实用人机工程学-电子教案-陈波 第三章_人体特性

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1、1,第三章 人体特性,第三节 人的施力特性,第一节 人体的感知器官,第二节 人体的关节活动,主要内容,Contents,第四节 人的运动特性,2,第一节 人体的感知器官,一、人的感知特性,3,第一节 人体的感知器官,一、人的感知特性,不同的感觉器官适应时间不同,适应时间与刺激强度有关,适应时间与刺激对比度有关,随着刺激强度加大，反应时逐渐缩短，但到达一定的刺激强度以后，反应时就基本稳定不再缩短了。,4,第一节 人体的感知器官,视角及视敏度 视野与视区 明暗适应 目光巡视特性 视错觉,（重点）,二、视觉器官特性,5,眼睛,视神经,视觉中枢,二、人的视觉器官特性,6,1.视角,是确定被看物体尺寸范

2、围的两个端点光线射入眼球的相交角度。,视角,注意：一定条件下人们能否看清物体，并不取决于 物体尺寸本身，而取决于它对应的视角。,二、人的视觉器官特性,7,1.视角,二、人的视觉器官特性,视距：正常观察距离。,8,弧度,将单位从弧度转化为分（），则物体大小：,二、人的视觉器官特性,单位： ；Lm,9,2. 视敏度（视力） 临界视角：眼睛对目标细节刚能区分状态下的视角。,二、人的视觉器官特性,10,2. 视敏度（视力） 视敏度(视力):对目标细节分辨能力。 用临界视角(以分为单位)的倒数，即 视敏度1临界视角 (临界视角单位：分),二、人的视觉器官特性,11,在规定的照度下，取视距L5m5000m

3、m，采用图示白底黑环的“缺口圆环视标”进行测试，测得的视敏度可以作为一个人视力好或差的衡量指标，为视力。 视力是眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度。 视力=1/临界视角 例如：视角为1分，视力为1.0,二、人的视觉器官特性,12,指人的头部和眼球在规定的情况下，眼睛观看正前方物体时所能看见的水平面与铅垂面内所有空间范围。,3.视野,视野（视场）,直接视野：头与眼睛不动。 眼动视野：头部固定，眼动。 观察视野 ：身体固定， 头与眼睛动。,水平线下的视野大于水平面上的视野。,基本概念,13,正常视线：头部和两眼处于放松状态，水平视线之下约2535的视线。,眼动视野最佳值=直接视野最佳值+眼球可

4、轻松偏转的角度（头部不动） 观察视野最佳值=眼动视野最佳值+头部可轻松偏转的角度（躯干不动）,二、人的视觉器官特性,14,色视野：白色最大，绿色最小。,二、人的视觉器官特性,15,视区：按照辨认清晰度和辨认速度决定的视野范围。,按辨认清晰度和速度分为4个区,二、人的视觉器官特性,16,中心视区 a区 最佳视区+有效视区 b区 最大视区 c区,二、人的视觉器官特性,4.视区,17,人眼从看高照度物体到能看清低照度物体的过程和结果称为 ； 相反的过程和结果称为 。,5.明暗适应,注意：在反复且较大强度的明、暗适应中，容易发生观察错误，会使眼睛疲劳，甚至造成伤害，设计中应予避免。,暗适应,明适应,二

5、、人的视觉器官特性,18,两眼常同时注视一处，设计中应取双眼视野为依据。,6.目光巡视特性(视觉运动特性) ,重点,习惯方向：水平:左一右； 铅垂：上一下；旋转：顺时针。,水平运动快于铅垂方向，且不易感到疲劳；对水平方向上尺寸与比例的估测，比对铅垂方向的准确。,对不同区域的视觉感知快慢不同。,I,2,3,4,下部区域的感知快于上部； 右边区域略快于左边。,二、人的视觉器官特性,19,视错觉有形状错觉、色彩错觉和物体运动错觉。,5.视错觉,二、人的视觉器官特性,20,视角及视敏度 视野与视区 明暗适应 目光巡视特性 视错觉,总结,(角度范围),(视力1.0),（明适应快于暗适应）,（4点）,（形

6、状错觉、色彩错觉和物体运动错觉）,二、人的视觉器官特性,21,三、人的听觉器官特性,1.听觉器官组成,22,2.听觉特性 人耳的听觉范围 听阈：人听觉能感受最弱的声音界限。 青少年（1225岁）： 1620000Hz 一般人： 2020000Hz 最佳：10003000Hz 方向敏感性 声音频率随频率增加而增加。 方向敏感性 双耳效应（立体声效应） 遮蔽效应 主体声音听阈因遮蔽声的遮蔽作用而提高。,三、人的听觉器官特性,23,1.肤觉 人耳的听觉范围 听阈：人听觉能感受最弱的声音界限。 青少年（1225岁）： 1620000Hz 一般人： 2020000Hz 最佳：10003000Hz 方向敏

7、感性 声音频率随频率增加而增加。 方向敏感性 双耳效应（立体声效应） 遮蔽效应 主体声音听阈因遮蔽声的遮蔽作用而提高。,四、其它感觉器官特性,24,2.味觉 人耳的听觉范围 听阈：人听觉能感受最弱的声音界限。 青少年（1225岁）： 1620000Hz 一般人： 2020000Hz 最佳：10003000Hz 方向敏感性 声音频率随频率增加而增加。 方向敏感性 双耳效应（立体声效应） 遮蔽效应 主体声音听阈因遮蔽声的遮蔽作用而提高。,四、其它感觉器官特性,25,3.嗅觉 人耳的听觉范围 听阈：人听觉能感受最弱的声音界限。 青少年（1225岁）： 1620000Hz 一般人： 2020000Hz

8、 最佳：10003000Hz 方向敏感性 声音频率随频率增加而增加。 方向敏感性 双耳效应（立体声效应） 遮蔽效应 主体声音听阈因遮蔽声的遮蔽作用而提高。,四、其它感觉器官特性,26,4.平衡觉 人耳的听觉范围 听阈：人听觉能感受最弱的声音界限。 青少年（1225岁）： 1620000Hz 一般人： 2020000Hz 最佳：10003000Hz 方向敏感性 声音频率随频率增加而增加。 方向敏感性 双耳效应（立体声效应） 遮蔽效应 主体声音听阈因遮蔽声的遮蔽作用而提高。,四、其它感觉器官特性,27,触觉、听觉、视觉反应时比较短； 味觉和深部感觉反应时比较长。 触觉反应时与人体部位有关： 脸部、

9、手指反应时短； 腿部、脚部反应时长。 味觉反应时：咸、甜、酸、苦,短 长,感官与反应,四、其它感觉器官特性,28,第二节 人体关节活动,一、腕关节,不动关节：不可以活动或活动很小的骨连接。 关节：可以活动的骨连接。,29,第二节 人体关节活动,一、腕关节,30,第二节 人体关节活动,一、腕关节,31,第二节 人体关节活动,二、脊椎,32,第二节 人体关节活动,二、脊椎,33,第二节 人体关节活动,二、脊椎,34,第二节 人体关节活动,三、人体关节活动范围,35,36,三、人体关节活动范围,37,第三节 人的施力特性,人体施力均来源于肌肉收缩产生的力量。,1.肌力特点 女性的肌力比男性低20%3

10、0%。 右手利者右手肌力比左手约高10%； 左手利者左手肌力比右手约高6%7%。,38,工作的操纵力主要是臂力、握力、指力、腿力或脚力，有时也用到腰力、背力等。,第三节 人的施力特性,39,1坐姿的手臂操作力,前后方向和左右方向： 向身体方向力大于背离身体方向操纵力。,上下方向： 向下方向操纵力大于向上方向操纵力。,第三节 人的施力特性,40,1坐姿的手臂操作力,第三节 人的施力特性,41,2坐姿的脚蹬力 最大蹬力一般在与垂直线成70 （膝部屈曲140 150）时产生。 脚产生的蹬力也与体位有关，蹬力的大小与下肢离开人体中心对称线向外偏转的角度大小有关， 下肢向外偏转约15时的蹬力最大。,第三

11、节 人的施力特性,42,2坐姿的脚蹬力,第三节 人的施力特性,刹车踏板布置在哪？,43,3立姿的手臂操作力,前臂、上臂间夹70， 具有最大操纵力。,第三节 人的施力特性,44,向前的推力比向后的拉力小一些 ；,3立姿的手臂操作力,内、外方向的拉推，则向内的推力大于向外的拉力。,第三节 人的施力特性,45,4 握力 两臂下垂、手掌向内时 男子优势手的握力约为自身体重的47%58%； 女子约为自身体重的40%48%。,第三节 人的施力特性,46,所有肌力均随施力持续时间加长而逐渐减小。,第三节 人的施力特性,静态施力,47,1.运动速度与频率 运动部位、形式、速度,第四节 人的运动特性,48,右手

12、在“右上左下”方向运动较快。,运动方向与运动速度,第四节 人的运动特性,49,运动负荷与运动速度,肢体运动的速度随阻力增大而减小。,第四节 人的运动特性,50,a.人手水平面运动快于铅垂运动； 前后运动快于左右运动； 往下运动快于往上运动； 顺时针转动快于逆时针转动。,运动轨迹与运动速度,b.人手向里拉比向外推准确度高。 右手利者右手向右的运动快于左手向左运动， 左手利者左手向左的运动快于右手向右运动。,第四节 人的运动特性,51,c.单手可在此手一侧60范围内自如运动； 双手只在左右各30范围内自如运动； 正中方向及附近单、双手运动最自如。,第四节 人的运动特性,52,d.连续改变方向曲线运

13、动快于突然改变方向 的折线运动。,第四节 人的运动特性,53,运动频率,第四节 人的运动特性,54,2.运动准确性及其影响因素,运动准确性包括：,a.运动方向的准确性； b.运动量(操纵量)，如运动距离、旋转角度的准确性； c.操作运动速度的准确性； d.操纵力的准确性。,第四节 人的运动特性,55,a.运动速度与准确性,准确性,运动准确性的影响因素,第四节 人的运动特性,56,b.运动方向与准确性,手臂在左、右方向运动准确性高； 上、下方向次之； 前、后方向运动准确性差。,第四节 人的运动特性,57,上排动作准确性优于下图。,c.操作方式与运动准确性,第四节 人的运动特性,58,运动量小，误差大；运动量大，误差小。,d.运动量与准确性,第四节 人的运动特性,59,本次课应该掌握的重点及思考题,1、什么是视野？什么是视区？二者有何区别？ 2、掌握视野、视区有效范围？ 3、人看清楚物体的关键因素是什么？ 4、人的目光巡视特性有哪些？ 5、人有哪些听觉特性？,60,本次课应该掌握的重点及思考题,6、人体操纵力包括哪些？坐姿和站姿时手臂操纵力有哪些特点？ 7、肢体运动输出特性有哪些？ 8、影响运动准确性的因素有哪些？,61,论文格式,1、论文名称 姓名、专业、学号 2、该论文研究的目的与意义 3、该产品人机存在的问题 CATIAF分析图文并貌 4、解决方案 5、结论 6、参考文献,