功能狀態(tài)。疲勞和厭煩兩者常同時出現(xiàn)，難以區(qū)分，它們都是大腦皮層活動水平低下的結(jié)果。,111/76,ChangzhouInstituteofTechnology,具有現(xiàn)代工業(yè)疲勞特點的幾種作業(yè)疲勞問題,有些作業(yè)需要緊張而繁重的腦力勞動，有些作業(yè)腦力和體力并重且精神相當緊張，而在有些作業(yè)中個別器官處于高度緊張狀態(tài)，這是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生疲勞的特點。高度視力緊張作業(yè)的疲勞高度精神緊張作業(yè)的疲勞交通疲勞,112/76,ChangzhouInstituteofTechnology,三、疲勞的測定方法,測量疲勞的目的是研究疲勞－勞動產(chǎn)值之間的關系，測定人體對不同緊張水平的反應，以滿足發(fā)展生產(chǎn)和改善勞動條件的需要。測定疲勞的方法，除測量勞動者身體狀況（如脈搏、血壓、能量代謝等）的變化以外，在人機工程中常用的方法有下列幾種。,113/76,ChangzhouInstituteofTechnology,觀察產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,勞動生產(chǎn)率和疲勞有一定關系，但不能直接作為疲勞指標，因為勞動生產(chǎn)率和許多因素（如生產(chǎn)目的、社會因素、對工作的態(tài)度等）有關。不過對于產(chǎn)品的質(zhì)量下降或操作的錯誤額度增加，也必須考慮到疲勞這個因素。,114/76,ChangzhouInstituteofTechnology,記錄受試者的感覺,采用主觀感覺詢問表，記錄受試者工作前后的感覺。主觀感覺詢問表有許多種，如Haider1961年及Croll1965年使用的“雙極詢問表”，表內(nèi)列出了兩種截然相反的狀態(tài)（如對工作感興趣—對工作感到厭煩，想打磕睡－十分清醒，精力充沛－感到疲倦等），讓受試者作出記號以表明在特定瞬間他們的主觀感覺；,115/76,ChangzhouInstituteofTechnology,分析腦電圖,利用腦電圖儀可把機體處于不同機能狀態(tài)時，大腦部位腦電波的變化記錄下來，觀察腦電波的周期（波率）、振幅（波幅）和相位以及波形、分布、對稱性、節(jié)律性等。,116/76,ChangzhouInstituteofTechnology,測定閃頻值,對于工作期間精神一直處于高度緊張狀態(tài)的工種（如電話員、機場調(diào)度員）、視力高度緊張的工種及枯操無味重復單調(diào)的工種，其工作前后的閃頻值（可分辨最快光閃的頻率）可有不同程度的變化；而體力勞動、精神不太緊張或可以自由走動的工作，工作前后該指標的變化就很小。,117/76,ChangzhouInstituteofTechnology,智能測驗,智能測驗包括理解能力、判斷能力和運動反應等功能測驗。常使用下列測驗：反應時測驗輕敲測驗和在方格內(nèi)打點的測驗握力和肌耐力測驗技能測驗模擬條件下駕車試驗快速智力測驗,118/76,ChangzhouInstituteofTechnology,反應時測驗,反應時是一種時間測量值，又稱反應潛伏期，指刺激和反應之間的時間距離。反應時可分為簡單反應時和復雜（選擇分化）反應時。在疲勞時，反應時間（尤其是復雜反應）明顯延長。,119/76,ChangzhouInstituteofTechnology,輕敲測驗和在方格內(nèi)打點的測驗,在規(guī)定時間內(nèi)，讓受試者用鉛筆盡快地在紙上打點子（或在有格子的紙上將點子打在格內(nèi)），計算單位時間打點子數(shù)。這種試驗又稱為手動頻率試驗，目的是測定運動的反應功能。疲勞時，運動反應功能有所下降。,120/76,ChangzhouInstituteofTechnology,握力和肌耐力,這亦是測定運動反應功能的一種方法，若全身乏力、疲倦，握力和肌耐力則有所下降。,技能測驗,例如，觀察車工單位時間內(nèi)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，這些可反映受試者的判斷能力和運動反應等功能。,121/76,ChangzhouInstituteofTechnology,模擬條件下駕車試驗,在實驗室內(nèi)模擬行車情況駕車，可反映受試者精神集中程度、判斷和綜合能力、思維活動情況及運動反應等功能。,快速智力測驗,在疲勞時，快速智力測驗中的相應功能均有所下降。智能測驗不足之處在于這種試驗本身常常對受試者要求很高，因而增加了受試者大腦活動的水平。,122/76,ChangzhouInstituteofTechnology,精神測驗,精神測驗主要是測定受試者精神集中程度（大腦皮層所處的機能狀態(tài)）、視覺感知的準確性和運動反應的速度等，通?？捎孟铝蟹椒ǎ汉唵蔚乃阈g加法勾消試驗跟蹤試驗估計試驗記憶測驗聯(lián)想測驗,123/76,ChangzhouInstituteofTechnology,簡單的算術加法,觀察完成時間和正確率。對有一定文化程度的受試者，可給予一定難度的數(shù)學試題（工前、工后應使用難易程度相當?shù)牟煌囶}）。,124/76,ChangzhouInstituteofTechnology,勾消試驗,例如，勾消字母表測驗，要求在排列無規(guī)律的英文字母表中劃去某個字母，計算完成時間和正確率；劃字測驗，要求在排列無規(guī)律的數(shù)字表上劃去某一數(shù)字或接連出現(xiàn)的相同的數(shù)等。,125/76,ChangzhouInstituteofTechnology,跟蹤試驗,測定對運動物體的反應，如光螺旋跟蹤試驗。,估計試驗,常用的是時間估計，即主試者呈現(xiàn)一定時距的時間信號，讓受試者估計這一時距的長短。測驗完畢，可將實際時間與受試者估計的時間加以核對，算出誤差時間及誤差的百分比。疲勞時，誤差時間及誤差百分比均有所增加。,126/76,ChangzhouInstituteofTechnology,記憶測驗,常用短時記億（對信息保持到幾秒直至一分鐘左右的記憶）測驗。大多數(shù)人的短時記憶廣度是72個不相連的項目，但人的記憶廣度還依賴于對材料的組織。,聯(lián)想測驗,主要測定人們的思維能力。當疲勞時，思維能力亦隨之降低。,127/76,ChangzhouInstituteofTechnology,研究人體動作的變化,將一個發(fā)光物體固定在人的肢體上，連續(xù)拍攝人在勞動時的影像，隨著疲勞增長，可看出人的多余動作增多，動作速度減慢，動作幅度增大，動作周期性的準確程度降低。采用這種方法能夠?qū)Ω鞣N不同疲勞程度進行準確的測定。,128/76,ChangzhouInstituteofTechnology,復習,什么是知覺，它有那些特點？試舉例！錯覺怎樣分類的？作業(yè)姿勢的基本類型有哪些？確定作業(yè)姿勢的一般原則是什么？疲勞的概念及分類？疲勞的測定方法有哪些？什么是精神測驗，包含哪些方法？,