【安全课件】人的生理特性[xin]

人机学基础——人的生理特性制作：孟现柱[e-mail]一、感觉与知觉•感觉•知觉•感知反应过程感觉是有机体对客观事物的个别属性的反映，是感官受到光、声、气味、温度、硬度等物理化学刺激而得到的主观经验。有机体对客观世界的认识从感觉开始，感觉是知觉、思维、情感等复杂心理现象的基础。一、感觉与知觉•感觉•知觉•感知反应过程知觉是人对事物的各个属性、各个部分及其相互关系的综合的整体的反映。知觉并不是感觉的简单相加，而是由各种感官联合活动所产生的有机综合。一、感觉与知觉•感觉•知觉•感知反应过程：人们通常把感觉和知觉总起来称为“感知”。人的感知反应过程是：通过各种感官(感受器)接受外部信息(刺激)，经过神经中枢进行分析、判断并作出决定，再下达给运动器官(执行器)，改变被操纵对象的状态。（一）感觉的基本特征•人的感觉分类•基本特征•1、感受性感觉阈限•2、感官与刺激关系•3、感觉的相互作用•4、适应人的感觉按感觉器官分8种，通过眼，耳，鼻，舌、肤五个器官产生的感觉称为“五感”，此外还有运动感，平衡感、内脏感觉等。（一）感觉的基本特征•人的感觉分类•基本特征•1、感受性感觉阈限•2、感官与刺激关系•3、感觉的相互作用•4、适应感受器都有一定的感受性和感觉阈限。感受性是指有机体对适宜刺激的感觉能力。感觉阈限是指刚好能引起某种感觉的刺激值。感觉阈限越低，感觉越敏锐。但如果刺激超过一定强度(最大阈值)时，刺激不仅无效，还会引起不适或痛觉，甚至产生损伤。（一）感觉的基本特征•人的感觉分类•基本特征•1、感受性感觉阈限•2、感官与刺激关系•3、感觉的相互作用•4、适应感觉阈限分为绝对感觉阈限和差别感觉阈限。绝对感觉阈限又分上限与下限。下限为刚刚能引起某种感觉的最小刺激值；上限为仍能产生某种感觉的最大刺激值。例如声音频率低20Hz或高20000Hz时就听不到了，这两点便分别称为下限或上限。（一）感觉的基本特征•人的感觉分类•基本特征•1、感受性感觉阈限•2、感官与刺激关系•3、感觉的相互作用•4、适应感觉阈限分为绝对感觉阈限和差别感觉阈限。差别感觉阈限是指刚刚引起差别感觉的两个同类刺激间的最小差异量。如在重100g的物体上至少需要再增减3～4g，人们才能觉察出重量的变化。增减的3～4g，就是重量的差别感觉阈限。这一指标对某些机器操作者非常重要。（一）感觉的基本特征•人的感觉分类•基本特征•1、感受性感觉阈限•2、感官与刺激关系•3、感觉的相互作用•4、适应一种感官只能接受一种刺激，如眼睛只接受光刺激，耳朵只接受声刺激。人的感觉印象80%来自眼睛，14%来自耳朵，6%来自其他器官。如果同时使用视觉和听觉，感觉印象保持的时间较长。（一）感觉的基本特征•人的感觉分类•基本特征•1、感受性感觉阈限•2、感官与刺激关系•3、感觉的相互作用•4、适应感官对刺激的感受能力受其他刺激的干扰而降低，这一特性叫感觉的相互作用。如果同时有多种视觉信息或多种听觉信息，或视觉与听觉信息同时输入时，人们往往倾向于注意一个而忽视其它，如两个强度相同的听觉信息，则对要听的那个信息的辨别能力将下降50%，并且只能辨别最先输入的或是强度较大的信息。（一）感觉的基本特征•人的感觉分类•基本特征•1、感受性感觉阈限•2、感官与刺激关系•3、感觉的相互作用•4、适应感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感性会降低，产生适应现象。例如“入兰芝之室而不闻其香。（二）知觉的基本特征•1、知觉的整体性•2、知觉的理解性•3、知觉的恒常性•4、知觉的选择性知觉对象一般由许多部分组成，各部分有不同的属性与特征。人们由于有一定的知识经验，加上某些思维习惯，总是把对象感知为一个统一的整体，而不是把对象的各部分感知为孤立的东西。如图而会看成是一个圆。不会看成是虚线组合。（二）知觉的基本特征•1、知觉的整体性•2、知觉的理解性•3、知觉的恒常性•4、知觉的选择性人们往往根据自己过去获得的知识和经验去理解和感知现实的对象。（二）知觉的基本特征•1、知觉的整体性•2、知觉的理解性•3、知觉的恒常性•4、知觉的选择性当知觉的客观条件在一定范围内改变时，知觉印象仍然保持相对的稳定性。如阳光下煤块的反射率要比黄昏时粉笔的反射率高，然而人们仍然把粉笔看成白的，把煤块看成黑的，不会颠倒黑白。这一知觉特性使我们能够全面、真实、稳定地反映客观事物。（二）知觉的基本特征•1、知觉的整体性•2、知觉的理解性•3、知觉的恒常性•4、知觉的选择性人总是有选择地把少数刺激作为知觉对象，对它们的知觉格外清晰，并把它们组成一整体，而对同时起作用的其余刺激的反映则模糊笼统。知觉的这种特性称为知觉的选择性。被选出的形成清晰知觉的事物称为知觉对象，而其它事物与背景，会因为知觉的选择性而相互变动。二、视觉特征•眼球的基本结构二、视觉特征•视觉三要素——视觉物体、光、视觉器官（一）视觉的基本参数•1、色觉、可视波长和强度效应•2、视角•3、视力•4、视野•5、视距色觉是一种复杂的生理心理现象。人们能感受到达各种不同的颜色，是由于可见光中不同波长的光线作用于人眼视网膜上，并在大脑中引起主观印象的缘故。眼能感受到的电磁波长为380-780毫微米的可见光。一般光源发出的光包含多种波长，称为多色光，人眼可分辨的光色约有120多种。强度效应是指光的刺激强度只有达到一定强度才能引起视感觉的特性。人眼能够感受的光的强度从几个勒克司到10000勒克司。（一）视觉的基本参数•1、色觉、可视波长和强度效应•2、视角•3、视力•4、视野•5、视距视角是由瞳孔中心到被观察物体两端所张开的角度。视角与观察距离及被观察物体的两端点间的直线距离有如下关系：式中：a—视角，用（1/分，1/ˊ）表示，即（1/60度，1/60°）；D—被观察物体两端点间的直线距离；L—眼睛至被观察物体间的距离。LDarctg22（一）视觉的基本参数•1、色觉、可视波长和强度效应•2、视角•3、视力•4、视野•5、视距视力是表征人眼对物体细部识别能力的一个生理尺度，以最小视角的倒数表示：视力=1/最小视角检查人眼视力的标准规定，最小视角为1时，视力等于1、0，此时视力为正常。（一）视觉的基本参数•1、色觉、可视波长和强度效应•2、视角•3、视力•4、视野•5、视距视野是指人眼能观察到的范围，一般以角度表示。视野按眼球的工作状态可分为：静视野、注视野和动视野三类。（一）视觉的基本参数•1、色觉、可视波长和强度效应•2、视角•3、视力•4、视野•5、视距①静视野——在头部固定、眼球静止不动的状态下自然可见的范围；②注视野——在头部固定，而转动眼球注视某一中心点时所见的范围；③动视野——头部固定而自由转动眼球时的可见范围。在人的三种视野中，注视范围最小，动视野范围最大。人机工程中，一般以静视野为以据设计视觉显示器等有关部件，以减少人眼的疲劳。静视野•在垂直面内的静视野最大范围角度为120度，以视水平线为准，最大仰角为50度，最大俯角为70度。静视野•在水平面内双眼总的最大视野是200度，就单眼而言，以视中心线为准，向内侧为60度，向外侧为100度。有效视野•在视野边缘上，人只能模糊的看到有无物体存在，但辨不清其详细形状。能够清楚辨认物体形状的视野为有效视野。•静视野的有效视野是以视中心线为轴，上30度，下40度，左右各为15度～20度；其中在中心3度以内为最佳视野区。色觉视野•人眼在不同颜色刺激下的色觉视野是不同的，称为色觉视野。•人眼对白色视野最大，对黄、蓝、红色依次减小，而对绿色视野最小。（一）视觉的基本参数•1、色觉、可视波长和强度效应•2、视角•3、视力•4、视野•5、视距视距是指人在控制系统中正常的观察距离。观察各种显示仪表时，若视距过远或过近，对认读速度和准确性都不利，一般应根据观察物体的大小和形状在380～760mm之间选择最佳视距。（二）视觉特征•1、常见的几种视觉现象•1）适应•2）眩光•3）视错觉•4）调节人眼对光亮变化的顺应性称为适应。暗适应——是指人从光亮处进入黑暗处时，需要经过一定时间（约30min）以后才能逐渐看清被视物，这种视觉感受性逐渐提高的过程叫暗适应。明适应——是指人从暗处进入亮处时，需要经过一定时间（约1min）以后才能看清视物的适应过程。人在明暗急剧变化的环境中，视力会短暂下降，若明暗频繁，会产生视觉疲劳。为此在需要频繁改变亮度的场所，采用缓和照明。（二）视觉特征•1、常见的几种视觉现象•1）适应•2）眩光•3）视错觉•4）调节当视野内出现亮度过高或对比度过大的光时，眼睛常常无法适应，这种刺眼或耀眼的强光线叫眩光。眩光多来源于外界物体表面过于光亮、亮度对比过大或直接强光照射。眩光可使人眼感到不舒服，使可见度下降，并引起视力的明显下降。眩光造成的有害影响主要有：使暗适应破坏，产生视觉后象；降低视网膜上的照度；减弱观察物体与背景的对比度；观察物体时产生模糊感觉等，这些都将影响操作者的正常作业。（二）视觉特征•1、常见的几种视觉现象•1）适应•2）眩光•3）视错觉•4）调节人在观察物体时，由于视网膜受到光线的刺激，使得视觉印象与物体的实际大小、形状存在差异，这种现象称视错觉。主要类型有形状错觉、色彩错觉及物体运动错觉等。常见的形状错觉有长短错觉、方向错觉、对比错觉、大小错觉、远近错觉及透视错觉等。色彩错觉有对比错觉、大小错觉、温度错觉、距离错觉及疲劳错觉等。形状错觉1）长短错觉形状错觉2）长短错觉形状错觉3）方位错觉形状错觉3）方位错觉形状错觉4）对比错觉形状错觉5）透视错觉色彩错觉运动错觉（二）视觉特征•1、常见的几种视觉现象•1）适应•2）眩光•3）视错觉•4）调节调节是借助于水晶体曲率的变化以保证在视网膜上获得清晰视象的一种生理功能。水晶体曲率可以在一定范围内调节，在看得清楚的目标不断向近处移动时，开始感到不清楚的位置称为调节近点，注视目标愈接近调节近点，愈易引起视疲劳。因此，视觉工作距离不应短于3/2个调节近点。当视觉近点距离超过25厘米时，就称为远视眼。调节功能随年龄增加而下降，但增加照明有助于扩大调节范围，提高调节的准确性。2、视觉损伤与视觉疲劳视觉损伤和视觉疲劳引起的视力下降，常会导致工作效率的降低和事故的发生。在生产过程中，切屑粒、火花、飞沫、热气流、烟雾、化学物质以及强光或有害光都会造成对眼的伤害。眼睛承受的可见光的最大亮度值约为106cd/m2,越过此值，视网膜会受伤。直视高亮度光源（如激光、太阳光等），会引起黄斑烧伤。眩光或照度剧烈而频繁变化的光可引起视觉机能的降低。低照度或低质量的光环境，会引起各种眼的折光缺陷或提早形成老花。300mm以下的短波紫外线可引起可引起紫外线眼炎。常受红外线照射可引起白内障。2、视觉损伤与视觉疲劳视觉损伤和视觉疲劳引起的视力下降，常会导致工作效率的降低和事故的发生。1、长时间看近物或细小物体，睫状肌持续地收缩，引起视觉疲劳，甚至导致睫状萎缩，使调节能力降低。2、当照度不足时，极易引起视觉疲劳（眼痛、头痛、视力下降），而且整个神经中枢系统和机体活动也将受到抑制，引起全身性疲劳（疲倦、食欲下降、肩上肌肉僵硬发麻等自律神经失调症状）。此外，还可能形成近视。3、视觉的运动规律•1）运动快慢•2）运动顺序•3）估计准确性•4）优先顺序•5）接受性•6）协调性•7）颜色辨认顺序眼睛的水平运动比垂直运动快，即先看到水平方向的东西，后看到垂直方向的东西。所以，一般机器的外形常设计成横向长方形。3、视觉的运动规律•1）运动快慢•2）运动顺序•3）估计准确性•4）优先顺序•5）接受性•6）协调性•7）颜色辨认顺序视线运动的顺序习惯于从左到右，从上至下，顺时针进行。3、视觉的运动规律•1）运动快慢•2）运动顺序•3）估计准确性•4）优先顺序•5）接受性•6）协调性•7）颜色辨认顺序对物体尺寸和比例的估计，水平方向比垂直方向准确、迅速、且不易疲劳。3、视觉的运动规律•1）运动快慢•2）运动顺序•3）估计准确性•4）优先顺序•5）接受性•6）协调性•7）颜色辨认顺序当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同的情况下，观