人的生理特性

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1、 1 页人 的 生 理 特 性(一 )人 的 感 觉 与 感 觉 器 官l， 视 觉1)常 见 的 几 种 视 觉 现 象 暗 适 应 与 明 适 应 能 力 。 人 眼 对 光 亮 度 变 化 的 顺 应 性 ， 称 为 适 应 ， 适 应 有 明 适 应 和 暗适 应 两 种 。 暗 适 应 是 指 人 从 光 亮 处 进 入 黑 暗 处 ， 开 始 时 一 切 都 看 不 见 ， 需 要 经 过 一 定时 间 以 后 才 能 逐 渐 看 清 被 视 物 的 轮 廓 。 暗 适 应 的 过 渡 时 间 较 长 ， 约 需 要 30min才 能 完全 适 应 。明 适 应 是 指 人 从 暗

2、 处 进 入 亮 处 时 ， 能 够 看 清 视 物 的 适 应 过 程 ， 这 个 过 渡 时 间 很 短 ， 约需 1min， 明 适 应 过 程 即 趋 于 完 成 。人 在 明 暗 急 剧 变 化 的 环 境 中 工 作 ， 会 因 受 适 应 性 的 限 制 ， 使 视 力 出 现 短 暂 的 下 降 ， 若频 繁 地 出 现 这 种 情 况 ， 会 产 生 视 觉 疲 劳 ， 并 容 易 引 起 事 故 发 生 。 为 此 ， 在 需 要 频 繁 改变 光 亮 度 的 场 所 ， 应 采 用 缓 和 照 明 ， 避 免 光 亮 度 的 急 剧 变 化 。 眩 光 。 当 人 的 视

3、 野 中 有 极 强 的 亮 度 对 比 时 ， 由 光 源 直 射 或 由 光 滑 表 面 的 反 射 出 的 刺激 或 耀 眼 的 强 烈 光 线 ， 称 为 眩 光 。 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 像 ； 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

4、。3） 视 错 觉 。 人 在 观 察 物 体 时 ， 由 于 视 网 膜 受 到 光 线 的 刺 激 ， 光 线 不 仅 使 神 经 系 统 产 生反 应 ， 而 且 会 在 横 向 产 生 扩 大 范 围 的 影 响 ， 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 为 视 错 觉 。 视 错 觉 是 普 遍 存 在 的 现 象 ， 其 主 要 类 型 有 形 状 错 觉 、色 彩 错 觉 及 物 体 运 动 错 觉 等 。 其 中 常 见 的 形 状 错 觉 有 长 短 错 觉 、 方 向 错 觉 、 对 比 错 觉 、大 小

5、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 。在 工 程 设 计 时 ， 为 使 设 计 达 到 预 期 的 效 果 ， 应 考 虑 视 错 觉 的 影 响 。（ 2） 视 觉 损 伤 与 视 觉 疲 劳 视 觉 损 伤 。 在 生 产 过 程 中 ， 除 切 屑 颗 粒 、 火 花 、 飞 沫 、 热 气 流 、 烟 雾 、 化 学 物 质 等 2 页有 形 物 质 会 造 成 对 眼 的 伤 害 之 外 ， 强 光 或 有 害 光 也 会 造 成 对 眼 的 伤

6、 害 。眼 睛 能 承 受 的 可 见 光 的 最 大 亮 度 值 约 为 106cd m2。 如 越 过 此 值 ， 人 眼 视 网 膜 就 会 受到 损 伤 。 300m以 下 的 短 波 紫 外 线 可 引 起 紫 外 线 眼 炎 。 紫 外 线 照 射 4 5h后 眼 睛 便 会 充血 ， l0 12h后 会 使 眼 睛 剧 痛 而 不 能 睁 眼 ， 这 一 般 是 暂 时 性 症 状 ， 大 多 可 以 治 愈 。 常 受红 外 线 照 射 可 引 起 白 内 障 。 直 视 高 亮 度 光 源 如 激 光 、 太 阳 光 等 ， 会 引 起 黄 斑 烧 伤 ，有 可 能 造 成

7、无 法 恢 复 的 视 力 减 退 。 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 。 眩 光 或 照 度 剧 烈 而 频 繁 变 化 的 光 可 引 起 视 觉 机 能 的 降 低 。 视 觉 疲 劳 。 长 期 从 事 近 距 离 工 作 和 精 细 作 业 的 工 作 者 ， 由 于 长 时 间 看 近 物 或 细 小 物体 ， 睫 状 肌 必 须 持 续 地 收 缩 以 增 加 晶 状 体 的 白 度 。 这 将 引 起 视 觉 疲 劳 ， 甚 至 导 致 睫 状肌 萎 缩 ， 使 其 调 节 能 力 降 低 。

8、长 期 在 劣 质 光 照 环 境 下 工 作 ， 会 引 起 眼 睛 局 部 疲 劳 和 全 身 性 疲 劳 。 全 身 性 疲 劳 表 现 为疲 倦 、 食 欲 下 降 、 肩 上 肌 肉 僵 硬 发 麻 等 自 律 神 经 失 调 症 状 ； 眼 部 疲 劳 表 现 为 眼 痛 、 头痛 、 视 力 下 降 等 症 状 。 此 外 ， 作 为 眼 睛 调 节 筋 的 睫 状 肌 的 疲 劳 ， 还 可 能 形 成 近 视 。3)视 觉 的 运 动 规 律人 们 在 观 察 物 体 时 ， 视 线 的 移 动 对 看 清 和 看 准 物 体 有 一 定 规 律 。 掌 握 这 些 规 律

9、， 有 利于 在 工 程 设 计 中 满 足 人 机 工 程 学 的 设 计 要 求 。 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 。 视 线 运 动 的 顺 序 习 惯 于 从 左 到 右 ， 从 上 到 下 ， 顺 时 针 进 行 。 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 。 当 眼 睛 偏 离 视 中 心 时 ， 在 偏

10、离 距 离 相 同 的 情 况 下 ， 观 察 率 优 先 的 顺 序 是 左 上 、 右 上 、左 下 、 右 下 。 在 视 线 突 然 转 移 的 过 程 中 ， 约 有 3 的 视 觉 能 看 清 目 标 ， 其 余 97 的 视 觉 都 是 不 真实 的 ， 所 以 在 工 作 时 ， 不 应 有 突 然 转 移 视 线 的 要 求 ， 否 则 会 降 低 视 觉 的 准 确 性 。 如 需要 人 的 视 线 突 然 转 动 时 ， 也 应 要 求 慢 一 些 才 能 引 起 视 觉 注 意 。 为 此 ， 应 给 出 一 定 标 志 ，如 利 用 箭 头 或 颜 色 预 先 引 起

11、 人 的 注 意 ， 以 便 把 视 线 转 移 放 慢 。 或 者 采 用 有 节 奏 的 结 构 。 对 于 运 动 的 目 标 ， 只 有 当 角 速 度 大 于 l /s 2 /s时 ， 且 双 眼 的 焦 点 同 时 集 中 在 同一 个 目 标 上 ， 才 能 鉴 别 出 其 运 动 状 态 。 3 页 人 眼 看 一 个 目 标 要 得 到 视 觉 印 象 ， 最 短 的 注 视 时 间 为 0.07 0.3s， 这 里 与 照 明 的 亮度 有 关 。 人 眼 视 觉 的 暂 停 时 间 平 均 需 要 0 17s。1、 人 体 特 性 参 数与 产 品 设 计 和 操 纵 机

12、 器 有 关 的 人 体 特 性 参 数 很 多 ， 归 纳 起 来 有 如 下 4类 ：1)静 态 参 数静 态 参 数 是 指 人 体 在 静 止 状 态 下 测 得 的 形 态 参 数 ， 也 称 人 体 的 基 本 尺 度 ， 如 人 体 高 度及 各 部 分 长 度 尺 寸 。2)动 态 参 数动 态 参 数 是 指 在 人 体 运 动 状 态 下 ， 人 体 的 动 作 范 围 ， 主 要 包 括 肢 体 的 活 动 角 度 和 肢 体所 能 达 到 的 距 离 等 两 方 面 的 参 数 。 如 手 臂 、 腿 脚 活 动 时 测 得 的 参 数 。3)生 理 学 参 数生 理

13、学 参 数 主 要 是 指 有 关 的 人 体 各 种 活 动 和 工 作 引 起 的 生 理 变 化 ， 反 映 人 在 活 动 和 工作 时 负 荷 大 小 的 参 数 ， 包 括 人 体 耗 氧 量 、 心 脏 跳 动 频 率 、 呼 吸 频 率 及 人 体 表 面 积 和 体积 等 。4)生 物 力 学 参 数生 物 力 学 参 数 主 要 指 人 体 各 部 分 (如 手 掌 、 前 臂 、 上 臂 、 躯 干 (包 括 头 、 颈 )、 大 腿 和 小腿 、 脚 等 )出 力 大 小 的 参 数 ， 如 握 力 、 拉 力 、 推 力 、 推 举 力 、 转 动 惯 量 等 。2.

14、 人 体 劳 动 强 度 参 数 。（ 1） 能 量 代 谢 率 。人 在 作 业 过 程 中 所 需 要 的 能 量 ， 是 分 别 由 三 种 不 同 的 能 源 系 统 ATPCP(三 磷 酸 腺 苷磷 酸 肌 酸 )系 统 、 乳 酸 能 系 统 和 有 氧 氧 化 系 统 提 供 的 。 这 三 个 系 统 的 供 能 状 况 与 体 力劳 动 的 关 系 如 表 15所 示 。1)人 体 能 量 代 谢 的 测 定 方 法人 体 能 量 的 产 生 和 消 耗 称 为 能 量 代 谢 常 用 的 能 量 代 谢 测 定 方 法 有 直 接 法 和 间 接 法 两种 。 目 前 一

15、般 采 用 间 接 法 ， 其 基 本 原 理 是 ， 能 量 代 谢 可 通 过 人 体 的 氧 耗 量 反 映 出 来 ，因 此 首 先 测 得 单 位 时 间 内 糖 、 脂 肪 等 能 源 物 质 在 体 内 氧 化 时 的 氧 耗 量 和 二 氧 化 碳 的 排出 量 ， 求 得 两 者 之 比 (呼 吸 商 )， 由 此 再 推 算 某 一 时 间 或 某 项 作 业 所 消 耗 的 能 量 。能 耗 量 通 常 以 千 卡 (kcal)表 示 。 关 于 氧 耗 量 有 两 种 表 示 方 法 ， 一 种 以 每 分 钟 所 消 耗 的 氧气 的 容 积 表 示 ， 即 每 分

16、钟 耗 氧 多 少 升 (L min)： 另 一 种 以 人 体 千 克 体 重 每 分 钟 消 耗 的 4 页氧 气 量 表 示 cm3 (kgmin)。1 L min= W10-3 cm3 (kgmin)从 事 劳 动 所 需 要 的 能 量 最 终 来 源 于 糖 、 脂 肪 、 蛋 白 质 的 氧 化 和 分 解 ， 而 且 这 三 者 在 体内 可 以 通 过 一 定 的 生 物 化 学 机 制 相 互 转 换 这 在 生 物 化 学 上 被 称 为 “三 羧 酸 循 环 ”。在 能 源 物 质 的 氧 化 分 解 过 程 中 ， 人 体 必 须 不 断 地 吸 人 氧 ， 并 不 断 地 排 出 二 氧 化 碳 。 不同 的 能 源 物 质 在 体 内 氧 化 时 ， 其 呼 吸 商 是 不 同 的 ； 同 时