人体工程学2-人体感知

人体工程学HumanFactorsEngineeringHumanFactorsEngineering人体工程学第二部分人体感知1感觉和知觉特征感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性的反映。包括视觉、听觉、味觉、嗅觉、肤觉、运动觉、平衡觉等。1.1感觉的基本特征1.1.1感觉的适宜刺激能够引起感觉器官有效反应的刺激。（表2-1）人体工程学感觉类型感觉器官适宜刺激刺激起源识别外界的特征作用视觉眼可见光外部色彩、明暗、形状、大小、位置、远近、运动方向等鉴别听觉耳一定频率范围的声波外部声音的强弱和高低，声源的方向和位置等报警联络嗅觉鼻腔顶部嗅细胞挥发的和飞散的物质外部香气、臭气等挥发物报警鉴别味觉舌头上的味蕾被唾液溶解的物质接触表面酸、甜、苦、辣、咸等鉴别肤觉感受皮肤及皮下组织物理和化学物质对皮肤的作用直接或间接接触触觉、痛觉、温度觉和压力等报警深部感觉肌体神经和关节物质对肌体的作用外部和内部撞击、重力和姿势等调整平衡感觉半规管运动刺激和位置变化外部和内部放置运动、直线运动和摆动调整人体主要感觉器官的适宜刺激及其识别特征（表2-1）人体工程学1.1.2刺激阈使人从没有到获得感觉的刺激强度的界限值，称为“刺激阈”，它是产生刺激的刺激下限；刺激强度的上限称为刺激极限，也称“痛阈”。从下限到上限称为“感觉阈值”。1.1.3适应感觉器官在持续刺激一段时间后，在刺激恒定不变的情况下，感觉会逐渐减少以至消失。1.1.4相互作用感受能力因受到其他刺激的干扰影响而降低。1.1.5对比同一感受器官接受两种完全不同，但属于同一类的刺激物的作用而使感受性发生变化的现象。人体工程学1.1.6余觉刺激取消后，感觉可以存在一段极短的时间。同时对比：继时对比：1.1.7补偿当某种感觉丧失后，其他感觉可在一定程度上进行补偿。人体工程学1.2知觉及其基本特征1.2.1知觉人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况的整体反映。产生在感觉的基础上，受知识、经验、情绪、态度等因素的制约和影响。1.2.2知觉的基本特性a、整体性：(a)人体工程学（a）接近（b）相似（c）封闭（d）连续(a)(b)(c)(d)人体工程学b、选择性：选择性的取决因素：对象与背景的差别程度；对象在背景上运动与否；人的主观因素。“鲁宾之杯反转图形人体工程学c、理解性：d、恒常性：大小恒常性形状恒常性明度恒常性颜色恒常性双关图人体工程学常见错觉图形e、错觉空间错觉（大小、形状、方向、距离）、运动错觉、时间错觉。人体工程学室内设计中常用错觉形式人体工程学人感知的途径：人体工程学2视觉的功能及其特征视觉系统：眼睛和脑（生理学）；视觉和知识经验（心理学）；人眼可以感觉到的光波波长大约是380-780nm。2.1视觉过程人眼的构造；人体工程学人眼成像的视觉过程：人体工程学2.2视觉功能是视觉器官对客观事物识别能力的总称，包括视角、视力、视野、对比感度和视觉适应。2.2.1视角被看目标物的两点光线投入眼球时的夹角。眼睛能分辨被看目标物最近两点的视角，称为临界视角。α=2arctg(D/2L)人体工程学2.2.2视力视力是眼睛分辨物体细节能力的一个生理尺度视力=1/临界视角2.2.3视野当人的头部和眼球不动时，人眼能观察到的空间范围。人体工程学颜色视野是指颜色对眼的刺激能引起感觉的范围。人体工程学2.2.4视距人在工作过程中正常的观察距离。（表2-3）一般操作的视距范围在380-760mm之间，在560mm处最为适宜。人体工程学2.2.5对比感度2.2.6视觉适应人眼随视觉环境中光量的变化而感受性发生变化的过程，分暗适应和明适应。暗适应与明适应曲线：（图2-13）人体工程学2.2.7颜色辨认人能感觉到的光谱波长和频率与颜色相对应。（表2-4）人体工程学色光混合规则：a、人的视觉只能分辨颜色的三种特性：明度、色调、饱和度；b、混合色中，如果一种成分连续变化，混合色的外貌也会连续变化；c、颜色相同的光，无论它们的光谱组成是否相同，在颜色混合中具有相同的效果；d、混合色的总亮度等于组成混合色的各颜色光亮度的总和。人体工程学2.2.8视觉特征观察方向；偏离视觉中心时，在相同的偏离条件下的优先顺序；双眼协调动作；获得视觉印象的最短时间为0.07-0.3s，平均0.17s；对运动目标的鉴别，速度大于（1’-2’）s；眼睛对表面与轮廓比形体更为注意，直线轮廓比曲线轮廓更易于接受；观察人时；阅读时眼睛作单挛运动。人体工程学3听觉机能及其特征以时间上的连续为特征，属于慢速的信息传递；是人际交往的主要沟通渠道。3.1听觉器官和听觉过程3.1.1听觉器官耳的解剖示意图：（图2-15）3.1.2听觉过程第一阶段：将声波转变为机械振动；第二阶段：将机械振动转变为液体波动；第三阶段：将液体波动转变为神经冲动；人体工程学3.2人对声音的分辨能力频率：听阈频率范围：20-20000Hz感受性最高：1000-4000Hz；声强：两种声音声强相差26%或声压相差12%才能被人识别；音调：基底膜长、短纤维的振动。3.3方向敏感性“双耳效应”即立体声效应。3.4掩蔽效应一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应。人体工程学4其他感觉机能及其特征4.1肤觉皮肤表面的感受器接受外来刺激而产生的感觉，包括触觉、痛觉、温觉、冷觉。4.1.1触觉压觉或触压觉：被动触觉、主动触觉；两点阈限：手指为4-5mm，脸部为5-10mm，肩与背部为45-50mm。（图2-18）人体工程学人体工程学4.1.2痛觉4.1.3温觉和冷觉4.2平衡觉人对自己头部位置的各种变化及身体平衡状态的感觉。4.3运动觉人对自己身体各部位的位置及其运动状态的一种内部感觉；感受器：肌梭、腱梭、关节小体;运动觉未必完全受意识支配。人体工程学5人的心理特征心理现象：心理过程和个性心理。5.1能力一般能力：智力（观察力、注意力、思维力、想象力等）；特殊能力：各种专业技能（管理能力，机械操作能力等）。人体工程学5.2气质指主要同生物遗传因素决定的、相当稳定的心理活动的动力特征。主要表现在心理过程的强度、速度、稳定性、灵活性上及指向性上。四种基本类型：胆汁质、多血质、黏液质和抑郁质。（表2-5）人体工程学5.3性格有别于他人最重要、最鲜明的个性心理特征（表2-6）。人体工程学6神经系统组成及其功能组成：脑：延髓、脑桥、中脑、间脑、小脑、大脑；中枢神经：脊髓、脑神经（12对）；神经系统（按解剖分）：脊神经（31对）；周围神经（按功能分）：感觉（传入）神经、运动（传出）神经、躯体运动神经（支配骨骼肌）；植物性神经（支配内脏器官）：交感、副交感神经。功能：统一控制和调节全身各器官、系统，保证机体的整体统一及其与外界环境的相对平衡。人体工程学7运动系统的机能及其特征7.1运动系统组成：骨骼、关节与韧带、肌肉7.2人体力学a、人体骨骼力学模型（图1-6）足弓重力线：（图1-7）人体工程学b、人体姿势：（图1-8）c、力的传递：（图1-9）立姿坐姿蹲姿跪姿卧姿弯姿人体静态姿势人体工程学体重压力分布：（图1-10）姿势与脊椎内力：（图1-11）人体工程学d、运动与疲劳疲劳的主要特征：通过肌体的活动产生，通过休息可减轻或消失；耐疲劳能力可以提高；人体能量消耗越多，疲劳的产生越快；疲劳程度有一定限度，超过限度会损伤肌体。测量疲劳的方法：通过心电图测量心率恢复期；通过肌电图测量肌力的消耗；通过能量的测量。