人體感知和運動特征

1、關(guān)于人體感知與運動特征第1頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四主要內(nèi)容 1.人在系統(tǒng)中的功能 3.聽覺機能及其特征 4.其他感覺機能及其特征 5.人的信息處理系統(tǒng) 2.視覺機能及其特征 6.運動系統(tǒng)的機能及其特征 7.人的運動輸出第2頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四3.1 人在系統(tǒng)中的功能3.1.1 人是系統(tǒng)中的重要“環(huán)節(jié)”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)見圖3-1。要使閉環(huán)系統(tǒng)有效運行，需要人體結(jié)構(gòu)中許多部位協(xié)同發(fā)揮作用。首先是感覺器官，其次是傳入、傳出神經(jīng)通過大腦和

2、肌肉的傳遞過程，最后是身體的運動器官執(zhí)行操作動作。本章為安全人機工程設(shè)計提供有關(guān)人體生理學和心理學的基礎(chǔ)。第3頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四 圖3-1 人機系統(tǒng)示意圖返回從機器傳來的信息，通過“人”這個環(huán)節(jié)又返回到機器，從而形成一個閉環(huán)系統(tǒng)。人機所處的環(huán)境因素（如溫度、照明、噪聲、振動等）影響和干擾此系統(tǒng)的效率。故廣義講，人機系統(tǒng)又稱人-機-環(huán)境系統(tǒng)。第4頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四3.1.2 人的感知與反應(yīng)機能（感知響應(yīng)）1. 反射?。ǚ瓷涞纳斫Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)）反射是神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)肌體活動的一種形式，是對內(nèi)、外環(huán)境的刺激作出的應(yīng)答反應(yīng)。參與一

3、個反射活動的全部結(jié)構(gòu)組成該反射的反射弧。反射弧具有五個基本環(huán)節(jié)，即感受器 傳入神經(jīng)元 中間神經(jīng)元 傳出神經(jīng)元 效應(yīng)器。見下圖。反射弧第5頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四表31 刺激及感覺反應(yīng)感覺種類感覺器官適宜刺激識別特征作 用視覺眼光 形狀、大小、位置、遠近、色彩、明暗、運動方向等鑒別聽覺耳聲聲音的高低、強弱、方向和遠近報警、聯(lián)絡(luò)嗅覺鼻揮發(fā)和飛散的物質(zhì)辣氣、香氣、臭氣報警、鑒別味覺舌被唾液溶解的物質(zhì)甜酸、苦辣、咸等鑒別皮膚感覺皮膚及皮下組織物理或化學物質(zhì)對皮膚作用觸覺、痛覺、溫度覺、壓覺報警深部感覺肌體神經(jīng)及關(guān)節(jié)物質(zhì)對肌體的作用撞擊、重力、姿勢等平衡感覺前庭器官運動

4、和位置變化旋轉(zhuǎn)運動、直線運動和擺動等調(diào)整人的各種感受器都有一定的感受性和感覺閾限。第6頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四表32 人體主要感覺閾值 感覺感 覺 閾下 限上 限視覺（2.25.7）10-17J（2.25.7）10-8J聽覺110-12J/m21102J/m2嗅覺210-7kg/m3味覺410-7(硫酸試劑摩爾濃度)觸覺2.610-9J溫度覺6.2810-9kg J/m2s91310-6kg J/m2s振動覺振幅2.510-4mm說明：從人的感覺閾限來看，刺激本身必須達到一定強度才能對感受器官發(fā)生作用。感覺器官經(jīng)過連續(xù)刺激一段時間后，敏感性會降低，產(chǎn)生適應(yīng)現(xiàn)象

5、。返回第7頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四2. 信息鏈人機系統(tǒng)的信息在人的神經(jīng)系統(tǒng)中的循環(huán)過程形成信息鏈，見下圖。圖3-2 反射弧和信息鏈第8頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四3.1.3 感覺通道與適用的信息通常一種感受器官只能接受一種刺激和識別某一種特征，眼睛只接受光刺激，耳朵只接受聲刺激。人機系統(tǒng)中的最常用的感覺通道是視覺通道（80%）、聽覺通道（14%）、觸覺和其他通道（6%）。其適用場合參閱表3-1。第9頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四返回第10頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四3.2

6、視覺機能及其特征3.2.1 視覺刺激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（323470605034366050403638504030384040302040423020154244201010第48頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四返回表321 低溫作業(yè)分級表 低溫作業(yè)時間率（）溫 度 范 圍 /oC51005510101515202550507575第49頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四返回表323 冷水作業(yè)分級表 冷水作業(yè)時間率（）12101088664422550507575溫度范圍 /oC第50頁，共

7、59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四凡是劇烈的物理或化學刺激（冷、熱、壓力等），均可引起痛覺，屬身體組織的游離神經(jīng)末梢產(chǎn)生。其在皮膚中的分布部位稱作痛點。每平方厘米皮膚表面約有100個痛點，整個皮膚表面達100萬個。痛覺的中樞部分位于大腦皮層。痛覺敏感度方面，皮膚和外粘膜高，角膜的中央最痛。3. 痛覺3.4.1 膚覺圖3-15 人的痛、溫度和粗略觸覺傳導通路 3.4 其他感覺機能及其特征第51頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四上圖為各種膚覺感受器的分布情形，有一小塊皮膚所測得的典型結(jié)果3.4 其他感覺機能及其特征3.4.1 膚覺膚覺功能視頻第52頁，共5

8、9頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四3.4.2 本體感覺本體感覺系統(tǒng)包括耳前庭系統(tǒng)和運動覺系統(tǒng)，可感受身體和四肢所在位置的信息。平衡覺：人對自己頭部位置變化及身體平衡狀態(tài)的感覺。影響平衡覺的因素：酒、年齡、恐懼、突然的運動、熱緊迫、不常有的姿勢等。3.4 其他感覺機能及其特征第53頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四運動覺：人對自己身體各部位的位置及其運動狀態(tài)的一種感覺。運動覺涉及人體的每一個動作，是僅次于視、聽覺的感覺。人各種操作技能的形成賴于運動覺信息的反饋調(diào)節(jié)。3.4.2 本體感覺3.4 其他感覺機能及其特征第54頁，共59頁，2022年，5月20日，

9、20點51分，星期四3.5.1 神經(jīng)系統(tǒng)3.5 神經(jīng)系統(tǒng)機能及其特征中樞神經(jīng)系統(tǒng)： 包括腦和脊髓。 周圍神經(jīng)系統(tǒng)： 中樞神經(jīng)以外全部神經(jīng)的總稱，見右圖。（1）神經(jīng)系統(tǒng)的組成第55頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四神經(jīng)系統(tǒng)中樞神經(jīng)周圍神經(jīng)腦：延髓；腦髓；中腦；間腦；小腦；大腦 脊髓按解剖分腦神經(jīng)；脊神經(jīng)按功能分感覺（傳入）神經(jīng)運動神經(jīng)（傳出）軀體運動神經(jīng)（支配骨骼肌）植物性神經(jīng)（支配內(nèi)臟器官）神經(jīng)系統(tǒng)的組成3.5 神經(jīng)系統(tǒng)機能及其特征3.5.1 神經(jīng)系統(tǒng)第56頁，共59頁，2022年，5月20日，20點51分，星期四a、神經(jīng)系統(tǒng)是機體的主導系統(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)，保證機體的整體統(tǒng)一及其與外界環(huán)境的相對平衡。在此過程中，首先是借助于感受器官接受體內(nèi)外環(huán)境的各種信息，通過腦和脊髓各級中樞神經(jīng)的整合，最后經(jīng)周圍神經(jīng)控制和調(diào)節(jié)各個系統(tǒng)的活動，從而使機體得以反應(yīng)多變的外環(huán)境，同時也調(diào)節(jié)著機體內(nèi)環(huán)境的平衡。神經(jīng)系統(tǒng)的功能b、神經(jīng)系統(tǒng)是心理現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)：從心理學角度看，人的一切心理和意識活動也是通過神經(jīng)系統(tǒng)的活動來實現(xiàn)的。3.5 神經(jīng)系統(tǒng)機能及其特征3.5.1 神經(jīng)系統(tǒng)第57頁，共