第三章第一節(jié)人的生理因素與安全安全人機(jī)工程學(xué)湖南工學(xué)院演示文稿

第三章第一節(jié)人的生理因素與安全安全人機(jī)工程學(xué)湖南工學(xué)院演示文稿當(dāng)前第1頁\共有133頁\編于星期三\8點優(yōu)選第三章第一節(jié)人的生理因素與安全安全人機(jī)工程學(xué)湖南工學(xué)院當(dāng)前第2頁\共有133頁\編于星期三\8點第一節(jié)人的生理因素與安全一、感覺和知覺的定義及特征二、視覺機(jī)能及其特征四、其他感覺機(jī)能及其特征三、聽覺機(jī)能及其特征五、人的反應(yīng)時間當(dāng)前第3頁\共有133頁\編于星期三\8點一、感覺和知覺特征內(nèi)容：1、感覺和知覺的基本概念2、感覺的基本特征3、知覺的基本特征復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容當(dāng)前第4頁\共有133頁\編于星期三\8點1、感覺和知覺的基本概念感覺是知覺的基礎(chǔ)，感覺大多數(shù)取決于物體屬性，是個別屬性的反映；知覺取決于人的因素：知識、經(jīng)驗、興趣等，是物體整體反映，包含覺察、分辨、確認(rèn)等一系列過程；感覺越多，知覺對象越接近真實。復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容當(dāng)前第5頁\共有133頁\編于星期三\8點2、感覺的基本特征

感受性是受限的受限的表示方法用閾值感受性是變化的，影響因素有刺激數(shù)目、強度、時間等變化規(guī)律：適應(yīng)性、對比性、融合性、感覺的相互作用復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容當(dāng)前第6頁\共有133頁\編于星期三\8點3、知覺的基本特征

知覺的整體性

知覺的理解性知覺的恒常性知覺的選擇性，一般取決于下列條件：１)、對象和背景的差別２)、對象的運動３)、主觀因素復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容當(dāng)前第7頁\共有133頁\編于星期三\8點二、視覺的機(jī)能和特征內(nèi)容：1、視覺的基本概念2、視覺的基本參數(shù)3、視覺特征4、視覺損傷與視覺疲勞5、視覺的運動規(guī)律當(dāng)前第8頁\共有133頁\編于星期三\8點1、視覺的基本概念視覺三要素——視覺物體、光、視覺器官能感受電磁波長為380-780毫微米可見光，眼能夠感受的光的強度從幾個勒克司到10000勒克司當(dāng)前第9頁\共有133頁\編于星期三\8點2、視覺的基本參數(shù)1）視角2）視力3）視野4）視距5）色覺衡量視覺機(jī)能的參數(shù)當(dāng)前第10頁\共有133頁\編于星期三\8點5）色覺色覺是一種復(fù)雜的生理心理現(xiàn)象。一種顏色可以由一種波長光線作用而引起，也可由紅、綠藍(lán)三原色適當(dāng)混合成，如圖色覺視野：不同的顏色對人眼的刺激不同視野也不同。當(dāng)前第11頁\共有133頁\編于星期三\8點12色相環(huán)當(dāng)前第12頁\共有133頁\編于星期三\8點當(dāng)前第13頁\共有133頁\編于星期三\8點當(dāng)前第14頁\共有133頁\編于星期三\8點互補色當(dāng)前第15頁\共有133頁\編于星期三\8點對比色關(guān)系當(dāng)前第16頁\共有133頁\編于星期三\8點鄰近色關(guān)系當(dāng)前第17頁\共有133頁\編于星期三\8點同類色關(guān)系當(dāng)前第18頁\共有133頁\編于星期三\8點3、視覺特征1）適應(yīng)2）眩光3）視錯覺4）調(diào)節(jié)當(dāng)前第19頁\共有133頁\編于星期三\8點1）適應(yīng)人眼對光亮變化的順應(yīng)性稱為適應(yīng)。

暗適應(yīng)——是指人從光亮處進(jìn)入黑暗處時，需要經(jīng)過一定時間（約30min）以后才能逐漸看清被視物，這種視覺感受性逐漸提高的過程叫暗適應(yīng)。明適應(yīng)——是指人從暗處進(jìn)入亮處時，需要經(jīng)過一定時間（約1min）以后才能看清視物的適應(yīng)過程。人在明暗急劇變化的環(huán)境中，受適應(yīng)性的限制，視力會短暫下降，若明暗頻繁，會產(chǎn)生視覺疲勞為此在需要頻繁改變亮度的場所，應(yīng)采用緩和照明。眼睛暗適應(yīng)能力未形成，黃昏開車莫貪快！

當(dāng)前第20頁\共有133頁\編于星期三\8點暗適應(yīng)與明適應(yīng)時間當(dāng)前第21頁\共有133頁\編于星期三\8點2）眩光當(dāng)視野內(nèi)出現(xiàn)亮度過高或?qū)Ρ榷冗^大的光時，眼睛常常無法適應(yīng)，這種刺眼或耀眼的強光線叫眩光。眩光多來源于外界物體表面過于光亮、亮度對比過大或直接強光照射。眩光可使人眼感到不舒服，使可見度下降，并引起視力的明顯下降。眩光造成的有害影響主要有：使暗適應(yīng)破壞，產(chǎn)生視覺后象；降低視網(wǎng)膜上的照度；減弱觀察物體與背景的對比度；觀察物體時產(chǎn)生模糊感覺等，這些都將影響操作者的正常作業(yè)。當(dāng)前第22頁\共有133頁\編于星期三\8點3）視錯覺人在觀察物體時，由于視網(wǎng)膜受到光線的刺激，使得視覺印象與物體的實際大小、形狀存在差異，這種現(xiàn)象稱為視錯覺。主要類型有形狀錯覺、色彩錯覺及物體運動錯覺等。常見的形狀錯覺有長短錯覺、方向錯覺、對比錯覺、大小錯覺、遠(yuǎn)近錯覺及透視錯覺等。色彩錯覺有對比錯覺、大小錯覺、溫度錯覺、距離錯覺及疲勞錯覺等。在工程設(shè)計時，為使設(shè)計達(dá)到預(yù)期的效果，應(yīng)考慮視錯覺的影響。當(dāng)前第23頁\共有133頁\編于星期三\8點Ⅰ）長短錯覺當(dāng)前第24頁\共有133頁\編于星期三\8點Ⅰ）長短錯覺當(dāng)前第25頁\共有133頁\編于星期三\8點Ⅱ）方位錯覺1當(dāng)前第26頁\共有133頁\編于星期三\8點Ⅲ）方位錯覺2當(dāng)前第27頁\共有133頁\編于星期三\8點曲線幻覺：豎線似乎是彎曲其實他們是筆直而相互平行的

當(dāng)前第28頁\共有133頁\編于星期三\8點Ⅳ）對比錯覺當(dāng)前第29頁\共有133頁\編于星期三\8點Ⅴ）透視錯覺當(dāng)前第30頁\共有133頁\編于星期三\8點Ⅵ）色彩錯覺當(dāng)前第31頁\共有133頁\編于星期三\8點Ⅶ）運動錯覺當(dāng)前第32頁\共有133頁\編于星期三\8點Ⅷ）錯覺利用

錯覺產(chǎn)生的原因目前還不很清楚，但它已被人們大量地利用來為工業(yè)設(shè)計服務(wù)。例如，表面顏色不同而造成同一物品輕重有別的錯覺，早被工業(yè)設(shè)計師所利用小巧輕便的產(chǎn)品涂著淺色，使產(chǎn)品顯得更加輕便靈巧；而機(jī)器設(shè)備的基礎(chǔ)部分則采用深色，可以使人產(chǎn)生穩(wěn)固之感。從遠(yuǎn)處看，圓形比同等面積的三角形或正方形要大出約1/10，交通上利用這種錯覺規(guī)定圓形為表示“禁止”或“強制”的標(biāo)志等等。當(dāng)前第33頁\共有133頁\編于星期三\8點4）調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)是借助于水晶體曲率的變化以保證在視網(wǎng)膜上獲得清晰視象的一種生理功能。

水晶體曲率可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，在看得清楚的目標(biāo)不斷向近處移動時，開始感到不清楚的位置稱為調(diào)節(jié)近點，注視目標(biāo)愈接近這一點，愈易引起視疲勞。因此，視覺工作距離不應(yīng)短于3/2個調(diào)節(jié)近點。當(dāng)視覺近點距離超過25厘米時，就稱為遠(yuǎn)視眼。調(diào)節(jié)功能隨年齡增加而下降，但增加照明有助于擴(kuò)大調(diào)節(jié)范圍，提高調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性。當(dāng)前第34頁\共有133頁\編于星期三\8點例：視覺與道路交通安全駕駛?cè)藛T行駛中所具有的視力稱為動視力,一般比靜視力低10％～20％左右;汽車行駛速度的提高，駕駛員的注視點前移，視野變窄;汽車行駛過程中，靠近路邊的景物相對于駕駛員眼睛的回轉(zhuǎn)角度若大于72度／秒時，景物在視網(wǎng)膜上就不能清晰的成像，感到模糊不清。車速越高就越看不清路邊近處的景物。眼睛的適應(yīng)特性，對交通活動中的照明有更高的要求。如汽車進(jìn)入高速道路的隧道時，由于明暗差別過大，駕駛?cè)氲难劬Σ荒苓m應(yīng)，即便是車速為60km/h，產(chǎn)生10s的視覺影響，則相當(dāng)于汽車行駛了167米的距離，也可能發(fā)生交通事故。當(dāng)前第35頁\共有133頁\編于星期三\8點例：視覺與道路交通安全眩目可使正常靜視力下降到0.4，要恢復(fù)到1.1需要20秒；可使正常動視力下降到0.3，恢復(fù)到0.6需要40秒；產(chǎn)生刺眼和耀眼的強烈光線叫眩目或眩光。設(shè)法減少光源入射到眼內(nèi)的光的照度和改變車燈光束與眼晴的投影角度等達(dá)到防眩的目的。目前推廣使用的雙光束前照燈，即在配光結(jié)構(gòu)上調(diào)整近光束向下、向右側(cè)偏斜，盡量避免或減少對駕駛?cè)搜鄄康恼丈洌詡鋾嚂r使用。路旁的商標(biāo)、廣告、建筑物和自然環(huán)境的奇異景物，以及夜間街道上的霓虹燈等，一般被稱為“噪聲”。“噪聲”出現(xiàn)在駕駛?cè)藛T的視野內(nèi)，常常會分散駕駛員的視線和注意力，延長駕駛員的反應(yīng)時間。設(shè)置交通標(biāo)志應(yīng)盡量遠(yuǎn)離商標(biāo)、廣告和奇異物，以避免“噪聲”干擾。當(dāng)前第36頁\共有133頁\編于星期三\8點4、視覺損傷與視覺疲勞視覺損傷視覺疲勞1）生產(chǎn)過程中切屑粒、火花、飛沫、熱氣流、煙霧、化學(xué)物質(zhì)以及強光或有害光都會造成對眼的傷害。2）眼睛能承受的可見光的最大亮度值約為106cd/m2,如越過此值，視網(wǎng)膜就會受到傷。當(dāng)前第37頁\共有133頁\編于星期三\8點4、視覺損傷與視覺疲勞視覺損傷視覺疲勞直視高亮度光源（如激光、太陽光等），會引起黃斑燒傷。眩光或照度劇烈而頻繁變化的光可引起視覺機(jī)能的降低。低照度或低質(zhì)量的光環(huán)境，會引起各種眼的折光缺陷或提早形成老花。300mm以下的短波紫外線可引起可引起紫外線眼炎。紫外線照射4～5h后眼睛便會充血，10～12h后會使眼睛劇痛而不能睜眼。這一般是暫時性癥狀，大多可以治愈。常受紅外線照射可引起白內(nèi)障。當(dāng)前第38頁\共有133頁\編于星期三\8點4、視覺損傷與視覺疲勞視覺損傷視覺疲勞長時間看近物或細(xì)小物體，睫狀肌必須持續(xù)地收縮以增加晶狀體曲度，將引起視覺疲勞，甚至導(dǎo)致睫狀萎縮，使調(diào)節(jié)能力降低。照度不足時，極易引起視覺疲勞，而且整個神經(jīng)中樞系統(tǒng)和機(jī)體活動也將受到抑制，引起全身性疲勞。當(dāng)前第39頁\共有133頁\編于星期三\8點4、視覺損傷與視覺疲勞視覺損傷視覺疲勞全身性疲勞表現(xiàn)為疲倦、食欲下降、肩上肌肉僵硬發(fā)麻等自律神經(jīng)失調(diào)癥狀；眼部疲勞表現(xiàn)為眼痛、頭痛、視力下降等癥狀。此外，還可能形成近視。當(dāng)前第40頁\共有133頁\編于星期三\8點4、視覺損傷與視覺疲勞視覺損傷視覺疲勞視覺損傷和視覺疲勞引起的視力下降，常會導(dǎo)致工作效率的降低和事故的發(fā)生。當(dāng)前第41頁\共有133頁\編于星期三\8點5、視覺的運動規(guī)律1）運動快慢2）運動順序3）估計準(zhǔn)確性4）優(yōu)先順序5）接受性6）協(xié)調(diào)性7）顏色辨認(rèn)順序眼睛的水平運動比垂直運動快，即先看到水平方向的東西，后看到垂直方向的東西。所以，一般機(jī)器的外形常設(shè)計成橫向長方形。當(dāng)前第42頁\共有133頁\編于星期三\8點5、視覺的運動規(guī)律1）運動快慢2）運動順序3）估計準(zhǔn)確性4）優(yōu)先順序5）接受性6）協(xié)調(diào)性7）顏色辨認(rèn)順序視線運動的順序習(xí)慣于從左到右，從上至下，順時針進(jìn)行。當(dāng)前第43頁\共有133頁\編于星期三\8點5、視覺的運動規(guī)律1）運動快慢2）運動順序3）估計準(zhǔn)確性4）優(yōu)先順序5）接受性6）協(xié)調(diào)性7）顏色辨認(rèn)順序?qū)ξ矬w尺寸和比例的估計，水平方向比垂直方向準(zhǔn)確、迅速、且不易疲勞。當(dāng)前第44頁\共有133頁\編于星期三\8點5、視覺的運動規(guī)律1）運動快慢2）運動順序3）估計準(zhǔn)確性4）優(yōu)先順序5）接受性6）協(xié)調(diào)性7）顏色辨認(rèn)順序當(dāng)眼睛偏離視中心時，在偏離距離相同的情況下，觀察率優(yōu)先的順序是左上、右上、左下、右下。當(dāng)前第45頁\共有133頁\編于星期三\8點5、視覺的運動規(guī)律1）運動快慢2）運動順序3）估計準(zhǔn)確性4）優(yōu)先順序5）接受性6）協(xié)調(diào)性7）顏色辨認(rèn)順序人眼對直線輪廓比曲線輪廓更易于接受。當(dāng)前第46頁\共有133頁\編于星期三\8點5、視覺的運動規(guī)律1）運動快慢2）運動順序3）估計準(zhǔn)確性4）優(yōu)先順序5）接受性6）協(xié)調(diào)性7）顏色辨認(rèn)順序雙眼的運動總是協(xié)調(diào)的。當(dāng)前第47頁\共有133頁\編于星期三\8點5、視覺的運動規(guī)律1）運動快慢2）運動順序3）估計準(zhǔn)確性4）優(yōu)先順序5）接受性6）協(xié)調(diào)性7）顏色辨認(rèn)順序易辨認(rèn)的單一顏色順序是：紅、綠、黃、白。當(dāng)兩種顏色相配一起時，易辨認(rèn)的順序是：黃底黑字、黑底白字、藍(lán)底白字、白底黑字。當(dāng)前第48頁\共有133頁\編于星期三\8點視覺特征判斷眼睛沿水平方向運動比沿垂直方向運動？視線的變化習(xí)慣？快慢從左到右從右到左從上到下從下到上順時針逆時針當(dāng)前第49頁\共有133頁\編于星期三\8點視覺特征判斷人眼對水平方向與垂直方向尺寸和比例的估計誰更準(zhǔn)確？

水平

垂直水平式儀表的誤讀率(28％）垂直式儀表的誤讀率(35％）當(dāng)前第50頁\共有133頁\編于星期三\8點視覺特征判斷當(dāng)眼睛偏離視中心時，在偏離距離相等的情況下，人眼對觀察最優(yōu)先順序是？左上限右上限左下限右下限當(dāng)前第51頁\共有133頁\編于星期三\8點視覺特征判斷兩眼的運動總是協(xié)調(diào)的、同步的，因而通常都以雙眼視野為設(shè)計依據(jù)。顏色對比與人眼辨色能力有一定關(guān)系。當(dāng)人從遠(yuǎn)處辨認(rèn)前方的多種不同顏色時，其易辨認(rèn)的順序是：綠紅黃白當(dāng)前第52頁\共有133頁\編于星期三\8點視覺特征判斷綠紅黃白當(dāng)兩種顏色相配在一起時，則易辨認(rèn)的順序是？當(dāng)前第53頁\共有133頁\編于星期三\8點三、聽覺特征1、聽覺概述2、聲音的度量3、聽覺的特征當(dāng)前第54頁\共有133頁\編于星期三\8點1、聽覺概述耳包括外耳、中耳和內(nèi)耳三部分當(dāng)前第55頁\共有133頁\編于星期三\8點1、聽覺概述聽覺是僅次于視覺的重要感覺，其適宜的刺激是聲音。對于人來說，只有頻率為20-20000Hz的振動，才能產(chǎn)生聲音的感覺。低于20Hz的聲波稱為次聲，高于20000Hz的聲波稱為超聲，次聲和超聲人耳都聽不見。當(dāng)前第56頁\共有133頁\編于星期三\8點1、聽覺概述聽覺系統(tǒng)當(dāng)前第57頁\共有133頁\編于星期三\8點2、聲音的度量1）人耳聽到聲音的范圍只有頻率在20～20000HZ范圍內(nèi)的聲音才能引起聽覺。人耳的聽覺具有對高頻聲較敏感，而對低頻聲不敏感的特性。當(dāng)前第58頁\共有133頁\編于星期三\8點2、聲音的度量2）聲音的物理度量聲壓聲壓級聲強3）聲音的主觀度量響度響度級正常人耳可聽聲的聲壓變化范圍為2×10-5～20pa。當(dāng)前第59頁\共有133頁\編于星期三\8點2、聲音的度量2）聲音的物理度量聲壓聲壓級聲強3）聲音的主觀度量響度響度級為了計量使用方便，及符合人的生理特點，常用聲壓的相對值—聲壓級來表示，單位Db。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：式中p—聲壓（pa）；p0——參考基準(zhǔn)聲壓（2×10-5pa）。當(dāng)前第60頁\共有133頁\編于星期三\8點2、聲音的度量2）聲音的物理度量聲壓聲壓級聲強3）聲音的主觀度量響度響度級在垂直于聲波傳播方向上，單位時間內(nèi)通過單位面積的平均聲能，稱為聲強，用I表示，單位為W/m2。常有耳可聽聲的聲強變化范圍為10-12～102W/m2。當(dāng)前第61頁\共有133頁\編于星期三\8點2、聲音的度量2）聲音的物理度量聲壓聲壓級聲強3）聲音的主觀度量響度響度級響度是表示人耳對聲音的強弱的主觀感覺量，用N表示，單位為“宋”（sone）。一個1000HZ的純音在絕對閾限以上40dB的響度定義為1宋。其它聲音聽起來比這一聲音大幾倍，就說該聲音的響度為幾“宋”。當(dāng)前第62頁\共有133頁\編于星期三\8點2、聲音的度量2）聲音的物理度量聲壓聲壓級聲強3）聲音的主觀度量響度響度級

響度級是表示聲音響度的相對量，用LN表示。將1000HZ純音聲壓級的分貝值，定義為響度級的數(shù)值，單位為“方”響度，與響度之間的關(guān)系為：當(dāng)前第63頁\共有133頁\編于星期三\8點3、聽覺特征

1）聽閾2）聽覺的辨別閾限3）辨別方向和距離4）聽覺的掩蔽當(dāng)前第64頁\共有133頁\編于星期三\8點1）聽閾聽閾是指人在某頻率下,剛好聽到該聲音的最小聲級的分貝數(shù);痛閥是指剛剛使人耳感受到痛覺的聲壓。聽閾和痛閥與頻率和聲壓有關(guān)。低于聽閾的聲音不能產(chǎn)生聽覺。人耳的可聽范圍就是聽閾與痛閾之間的所有聲音。聲波刺激作用的時間對聽覺閾值有重要的影響，一般識別聲音所需的最短持續(xù)時間為20～50ms。當(dāng)前第65頁\共有133頁\編于星期三\8點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Imix，稱為相應(yīng)頻率下的“聽閾值”?？筛鶕?jù)各個頻率f與最低聲強Imix繪出標(biāo)準(zhǔn)聽閾曲線，如圖3-15。當(dāng)前第66頁\共有133頁\編于星期三\8點

2）聽覺的辨別閾限

辨別閾限是指聽覺系統(tǒng)能分辨出兩個聲音的最小差異。辨別閾限與聲音的頻率和強度都有關(guān)系。人耳對頻率的感覺最靈敏，能感覺出頻率微小的變化，而對強度的感覺不如對頻率的感覺靈敏。二者都是在低頻、低強度時，辨別閾限較高。另外，在頻率500HZ以上的聲頻及聲強辨別閾限大體上趨于一個常數(shù)。當(dāng)前第67頁\共有133頁\編于星期三\8點3）辨別方向和距離根據(jù)聲音到達(dá)兩耳的強度和時間先后可以判斷聲源的方向。如聲源在右側(cè)時，距左耳稍遠(yuǎn)，聲波到達(dá)左耳所需時間就稍長。另外，由于頭部的屏蔽作用及距離之差會使兩耳感受到聲強的差別。如果聲源在聽者的上下方或前后方，就較難確定其方位。這時通過轉(zhuǎn)動頭部，可判斷其方位。判斷聲源的距離主要依靠聲壓和主觀經(jīng)驗當(dāng)前第68頁\共有133頁\編于星期三\8點4）聽覺的掩蔽多種聲音時,人耳只能聽到最強的聲音，而較弱的聲音就聽不到，一個聲音被其它聲音的干擾而發(fā)生聽覺困難，只有提高該聲音的強度才能產(chǎn)生聽覺的現(xiàn)象稱聲音的掩蔽。被掩蔽聲音的聽閾提高的現(xiàn)象，稱掩蔽效應(yīng)。作業(yè)時,噪聲對正常作業(yè)的監(jiān)視聲及語言的掩蔽，不僅使聽閾提高，加速耳疲勞，而且影響語言的清晰度，直接影響作業(yè)人員間信息的交換，可能導(dǎo)致事故。當(dāng)前第69頁\共有133頁\編于星期三\8點閱讀材料

噪聲對聲音的掩蔽與噪聲的聲壓及頻率有關(guān)。當(dāng)噪聲的聲壓級超過語言聲壓級20～25dB時語言將完全被噪聲掩蔽；掩蔽聲對頻率與其相鄰近的被掩蔽效應(yīng)最大；低頻對高頻的掩蔽效應(yīng)較大；掩蔽聲愈強，受掩蔽的頻率范圍也愈大。另外噪聲的頻率正好在語言頻度范圍內(nèi)（800-2500HZ）時，噪聲對語言的影響最大。所以設(shè)計聽覺傳達(dá)裝置時，應(yīng)盡量避免掩蔽效應(yīng)，以保證信息的正確交換。聽閾復(fù)原需要經(jīng)歷一段時間，掩蓋聲去掉以后，掩蔽效應(yīng)并不立即消除的現(xiàn)象稱為殘余掩蔽或聽覺殘留。其量值可代表聽覺的疲勞程度。掩蓋聲也稱疲勞聲，它對人耳刺激的時間和強度直接影響人耳的疲勞持續(xù)時間和疲勞程度，刺激越長越強，則疲勞程度越高。當(dāng)前第70頁\共有133頁\編于星期三\8點四、其它感覺機(jī)能及其特征1、膚覺2、本體感覺3、嗅覺4、味覺當(dāng)前第71頁\共有133頁\編于星期三\8點1、膚覺人體皮膚上分布著三種感受器：1）觸覺感受器2）溫度感受器3）痛覺感受器當(dāng)前第72頁\共有133頁\編于星期三\8點1）觸覺感受器觸覺是微弱的機(jī)械刺激觸及皮膚淺層的觸覺感受器而引起的；而壓覺是較強的機(jī)械刺激引起皮膚深部組織變形而產(chǎn)生的感覺，由于兩者性質(zhì)上類似，通常稱觸壓覺。觸覺能辨別物體大小、形狀、硬度、光滑程度以及表面機(jī)理等機(jī)械性質(zhì)的觸感。在人機(jī)系統(tǒng)的操縱裝置，以使操作者能夠靠觸覺準(zhǔn)確地控制各種操縱裝置。觸覺感受器有：游離神經(jīng)末梢、觸覺小體、觸盤、毛發(fā)神經(jīng)、梭狀小體、環(huán)層小體等。當(dāng)前第73頁\共有133頁\編于星期三\8點1）觸覺感受器觸覺閾限——對皮膚適當(dāng)?shù)臋C(jī)械刺激，在皮膚表面下的組織將引起位移，理想情況，小到0、001mm的位移，就足夠引起觸覺。面部、口唇、指尖觸覺最敏感，而手背、背部等處較不敏感。女性比男性略為敏感。身體部位不同，觸覺刺激定位的能力不同。指尖和舌尖定位平均誤差僅1mm左右。而在上臂、腰部和背部定位平均誤差有1cm左右。如果皮膚表面相鄰兩點同時受到刺激，人只能感受到一個刺激；如果接著將兩個刺激略為分開，并使人感受到有兩個分開的刺激點，這種能被感知到的兩個刺激點間最小的距離稱為兩點閾限。其中以手反映的兩面點閾限值最低。當(dāng)前第74頁\共有133頁\編于星期三\8點2）溫度感受器溫度覺分為冷覺和熱覺兩種，這兩種溫度覺是由兩種不同范圍的溫度感受器引起的，冷感受器在膚溫度低于30℃時發(fā)放沖動；熱感受器在皮膚溫度高于30℃時發(fā)放沖動,47℃時為最高。當(dāng)前第75頁\共有133頁\編于星期三\8點3）痛覺感受器各個組織的器官內(nèi)，都有一些特殊的游離神經(jīng)末梢，在一定刺激（如冷、熱接觸或壓力等）強度下，就會產(chǎn)生興奮而出現(xiàn)痛覺。機(jī)體不同部位的痛覺敏感度不同；皮膚和外粘膜有高度痛覺敏感性；角膜的中央，具有人體最痛的痛覺敏感性。痛覺具有很大的生物學(xué)意義，因為痛覺的產(chǎn)生，將導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生一系列保護(hù)性反應(yīng)。當(dāng)前第76頁\共有133頁\編于星期三\8點2、本體感覺

人在進(jìn)行各種操作活動的同時能給出身體及四肢所在位置的信息，這種感覺稱為本體感覺。本體感覺系統(tǒng)主要包括兩個方面，一個是耳前庭系統(tǒng)，其作用主要是保持身體的姿勢及平衡。另一個是運動覺系統(tǒng)，能過該系統(tǒng)感受并指出四肢和身體不同部分的相對位置。當(dāng)前第77頁\共有133頁\編于星期三\8點2、本體感覺在身體組織中有三種類型的運動覺感受器。第一類是肌肉的紡錘體，它能給出肌肉拉伸程度及拉伸速度的信息。第二類位于腱中各個不同位置的感受器，它能給出關(guān)節(jié)運動程度的信息，可指示運動方向。第三類是位于深部組織中的層板小體，它對形變很敏感，能給出深部組織中壓力的信息。在骨骼肌、肌腱和關(guān)節(jié)囊中的本體感受器分別感受肌肉被牽張的程度；肌肉收縮的程度和關(guān)節(jié)伸屈的程度，綜合起來就可以使人感覺到身體各部位所處的位置和運動，無需用眼睛觀察當(dāng)前第78頁\共有133頁\編于星期三\8點2、本體感覺在訓(xùn)練技巧性的工作中，運動覺系統(tǒng)有非常重要的地位。例如在打字中，因為有來自手指、臂、肩等部肌肉及關(guān)節(jié)中的運動覺感受器的反饋，操作者的手指就會自然動作，而不需操作者本身有意識地指令手指往哪里去按。已完全熟練的操作者，能使其發(fā)現(xiàn)他的一個手指放錯了位置，而且能夠迅速糾正。由此可見，在技巧性工作中本體感覺的重要性。當(dāng)前第79頁\共有133頁\編于星期三\8點3、嗅覺嗅覺感受器位于上鼻道及鼻中隔后上部的嗅上皮，兩側(cè)總面積約5cm2。由于它們的位置較高平靜呼吸時氣流不易到達(dá)。因此在嗅一些不太顯著的氣味時，要用力吸氣，使氣流上沖，才能到達(dá)嗅上皮。嗅上皮含有三種細(xì)胞，即主細(xì)胞、支持細(xì)胞和基底細(xì)胞。主細(xì)胞也稱呼嗅細(xì)胞，呈圓瓶狀，細(xì)胞頂端有5-6條短的纖毛，細(xì)胞的底端有長突，它們組成嗅絲，穿過篩骨直接進(jìn)入嗅球。嗅細(xì)胞的纖毛受到存在于空氣中的物質(zhì)分子刺激時，有神經(jīng)沖動傳向嗅球，進(jìn)而傳向更高級的嗅覺中樞，引起嗅覺。當(dāng)前第80頁\共有133頁\編于星期三\8點3、嗅覺有人分析了600種有氣味物質(zhì)和它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)，提出至少存在7種基本氣味：樟腦味、麝香味、花卉味、薄荷味、乙醚味、辛辣味和腐腥味。大多數(shù)具有同樣氣味的物質(zhì)，具有共同的分子結(jié)構(gòu)。每一個嗅細(xì)胞只對一種或兩種特殊的氣味反應(yīng)；還證明嗅球中不同部位的細(xì)胞只對某種特殊的氣味起反應(yīng)。不同性質(zhì)的氣味刺激有其相對專用的感受位點和傳輸線路；非基本氣味則由于它們在不同線路上引起的不同數(shù)量沖動的組合特點，在中樞引起特有的主觀嗅覺感受。當(dāng)前第81頁\共有133頁\編于星期三\8點4、味覺味覺的感受器是味蕾，主要分布在舌背部表面和知緣，口腔和咽部粘膜的表面也有散在的味蕾存在。兒童味蕾較成人為多，老年時因萎縮而逐漸減少。每一味蕾由味覺細(xì)胞和支持細(xì)胞組成。味覺細(xì)胞頂端有纖毛，稱為味毛，由味蕾表面的孔伸出，是味覺感受的關(guān)鍵部位。眾多的味道是由四種基本的味覺組合而成的，這就是甜、咸、酸和苦。舌表面不同部分對不同味刺激的敏感程度不一樣。在人，一般是舌尖部對甜味道比較敏感，舌兩側(cè)對酸味比較敏感。舌兩側(cè)前部對咸味比較敏感，而軟腭和舌根部對苦味比較敏感。味覺的敏感度往往受食物或刺激物本身溫度的影響。在20-30℃之間，味覺的敏感度最高。當(dāng)前第82頁\共有133頁\編于星期三\8點五、人的反應(yīng)時間1、人的反應(yīng)時間概念2、影響反應(yīng)時間的主要因素3、減少反應(yīng)時間的途徑當(dāng)前第83頁\共有133頁\編于星期三\8點1、人的反應(yīng)時間概念反應(yīng)時間：是指人受到外界刺激到作出反應(yīng)的時間。反應(yīng)時間包括知覺時間和動作時間。反應(yīng)時間（RT）又稱為反應(yīng)潛伏期，它是指刺激和反應(yīng)的時間間距。即反應(yīng)時間由反應(yīng)知覺時間（即自出現(xiàn)刺激到開始執(zhí)行操縱的時間）和動作時間（即執(zhí)行操縱的延續(xù)時間）兩部分組成，即RT=tz+td式中RT為反應(yīng)時間；tz為反應(yīng)知覺時間；td為動作時間。當(dāng)前第84頁\共有133頁\編于星期三\8點反應(yīng)時間類型1）簡單反應(yīng)時間刺激只有一個，只要求人在刺激出現(xiàn)時作出特定反應(yīng)，其時間間隔稱為簡單反應(yīng)時間。2）選擇反應(yīng)時間刺激多于一個，并要求人對不同刺激作出不同反應(yīng)，即刺激-反應(yīng)間有一一對應(yīng)關(guān)系，其時間間隔稱選擇反應(yīng)時間。當(dāng)前第85頁\共有133頁\編于星期三\8點反應(yīng)時間類型3）析取反應(yīng)時間刺激多于一個，但要求人只對某種刺激作出預(yù)定反應(yīng)，而對其余刺激不作反應(yīng)，其時間間隔稱為析取反應(yīng)時間。三種反應(yīng)時間的大小關(guān)系？當(dāng)前第86頁\共有133頁\編于星期三\8點2、影響反應(yīng)時間的主要因素影響反應(yīng)時間的因素不同的感覺器官刺激信號的強弱刺激的清晰度和可辯性人的主體因素當(dāng)前第87頁\共有133頁\編于星期三\8點2、影響反應(yīng)時間的主要因素具體因素：1）反應(yīng)時間隨感覺通道的不同而不同。2）反應(yīng)時間隨執(zhí)行動作的運動器官不同而異。3）反應(yīng)時間隨刺激的數(shù)目不同而異。4）反應(yīng)時間隨運動器官不同而異。5）反應(yīng)時間隨刺激性質(zhì)不同而異。6）反應(yīng)時間隨顏色配置不同而異。7）反應(yīng)時間隨年齡不同而異。8）反應(yīng)時間還與訓(xùn)練有關(guān)。當(dāng)前第88頁\共有133頁\編于星期三\8點

表1反應(yīng)時間隨感覺通道的變化

T（秒）聽覺觸覺視覺嗅覺味覺咸味甜味酸味苦味0.115～0.1820.117～0.2010.188～0.2060.200～0.3700.3080.4460.5231.082動作部位動作特點最少平均時間（ms）手握取直線曲線70220旋轉(zhuǎn)克服阻力不克服阻力720220腳直線的克服阻力的360720腿直線的腳向側(cè)面360720～1460軀干彎曲傾斜720～16201260表2反應(yīng)時間與運動器官的關(guān)系

當(dāng)前第89頁\共有133頁\編于星期三\8點表4執(zhí)行器官的反應(yīng)時間

動作部位動作特點最少平均時間（ms）手握取直線曲線70220旋轉(zhuǎn)克服阻力不克服的720220腳直線的克服阻力的360720腿直線的腳向側(cè)面360720～1460軀干彎曲傾斜720～16201260表3反應(yīng)時間與刺激性質(zhì)的關(guān)系

執(zhí)行器官反應(yīng)時間（ms）右手左手右腳左腳147144174179當(dāng)前第90頁\共有133頁\編于星期三\8點表5反應(yīng)時間與刺激數(shù)目的關(guān)系刺激選擇數(shù)12345678910反應(yīng)時間（ms）187316364434485532570603619622

表6反應(yīng)時間與顏色的關(guān)系

表7年齡與反應(yīng)時間的關(guān)系

年齡2030405060反應(yīng)時間相對值100104112116161顏色對比白與黑紅與綠紅與黃紅與橙平均反應(yīng)時間（ms）197208217246當(dāng)前第91頁\共有133頁\編于星期三\8點3、減少反應(yīng)時間的途徑1）合理的選擇感知類型

比較各類感覺的反應(yīng)時間，發(fā)現(xiàn)聽覺的反應(yīng)時間最短，約0、1～0、2s，其次是觸覺和視覺。所以在設(shè)計各類機(jī)器時，應(yīng)根據(jù)操縱控制情況，合理選擇感覺通道，盡量選用反應(yīng)時間短通道去控制和調(diào)節(jié)機(jī)器。當(dāng)前第92頁\共有133頁\編于星期三\8點3、減少反應(yīng)時間的途徑2）適合人的生理心理要求按人機(jī)學(xué)原則設(shè)計機(jī)器。機(jī)器的外觀造型和操縱機(jī)構(gòu)是否適宜人的操作要求，以及操作者的生物力學(xué)特性等，都是直接影響動作時間的重要因素。當(dāng)前第93頁\共有133頁\編于星期三\8點3、減少反應(yīng)時間的途徑3）作者操作技術(shù)的熟練程度直接影響反應(yīng)速度，應(yīng)通過訓(xùn)練來提高人的反應(yīng)速度。當(dāng)前第94頁\共有133頁\編于星期三\8點六、人體活動過程的生理變化與適應(yīng)

1、人體活動時機(jī)體的調(diào)節(jié)與適應(yīng)神經(jīng)系統(tǒng)血管系統(tǒng)（心率、血壓、血液再分配、血液成分）呼吸系統(tǒng)體溫調(diào)節(jié)2、腦力勞動時機(jī)體的調(diào)節(jié)與適應(yīng)3、人體信息處理系統(tǒng)

4、人體節(jié)律周期和晝夜周期

當(dāng)前第95頁\共有133頁\編于星期三\8點1、人體生理學(xué)參數(shù)人在活動時，會產(chǎn)生一系列的生理變化，進(jìn)而導(dǎo)致心率、耗氧量、肌電圖、腦電圖、頻閃值等一系列生理指標(biāo)值發(fā)生改變。通過測定人的有關(guān)生理學(xué)參數(shù)，可科學(xué)地推斷人從事某種活動或操作所承受的生理負(fù)荷，并據(jù)此合理安排勞動定額、勞動節(jié)奏，從而提高工效和操作安全性。當(dāng)前第96頁\共有133頁\編于星期三\8點(1)最大耗氧量Vo2max

耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量總需氧量體內(nèi)單位時間所需要的氧氣量叫需氧量；成年人安靜時每分鐘的需氧量為。當(dāng)前第97頁\共有133頁\編于星期三\8點耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量總需氧量單位時間內(nèi)人體通過循環(huán)、呼吸系統(tǒng)所能夠攝入的氧氣量稱攝氧量。當(dāng)前第98頁\共有133頁\編于星期三\8點耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量總需氧量人體單位時間內(nèi)所消耗的氧氣量叫耗氧量。一般耗氧量和攝氧量大致相等。當(dāng)前第99頁\共有133頁\編于星期三\8點耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量總需氧量人在繁重體力勞動時，循環(huán)、呼吸系統(tǒng)的功能經(jīng)1－2min達(dá)到極限攝氧能力，這時，單位時間內(nèi)的攝氧量叫最大攝氧量。當(dāng)前第100頁\共有133頁\編于星期三\8點耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量總需氧量人在繁重體力勞動時，單位時間內(nèi)的耗氧量叫最大耗氧量。此時最大耗氧量近似等于最大攝氧量。最大可達(dá)安靜休息時的30倍，達(dá)到3一6L／min。當(dāng)前第101頁\共有133頁\編于星期三\8點耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量總需氧量勞動及勞動結(jié)束后恢復(fù)期所需氧量之和稱為總需氧量?？傂柩趿浚篤o2z=Vo2l＋Vo2h一Vo2j(t1+th)式中Vo2z——勞動時的總需氧量，mL/min;Vo2l——作業(yè)期攝氧量，mL/min；Vo2h——恢復(fù)期攝氧量，mL/min；Vo2j——安靜時平均需氧量，一般為25OmL/min；t1——作業(yè)時間，min；th——恢復(fù)時間，min。

當(dāng)前第102頁\共有133頁\編于星期三\8點耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量最大耗氧量決定于年齡（AG）、性別、海拔、訓(xùn)練、強度、持續(xù)時間等。Vo2maxG)×10-3(L/（kg·min）)當(dāng)前第103頁\共有133頁\編于星期三\8點耗氧量和攝氧量需氧量

攝氧量耗氧量最大攝氧量最大耗氧量根據(jù)最大耗氧量，可計算出最大能量消耗率EmaxEmax=354.3Vo2maxW/100其中體重W單位N;Vo2max單位mL/Nmin.當(dāng)前第104頁\共有133頁\編于星期三\8點氧債和勞動負(fù)荷氧債常量負(fù)荷高量負(fù)荷超量負(fù)荷

勞動開始，呼吸循環(huán)機(jī)能跟不上氧需，致使肌肉缺氧，這時供氧量與需氧量的差叫氧債。當(dāng)前第105頁\共有133頁\編于星期三\8點氧債和勞動負(fù)荷氧債常量負(fù)荷高量負(fù)荷超量負(fù)荷

非繁重勞動時，需氧量小于最大攝氧量。此時，只有作業(yè)開始2-3min內(nèi)，呼吸、循環(huán)系統(tǒng)暫時略欠氧債。其后轉(zhuǎn)人穩(wěn)定狀態(tài)，這是人體可以持久作業(yè)的最理想的狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)結(jié)束后，歸還所欠氧債，見圖。當(dāng)前第106頁\共有133頁\編于星期三\8點氧債和勞動負(fù)荷氧債常量負(fù)荷高量負(fù)荷超量負(fù)荷

勞動強度較大，需氧量已接近或等于最大攝氧量的負(fù)荷。此時，氧債也是在需氧量上升期間出現(xiàn)，到達(dá)最大攝氧量后，便維持穩(wěn)定狀態(tài)，見圖。當(dāng)前第107頁\共有133頁\編于星期三\8點氧債和勞動負(fù)荷氧債常量負(fù)荷高量負(fù)荷超量負(fù)荷

勞動強度過大，需氧量超過最大攝氧量，人體一直在缺氧狀態(tài)下，形成較大氧虧，處于“假穩(wěn)定狀態(tài)”下的負(fù)荷，見圖。超量負(fù)荷時，當(dāng)心肺功能的惰性逐漸克服后，每分鐘需氧量仍高于最大攝氧量，運動強度的持續(xù)，局限在氧債能力范圍內(nèi)，活動不能持久。勞動結(jié)束后，人體還要繼續(xù)維持較高的氧需以補償欠下的氧債。當(dāng)前第108頁\共有133頁\編于星期三\8點氧債和勞動負(fù)荷氧債常量負(fù)荷高量負(fù)荷超量負(fù)荷

據(jù)研究，體內(nèi)要透支1L氧，大約要以7g乳酸作代價，直到氧債能力衰竭為止。氧債能力，一般人約為10L，訓(xùn)練有素的運動員可達(dá)15-20L。氧債能力衰竭，血液中的乳酸量會急劇上升，pH值迅速下降，這對肌肉、心臟、腎臟以及神經(jīng)中樞都很不利。當(dāng)前第109頁\共有133頁\編于星期三\8點(2)最大心跳速率心率最大心率單位時間內(nèi)心室跳動的次數(shù)稱為心率（Heartrate,縮寫為HR)。在安靜時，正常男子、女子的心率約75次/min。青年人中，當(dāng)以50％的最大攝氧量工作時，男子心率一般比女子低，分別約為130次／min和140次／min。當(dāng)前第110頁\共有133頁\編于星期三\8點(2)最大心跳速率心率最大心率當(dāng)人達(dá)到最大負(fù)荷時心臟每分鐘的跳動次數(shù)稱為最大心率(HRmax),最大心率幾乎無性別差異，都隨著年齡(A)的增加而下降，可用一下式近似計算：HRmaxG(次/min)式中HRmax最大心率，次／min；A——年齡，歲。當(dāng)前第111頁\共有133頁\編于星期三\8點(3)搏出量與最大心臟輸出

搏出量心輸出量心臟每次搏動從左心室注人主動脈的血液量稱搏出量。當(dāng)前第112頁\共有133頁\編于星期三\8點(3)搏出量與最大心臟輸出

搏出量心輸出量單位時間內(nèi)從左心室射出血量Q叫心輸出量。最大攝氧量與最大心輸出量關(guān)系：Qmax=6.55+4.35Vo2max(L/min)式中Qmax最大心輸出量，L/min;Vo2max最大攝氧量，L/(N·min)。當(dāng)前第113頁\共有133頁\編于星期三\8點(4)肌電圖

肌電圖放電頻率和振幅應(yīng)用肌纖維細(xì)胞收縮時產(chǎn)生生物電位一一動作電位，肌肉收縮時產(chǎn)生的動作電位可通過電極引導(dǎo)出來，再放大、記錄即得到肌電圖(Electromyogram,簡稱EMG)。當(dāng)前第114頁\共有133頁\編于星期三\8點(4)肌電圖

肌電圖放電頻率和振幅應(yīng)用肌肉從輕微收縮增加到最大收縮時，放電頻率可從5次／s增加到50次／s。動作電位振幅(mV)的大小反映了參加收縮的肌纖維數(shù)量的多少。因此，通過肌電圖可以測定肌肉收縮的強度。當(dāng)前第115頁\共有133頁\編于星期三\8點(4)肌電圖

肌電圖放電頻率和振幅應(yīng)用肌電圖在安全人機(jī)工程學(xué)上的應(yīng)用主要是作業(yè)設(shè)計、作業(yè)姿勢、機(jī)械和工具設(shè)計的人性化、合理化和最優(yōu)化研究。在工業(yè)座椅、家用沙發(fā)和床等尺度的研究中，肌電圖是一個實用的評價指標(biāo)。一個具有良好人機(jī)工程學(xué)設(shè)計的工業(yè)座椅能有效地減少人體不必要的能量消耗，提高工作效率；一個舒適的坐姿或者臥姿可使全身肌肉放松，這種放松程度，可通過測量肌電圖來評價。當(dāng)前第116頁\共有133頁\編于星期三\8點(5)呼吸量的測定人體的活動時，新陳代謝率增高，氧氣的消耗量與二氧化碳的呼出量都隨著活動量而增多：呼吸頻率由平靜時的每分12-18次增加到每分40-50次；呼出量由平靜時的500mL上升到2000mL上；通氣量由平靜時的6-8L上升到100L以上。當(dāng)前第117頁\共有133頁\編于星期三\8點(6)脈搏數(shù)的測定主要是測定與疲勞程度有關(guān)的剛結(jié)束作業(yè)的脈搏數(shù)、脈搏積及回復(fù)到安靜時脈搏數(shù)所用的時間。脈搏積=脈搏數(shù)Х（最高最低血壓差）÷100當(dāng)前第118頁\共有133頁\編于星期三\8點(7)發(fā)汗的測定

發(fā)汗是機(jī)體散熱維持恒定體溫的有效途徑，發(fā)汗量