人体感知与运动系统p讲义教材

《人体感知与运动系统p讲义教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人体感知与运动系统p讲义教材（90页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 产品 食品 人 第3章 人体感知与运动特征第2章链接 第4章链接3.1 人在系统中的功能3.1.1 人是系统中的重要“环节” 把操作者作为人机系统中的一个“环节”来研究，人与外界发生联系的主要是三个子系统，即感觉系统、神经系统、运动系统，见图3-1。感知响应系统感知响应过程返回2. 信息链 人机系统的信息在人的神经系统中的循环过程形成信息链，见图3-2（b）。3.1.3 感觉通道与信息的协调 人机系统中的最常用的感觉通道是视觉通道、听觉通道和触觉通道。其适用场合参阅表3-1。普通空调海尔智慧风空调 只需按下“智能”键，即能自动判断空气质量，确定是否启动双向换新风功能，让房间智能呼吸。海尔智慧

2、风空调外观采用一体化彩色钢化玻璃，配合简洁流畅的线条设计，让空调和谐融入家居整体设计。层次丰富的欧式橄榄花纹造型，经典与时尚交融并蓄，洋溢贵族气质。 3.2 视觉机能及其特征3.2.1视觉刺激视觉的适宜刺激是光。人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分，其波长为380780nm，见图3-3。3.2.2视觉系统视觉是由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动完成的，见图3-4。眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为2125mm的球体，其基本构造与照相机类似，见图3-5。视网膜最外层细胞包括视杆细胞和视锥细胞，它们是接受信息的主要细胞。3.2.3 视觉机能 1.视角与视力 视角：确定被看物尺寸范围的

3、两端点光线射入眼球的相交角度。 =2arctg(D/2L) 视角； D被看物体上两端点的直线距离； L眼睛到被看物体的距离； 视力：眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度，以临界视角的倒数来表示。 视力=1/能够分辨的最小物体的视角2. 视野与视距 视野：指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围，常以角度来表示。分水平视野（单视野/双视野）和垂直视野，见图3-6。 视距：指人在操作系统中正常的观察距离，几种工作视距推荐值参阅表3-2。3. 中央视觉和周围视觉 中央视觉视维细胞（感色能力强、能清晰分辨物体）。 周围视觉视杆细胞（观察空间范围和正在运动的物体）。4

4、. 双眼视觉和立体视觉，双眼视物时，具有分辨物体深浅、远近等相对位置的能力，形成立体视觉。5. 色觉和色视野，见图3-7。6. 暗适应和明适应，见图3-8。在垂直面内，标准视线为水平视线，最大固定视野为115，标准视线上方50，下方70，扩大的视野为150，站立时的自然视线低于水平线10，坐着时自然视线代于水平视线15；人在很低松驰的状态中，站着和坐着时的自然视线偏离标准视线分别是30和38。因此，人在轻松的时刻观看展览时，展示物的位置在低于标准视线30的区域里。视觉特征：1.疲劳程度：水平优于垂直。2.视线变化习惯：左右，上下，顺时针。3. 准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。4.观察情况的

5、优先性：左上右上左下右下。视区 内的仪表布置必须考虑这一点。5.设计依据：以双眼视野为设计依据。6 .接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。7.颜色的易辨认顺序：红、绿、黄、白； 颜色相配时的易辨认顺序：黄底黑字、黑底白字、蓝底 白字、白底黑字。8、物体的颜色在有色光源的照射下会产生变化，显现的颜色与物体本色，照射光线的颜色之间的关系有一定规律性。9、眼睛在直视方向的最小分辨角和分辨颜色的情况。10、视觉损伤 11、视觉疲劳 黑白电视SONY液晶电视右上限左上限左下限右下限普通滚筒式洗衣机 松下洗衣机传统的白色家电彩色家电3.3 听觉机能及其特征3.3.1 听觉刺激 听觉的适宜刺激是声音，声音的声源

6、是振动的物体，人的听感范围：2020000HZ。3.3.2 听觉系统 起主要作用的部位：内耳耳蜗 起辅助作用的部位：外耳、中耳、内耳的其它部分，见图3-9。3.3.3 听觉的物理特性 1 .频率响应（感受性） 人耳能听闻的频率比为fmin/fmax=1：1000； 频率感受的上限随着年龄的增长而逐年连续下降，见图3-10； 听觉的频率响应特性对听觉传示装置的设计是很重要的。SONY降噪耳机垂直入耳结构混合材料耳塞l铁三角钛金属耳机活动式挂耳设计舒适佩戴IE8专业耳机IE 8耳机盒内有干的盐垫（可更换）。这些盐垫确保了耳塞存放于干燥的环境中，这对于入耳式耳塞非常有用因为耳塞可能在使用中沾上了汗水

7、。 2. 动态范围（声音的强度）听觉声强的动态范围=正好可忍受的声强 / 正好能听见的声强。 （1）听阈：在最佳的听闻频率范围内，一个听力正常的人刚刚能听到给定各频率的正弦式纯音的最低声强Imin。 （2）痛阈：对于感受给定各频率的正弦式纯音，开始产生疼痛感的极限声强Imax。 （1）与（2）都与频率有关系，是在某一频率下的听阈值或痛阈值。 （3）听觉范围：由听阈和痛阈两曲线所包围的听觉区,见图3-11。3.方向敏感度（双耳效应） （1）时差：t=声源到两耳的时间差。人耳可觉察到的声 信号入射的最小偏角为3。 （2）人耳对不同频率、不同方向的声音的感受能力不同，见图3-12。由于头部的掩蔽效应

8、，造成声音频谱的改变。4.掩蔽效应 掩蔽：一个声音被另一个声音所掩盖的现象。 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。3.4 其他感觉机能及其特征3.4.1 肤觉 肤觉是仅仅次于听觉的一种感觉，可感受多种外界刺激，形成多种感觉。 1. 触觉，见图3-13和图3-14。 2. 温度觉 3. 痛觉3.4.2 本体感觉 本体感觉系统包括耳前庭系统和运动觉系统，可感受身体和四肢所在位置的信息。3.5 神经系统机能及其特征3.5.1 神经系统 1. 中枢神经系统，包括脑和脊髓。 2. 周围神经系统，中枢神经以外全部神经的总称，见图3-15。3.5.2 大脑皮质功能定位 1. 躯体感觉

9、区，见图3-16（a） 2. 躯体运动区，见图3-16（b） 3. 其他功能区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）神经系统的组成神经系统的组成3.6 人的信息处理系统3.6.1 人的信号处理系统模型 人在人机系统中特定操作活动中的作用，可类比为一种信息传递和处理过程，见图3-17。 感觉 信号处理 反应 输入 系统 输出 3.6.3感觉的信息处理 人的反应时间与感觉刺激物的刺激量有关。 1.信息传输速度 C=H/T 其中：C信息传输速率； H传输的信息

10、量；T传输的时间 人的感觉通道的信息传输速率见图3-18。 2.采样 采样间隔取决于刺激的频率。 若刺激的变化频率为F，则T=1/2F，由此可见，采样频率降低，则采样周期延长。 3.编码 辨认工作数码、字母、斜线 搜索定位颜色、数码、形状 计数工作数码、颜色、形状 比较或验证各方法几乎没有区别 编码方式的优劣参阅表3-3。影响信息传输速率的主要因素 A、刺激的维数 B、刺激的速率与负荷 C、背景噪音 D、分时输入与处理 E、剩余感觉通道的利用 F、刺激与响应之间的协调性 G、感觉通道的选择 H、人的生理和心理状态 I、人的技术熟练程度3.6.4中枢信息处理记忆是各种信息处理活动的基础，一般分为

11、三种形式： 1. 感觉信息储存 2. 短时记忆 3. 长时记忆，记忆曲线见图3-19。3.7 运动系统的机能及其特征l 骨运动的杠杆l 关节运动的枢纽l 肌肉运动的动力3.7.1 骨的功能和骨杠杆 1.骨的功能 （1）支撑人体 （2）保护内脏 （3）运动的杠杆 （4）造血 （5）储备矿物盐：主要是磷 和钙等。 2.骨杠杆，见图3-20 根据支点，力点（动力点）、重点（阻力点）三者不同的位置分布，分为： 1）平衡杠杆 2）省力杠杆 3）速度杠杆：用力大，但运动速度快 由等功原理，得之于力则失之于速度，反之亦然。因此，最大的力量与最大的运动范围两者是相矛盾的。3.7.2 主要关节的活动范围 关节的

12、活动范围有一定的限度，人体处于舒适时，关节必然处在一定的舒适调节范围内，参阅表3-4。 肌体的出力范围 肌体所能发挥的力量大小取决于： 1）人体肌肉的生理特征 2）施力的姿势、部位、方式和方向，分别见图3-21，图3-22和图3-23，相应的出力数值参阅表3-5，表3-6。3.7.4 肢体的动作速度与频率动作速度取决于肢体肌肉收缩的速度，而操作动作速度还取决于动作方向和动作轨迹等特征。 动作频率取决于动作部位和动作方法，参阅表3-7。3.8 人的运动输出3.8.1 反应时间 反应时间（ RT）又称为反应潜伏期，它是指刺激和反应的时间间距。它由反应知觉时间（tz）和动作时间（td）组成。 即RT

13、=tz+td。 影响反应时间的主要因素如下： 1.不同的感觉器官反应时间不同，以触觉与听觉最优，视觉次之，参阅表3-8。 2.反应时间与刺激信号的强度有关，参阅表3-9。 3.刺激的环境影响反应时间。信号与背景的亮度、颜色、信噪比及频率的对比程度越强越好。此外，刺激信号的数目、显示器及操纵器的设计也影响反应时间，参阅表3-10，表3-11。 4.人的主体因素也影响反应时间，如习俗、个体差异、疲劳等个人生理、心理状况。3.8.2 运动速度（用完成动作的时间来表示） 1.动作特点 2.目标距离 3.运动方向，见图3-24，图3-25 4.动作轨迹特征 1其他功能23456 人体躯干和肢体在水平面的

14、运动比在垂直面的运动速度快。 垂直方向的操纵动作，从上往下的运动速度比从下往上的运动速度快。 水平方向的操纵动作，前后运动速度比左右运动速度快，旋转运动比直线运动更灵活。顺时针方向的操作动作比逆时针方向的操作动作，速度更快，更加习惯。一般人的手操纵动作，右手比左手快，而右手的动作，向右运动比向左运动快。向身体方向的运动比离开身体方向的运动，速度更快，但后者的准确性高。 3.8.3 运动准确性 1. 运动速度与准确性：速度越慢，准确性越高， 见图3-26 2. 盲目定位的准确性：正前方盲目定位准确性最高， 见图3-27 3. 运动方向与准确性，见图3-28 4. 操作方式与准确性，见图3-291

15、234运动时间、运动类型、运动方向、操作方式速度越慢，准确性越高 见图3-26正前方盲目定位准确性最高；右方优于左方；同一方位，下中方优于上方。水平方向，左右运动；垂直方向，上下运动；见图3-29运动速运动速度与准度与准确性确性见图3-27盲目定位盲目定位的准确性的准确性见图3-28运动方向运动方向与准确性与准确性操作方式操作方式与准确性与准确性第 3 章 结 束回 总 目 录第 4 章附录本章所附插图图3-1返回图3-2返回图3-3返回图3-4返回图3-5返回图3-6返回图3-7返回图3-8返回图3-9返回图3-10返回图3-11返回图3-12返回图3-13返回图3-14返回图3-15返回图3-16返回图3-17返回图3-18返回图3-19返回图3-20返回图3-21返回图3-22返回图3-23返回图3-24返回图3-25返回图3-26返回图3-27返回图3-28返回图3-29返回