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1、人体工程学研究的中心是人，因此首先要了解人体自身的特性。,一、人体生理学概述,人体的分部及名称,头 部,颈 部,前 面,上 肢,后 面,胸 部,腹 部,背 部,腰 部,下 肢,上 臂,前 臂,手,躯 干,四 肢,大腿,足,小腿,颅腔,胸 腔,腹 腔,膈,体 腔,盆 腔,人体内的腔,颅 腔：,体 腔,胸 腔：,内有心、肺等器官,腹 腔：,内有胃、肠、肝、脾,腹腔的最下部是盆腔：内有膀胱等器官,内有脑,体腔及内部器官,胸腔及内部器官,腹腔及内部器官,人体的基本结构,人体四大基本组织,上皮组织,结缔组织,肌肉组织,神经组织,系统：能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官，按照 一定的次序组合在一起构
2、成。,器官：由几种不同的组织按照一定的次序结合在一起，形成 具有一定形态和功能的结构。,细胞：结构和功能的基本单位,人体的八个系统,运动系统：运动、支持和保护；,循环系统：运输体内物质；,消化系统：消化食物和吸收营养；,呼吸系统；吸入氧和呼出二氧化碳；,泌尿系统：泌尿和排尿；,神经系统：调节人体的生理活动；,内分泌系统：分泌激素。通过激素的作用，调节 人体的生理活动；,生殖系统：生殖；,二、神经系统与感知 Nervous System and Perception,神经系统的组成及其功能,神经系统,中枢神经,周围神经,脑：延髓；脑髓；中脑；间脑；小脑；大脑,脊髓,按解剖分,脑神经；脊神经,按功
3、能分,感觉（传入）神经,运动神经（传出）,躯体运动神经（支配骨骼肌）,植物性神经（支配内脏器官）,研究神经系统的意义：,1、神经系统是机体的主导系统：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，保证机体的整体统一及其与外界环境的相对平衡。在此过程中，首先是借助于感受器官接受体内外环境的各种信息，通过脑和脊髓各级中枢神经的整合，最后经周围神经控制和调节各个系统的活动，从而使机体得以反应多变的外环境，同时也调节着机体内环境的平衡。2、神经系统是心理现象的物质基础：从心理学角度看，人的一切心理和意识活动也是通过神经系统的活动来实现的。,21信息传递系统一. 感觉系统 感觉性质
4、的识别，称为知觉。识别出被知觉的事物成为认知。 感觉具有以下性质：1适宜刺激,2适应 感觉器官接受刺激后，若刺激强度不变，则经过一段时间后，感觉逐渐变弱，这种现象叫适应。不同的感觉器官，其适应的速度和程度不同，触觉和压觉适应最快。对光的适应分明适应和暗适应，明适应是指从暗处进入明处的适应过程，暗适应则是相反，明适应要快于暗适应。3特殊感觉和投射 各种感觉刺激所到达的感觉中枢部位都不同，因而能产生各种不同性质的感觉，这叫特殊感觉。但是被认知的感觉虽然是在感觉中枢部位产生，但是意识却是在被刺激的部位出现，这种现象叫感觉的投射。,4余觉 刺激消失后，感觉可存在一极短的时间，这种现象叫余觉。例如每秒1
5、00次闪烁的荧光灯给人的感觉是连续的光源，还有电影等都是利用余觉这一生理现象实现的。5韦帕费克纳（Weber-Fechner）定律 刺激强度I发生变化，当其变化量非常小时，人感觉不到其变化，人能感觉到其变化的最小变化量I称为辨别阀。辨别阀岁初始刺激I的大小而变化。但在相当宽的范围内I/I=K（定值），这叫韦帕定理，K为韦帕比。设当人接受刺激强度I的信号时的感觉强度为E，而I发生I的变化时，感觉强度也相应的会E的变化。 E=KI/I。令I为Di、E为dE，则有 E=KlnI+C式中：K，C常数 I刺激强度 E感觉强度。,6错觉与客观事物不相符的错误知觉。人外感官一般都会出现错觉现象（例如，错视觉
6、、错听觉、错嗅觉）。在人的错觉现象中，错视觉最为明显。错视觉中，有图形错觉、透视错觉、光影错觉、空间错觉。Poggendorf错觉图Muler-Lyer错觉图横竖错觉图充满空虚错觉图Wundt错觉图平行四边形错觉Hering错觉图,Jastrow错觉图Ehrenstein错觉图Zollner错觉图Orbison错觉图Ebbinghalls错觉图错觉图形是多种多样的，根据引起错误的倾向性，可分为两类：一是数量上的错觉，包括大小方面引起的错觉，如Muler-Lyer错觉、平行四边形错觉；另一类是关于方向的错觉，如Zollne、Hering和Wundt错觉以及螺旋性错觉。,由于图形要素的精细和方向的
7、规则性变化，给人以螺旋的感觉。,错觉 错觉是不正确的知觉，是在特定条件下，对客观事物必然产生的某种固定的倾向的歪曲知觉。 错觉的种类 错觉现象很普遍，几乎能在各种知觉中发生，其中，以视觉方面的错觉最为明显。,7、视觉,视 觉,在人们认知世界的过程中，大约有80%-90%的信息是通过视觉系统获得的，因此，视觉系统是人与外界相联系的最主要途径。,物体依赖于光的反射映入眼睛，所以，光、对象物、眼睛是构成视觉现象的三个要素。但视觉系统并不只是眼睛，从生理学角度看，它包括眼睛和脑；从心理学角度看，它不仅包括当前的视觉，还包括以往的知识经验。换句话说，视觉捕捉到的信息，不只是人体自然作用的结果，而且也是人
8、的观察与过去经历的反映。C:Documents and SettingsAdministrator桌面第三章神经系统与感知.ppt,人们得到信息的途径？,直接的,间接的,如直接看到的自己周围的人和物。,即借助于各种视觉显示装置，如CRT屏幕、雷达、电视机等。在科学技术高度发达的今天，后一种途径对于人们获得视觉信息更为重要。,视觉是由眼睛、视神经及视觉中枢共同完成的。 眼的构造：眼球的基本结构如图-4眼球的结构象照相机，视网膜相当于感光胶片，角膜、水晶体和瞳孔构成的系统相当于照相机的光学系统。 入射的光线经过角膜和水晶体的折射，聚焦在视网膜上。视网膜内有两种感光细胞：起明视作用的锥体细胞，主要聚
9、集在黄斑处；起暗视作用的圆柱细胞，多分布在视网膜远离中心处。整个视网膜黄斑处具有最高的分辨细微物体的能力和色觉能力。视网膜外围的分辨能力和色觉能力都较黄斑区差些。,视距：视距是人在操作系统中正常的观察距离。,视距的确定： 一般应根据观察目标的大小和形状以及工作要求确定视距。通常，观察目标在5600mm处为适宜，低于3800mm时会引起目眩，超过7800mm时细节看不清。头部转动角度： 左右均不宜超过45度，上、下均不宜超过30度。当转移视线时，约97%时间的视觉是不真实的，所以应避免在转移视线中进行观察。,对比感度,物体与背景有一定的对比度时，人眼才能看清其形状。这种对比可以用颜色（背景与物体
10、具有不同的颜色），也可以用亮度（背景与物体在亮度上有一定的差别）。,视觉的适应：视觉适应是人眼随视觉环境中光量变化而感受性发生变化的过程。,视觉适应的种类：暗适应和明适应暗适应：人由明亮的环境转入暗环境，在暗环境中视网膜上的1.2亿个视杆细胞感受光的刺激，使视觉感受性逐步提高的过程称为暗适应。暗适应过程的时间较长，最初5分钟，适应的速度很快，以后逐渐减慢。获得80%的暗适应约需25分钟，完全适应则需1小时。人在暗环境中可以看到大的物体、运动物体，但不能看清细节，也不能辨别颜色,视觉的适应,明适应：人由暗环境转入明亮的环境，视杆细胞失去感光作用而视网膜上的600-800万个视锥细胞感受强光的刺激
11、，是视觉阈限由很低提高到正常水平，这一过程称为明适应。明适应在最初30S内进行得很快，然后渐慢，约1-2分钟即可完全适应。人在明亮的环境中，不仅可以辨认很小的细节而且可以辨别颜色。,8听觉听觉有两个主要功能：一是传递声音信息；二是通过听觉信号，引起警觉。人耳的分辨能力：人耳可分辨声音的强弱、高低，同时还可以判断环境中声源的方向和远近。 1）听觉系统,2）听觉功能 人耳接受声音频率的范围是2020000HZ。频率在这个范围内的声波叫可听声。可听声不但取决于声音的频率，而且还要有一定的声压。根据实验，声压0.00002帕时，才能听到。引起听觉的最小声压称为听阀。使人耳疼痛的声压数值叫痛阀（即可听上
12、限）。 人接受听觉信息比视觉信息快，且双耳倾听比单耳倾听灵敏高。,9味觉、嗅觉,味觉 味觉是能溶于水的物质如糖、盐、醋、奎宁等作用于味分析器时所产生的感觉。味觉主要有酸、甜、苦、咸等四种。 嗅觉 嗅觉是有气味的物质作用于嗅觉分析器产生的感觉。如香、臭等。固体物质和液体物质不可能直接引起嗅觉，只有挥发的、有味的物质分子才能引起嗅觉。,10肤觉 皮肤觉是物体的机械特性，温度特性、电的特性作用于相应的外周感受器时，所产生的触压觉（触觉和压觉）、温度觉（冷觉和温觉），痛觉等感觉。人体有触觉、温度觉和痛觉3种肤觉。人体利用触觉来判断物体的形状、大小及硬度等。温度觉分为冷觉和热觉两种，这两种温度觉是由不同
13、的温度感受器引起的。热感受器在皮肤温度高于30时，开始发生兴奋冲动，47为最高。温度感受器分布在皮肤的不同部位，形成热点和冷点，冷点多于热点。在连续的温冷刺激下，温度觉会出现适应现象。在选择设计与人体接触的家具和室内装饰材料时，要考虑人体温度觉生理现象，选择导热系数小的材料，这样能提高接触时的舒适感。,11本体感觉（如汽车的换档、刹车与之有关） 人在进行各种操作活动中，不依靠触觉和视觉能同时获得四肢所处位置的信息，这种特性叫做本体感觉。主要依赖于前庭系统和运动感觉系统。,22运动系统运动系统是人体完成各种动作的器官系统。由骨、关节和肌肉组成。全身的骨头通过关节相连构成骨骼系统。骨头在肌肉收缩或
14、舒张力的作用下，绕关节作旋转运动而完成各种动作。因此在运动过程中，骨是运动杠杆，关节是枢纽，而肌肉则是动力。,一骨骼系统人体表面能触摸到骨的突起点，在人体测量中，这些点常被利用作为测量基准点。全身共有骨头206块，分为躯干骨、上肢骨、下肢骨和颅骨4部分。脊柱在骨骼系统中非常重要.,二肌肉系统肌肉是完成各种作业、保持人体各种姿势的能量源。家具设计要尽量减少人体肌肉疲劳，要在了解肌肉和骨骼系统的前提下，设计适合人体解剖学特性的家具尺度。1肌肉的基础知识肌肉纤维在由神经传递束的电信号刺激后产生滑行引起机械式的收缩，放出能量。在肌肉内或表皮上可测得收缩时的放电现象，称为肌电图（EMG）。在人体工程学上
15、，肌电图常被用于评价作业姿势、劳动强度、家具的尺度设计好坏等。肌肉收缩的方式有等张收缩（动态作业）和等长收缩（静态收缩）。实际上一个动作往往是二者的结合而完成的。静态肌肉施力愈大，肌肉内压力愈大，血液循环受阻愈大，肌肉越易出现疲劳。,人体作业效率：应尽量避免静态肌肉施力的设计要点：避免弯腰或或其它不“自然”的身体姿势；避免长时间的抬手作业；座着工作比站着工作省力；双手作业时，手的运动方向应相反，或者对称运动；作业位置的高度应按工作者的眼睛高度和观察时所需的距离来设计；常用工具、器具、材料等，都应按其使用的频率和操作频率安放在人的附近；当手不得不在较高的位置作业时，应使用支承物来拖住肘关节、前臂或者手；轻工作应尽量利用与前臂的小肌群，少用肩腰乃至全身的肌肉。三身体的动作速度与频率人的四肢在不断运动，其动作速度是有限的，作业设计必须考虑人的这种特性，不能超出人体的极限值。人体各部位的动作速度频率的推荐参考值，见表2-。,四反应时间 反应时间是反映敏捷性的指标之一。它是外界通过人体感觉器官、神经系统传至大脑中枢加工处理后，大脑发出指令再由神经系统传至效果器，使肌肉收缩发出动作所需时间之和。 RT=t1+t2 式中， t1反应知觉时间 t2动作时间（肌肉延时）,
