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1、人因工程实验指导书西安邮电大学管理工程学院2013年10月实验1 人体测量实验一、实验目的为了使各种与人体尺寸有关的设计能符合人的生理特点，使人在使用时处于舒适的状态和适宜的环境之中，就必须在设计中充分考虑人体尺寸。通过人体测量实验，使实验者熟悉人体基本参数测量方法，为安全人机工程设计打下基础。该实验用于测量人体各肢体的长度、宽度及围度等形态指标。二、实验原理通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测量数据。这些测量数据对工作空间的设计，机器、设备设计以及操纵装置等设计具有重要的意义，并直接关系到合理地布置工作
2、地，保证合理的工作姿势，使操作者能安全、舒适、准确地工作，减少疲劳和提高工作效率。三、实验仪器设备及材料TZG 型身高坐高计（身高：600-2000mm；坐高：400-1200mm）BD-II-605A型人体形态测量系统四、实验步骤1.身高测试将身高坐高计座板掀起，受试者赤脚立正姿势站在脚踏板上，上肢自然下垂，足跟并拢，足尖分开成 60 度。足跟、骶骨部及两肩甲间与标尺相接触，躯干自然挺直，头部正直，两眼平视前方，以保持耳屏上缘与眼眶下缘呈一水平。测试人员站在受试者侧面，将滑尺沿标尺杆下移，轻压受试者头顶（将头发压实）。测试者两眼与滑尺呈水平时读数记录， 完毕将滑尺上推至安全高度。2.坐高测试
3、将座板放平，受试者坐在身高坐高计座板上，使骶骨部、两肩胛间紧靠标尺，躯干自然挺直，头部正直，两眼平视前方，以保持耳屏上缘与耳眶下缘呈以水平，两腿并拢，大腿与地面平行，小腿尽可能与大腿呈直角，上肢自然下垂，双足踏在地面上。测试人员站在受试者侧面，将滑尺沿标尺杆下移，轻压受试者头顶。测试者两眼与滑尺水平时读数记录，完毕将滑尺上推至安全高度。3.其他人体尺寸测量测量时应在呼气与吸气的中间进行。其次序为从头向下到脚；从身体的前面，经过侧面，再到后面。测量时只许轻触测点，不可紧压皮肤，以免影响测量的准确性。某些长度的测量，即可用直接测量法，也可用间接测量法两种尺寸相加减。人体形态测量系统使用方法：（1）
4、长马丁尺：测量下肢长。将尺子垂直于地面，移动尺标至测量点，尺标所对应的数字即为离地面的高度。（2）中马丁尺：测量上肢长、上臂长、前臂长、手长等。移动尺标至测量点，目标物夹在尺头与尺标之间，读取数字即为长度。（3）短马丁尺：测量大腿长、小腿长和跟腱长等。将尺子垂直于地面，移动尺标至测量点，尺标所对应的数字即为离地面的高度。（4）直脚规：测量肩宽、骨盆宽、胸宽和胸厚等。移动尺标至测量点，目标物夹在尺头与尺标之间，读取数字。（5）臂伸测量尺：测量臂伸，身长等。移动尺标至测量点，目标物夹在尺头与尺标之间，读取数字。如测量长度不够可将加长杆插入尾端。（6）足长测量仪：测量足长。移动尺标，将单足放于底板之
5、上，并轻处于尺头与尺标之间，读取数字。（7）游标卡尺：测量手宽、足宽等。松开游标上的螺钉，移动游标至测量点，将目标物夹在尺头与尺标中间， 所对应的数字即为测定点的长度。（8）围度尺：测量胸围、腰围、臀围、上下肢体及其他人体曲线的围度。先将卷尺绕在测量点上，注意不要缠得太紧，即可读取数字。图1测量人体的10个主要指标，填入表1。表1 身体测量数据学号身高眼高前臂长最大肩宽坐高坐姿肩高坐姿大腿厚坐姿眼高臀膝距坐姿膝高五、实验结果及报告要求实验结果见表1。试验报告内容应包括：（1）实验目的（2）使用的仪器及材料（3）实验步骤（4）实验数据及其处理（注意修正）（5）思考题六、注意事项1.测量时，被测者
6、应尽可能少着装，且免冠赤脚。注意身体对称，对于可以在身体任何一侧进行的测量项目，建议在两侧都进行测量，如果做不到这一点，应注明此测量项目是在哪一侧测量的。2.仪器应置于平坦地面。站立面（地面）、平台或坐面应是平坦、水平且不可变形的。3.立姿时要求自然挺胸直立，坐姿时要求端坐。七、思考题1.计算人体测量数据各项指标的平均值、标准差、第5、50和95百分位数。2.根据人体参数测试数据，在设计机械设备合装置时，要达到人体操作的安全、可靠、 高效、舒适的要求应从哪几个方面考虑。实验2 握力实验对自己握力大小感受能力强的人不但能在事后感觉到两次用力大小的细微差别，而且能够主动地按一定标准来控制自己的用力
7、程度。人们的这种对用力大小辨别和控制的能力叫做用力感。根据大量的实验数据表明，一般人的用力感比运动员低，非球类运动员又比球类运动员的用力感低。一、实验目的了解、检验用力感的个体差异，学习用复制法测定用力感。二、实验原理测试最大握力及用力感。用力感的测定要求被试把前一次用力的大小作为标准刺激复制出来，根据每人复制的结果和标准握力之差，按下列公式计算出用力感的大小：用力感=1/（(最大力-复制结果)/最大力）=最大力/(最大力-复制结果)最大力为测试（2）中的第一次握力的大小。三、实验仪器设备及材料WCS-100型握力计四、实验步骤1.准备。主试调整握力计转轮使中指第二关节完成90度，便于发挥最大
8、握力，并将握力计指针复零位。2.测试（以左手为例）（1）被试身体直立，两脚自然分开，两臂自然下垂，手持握力计，掌心向内，表盘朝外。主试按下秒表的同时发出实验开始的指令，被试接到指令后用左右尽自己最大的力量握一次同时报告主试，主试立即再次按下秒表。将最大握力值及所用的测试时间填入数据表中。（2）主试将握力计复零位，请被试再握两次。第一次被试要在测试最大握力值时的1/2时间内完成握力测试，主试用秒表控制时间，时间到被试立刻停止用力并把手松开，主试记下这时用力的大小即最大力。第二次不要延误，否则被试的用力感就不鲜明了，要求被试根据自己的感觉达到和第一次的用力大小一样时就松开，主试记下此时的握力即复制
9、结果。（3）按照（2）的方法左右手各做两次。五、实验结果及报告要求右手被试最大握力值测试时间/s最大力/N复制结果用力感12左手被试最大握力值测试时间/s最大力/N复制结果1试验报告内容应包括：（1）实验目的（2）使用的仪器及材料（3）实验步骤（4）实验数据及其处理（5）思考题六、思考题测试握力感时根据实验数据你认为提高人的用力感能力应采用哪种方法？试说明用力感与什么因素有关？实验3 闪光融合频率测试实验人对低频的闪光有闪烁感，当闪光频率增加到一定程度时，人就不再感到闪烁，这种现象称为融合。开始产生融合时的频率称为融合值。反之，光源从融合状态降低闪光频率，使人感到光源开始闪烁，这种现象称为闪光
10、。开始产生闪光时的频率称为闪光值。融合值与闪光值的平均值称为闪光融合值（CFF）。闪光融合值是用以表示人的大脑意识水平的间接测定指标。对于工作期间一直处于高度紧张状态的工种（如电话员、机场调度员等）、视力高度紧张的工种以及枯燥无味、单调重复的工种，测量其工作前后的闪光融合频率值，会发现有不同程度的变化，一般可达0.56Hz，可以此判断疲劳程度。一、实验目的不同状态的人，闪光融合频率的差异较大。闪光融合频率越高，表示大脑意识水准也越高。人体疲劳时，闪光融合频率降低。因此，通过测定人的闪光融合频率，学习掌握人体疲劳的测量方法。二、实验原理CFF大小一般在30-55Hz。一般常用闪光融合频率的日间和
11、周间变化率作为疲劳指标，表征疲劳程度。日间变化率=（休息日后第一天作业后值/休息日后第一天作业前值）*100%-100%周间变化率=（周末作业前值/休息日后第一天作业前值）*100%-100%在较重的体力作业中，CFF一天内最好降低10%左右。若降低率超过20%，就会发生显著疲劳。在较轻的体力作业或脑力作业中，一天内最好只降低5%左右。无论何种作业，周间减低率最好在3%左右。三、实验仪器设备及材料BD-II-118型闪光融合频率计。闪光融合频率计又称亮点闪烁仪，其可以测量闪光融合临界频率，确定辨别闪光能力的水平，即视觉时间的视敏度。还可以检验闪光的色调、强度、亮黑比以及背景光的强度发生变化时对
12、闪光融合临界频率的影响。四、实验步骤1.接通电源，电源开关在仪器的左前侧。初始的亮点闪烁频率为10.0Hz。2.令被试双眼紧贴观测筒，观察位于视觉中央的亮点。3.先将背景光的强度、亮点的光强、亮黑比以及亮点的颜色都选择固定在所需位置上，然后再测定亮点闪烁的临界频率。4.在测定闪烁临界频率时，频率的快慢都由被试调节。转动仪器右侧亮点闪烁“频率调节”旋钮，相应频率将增加或减少。调节过程中亮点闪烁实时变化。频率调节范围4.0-60.0 Hz。5.当被试开始观察时看不到亮点在闪烁，则通过降低闪烁频率，使刚刚见到闪烁时立即停止，记下这时显示的闪烁频率；如果开始时能见到亮点在闪烁，则将频率调快，刚刚看起来
13、不闪烁（融合）时立即停止调节，记下其频率。在融合点附近可以反复测试，得出平均值。6.如检测亮点不同颜色的闪烁临界频率，则转动亮点“选色”旋钮, 选定一种颜色。7.如检验亮点强度对闪烁临界频率的影响，则其它条件保持不变，在各种光强下测定闪烁临界频率。检验其它条件对闪烁临界频率的影响时亦仿此。五、实验结果及报告要求1.确定背景光强为1，亮黑比1：:3，亮点光强度为1，改变颜色，从感到光闪烁调制到光的融合即稳定。颜色测试1/Hz测试2/Hz测试3/Hz测试4/Hz红黄绿2.确定背景光强为1，亮黑比1：:3，改变光强度。调制光闪即闪烁。颜色红黄蓝亮点光强度闪烁/Hz融合/Hz闪烁/Hz融合/Hz闪烁/
14、Hz融合/Hz1/21/41/81/161/321/643.确定背景光强为1/16，亮黑比为1:1，改变光强度。颜色红黄蓝亮点光强度闪烁/Hz融合/Hz闪烁/Hz融合/Hz闪烁/Hz融合/Hz1/21/41/81/161/321/64试验报告内容应包括：（1）实验目的（2）使用的仪器及材料（3）实验步骤（4）实验数据及其处理（5）思考题六、注意事项接通电源并打开电源开关后, 若频率表不显示, 则是电源没有接通, 应首先检查电源插头、电源线、保险管和电源开关以及5V稳压电源部分。七、思考题1.你认为被试的闪光融合临界频率值与视力好坏有无关系，为什么？2.根据闪光融合频率测试实验的启示，选择一种职业，分析影响视觉疲劳的因素，提出改进建议。实验4 两点阈实验两点阈是同时刺激皮肤上的两点，被试刚刚能分辨出其为两点时的最小距离。两点阈是皮肤触觉敏锐性指标，也是
