人因工程 第二章人的因素

学院：管理科学与工程学院专业：工业工程2班姓名：管华同学号：109094042第二章人的因素一、神经系统与感觉系统二、肌肉、骨骼与供能系统三、呼吸、消化和循环系统四、脑力劳动与神经紧张型作业的生理变化特点五、人的心理因素本章内容第一节神经系统与感觉系统一、神经系统神经系统是人体的主导系统，全身各器官、系统均在神经系统的统一控制和调节下互相影响、互相协调，以保证人体的统一及其与外界环境的相对平衡。（一）神经组织神经组织主要由神经细胞（神经元）和神经胶质构成。神经元是一种特殊类型的细胞，在形态上与其他组织细胞很不相同，是具有突起的细胞，由细胞体和突起组成。神经元根据它的特性分为：传出神经、中间神经、传出神经以及兴奋神经、抑制神经。神经胶质是神经元的辅助成分。主要由胶质细胞组成。神经元具有接受刺激、传递信息和整合信息的功能。1.神经元神经元之间的连接处称为突触。它是一个神经元轴突末梢与别的神经元的细胞体或树突相接触的地方。神经元之间通过突触形成一个庞大的、复杂的神经网络。2.突触传递（二）神经系统的基本结构神经系统是由包括脑和脊髓的中枢神经以及遍布全身各处的周围神经所组成。1.中枢神经系统中枢神经系统包括脑和脊髓。脊髓是中枢神经的初级部分。位于脊柱的脊椎管内，其上端进入颅腔扩展为大脑的一部分---延髓。脊髓有两个功能：一是通过上行和下行神经束，把来自外周感受器的冲动传至脑，同时把脑发出的冲动传到周围神经；二是实现一些基本的躯体反射和内脏反射活动，如血管张力反射等。脑又分为延髓、脑桥、中脑、间脑、小脑和大脑半球等部分。（1）延髓。延髓下接脊髓上连脑桥。来自头部、躯体与内脏的大部分感受器的神经冲动都经由延髓传至大脑。它同时又是调节循环、呼吸、肠胃蠕动、唾液与汗腺分泌等活动的中枢。它的前庭核是躯体运动反射调节的重要中枢。（2）脑桥、中脑、小脑、。脑桥也有上行下行的传输通路。中脑是上行下行神经传导主要通路的集中处。小脑位于脑桥后面。小脑的主要功能是调节肌肉紧张度、躯体运动和维持躯体姿势与平衡。（3）间脑。间脑位于大脑两半球之间，主要包括丘脑和下丘脑。丘脑是很重要的感觉中枢。下丘脑控制植物性神经系统的活动。它的主要功能是调节内脏和内分泌系统，是饥、渴、性活动的中枢，也是情绪反应的中枢。（4）大脑半球。大脑从外形上分左右两个半球，，以宗裂沟为界，故称大脑半球。周围神经系统指脑和脊髓以外的神经系统。它包括脊神经和脑神经。脑神经发自脑干，共12对，脊神经发自脊髓，共31对。人体各部位的功能可分为两类，即躯体性功能和内脏性功能。躯体性功能指躯体骨骼肌功能和感官活动功能。内脏性功能指内脏活动功能。与此两类功能相应，神经系统也可分为两类，即躯体性神经系统与植物性神经系统(与内脏性功能对应)。2.周围神经系统二、感觉系统（一）视觉视网膜是眼睛的感光部分，内有两种感光细胞杆状细胞和锥状细胞。视网膜上感光细胞的分布直接决定着该部分网膜的感光特性。中央处具有最敏锐的物体细节和颜色辨别能力。离中央越远，视敏度和辨色能力越低。视觉是所有感觉中神经数量最多的感觉器，其优点是：可在短时间内获取大量信息；可利用颜色和形状传递性质不同的信息；对信息敏感，反应速度快；感觉范围广，分辨率高；不容易残留以前刺激的影响。但也存在容易发生错视、错觉和容易疲劳等缺点。（二）听觉听觉系统主要包括耳、传导神经与大脑皮层听区等三个部分。听觉器官可分为外耳、中耳、内耳三部分。声音的声压必须超过某一最小值，才能使人产生听觉。因此。能引起有声音感觉的最小声压级称为听阈。不同频率的声音听阈不同。(三)平衡觉人对自身姿势和空间位置变化的感觉称为平衡觉。它的外周感觉器官是前庭器官。机体在进行直线运动或旋转运动时，速度的变化会引起前庭器官中感受器的兴奋。这类感受器的兴奋对于机体运动的调节以及平衡的维持具有特殊作用。机体静止时，也同样通过这类感受器来感受机体，特别是头部的空间位置。影响平衡觉并导致失去平衡的原因有：酒精、年龄、恐惧、突然的运动、热压、异常姿势等。了解上述现象，可使管理人员更好地进行作业安排，减少安全事故。(四)味觉味觉是溶解性物质刺激口腔内味蕾而发生的感觉。味觉的感受器是味蕾，分布于口腔粘膜内，主要分布于舌的背面，特别是舌尖部和舌的侧面。儿童的味蕾较成年人分布广泛，老年人的味蕾数量，由于萎缩而减少。味觉有甜、酸、苦、咸四种，称为四原味。其他味觉都是由这四种相互配合而产生的。味觉的反应速度很慢，恢复原状也需要时间。当一种有味物质进入口腔后，需要1s才能有感觉，而恢复原状则需要10s至1min以上，或更长。(五)嗅觉和肤觉鼻腔上端的嗅黏膜是嗅觉感受器，其上分布着嗅觉细胞。嗅觉细胞受到刺激时，产生神经冲动，上传到嗅觉中枢而引起嗅觉。人的嗅觉灵敏度用嗅觉阈表示，即能引起嗅觉的气体物质的最小浓度。皮肤感觉系统的外周感受器存在于皮肤表层。这些感受器受刺激时引起的神经冲动，经过传入神经达到大脑皮层的相应区域，而产生各种肤觉，包括触、压、振、温和痛等感觉。第二节肌肉、骨骼与供能系统一、肌肉组织及其工作特征肌肉是人体四种组织中数量最多的组织。人做任何动作，都要依靠肌肉的收缩与舒展。肌肉收缩有向心收缩、离心收缩、等长收缩等形式。前两种收缩是实现人体各种运动所必需的，它们是动力性的，总称为动力性收缩。等长收缩则是静力性收缩。(1)向心收缩。当肌肉收缩产生的张力大于外加阻力时，肌肉缩短并牵拉着骨杠杆作向心运动，故称向心收缩。(2)离心收缩。当肌肉收缩时产生的张力小于外力时，肌肉被拉长。(3)等长收缩。肌肉收缩产生张力但长度保持不变时的收缩形式称为等长收缩。肌肉收缩的速度与肌肉收缩的张力有关。肌肉收缩的张力大小又同肌肉收缩前的长度(又称初长度)有关。初长度短于“静息长度”时，收缩时的张力随肌肉初长度的增长而线性地增大。肌肉收缩时的张力与收缩速度之间也存在着有规律的关系。增加肌肉的负荷时，肌肉收缩张力增大，但肌肉收缩的速度减慢，肌肉缩短的长度减小。当负荷张力增大到一定限度后，肌肉不能再缩短，收缩的速度为零。若负荷减小，肌肉收缩的速度与短缩的长度又大。当肌肉收缩初长度达到约相当于静息长度时，张力达到最大，此时的初长度称为最适初长度。肌肉长度若超过这个最适初长度，收缩张力迅速下降。二、骨骼系统（1）骨及骨骼。人体内有206块骨。其中有177块直接参与人体运动。人体骨骼系统可分成颅骨、躯干骨、四肢骨三大部分。右图是人体骨骼系统结构图。（2）关节。人体四肢骨之间普遍由关节连结。关节的功用主要在于它可使人的肢体有可能作屈伸、环绕和旋转等运动。在关节中有四类神经末梢，向中枢提供关节位置变化的信息、关节活动速度的信息、关节实际位置的信息及感受痛觉的信息。三、人体活动能源各种人体活动都需要能量。能量的供给通过体内能源物质(糖、糖元、脂肪、蛋白质)的氧化或酵解来实现。通常将能源物质转化为热或机械功的过程称为能量代谢。（一）人体活动的直接能源人的肌肉．神经元和其他细胞活动的能源直接来自细胞中的贮能元——三磷酸腺苷(ATP)。肌肉活动时，肌细胞中的ATP与水结合，在ATP酶的催化下迅速分解成二磷酸腺苷(ADP)和无机磷(Pi)，并释放29.3kJ的能量。ATP+H2O→ADP+Pi+29.3kJ/mol人体补充ATP的过程称为产能或供能。人体有三个供能系统，即磷酸原(ATP-CP)系统、乳酸能系统和有氧化系统。（1）磷酸原(ATP-CP)系统。ATP—CP系统又称非乳酸能系统。肌肉细胞中的ATP由细胞内的二磷酸腺苷(ADP)和磷酸肌酸(CP)这两种高能磷化物合成。每1mol的CP分解时可合成1molATP。反应方程。（二）人体活动的供能系统（2）乳酸能系统。该系统的能量来自糖元的酵解。糖元酵解时产生的能量供应给ADP，再合成ATP。（3）有氧氧化系统。有氧氧化供能系统是指糖或脂肪在氧的参与下分解为二氧化碳和水，同时产生能量，使ADP再合成ATP后向肌肉或其他细胞提供活动能量。综上所述可知，三种能量系统产能过程各有特点，它们在人体活动中也有不同的作用。表2-1是对三种能量系统供能特点的比较。（二）能量消耗的测定测定方法有直接法、间接法和相关估算法等。（1）直接法直接法是利用各种热量计，测定在绝热室内流过人体周围的冷却水生温情况，直接测量人体在一定时间内散发的热量。由于操作复杂，而且需要大型热量计，实际测量中不便应用。间接法是通过测定人体耗氧量（L/min），再乘以氧热价（KJ/L）来计算能量消耗的方法。（2）间接法间接法又可分为闭合式和开放式两类。闭合式是人对着一个密闭的装置作呼吸。开放式测定法是让人体从空气中直接吸气，将呼出气体收集起来，然后对收集的气体进行成分分析。使用间接法测定能耗，工作量很大。为了解决这一问题，在准确性要求不是很严格的场合，可用某些容易测定的生理指数来估计人体的能耗。例如，心率就是一个较常用的估算指标。第三节呼吸、消化和循环系统一、呼吸系统呼吸系统是从鼻经气管到肺部器官的总称。呼吸系统的功能是使空气中的氧进入肺，并在肺部与血液之间进行氧和二氧化碳的交换，再将血液中的二氧化碳排放到空气中。肺是呼吸系统中重要器官，主要功能是通气和换气。肺通气量是衡量肺功能的重要生理指标，是指单位时间内吸入（或呼出）的气体量。人体活动时，肺通气量随活动负荷增加而增大。安静休息时，肺通气量约为6～7L/min,剧烈活动时可达安静时的10～20倍。二、消化系统消化系统包括口腔、食道、胃、十二指肠、小肠和大肠等消化器官，以及消化过程所必需的分泌酶的唾液腺、肝脏、胰腺等器官。消化系统对食物的消化有两种方式，一种是通过消化道肌肉的收缩活动，将食物磨碎，并使食物与消化液充分混合，以及将食物不断向消化道下方推送。另一种是通过消化腺分泌的消化液完成的。消化液中含有消化酶，可使食物变成可吸收的小分子物质。三、循环系统循环系统由心脏和密布全身的血管组成。心脏分为左右心房和左右心室四个腔室。血管分为动脉血管、静脉血管和连接它们的毛细血管等三大部分。循环系统的运行，可分为小循环(肺循环系统)和大循环(体循环系统)。小循环是由心脏向肺输送低氧血液，再从肺部吸收高氧血液的系统。大循环是将高氧血液带到全身，再将低氧血液收集到肺部的系统。第四节脑力劳动与神经紧张型作业的生理变化特点随着科学技术的发展和社会进步，生产过程自动化程度日益提高，大量繁重体力劳动和职业危害较严重的工种将逐步被机器人所取代，体力劳动的比重和强度将不断减小，而需要智力和神经紧张型的作业越来越多。脑的氧代谢较其它器官高，安静时约为等量肌肉耗氧量的15～20倍，占成年人体总耗氧量的10％。由于脑的重量仅为体重的2.5％左右，大脑即使处于高度紧张状态，能量消耗量的增高也不致超过基础代谢的10％。脑力劳动时心率减慢，但特别紧张时，可引起舒张期缩短而使心跳加快、血压上升、呼吸频率提高、脑部充血而四肢及腹腔血液减少，脑力劳动时，脑电图的频率加快。第五节人的心理因素一、性格性格是指一个人在生活过程中所形成的对现实比较稳定的态度和与之相适应的习惯行为方式。如认真、马虎、负责、敷衍、细心、粗心、热情、冷漠、诚实、虚伪、勇敢、胆怯等就是人的性格的具体表现。性格是一个人个性中最重要、最显著的心理特征。它是一个人区别于他人的主要差异标志。人的性格构成十分复杂，概括起来主要有两个方面，一是对现实的态度，二是活动方式及行为的自我调节。二、能力（一）能力及其分类能力是指那些直接影响活动效率，使活动顺利完成的个性心理特征。能力可进行以下分类。性格可分为先天性格和后天性格。先天性格由遗传基因决定，后天性格是在成长过程中通过个体与环境的相互作用形成的。(1)一般能力和特殊能力。一般能力包括观察力、记忆力、抽象概括能力、感觉能力、想象能力和创造能力等。特殊能力是指在某种特殊活动范围内发生作用的能力，它是顺利完成某种专业活动的心理条件。（2）模仿能力和创造能力。是指通过观察别人的行为、活动来学习各种知识，然后以相同的方式做出反应的能力。模仿是人类一种重要的学习能力。创造力是指产生新的思想和新的产品的能力。（3）认知能力、操