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1、人因工程西安交通大学管理学院西安交通大学管理学院孙林岩教授孙林岩教授Human Factors lab, Management School, Xian Jiaotong University, ChinaTeam of Prof. Sun L. Y. 篇章总汇篇章总汇总论总论o第第1 1章章 人因工程概述人因工程概述o第第2 2章章 人因工程的研究方法与工具人因工程的研究方法与工具基础篇基础篇o第第3 3章章 人体测量人体测量o第第4 4章章 人体生理特性人体生理特性o第第5 5章章 人的心理认知特征人的心理认知特征o第第6 6章章 人的信息处理人的信息处理o第第7 7章章 人的作业环境人的
2、作业环境应用篇应用篇o第第8 8章章 作业空间设计作业空间设计o第第9 9章章 肌肉骨骼失调及其预防肌肉骨骼失调及其预防o第第1010章章 脑力负荷与脑力工作绩效提升脑力负荷与脑力工作绩效提升o第第1111章章 人机界面设计人机界面设计扩展篇扩展篇o第第1212章章 可用性可用性o第第1313章章 安全性安全性School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 第第4 4章章 人体生理特征人体生理特征o4.1 神经系统与感觉神经系统与感觉o4.2 运动系统运动系统o4.3 心血管与呼吸系统心血管与呼吸系统o4.
3、4 能量代谢能量代谢School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1 4.1 神经系统与感觉神经系统与感觉o神经系统神经系统o视觉视觉o听觉、触觉和嗅觉听觉、触觉和嗅觉o本体觉本体觉School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.1 4.1.1 神经系统神经系统1. 神经系统的组成及功能神经系统的组成及功能o神经系统是由包括脑和脊髓的中枢神经以及遍布全身各处的周围神经系统是由包括脑和脊髓的中枢神经以及遍布全
4、身各处的周围神经所组成神经所组成o人体的主导系统，全身各器官、系统均在神经系统的统一控制和人体的主导系统，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，保证人体的统一及其与外界环境调节下，互相影响、互相协调，保证人体的统一及其与外界环境的相对平衡的相对平衡o在此过程中，首先是借助于感受器接受体内外环境的各种信息，在此过程中，首先是借助于感受器接受体内外环境的各种信息，通过脑和脊髓各级中枢的整合，最后经周围神经控制和调节各个通过脑和脊髓各级中枢的整合，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，同时也调节着系统的活动，从而使机体得以反应多变的外环
5、境，同时也调节着机体内环境的平衡机体内环境的平衡o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实现的，因此，神经系统也是心理现象的物质基础活动实现的，因此，神经系统也是心理现象的物质基础School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.1 4.1.1 神经系统神经系统1. 神经系统的组成及功能神经系统的组成及功能o神经主要是由神经元和神经胶质细胞构成神经主要是由神经元和神经胶质细胞构成 o神经元也称神经细胞，是神经系统的结构、功能
6、和神经元也称神经细胞，是神经系统的结构、功能和营养的基本单位，具有感受体内外刺激、整合信息营养的基本单位，具有感受体内外刺激、整合信息和传导信息的功能和传导信息的功能o神经胶质细胞分布在神经元周围，构成网状支架，神经胶质细胞分布在神经元周围，构成网状支架，对神经元起支持、绝缘、营养、防御等作用对神经元起支持、绝缘、营养、防御等作用School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.1 4.1.1 神经系统神经系统1. 神经系统的组成及功能神经系统的组成及功能o神经元组成：胞体、树突和轴突神经元组成：胞体
7、、树突和轴突School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.1 4.1.1 神经系统神经系统2. 中枢神经系统中枢神经系统 解剖学术语：解剖学术语： 矢状面矢状面 水平面水平面 冠状面冠状面School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.1 4.1.1 神经系统神经系统2. 中枢神经系统中枢神经系统脑脑o脑是中枢神经的高级部位，位于颅腔内，由大脑半球、间脑、中脑是中枢神经的高级部位，位于颅腔内，由大脑半球
8、、间脑、中脑、脑桥、延髓和小脑六部分组成。通常把中脑、脑桥和延髓合脑、脑桥、延髓和小脑六部分组成。通常把中脑、脑桥和延髓合称为脑干，有时也将间脑列入脑干称为脑干，有时也将间脑列入脑干 o脑干参与传导上、下行神经冲动，是大脑半球与脊髓之间的联络脑干参与传导上、下行神经冲动，是大脑半球与脊髓之间的联络通路通路o大脑半球位于中枢神经系统的最高部位，被一条纵裂分为左、右大脑半球位于中枢神经系统的最高部位，被一条纵裂分为左、右两个半球。半球表面被覆两个半球。半球表面被覆25mm厚的灰质细胞层，称为大脑皮质厚的灰质细胞层，称为大脑皮质（层）。大脑皮质大约含有（层）。大脑皮质大约含有140亿神经细胞，是统一
9、机体的最高亿神经细胞，是统一机体的最高神经中枢。正是由于大脑皮质含有极大量的神经元以及它们相互神经中枢。正是由于大脑皮质含有极大量的神经元以及它们相互联系的广泛性和复杂性，才使得大脑皮质具有了完善的分析、综联系的广泛性和复杂性，才使得大脑皮质具有了完善的分析、综合能力，成为人类思维和语言的物质基础合能力，成为人类思维和语言的物质基础 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.1 4.1.1 神经系统神经系统2. 中枢神经系统中枢神经系统脑脑大脑外侧面大脑外侧面大脑内侧面大脑内侧面大脑底面大脑底
10、面School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.1 4.1.1 神经系统神经系统2. 中枢神经系统中枢神经系统脑脑o大脑皮层的各个不同区域在功能上具有不同的分工，大脑皮层的各个不同区域在功能上具有不同的分工，如感觉区和运动区，但皮质各区域这种功能上的分如感觉区和运动区，但皮质各区域这种功能上的分工又不是绝对的，一个区域只是执行某一种功能的工又不是绝对的，一个区域只是执行某一种功能的核心部位，皮质的其他区域也分散有类似的功能。核心部位，皮质的其他区域也分散有类似的功能。故中枢损伤的人依靠皮质其他功能
11、区域的代偿，不故中枢损伤的人依靠皮质其他功能区域的代偿，不会完全丧失该中枢所管理的功能会完全丧失该中枢所管理的功能School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.1 4.1.1 神经系统神经系统2. 中枢神经系统中枢神经系统脑脑图4-1 人大脑皮层的各功能区示意图 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.1 4.1.1 神经系统神经系统2. 中枢神经系统中枢神经系统脊髓脊髓o脊髓是中枢神经系统的最
12、低级部位，位于脊柱的脊椎管脊髓是中枢神经系统的最低级部位，位于脊柱的脊椎管内，其上端进入颅腔扩展成为大脑的延髓部分内，其上端进入颅腔扩展成为大脑的延髓部分 o脊髓的功能有二，一是传导功能，来自躯干、四肢和大脊髓的功能有二，一是传导功能，来自躯干、四肢和大部分内脏的各种刺激通过脊髓传导至脑，而脑的活动又部分内脏的各种刺激通过脊髓传导至脑，而脑的活动又通过脊髓传导至躯体和内脏，脊髓是脊神经与脑之间的通过脊髓传导至躯体和内脏，脊髓是脊神经与脑之间的神经传导通路神经传导通路o二是反射功能，脊髓可以完成一些简单的躯体反射和内二是反射功能，脊髓可以完成一些简单的躯体反射和内脏反射，如腱反射、屈肌反射和行走
13、反射等脏反射，如腱反射、屈肌反射和行走反射等 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.1 4.1.1 神经系统神经系统3. 周围神经系统周围神经系统o周围神经系统是由脑和脊髓发出，其末梢分布于身周围神经系统是由脑和脊髓发出，其末梢分布于身体各器官和组织的神经系统，包括脊神经、脑神经体各器官和组织的神经系统，包括脊神经、脑神经和植物性神经和植物性神经 o周围神经的功能有二：一是接受来自体内外的各种周围神经的功能有二：一是接受来自体内外的各种刺激并将其传导至中枢神经；二是传递由中枢神经刺激并将其
14、传导至中枢神经；二是传递由中枢神经发出的指令并完成运动反应发出的指令并完成运动反应 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉1. 视觉特征视觉特征视角视角o视角指物体上两点间光线射入瞳孔在光心（节点）视角指物体上两点间光线射入瞳孔在光心（节点）处交叉所形成的夹角处交叉所形成的夹角 o距离相同时，物体的大小与视角成正比，同一物体距离相同时，物体的大小与视角成正比，同一物体的距离远近与视角成反比。正常人能分辨的最小视的距离远近与视角成反比。正常人能分辨的最小视角为角为1分
15、，此时，反映在视网膜上的物像两点的距分，此时，反映在视网膜上的物像两点的距离正好相当于一个视锥细胞的直径离正好相当于一个视锥细胞的直径 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉1. 视觉特征视觉特征视角视角o视角的计算式视角的计算式：=2arctgD/2L视角（度）；D视看对象两点间距离；L眼至视看对象的距离。 图4-2 视角 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1
16、.2 4.1.2 视觉视觉1. 视觉特征视觉特征视力视力o视力为眼睛分辨物体细部的最大能力，即分辨两点间的视力为眼睛分辨物体细部的最大能力，即分辨两点间的最小距离最小距离 o通常由视力表测定，视力表有通常由视力表测定，视力表有12行大小不等，方向各异行大小不等，方向各异的的“E”字，愈往下愈小。当被测者站在字，愈往下愈小。当被测者站在5m远处观看第远处观看第10行的行的“E”字，若能分辨清楚，表明视力为字，若能分辨清楚，表明视力为1（现行对（现行对数视力表为数视力表为5分）。正常人眼在视距分）。正常人眼在视距25cm时，能分辨的时，能分辨的最小距离为最小距离为0.075mmSchool of
17、managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉1. 视觉特征视觉特征视力视力o在实际应用中，视力通常是以视角（确定被看物尺寸范在实际应用中，视力通常是以视角（确定被看物尺寸范围的两端点光线入射眼球的相交角度）来表示的：围的两端点光线入射眼球的相交角度）来表示的：School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉1. 视觉特征视觉特征视力视力o视力随照度、背景亮度和物体与背景的对
18、比度（反差）的递增而视力随照度、背景亮度和物体与背景的对比度（反差）的递增而增大。下图所示为白色背景黑色物体，作为测试条件，临界视角增大。下图所示为白色背景黑色物体，作为测试条件，临界视角与背景亮度的关系曲线。由曲线可知，背景亮度由零递增到与背景亮度的关系曲线。由曲线可知，背景亮度由零递增到600坎坎/平方米（平方米（cd/m2）时，视力相应增加；超过）时，视力相应增加；超过600 cd/m2时，视时，视力就很难提高了力就很难提高了 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视
19、觉视觉1. 视觉特征视觉特征视野与视力范围视野与视力范围o视野是指当头部和眼球固定不动时，所能看到的空间范围。正常人的视视野是指当头部和眼球固定不动时，所能看到的空间范围。正常人的视野大致相同野大致相同 o人人在水平面内的视野范围是：双眼的最大视区在左右在水平面内的视野范围是：双眼的最大视区在左右60以内的区域，在以内的区域，在这个区域里还包括字、字母和颜色的辨别范围：辨别字的视线角度为这个区域里还包括字、字母和颜色的辨别范围：辨别字的视线角度为1020；而辨别字母的视线角度为；而辨别字母的视线角度为530。在各自的视线范围以外，字。在各自的视线范围以外，字和字母逐渐消失。对于特定颜色的辨别，
20、视线角度为和字母逐渐消失。对于特定颜色的辨别，视线角度为3060。人最敏锐。人最敏锐的视力是在标准视线每侧的视力是在标准视线每侧1的范围内的范围内 o在垂直面内人的视野是：以视线水平时为在垂直面内人的视野是：以视线水平时为0基准，人的最大视区为视平基准，人的最大视区为视平线以上线以上50和视平线以下和视平线以下70。颜色的辨别区域为视平线以上。颜色的辨别区域为视平线以上30，视平线，视平线以下以下40。实际上人的自然视线是低于标准视线的。在一般状态下，立姿。实际上人的自然视线是低于标准视线的。在一般状态下，立姿时自然视线低于水平线时自然视线低于水平线10，坐姿时低于水平线，坐姿时低于水平线15
21、；立姿松弛状态下的；立姿松弛状态下的自然视线偏离标准线自然视线偏离标准线30；坐姿松弛状态下的自然视线偏离标准线；坐姿松弛状态下的自然视线偏离标准线38；垂直面内人的最佳视区在低于标准视线垂直面内人的最佳视区在低于标准视线30的区域里的区域里 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉1. 视觉特征视觉特征视野与视力范围视野与视力范围图4-4 垂直视野和水平视野（a）垂直面内的视野；（b）水平面内的视野 School of managementXian Jiaotong
22、 UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉1. 视觉特征视觉特征视野与视力范围视野与视力范围o各种颜色对眼睛的刺激是不一样的，因此，视野也不相同。各种颜色对眼睛的刺激是不一样的，因此，视野也不相同。从图从图4-5可得白色视野最大，其次为黄和蓝，再次为红色，可得白色视野最大，其次为黄和蓝，再次为红色，而绿色的视野最小而绿色的视野最小 图4-5 不同颜色的视野 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉1. 视觉特
23、征视觉特征视野与视力范围视野与视力范围o人的正常视力范围比视野要小些，因为视力范围是要求能迅人的正常视力范围比视野要小些，因为视力范围是要求能迅速，清晰的看清目标的细节，所以只能是视野的一部分。速，清晰的看清目标的细节，所以只能是视野的一部分。o头部和眼球转动时，都可增加视力范围。头部不动，只动眼头部和眼球转动时，都可增加视力范围。头部不动，只动眼球时，视力范围可达球时，视力范围可达120，头部和眼球都动时，视力范围可，头部和眼球都动时，视力范围可达达220o视力范围与目标距离有关。目标在视力范围与目标距离有关。目标在560mm处最为适宜，小处最为适宜，小于于380mm时会发生目眩，大于时会发
24、生目眩，大于760mm时，细节看不清。此时，细节看不清。此外，观察时头部转动角度，左右均不宜超过外，观察时头部转动角度，左右均不宜超过45，上下也不，上下也不宜超过宜超过30。当视线转移时，约。当视线转移时，约97%的视觉是不真实的，所的视觉是不真实的，所以要避免再转移视线时进行观察以要避免再转移视线时进行观察School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉1. 视觉特征视觉特征视距视距o视距是人在作业中正常的观察距离视距是人在作业中正常的观察距离 o不同的工种对视距的要求也
25、不同，一般来说，工作不同的工种对视距的要求也不同，一般来说，工作精度越高，所需视距就越小精度越高，所需视距就越小o在正常作业中，通常采用在正常作业中，通常采用3876cm的视距范围的视距范围o只有很好地了解人的视觉机能，我们才可能根据人只有很好地了解人的视觉机能，我们才可能根据人的视觉特点，合理布置作业空间，减少视觉疲劳，的视觉特点，合理布置作业空间，减少视觉疲劳，提高作业效率提高作业效率 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉1. 视觉特征视觉特征视距视距作业类型
26、作业类型示例示例视距视距离离固定视固定视野野直直径径作业姿作业姿势势最精细的最精细的作业作业安装最小部件安装最小部件（表、电子（表、电子元件等）元件等）12252040坐姿坐姿精细作业精细作业安装收音机、电安装收音机、电视机等视机等25354060坐姿或坐姿或站站姿姿中等粗活中等粗活印刷、机床操作印刷、机床操作等等50150250坐姿或坐姿或站站姿姿表4-1 作业精度与视距的关系（单位：cm） School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉1. 视觉特征视觉特征明适应和暗适
27、应明适应和暗适应o视网膜的两种感光细胞具有不同的感光机能视网膜的两种感光细胞具有不同的感光机能视杆细胞视杆细胞对弱光对弱光敏感，在微光下产生暗视觉（敏感，在微光下产生暗视觉（Scotopic vision）。视杆细胞有缺陷的人，产生）。视杆细胞有缺陷的人，产生“夜盲症夜盲症”视锥细胞视锥细胞对强光和色光敏感，在强光下产生明视觉对强光和色光敏感，在强光下产生明视觉（Photopic Vision）和色觉（）和色觉（Color Vision）。）。视锥细胞视锥细胞不完全的人，可呈现色盲。不完全的人，可呈现色盲。School of managementXian Jiaotong UNIVERSITY
28、Team of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉1. 视觉特征视觉特征明适应和暗适应明适应和暗适应o视距是人在作业中正常的观察距离视距是人在作业中正常的观察距离 o明适应：人由暗处进入明处，最初不能辨认物体，感到很刺眼，明适应：人由暗处进入明处，最初不能辨认物体，感到很刺眼，经过约经过约1分钟左右，视锥细胞恢复了功能，便能看清物体分钟左右，视锥细胞恢复了功能，便能看清物体 o暗适应：人由明处进入暗处，最初感觉什么也看不见，但经过一暗适应：人由明处进入暗处，最初感觉什么也看不见，但经过一定的时间后，逐渐看到黑暗中的物体的轮廓，约定的时间后，逐渐看到黑暗中的物体的轮
29、廓，约25到到30分钟后，分钟后，便充分达到适应的程度。这时，视杆细胞发挥了功能，视锥细胞便充分达到适应的程度。这时，视杆细胞发挥了功能，视锥细胞暂时失去了作用暂时失去了作用 o频繁的明暗适应会增加眼睛的疲劳，使视力迅速下降，所以工作频繁的明暗适应会增加眼睛的疲劳，使视力迅速下降，所以工作场所的照明力求均匀稳定。局部照明和一般照明的照度，如果相场所的照明力求均匀稳定。局部照明和一般照明的照度，如果相差悬殊，操作者既要注意零件加工，又要转视他处事物，就有个差悬殊，操作者既要注意零件加工，又要转视他处事物，就有个适应过程，影响视力和效率适应过程，影响视力和效率 School of manageme
30、ntXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉1. 视觉特征视觉特征对比度对比度o人眼要能辨别某一背景前的物体，必须使背景与零件有一定的对比度人眼要能辨别某一背景前的物体，必须使背景与零件有一定的对比度 o对比度可以分为亮度对比和颜色对比对比度可以分为亮度对比和颜色对比o亮度对比亮度对比 人眼能分辨的对象与背景的最小亮度差与背景的最小亮度之比叫做人眼能分辨的对象与背景的最小亮度差与背景的最小亮度之比叫做临界临界对比对比C 视力较好者，临界对比约为视力较好者，临界对比约为0.01 临界对比的倒数叫做临界对比的倒
31、数叫做对比感度对比感度Sc（Sc=1/C）。对比感度大的人能辨别）。对比感度大的人能辨别小的亮度对比。小的亮度对比。对比感度与照度高低、对象物大小和观察距离等因素有关。照明很差，对比感度与照度高低、对象物大小和观察距离等因素有关。照明很差，亮度对比不明显，可能引起虚假的视觉现象，对于判断重要信息产生不亮度对比不明显，可能引起虚假的视觉现象，对于判断重要信息产生不良影响良影响 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉1. 视觉特征视觉特征对比度对比度o颜色对比颜色对比
32、工作对象和背景的颜色对比，对于分辨清晰度的效果十工作对象和背景的颜色对比，对于分辨清晰度的效果十分重要。据实验证明，下列颜色对比较好：分重要。据实验证明，下列颜色对比较好： 蓝蓝白；黑白；黑黄；黄；绿绿白；黑白；黑白；白；绿绿红；红红；红黄；黄；红红白；橙白；橙黑；黑；黑黑绛；橙绛；橙白。白。School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 颜色辨别颜色辨别School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 颜色辨别颜色辨别S
33、chool of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉2. 视觉运动规律视觉运动规律o眼睛的水平运动比垂直运动为快。即视物时往往先看见水平眼睛的水平运动比垂直运动为快。即视物时往往先看见水平方向的东西，然后才看到垂直方向的东西。许多机器设计成方向的东西，然后才看到垂直方向的东西。许多机器设计成长方形，就是根据此原理。长方形，就是根据此原理。o视线习惯于从做到右，从上到下的运动，看圆形仪表时，沿视线习惯于从做到右，从上到下的运动，看圆形仪表时，沿顺时针方向比沿逆时针方向看得迅速。顺时针
34、方向比沿逆时针方向看得迅速。o眼睛对水平方向的尺寸比对垂直方向估计得要准确。眼睛对水平方向的尺寸比对垂直方向估计得要准确。o当眼睛偏离视中心时，对左上象限的观察力优于右上象限，当眼睛偏离视中心时，对左上象限的观察力优于右上象限，对右上的观察力却优于左下象限，右下象限最差。对右上的观察力却优于左下象限，右下象限最差。o两眼运动是协调的、同步的，不可能一只眼转动，另一只眼两眼运动是协调的、同步的，不可能一只眼转动，另一只眼睛不动；也不可能一只眼睛看，另一只眼睛不看。睛不动；也不可能一只眼睛看，另一只眼睛不看。 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITY
35、Team of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉2. 视觉运动规律视觉运动规律o对直线轮廓比曲线轮廓视觉易于接受。对直线轮廓比曲线轮廓视觉易于接受。o视觉快速转动时，不易引起视觉注意。视觉快速转动时，不易引起视觉注意。o目标连续更换时，人的视觉有时会出现失真现象。例如，目标连续更换时，人的视觉有时会出现失真现象。例如，观看曲线的时间久了，转换直线时，会把直线看成曲线观看曲线的时间久了，转换直线时，会把直线看成曲线 。o识别信息的细节，要靠视力中心。视力边缘只能识别大识别信息的细节，要靠视力中心。视力边缘只能识别大致情况致情况 。o对于运动目标，只有当运动的角速度
36、大于对于运动目标，只有当运动的角速度大于12cent degree/s时，才能辨别出它的运动状态。时，才能辨别出它的运动状态。School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉2. 视觉运动规律视觉运动规律o此外，要看清物体，必须注视。注视是指两眼同时此外，要看清物体，必须注视。注视是指两眼同时停留在一个目标上，并且焦点也在此目标上。读报停留在一个目标上，并且焦点也在此目标上。读报时，眼睛并非作连续运动，而是接近一连串的跳动，时，眼睛并非作连续运动，而是接近一连串的跳动，从前一
37、个视点跳到后一个视点，循序前进，直到读从前一个视点跳到后一个视点，循序前进，直到读完一行。完一行。 o人眼看清一个目标，最少时间为人眼看清一个目标，最少时间为0.070.3s，平均，平均0.17s。照明昏暗，注视时间要加长。照明昏暗，注视时间要加长。 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉3. 错觉错觉o错觉（错觉（Illusion）是指人所获得的印象与客观事物发生）是指人所获得的印象与客观事物发生差异的现象差异的现象o造成错觉的主要原因有心理因素和生理因素造成错觉
38、的主要原因有心理因素和生理因素o人们在劳动实践中可能发生的错觉有以下几类：人们在劳动实践中可能发生的错觉有以下几类： 视错觉 大小-重量错觉 空间定位错觉 颜色错觉 似动 轮廓法则 形状竞争School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉3. 错觉错觉o视错觉视错觉 长度错觉长度错觉：判断物体长度时，若两端增添了附加物，：判断物体长度时，若两端增添了附加物，可导致长短不同的错觉。可导致长短不同的错觉。School of managementXian Jiaotong UNIV
39、ERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉3. 错觉错觉o视错觉视错觉 方位错觉方位错觉：若一物体被它物隔开分成两段，或由于若一物体被它物隔开分成两段，或由于附加物的干扰而歪曲了本身形象附加物的干扰而歪曲了本身形象School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉3. 错觉错觉o视错觉视错觉 透视错觉透视错觉：同样大小的物体呈现出远小近大的感觉。：同样大小的物体呈现出远小近大的感觉。 透视有下列规律：透视有下列规律：同样大小的物
40、体，近大远小，越远越小，直到消失在视平线上；同样大小的物体，近大远小，越远越小，直到消失在视平线上；与画面并行的同样长短的物体，越远越短，但方向不变；与画面并行的同样长短的物体，越远越短，但方向不变；距离相等的许多物体，越远显得越密；距离相等的许多物体，越远显得越密；同样高低的物体，在视平线以上的位置，越远越低；在视平线同样高低的物体，在视平线以上的位置，越远越低；在视平线以下的位置，越远越高。以下的位置，越远越高。School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉3. 错觉错
41、觉o视错觉视错觉 对比错觉对比错觉：同样大小的物体，若其周围存在同样形：同样大小的物体，若其周围存在同样形状而大小不同的物体，便会引起对比错觉状而大小不同的物体，便会引起对比错觉 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉3. 错觉错觉o大小大小-重量错觉重量错觉 观察者对两个重量相同而大小不一的物体进行知觉观察者对两个重量相同而大小不一的物体进行知觉时，会产生一种小物体比大物体更重的不正确的知时，会产生一种小物体比大物体更重的不正确的知觉觉例如有两个零件，一个是铝制的
42、，另一个是黄铜制例如有两个零件，一个是铝制的，另一个是黄铜制的，虽然两者一样重，但因比重不同，铜件显然比的，虽然两者一样重，但因比重不同，铜件显然比铝件小，观察者普遍会觉得铜制件更重些铝件小，观察者普遍会觉得铜制件更重些 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉3. 错觉错觉o空间定位错觉空间定位错觉 由于视觉和平衡觉的信号不协调而产生的不正确的由于视觉和平衡觉的信号不协调而产生的不正确的空间知觉空间知觉例如，在高位作业时，人习惯于用地面的姿势状态例如，在高位作业时，
43、人习惯于用地面的姿势状态来辨别空间位置，容易产生空间定位错觉；海上作来辨别空间位置，容易产生空间定位错觉；海上作业，由于远方天水一色，也容易产生空间定位错觉，业，由于远方天水一色，也容易产生空间定位错觉，把大海当蓝天，把蓝天当大海把大海当蓝天，把蓝天当大海 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉3. 错觉错觉o颜色错觉颜色错觉 颜色颜色-重量错觉重量错觉：同样重的物体涂的颜色不同，人们会有：同样重的物体涂的颜色不同，人们会有不同的轻重感。例如，涂黑色的物体似乎比涂天
44、蓝的重不同的轻重感。例如，涂黑色的物体似乎比涂天蓝的重颜色颜色-空间错觉空间错觉：同样大的空间，如果四周涂上浅色比涂：同样大的空间，如果四周涂上浅色比涂上深色显得更大上深色显得更大颜色颜色-温度错觉温度错觉：同样温度的车间，若四壁涂上冷色系，：同样温度的车间，若四壁涂上冷色系，使操作者感到凉爽；若四壁涂以暖色系，会使操作者感使操作者感到凉爽；若四壁涂以暖色系，会使操作者感到温暖到温暖颜色颜色-声音错觉声音错觉：在多噪音的环境中，如果四周涂上绿色：在多噪音的环境中，如果四周涂上绿色或紫罗蓝色，可使操作者感到比实际环境安静些或紫罗蓝色，可使操作者感到比实际环境安静些School of manage
45、mentXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉3. 错觉错觉o直线运动错觉直线运动错觉似动似动 似动，顾名思义就是似动，顾名思义就是“似乎在动似乎在动”，其实并未真动。确切，其实并未真动。确切地说是指在一定的时间和空间条件下，实际上不动的静地说是指在一定的时间和空间条件下，实际上不动的静止之物很快地相继剌激视网膜上邻近部位所产生的物体止之物很快地相继剌激视网膜上邻近部位所产生的物体在运动的知觉，是一种错觉性的运动知觉在运动的知觉，是一种错觉性的运动知觉似动包括以下三种错觉：似动包括以下三种错觉：自动运动自
46、动运动诱导运动诱导运动假现运动假现运动 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉3. 错觉错觉o直线运动错觉直线运动错觉似动似动 自动运动自动运动（Autokinetic Movement）：）：若在暗室中置若在暗室中置一静止光点，人在几米远处对它凝视片刻，便会觉一静止光点，人在几米远处对它凝视片刻，便会觉得此光点似乎在移动或游动。这种现象就叫自动运得此光点似乎在移动或游动。这种现象就叫自动运动。夜航飞行事故，与此种现象颇有关系动。夜航飞行事故，与此种现象颇有关系 S
47、chool of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉3. 错觉错觉o直线运动错觉直线运动错觉似动似动 诱导运动诱导运动（Inductive Movement）：由于环境运动而由于环境运动而使静止对象物看起来似在运动。相反，实际上运动使静止对象物看起来似在运动。相反，实际上运动着的对象却被误认为是静止的。着的对象却被误认为是静止的。“月亮在云层间匆匆月亮在云层间匆匆行走行走”便是诱导运动的一个例子。又如两列火车并排便是诱导运动的一个例子。又如两列火车并排停在车站上，当一列火车开始运行
48、，另一列虽然没停在车站上，当一列火车开始运行，另一列虽然没有开动，但乘客似乎感到未开动的列车在向相反方有开动，但乘客似乎感到未开动的列车在向相反方向移动，而把开动的那列火车却误认为是静止的向移动，而把开动的那列火车却误认为是静止的 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉3. 错觉错觉o直线运动错觉直线运动错觉似动似动 假现运动假现运动（Apparent Movement）：）：若在两个不同地若在两个不同地方放置两个静止的光点，先后在间隔方放置两个静止的光点，先后在间
49、隔0.06秒的短时秒的短时间内闪亮一次，则恰似一个光点在向另一个光点移间内闪亮一次，则恰似一个光点在向另一个光点移动。电影、霓虹灯广告等常用这种假现运动错觉动。电影、霓虹灯广告等常用这种假现运动错觉 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉3. 错觉错觉o视觉的定势视觉的定势轮廓法则轮廓法则（Contour Law） 轮廓是一个对象的特征，作为主观上的分界线使对象从背景中轮廓是一个对象的特征，作为主观上的分界线使对象从背景中分离出来。轮廓可以组成形状，但形状本身不等于
50、轮廓分离出来。轮廓可以组成形状，但形状本身不等于轮廓 轮廓法则轮廓法则“整体性整体性”原理：原理：1) 距离互相接近的对象容易被归纳在一起距离互相接近的对象容易被归纳在一起 ；2) 类别上相同的对象容易被归纳为一起；类别上相同的对象容易被归纳为一起；3) 形状封闭的对象容易被归纳在一起；形状封闭的对象容易被归纳在一起；4) 连续相接的对象容易被归纳在一起；连续相接的对象容易被归纳在一起；5) 有规则单纯图形和对称图形容易被归纳在一起。有规则单纯图形和对称图形容易被归纳在一起。School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Su
51、n L. Y. 轮廓法则轮廓法则（Contour Law）School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉3. 错觉错觉o形状竞争形状竞争 对物像与背景有时由于轮廓的特殊位置，在心理上对物像与背景有时由于轮廓的特殊位置，在心理上产生一种特殊反应，出现产生一种特殊反应，出现“双重知觉双重知觉” School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.2 4.1.2 视觉视觉4. 视觉对作业的
52、影响视觉对作业的影响o不同作业对视功能，对劳动的产量、质量、安全等都有重要不同作业对视功能，对劳动的产量、质量、安全等都有重要影响影响o据分析，工厂中据分析，工厂中25%的事故与视力有关的事故与视力有关o在作业中，因作业性质不同，对视功能的要求也不同在作业中，因作业性质不同，对视功能的要求也不同 作业的范围大小不同，要求视功能不同作业的范围大小不同，要求视功能不同 加工对象物的距离不同要求视功能不同加工对象物的距离不同要求视功能不同 作业性质不同要求的视功能不同作业性质不同要求的视功能不同 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of
53、Prof. Sun L. Y. 4.1.3 4.1.3 听觉、触觉和嗅觉听觉、触觉和嗅觉o在日常生活中，我们都离不开听觉、触觉和嗅觉。信息在日常生活中，我们都离不开听觉、触觉和嗅觉。信息有直接的和非直接的两种类型。比如孩子的哭声是直接有直接的和非直接的两种类型。比如孩子的哭声是直接信息，而门铃响是非直接的信息，说明有人站在门口。信息，而门铃响是非直接的信息，说明有人站在门口。o科技的发展已经愈来愈多地利用人的听觉、触觉和嗅觉。科技的发展已经愈来愈多地利用人的听觉、触觉和嗅觉。比如，火灾警报、提醒盲人道路上的障碍物的蜂鸣器等比如，火灾警报、提醒盲人道路上的障碍物的蜂鸣器等等。通常非直接刺激比直接
54、刺激的影响更大。国外实验等。通常非直接刺激比直接刺激的影响更大。国外实验表明：熟睡的人对听觉火灾报警的反应要比感觉到热量表明：熟睡的人对听觉火灾报警的反应要比感觉到热量或烟的气味的反应要快的多，也有效的多。热和烟唤醒或烟的气味的反应要快的多，也有效的多。热和烟唤醒被测者的次数是被测者的次数是75%，而报警器是，而报警器是100% School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.3 4.1.3 听觉、触觉和嗅觉听觉、触觉和嗅觉1. 听觉听觉o声音是由震源震动产生的，震动可以通过不同的媒声音是由震源震动
55、产生的，震动可以通过不同的媒介进行传递介进行传递o声音的两个主要度量就是声音的两个主要度量就是频率频率和和强度强度（或振幅）（或振幅） School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.3 4.1.3 听觉、触觉和嗅觉听觉、触觉和嗅觉1. 听觉听觉o声波的频率声波的频率 当敲击音叉时，它就以固有频率开始震动，音叉的震动就会引当敲击音叉时，它就以固有频率开始震动，音叉的震动就会引起空气分子的来回震动，这样相应的引起了空气压力的增加或起空气分子的来回震动，这样相应的引起了空气压力的增加或降低降低 音叉的震
56、动产生的是正弦波。每秒震动重复的次数就是频率。音叉的震动产生的是正弦波。每秒震动重复的次数就是频率。频率以赫兹（频率以赫兹（Hz）为单位）为单位一般情况下，人耳对一般情况下，人耳对20到到20000Hz频率范围内的声音较敏感，频率范围内的声音较敏感，其敏感程度随频率而变，且存在个体差异其敏感程度随频率而变，且存在个体差异 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.3 4.1.3 听觉、触觉和嗅觉听觉、触觉和嗅觉1. 听觉听觉o声音的强度声音的强度 声强是与人对响度的感觉有关的。声强是根据单位面
57、积上的能量来声强是与人对响度的感觉有关的。声强是根据单位面积上的能量来定义的，如瓦特每平方米。因为一般情况下能量的数值都很大，所定义的，如瓦特每平方米。因为一般情况下能量的数值都很大，所以通常用对数来描述声强。贝尔（以通常用对数来描述声强。贝尔（B）是测量时使用的基本单位。贝）是测量时使用的基本单位。贝尔值是两个声强比率的对数。实际上，更方便、更普遍声强测量的尔值是两个声强比率的对数。实际上，更方便、更普遍声强测量的单位是分贝（单位是分贝（dB），），1dB=0.1B 分贝是对数值，增加分贝是对数值，增加10dB就意味声压增强就意味声压增强100倍。使用对数还有一倍。使用对数还有一个特点就是两
58、个声音的比率可以用减法来计算。工程中的信噪比实个特点就是两个声音的比率可以用减法来计算。工程中的信噪比实际就是指一个信号与背景噪音的分贝之差。如果信号是际就是指一个信号与背景噪音的分贝之差。如果信号是90dB，噪音，噪音是是70dB，那么信噪比就是，那么信噪比就是+20dB School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.3 4.1.3 听觉、触觉和嗅觉听觉、触觉和嗅觉1. 听觉听觉o复合音复合音 很少有声音是纯音。乐器发出的声音也是由一个基很少有声音是纯音。乐器发出的声音也是由一个基本频率结合了其
59、他的频率形成的本频率结合了其他的频率形成的复合音可以用两种方式表示，一种是由几个单独的复合音可以用两种方式表示，一种是由几个单独的波形叠加成它的波形，另一种方法是使用音谱来描波形叠加成它的波形，另一种方法是使用音谱来描述复合音，即把声音分成几个频率段，然后测量每述复合音，即把声音分成几个频率段，然后测量每一范围内的声强一范围内的声强 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 耳朵解剖图耳朵解剖图School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Pr
60、of. Sun L. Y. 耳朵解剖图耳朵解剖图p外耳外耳外耳是收集声音能量的，由耳廓、从耳廓延伸进去的外耳道、外外耳是收集声音能量的，由耳廓、从耳廓延伸进去的外耳道、外耳道末端的鼓膜构成。在增强声压级到耳道末端的鼓膜构成。在增强声压级到12dB12dB时，外耳道能够引起时，外耳道能够引起听觉的共振结构的频率段是听觉的共振结构的频率段是200020005000Hz5000Hz。p中耳中耳鼓膜把中耳和外耳隔离开来。中耳包括三块听小骨组成的听骨链鼓膜把中耳和外耳隔离开来。中耳包括三块听小骨组成的听骨链（锤骨、砧骨、镫骨）。这三块小骨通过相互之间的联系把振动（锤骨、砧骨、镫骨）。这三块小骨通过相互之
61、间的联系把振动从鼓膜传到内耳的卵形窗。镫骨底面积附着在内耳耳蜗的卵形窗从鼓膜传到内耳的卵形窗。镫骨底面积附着在内耳耳蜗的卵形窗上，它把鼓膜的振动传到卵形窗上，引起内耳耳蜗内淋巴液的波上，它把鼓膜的振动传到卵形窗上，引起内耳耳蜗内淋巴液的波动。因为鼓膜的面积比较大以及听骨链的杠杆作用，镫骨作用于动。因为鼓膜的面积比较大以及听骨链的杠杆作用，镫骨作用于卵形窗的压力被放大了将近卵形窗的压力被放大了将近2222倍。倍。p内耳内耳内耳或称耳蜗，是一个螺旋的类似蛇形的构造。内耳或称耳蜗，是一个螺旋的类似蛇形的构造。School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTe
62、am of Prof. Sun L. Y. 4.1.3 4.1.3 听觉、触觉和嗅觉听觉、触觉和嗅觉1. 听觉听觉屏蔽屏蔽o屏蔽是指环境中的一种声音使得耳朵对另一种声音的敏感度降低的现象。屏蔽是指环境中的一种声音使得耳朵对另一种声音的敏感度降低的现象。实际操作中，屏蔽是指由于屏蔽声音的出现使得被屏蔽的声音极限增加实际操作中，屏蔽是指由于屏蔽声音的出现使得被屏蔽的声音极限增加的数量。在研究屏蔽的影响时，典型的实验是先测量一个声音的绝对极的数量。在研究屏蔽的影响时，典型的实验是先测量一个声音的绝对极限，然后加入屏蔽声音再测量它的极限。两者的差异就是屏蔽产生的效限，然后加入屏蔽声音再测量它的极限。两
63、者的差异就是屏蔽产生的效果。在选择一个在特定环境中使用的听觉信号时，我们必须要考虑信号果。在选择一个在特定环境中使用的听觉信号时，我们必须要考虑信号接收时噪音的屏蔽影响接收时噪音的屏蔽影响o屏蔽的影响随屏蔽声音和被屏蔽声音的类型（纯音、复合音、白噪音、屏蔽的影响随屏蔽声音和被屏蔽声音的类型（纯音、复合音、白噪音、语音）的不同而变化。几个通用原则如下：当屏蔽声音的频率与被屏蔽语音）的不同而变化。几个通用原则如下：当屏蔽声音的频率与被屏蔽声音很接近时影响最大；屏蔽声音强度越大，屏蔽的影响范围也就越广；声音很接近时影响最大；屏蔽声音强度越大，屏蔽的影响范围也就越广；低强度的屏蔽声音主要影响频率接近屏
64、蔽声音的声音，高强度的屏蔽声低强度的屏蔽声音主要影响频率接近屏蔽声音的声音，高强度的屏蔽声音却对更高频率的声音都有影响音却对更高频率的声音都有影响 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.3 4.1.3 听觉、触觉和嗅觉听觉、触觉和嗅觉2. 触觉触觉o触觉包括压力感觉、痛觉以及温度变化的感觉触觉包括压力感觉、痛觉以及温度变化的感觉o多数情况下，人都是利用手和指头作为信息的主要感受体多数情况下，人都是利用手和指头作为信息的主要感受体o一般是用两点极限法来测量触觉的敏感程度，即测量感觉到压力是在
65、一般是用两点极限法来测量触觉的敏感程度，即测量感觉到压力是在两个点上时这两点间的最小距离。手的不同部分对触觉的敏感程度两个点上时这两点间的最小距离。手的不同部分对触觉的敏感程度是不一样的，从手掌到指尖敏感度逐渐增加，指尖的分辨程度最高。是不一样的，从手掌到指尖敏感度逐渐增加，指尖的分辨程度最高。当皮肤温度比较低时，触觉敏感度也会下降。因此，在低温环境中当皮肤温度比较低时，触觉敏感度也会下降。因此，在低温环境中触觉要谨慎使用。然而，在凉爽或温暖的环境中，热量刺激会使温触觉要谨慎使用。然而，在凉爽或温暖的环境中，热量刺激会使温度的感觉被屏蔽度的感觉被屏蔽 o触觉主要用在替代听觉的地方，如作为耳聋的
66、人的辅助工具，还可以触觉主要用在替代听觉的地方，如作为耳聋的人的辅助工具，还可以替代视觉用作盲人的辅助工具替代视觉用作盲人的辅助工具 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.3 4.1.3 听觉、触觉和嗅觉听觉、触觉和嗅觉3. 嗅觉嗅觉o在日常生活中经常使用嗅觉来表达一些其他器官所不能表达的信在日常生活中经常使用嗅觉来表达一些其他器官所不能表达的信息，比如花的香味、热咖啡的气味等息，比如花的香味、热咖啡的气味等 o嗅觉上皮细胞是比较小的，约嗅觉上皮细胞是比较小的，约46cm2，这些细胞位于每
67、个鼻孔，这些细胞位于每个鼻孔的内上侧。嗅觉细胞包括感觉不同气味的嗅觉绒毛。这些细胞都的内上侧。嗅觉细胞包括感觉不同气味的嗅觉绒毛。这些细胞都是直接和大脑中的嗅觉区域相连的是直接和大脑中的嗅觉区域相连的 o一般都认为嗅觉是由进入鼻孔中的空气分子中的挥发性物质引起一般都认为嗅觉是由进入鼻孔中的空气分子中的挥发性物质引起的。鼻子是探测各种气味的一个敏感的器官，它的敏感程度依靠的。鼻子是探测各种气味的一个敏感的器官，它的敏感程度依靠物质的特点和用力吸的程度。尽管人们的嗅觉是很灵的，但往往物质的特点和用力吸的程度。尽管人们的嗅觉是很灵的，但往往有很高的错误警报率，一般都是把没有气味误认为成有气味了有很高
68、的错误警报率，一般都是把没有气味误认为成有气味了 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.3 4.1.3 听觉、触觉和嗅觉听觉、触觉和嗅觉3. 嗅觉嗅觉o嗅觉在对具体的气味绝对判断时并不是很灵敏。对不同气味进行区别的能力也要嗅觉在对具体的气味绝对判断时并不是很灵敏。对不同气味进行区别的能力也要依靠气味的类型和训练的程度而定。依靠气味的类型和训练的程度而定。Desor和和Beauchamp发现，没有经过训练发现，没有经过训练的被测者只能区别出的被测者只能区别出1532种气味，经过训练之后，一些
69、人就能够准确无误的辨种气味，经过训练之后，一些人就能够准确无误的辨别出别出60多种气味多种气味o当仅从浓度上分辨气味时，大约能分辨三、四种浓度。因此，可能从多种气味中当仅从浓度上分辨气味时，大约能分辨三、四种浓度。因此，可能从多种气味中辨认时嗅觉的效果并不是很好，但在感觉一种气味的存在与否时还是很有效的辨认时嗅觉的效果并不是很好，但在感觉一种气味的存在与否时还是很有效的 o嗅觉的用途并不是很广。原因之一就是信息的来源不是很可靠，因为人们对不同嗅觉的用途并不是很广。原因之一就是信息的来源不是很可靠，因为人们对不同气味的敏感程度差异很大；不新鲜的空气可能降低敏感度；人们对气味适应的气味的敏感程度差
70、异很大；不新鲜的空气可能降低敏感度；人们对气味适应的很快，片刻之后对这种气味的感觉就会麻木；气味的传播很难控制很快，片刻之后对这种气味的感觉就会麻木；气味的传播很难控制 o嗅觉还是有一定用途的，主要用在报警设备上。比如，煤气公司在天然气中加入嗅觉还是有一定用途的，主要用在报警设备上。比如，煤气公司在天然气中加入一种气体，当天然气泄漏时就会闻到特别的味道一种气体，当天然气泄漏时就会闻到特别的味道 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.3 4.1.3 听觉、触觉和嗅觉听觉、触觉和嗅觉4. 本体
71、觉本体觉o平衡觉平衡觉o运动觉运动觉o主要应用：事故原因、安全主要应用：事故原因、安全 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.3 4.1.3 听觉、触觉和嗅觉听觉、触觉和嗅觉4. 本体觉本体觉o平衡觉平衡觉 平衡觉是人对自己头部位置的各种变化及身体平衡状态的感觉平衡觉是人对自己头部位置的各种变化及身体平衡状态的感觉平衡觉感受器位于内耳的前庭器官平衡觉感受器位于内耳的前庭器官半规管和耳石器中半规管和耳石器中 平衡觉对保持身体平衡有重要作用平衡觉对保持身体平衡有重要作用前庭器官受强烈刺激时，可
72、引起恶心和呕吐等内脏反应。前庭器官前庭器官受强烈刺激时，可引起恶心和呕吐等内脏反应。前庭器官过于敏感的人就难以适应飞行和航海活动，而发生晕眩和其他不良过于敏感的人就难以适应飞行和航海活动，而发生晕眩和其他不良反应；相反，过于迟钝的人，就不可能在高空和海洋准确地判断方反应；相反，过于迟钝的人，就不可能在高空和海洋准确地判断方位和发出敏捷的动作位和发出敏捷的动作 影响平衡觉并导致失去平衡的原因有：酒精；年龄；恐惧；突然的影响平衡觉并导致失去平衡的原因有：酒精；年龄；恐惧；突然的运动；热压；不常有的姿势等运动；热压；不常有的姿势等 School of managementXian Jiaotong
73、UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.1.3 4.1.3 听觉、触觉和嗅觉听觉、触觉和嗅觉4. 本体觉本体觉o运动觉运动觉 运动觉是人对自己身体各部位的位置及其运动状态的一种内部感觉运动觉是人对自己身体各部位的位置及其运动状态的一种内部感觉 运动觉的感觉器官在肌肉中的肌梭、肌腱中肌梭、关节中的关节小运动觉的感觉器官在肌肉中的肌梭、肌腱中肌梭、关节中的关节小体中体中运动觉的适宜刺激有二：一为机械力，二为运动运动觉的适宜刺激有二：一为机械力，二为运动 运动分析器皮层中枢位于大脑皮层中央前回运动分析器皮层中枢位于大脑皮层中央前回 运动觉同其他感觉经常相联系。运动觉与
74、触觉的联合产生触摸觉，运动觉同其他感觉经常相联系。运动觉与触觉的联合产生触摸觉，它是人手接触物体的动态过程产生的它是人手接触物体的动态过程产生的 运动觉涉及人体的每一个动作，是仅次于视、听觉的感觉。运动觉运动觉涉及人体的每一个动作，是仅次于视、听觉的感觉。运动觉在随意运动的精确化和自动化方面有着其他感觉所不能及的作用在随意运动的精确化和自动化方面有着其他感觉所不能及的作用 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.2 4.2 运动系统运动系统 人体的运动系统是由骨、骨连接（关节）和肌肉三人体的运动
75、系统是由骨、骨连接（关节）和肌肉三部分组成。骨和骨连接构成人体的杠杆系统部分组成。骨和骨连接构成人体的杠杆系统骨架。骨架。肌肉附着在骨架上，并受神经系统的支配，中枢位于大肌肉附着在骨架上，并受神经系统的支配，中枢位于大脑皮层的躯体运动中枢，能牵引着骨绕关节转动，人体脑皮层的躯体运动中枢，能牵引着骨绕关节转动，人体便产生各种各样的运动。便产生各种各样的运动。 o骨骼骨骼o关节关节o肌肉肌肉School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.2.1 4.2.1 骨骼骨骼o成人全身共有成人全身共有206206块骨
76、，其中只有块骨，其中只有177177块直接参与块直接参与人体的运动人体的运动o分为躯干骨、颅骨和四肢骨分为躯干骨、颅骨和四肢骨3 3部分部分o其中躯干骨又包括椎骨、肋骨、胸骨，各椎骨借其中躯干骨又包括椎骨、肋骨、胸骨，各椎骨借骨连接构成为脊柱。脊柱胸段与肋相接，肋前骨连接构成为脊柱。脊柱胸段与肋相接，肋前端又连胸骨，形成骨性胸廓。脊柱骶尾段与下端又连胸骨，形成骨性胸廓。脊柱骶尾段与下肢带骨连接构成骨盆肢带骨连接构成骨盆School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 人人体体骨骨骼骼系系统统简简单单图图Sch
77、ool of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 正正 面面背背 面面School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.2.1 4.2.1 骨骼骨骼o脊柱位于背部中央，构成人体的中轴脊柱位于背部中央，构成人体的中轴o脊柱除支持身体、保护骨髓，增加弹性，吸收震脊柱除支持身体、保护骨髓，增加弹性，吸收震荡以外，还要进行运动。荡以外，还要进行运动。o相邻两椎骨之间的运动有限，但整个脊柱的活动相邻两椎骨之间的运动有限，但整个脊柱的活动
78、范围很大。范围很大。o人的大部分活动都要有脊椎运动的支持，所以背人的大部分活动都要有脊椎运动的支持，所以背部损伤的机会就会很多，在工具设计的时候，部损伤的机会就会很多，在工具设计的时候，应保证在脊柱的活动范围内，避免扭曲和超范应保证在脊柱的活动范围内，避免扭曲和超范围活动围活动 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 脊柱的构成脊柱的构成School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.2.2 4.2.2 关节
79、关节1. 关节的分类关节的分类o骨与骨以结缔组织相连接，构成关节。根据连接组织的性质和活动情况，关骨与骨以结缔组织相连接，构成关节。根据连接组织的性质和活动情况，关节可分为不动关节、半动关节和动关节三类节可分为不动关节、半动关节和动关节三类 o不动关节不动关节 两骨之间以结缔组织相连接，中间没有任何间断和裂缝两骨之间以结缔组织相连接，中间没有任何间断和裂缝根据骨连接组织的不同，又可分为韧带连接、软骨结合和骨性结合三种根据骨连接组织的不同，又可分为韧带连接、软骨结合和骨性结合三种 o动关节动关节 即关节，骨与骨之间的连接组织中有腔隙，失去连续性。人体中绝大部分的骨即关节，骨与骨之间的连接组织中有
80、腔隙，失去连续性。人体中绝大部分的骨连接为此种类型连接为此种类型 o半动关节半动关节 介于动关节和不动关节之间的过渡的连接形式，其特点是两骨间以软骨组织相介于动关节和不动关节之间的过渡的连接形式，其特点是两骨间以软骨组织相连接。半动关节的活动范围很小，如耻骨联合连接。半动关节的活动范围很小，如耻骨联合 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 关节示意图（膝关节）关节示意图（膝关节）School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Su
81、n L. Y. 4.2.2 4.2.2 关节关节2. 关节的运动关节的运动o滑动运动滑动运动 一种最简单的运动，相对关节面的形态基本一致，活动量微小。例一种最简单的运动，相对关节面的形态基本一致，活动量微小。例如，腕骨或跗骨之间的运动如，腕骨或跗骨之间的运动 o角度运动角度运动 邻近的两骨绕轴离开或收拢，可产生角度的增大或减小。通常有两邻近的两骨绕轴离开或收拢，可产生角度的增大或减小。通常有两种形式，屈伸和收展种形式，屈伸和收展 屈、伸运动。关节沿矢状面运动，使相邻关节的两骨互相接近，角屈、伸运动。关节沿矢状面运动，使相邻关节的两骨互相接近，角度减小时为屈；反之为伸度减小时为屈；反之为伸 内收
82、、外展运动。关节沿冠状面运动，骨向正中面移动者称为内收、外展运动。关节沿冠状面运动，骨向正中面移动者称为“内收内收”，反之称为，反之称为“外展外展” School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.2.2 4.2.2 关节关节2. 关节的运动关节的运动o旋转运动旋转运动 骨环绕垂直轴运动时称为旋转运动。骨由前向内侧旋转时，称骨环绕垂直轴运动时称为旋转运动。骨由前向内侧旋转时，称为为“旋内旋内”；相反，向外侧旋转时则称为；相反，向外侧旋转时则称为“旋外旋外” o环转运动环转运动 骨的上端在原位转动，下端则
83、作圆周运动，全骨活动的结果犹骨的上端在原位转动，下端则作圆周运动，全骨活动的结果犹如描绘一个圆锥体的图形，这样的运动称为如描绘一个圆锥体的图形，这样的运动称为“环转运动环转运动”凡具有进行冠状和矢状两轴活动能力的关节，都能作环转运动凡具有进行冠状和矢状两轴活动能力的关节，都能作环转运动 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 关节的类型关节的类型School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.2.3 4.2.
84、3 肌肉肌肉o肌肉根据其形态、功能和位置等不同的特点，可肌肉根据其形态、功能和位置等不同的特点，可分为分为3种类型：骨骼肌、平滑肌和心肌种类型：骨骼肌、平滑肌和心肌 附着在骨骼上的肌肉称骨骼肌，骨骼肌有横纹，附着在骨骼上的肌肉称骨骼肌，骨骼肌有横纹，其收缩受人的意志支配其收缩受人的意志支配 平滑肌大都构成脏器的壁，故又称内脏肌平滑肌大都构成脏器的壁，故又称内脏肌 心肌分布在心脏的壁上，其运动不受意志支配心肌分布在心脏的壁上，其运动不受意志支配 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 肌肉的类型肌肉的
85、类型School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.2.3 4.2.3 肌肉肌肉o骨骼肌有骨骼肌有4种物理特性：收缩性、伸展性、弹性、种物理特性：收缩性、伸展性、弹性、粘滞性粘滞性 收缩性表现为肌肉纤维长度的缩短和张力的变化收缩性表现为肌肉纤维长度的缩短和张力的变化 伸展性是指骨骼肌在受外力作用时还可被拉长伸展性是指骨骼肌在受外力作用时还可被拉长 当外力解除后，被拉长的肌肉纤维又可复原。肌肉有受压变形，当外力解除后，被拉长的肌肉纤维又可复原。肌肉有受压变形，外力解除即可复原的特性即弹性外力解除即可复原的
86、特性即弹性 由于肌纤维内部含有胶状物质，故具有粘滞性，在肌肉收缩时由于肌纤维内部含有胶状物质，故具有粘滞性，在肌肉收缩时产生阻力，为此需要消耗一定的能量。气候寒冷时，肌肉的粘产生阻力，为此需要消耗一定的能量。气候寒冷时，肌肉的粘滞性增加；气温升高后，可减小肌肉的粘滞阻力。这可保证人滞性增加；气温升高后，可减小肌肉的粘滞阻力。这可保证人动作的灵活性，避免肌肉拉伤动作的灵活性，避免肌肉拉伤 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 人因工程设计中的人体模型（例）人因工程设计中的人体模型（例）School
87、of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3 4.3 心血管与呼吸系统心血管与呼吸系统o心脏心脏o血压与脉搏血压与脉搏o呼吸呼吸o能量代谢能量代谢School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.1 4.3.1 心脏心脏o全身组织器官的养料供应与代谢物的排出，均靠血液循环系统进行载全身组织器官的养料供应与代谢物的排出，均靠血液循环系统进行载运，而血液循环的动力是心脏。心脏时刻在不停地跳动，劳动时比运，而血液循环的动力是
88、心脏。心脏时刻在不停地跳动，劳动时比安静时的跳动频率高得多。劳动开始时，心跳在安静时的跳动频率高得多。劳动开始时，心跳在30s内即开始增速，内即开始增速，轻体力劳动增速不多，重体力劳动增速较大，有的可达轻体力劳动增速不多，重体力劳动增速较大，有的可达150200次次/min。一般经。一般经510分分min即可达稳态。劳动停止后，心跳可在即可达稳态。劳动停止后，心跳可在15s内内减速。减速。o人在从事体力劳动时，血压也有明显的变化，这是因为肌肉活动增加人在从事体力劳动时，血压也有明显的变化，这是因为肌肉活动增加了回心的血量，使心脏的血输出量增加。劳动开始时，收缩压开始了回心的血量，使心脏的血输出
89、量增加。劳动开始时，收缩压开始上升，对于那些肌肉活动强度大的作业上升更为明显，可上升上升，对于那些肌肉活动强度大的作业上升更为明显，可上升6080mmHg（成年人的正常收缩压约为（成年人的正常收缩压约为100400mmHg），舒张压的），舒张压的变化较小，轻体力劳动时几乎没有变化，重体力劳动虽有上升，但变化较小，轻体力劳动时几乎没有变化，重体力劳动虽有上升，但不像收缩压那么显著（成年人的正常舒张压在不像收缩压那么显著（成年人的正常舒张压在90mmHg以下）。这样，以下）。这样，脉压差就变大。劳动停止后，血压会在脉压差就变大。劳动停止后，血压会在5min内恢复到正常范围。内恢复到正常范围。 Sc
90、hool of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.1 4.3.1 心脏心脏o心脏组织心脏组织o心动周期与心率心动周期与心率o搏出量和心输出量搏出量和心输出量o心率与劳动的关系心率与劳动的关系School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.1 4.3.1 心脏心脏1. 心脏组织心脏组织o心脏是个肌肉器官，位于胸腔偏左部，它的壁由心肌构成。心脏心脏是个肌肉器官，位于胸腔偏左部，它的壁由心肌构成。心脏有有4个腔室，好
91、象一个泵，将血液横向送向全身。血液经动脉、毛个腔室，好象一个泵，将血液横向送向全身。血液经动脉、毛细血管、静脉、最后返回心脏细血管、静脉、最后返回心脏 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.1 4.3.1 心脏心脏1. 心脏组织心脏组织o体循环体循环指动脉血由左心房流入左心室，从左心室搏出，经指动脉血由左心房流入左心室，从左心室搏出，经主动脉及其分支流到全身毛细血管，进行物质交换主动脉及其分支流到全身毛细血管，进行物质交换和气体交换后，流入静脉，成为静脉血，回至右心和气体交换后，流入静脉，
92、成为静脉血，回至右心房房体循环是将氧和养分供给各组织器官，并带回代谢体循环是将氧和养分供给各组织器官，并带回代谢物排出体外。同时，将新吸收的养料，经门静脉，物排出体外。同时，将新吸收的养料，经门静脉，经过肝脏消毒，而后带回心脏经过肝脏消毒，而后带回心脏School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.1 4.3.1 心脏心脏1. 心脏组织心脏组织o肺循环肺循环指右心房的静脉血，经肺动脉及其分支，流至肺泡毛细血管，指右心房的静脉血，经肺动脉及其分支，流至肺泡毛细血管，进行气体交换，吐出二氧化碳，吸入新鲜
93、氧气，再经肺静脉，进行气体交换，吐出二氧化碳，吸入新鲜氧气，再经肺静脉，流回左心房流回左心房心房心室口的边缘都附有瓣膜，其作用是防止血液倒流心房心室口的边缘都附有瓣膜，其作用是防止血液倒流心脏外面包绕着冠状动脉，有丰富的血管，分布到所有的心肌心脏外面包绕着冠状动脉，有丰富的血管，分布到所有的心肌细胞，是供应心脏营养物质和排除废料的通道细胞，是供应心脏营养物质和排除废料的通道血液从左心室射向主动脉，必须克服主动脉内巨大的压力和阻血液从左心室射向主动脉，必须克服主动脉内巨大的压力和阻力，因此，左心室的壁比较厚，收缩的力量也比其他腔室大力，因此，左心室的壁比较厚，收缩的力量也比其他腔室大School
94、 of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 心肌的生理特征心肌的生理特征o心肌细胞都具有横纹，含有粗的肌凝蛋白丝和细的肌纤蛋白丝。这心肌细胞都具有横纹，含有粗的肌凝蛋白丝和细的肌纤蛋白丝。这些细胞的连接处的结构叫做些细胞的连接处的结构叫做“闰盘闰盘”。相邻细胞的膜在闰盘处融合，。相邻细胞的膜在闰盘处融合，使动作电位从一个细胞传至另一个细胞。使动作电位从一个细胞传至另一个细胞。o心肌细胞有心肌细胞有4 4个特征：个特征：自动节律自动节律：自动节律是指心肌能自动地按一定节律产生兴奋的能力。心：自动节律是指心肌能自动地按
95、一定节律产生兴奋的能力。心脏的自动节律性是心脏的特殊传导系统所产生的。脏的自动节律性是心脏的特殊传导系统所产生的。传导性传导性： 传导性是指一处产生兴奋能沿细脑膜扩布的特性。心室或心传导性是指一处产生兴奋能沿细脑膜扩布的特性。心室或心房的任何一个细胞发生电位变化，都能传导到整个心室肌或心房肌。房的任何一个细胞发生电位变化，都能传导到整个心室肌或心房肌。兴奋性兴奋性： 兴奋性是指心肌对刺激具有的反应能力。心肌兴奋性的高低，兴奋性是指心肌对刺激具有的反应能力。心肌兴奋性的高低，可用阈值表示。阈值高，表示兴奋性低；阈值低，表示兴奋性高。心肌可用阈值表示。阈值高，表示兴奋性低；阈值低，表示兴奋性高。心
96、肌接受刺激发生兴奋后，要经历接受刺激发生兴奋后，要经历3 3个时期。个时期。绝对不应期绝对不应期。对任何强度的刺激不发生反应。其时间等于整个收缩期加上舒。对任何强度的刺激不发生反应。其时间等于整个收缩期加上舒张期。张期。 相对不应期相对不应期。对于阈值以上的刺激发生反应。对于阈值以上的刺激发生反应。超常期超常期。对于低于阈值的刺激也产生兴奋，而后恢复正常。对于低于阈值的刺激也产生兴奋，而后恢复正常。收缩性收缩性：收缩性是指心肌接受刺激而兴奋，肌肉发生收缩的特性：收缩性是指心肌接受刺激而兴奋，肌肉发生收缩的特性School of managementXian Jiaotong UNIVERSIT
97、YTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.1 4.3.1 心脏心脏2. 心动周期与心率心动周期与心率o心动周期心动周期心动周期是指心房或心室收缩和舒张一次的时间心动周期是指心房或心室收缩和舒张一次的时间 每个周期以右心房的窦房结发出冲动开始；心动周每个周期以右心房的窦房结发出冲动开始；心动周期的长短与心率有关期的长短与心率有关 若成人平均心率为若成人平均心率为75次次/min，则每一心动周期约，则每一心动周期约0.8s；其中心房收缩期约；其中心房收缩期约0.1s，舒张期约，舒张期约0.7s；心室；心室收缩期为收缩期为0.3s；舒张期为；舒张期为0.5s School of ma
98、nagementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.1 4.3.1 心脏心脏2. 心动周期与心率心动周期与心率o心率心率心率是指心室每分钟搏动次数心率是指心室每分钟搏动次数 正常人在安静状态时，心率约为正常人在安静状态时，心率约为60100次次/min之间。人之间。人体之间，不同年龄之间，心率有明显的差异体之间，不同年龄之间，心率有明显的差异 副交感系统的迷走神经支配心脏的心率减慢，而交感神副交感系统的迷走神经支配心脏的心率减慢，而交感神经使心率加速。当骨骼肌在安静时，需氧量较少，迷走经使心率加速。当骨骼肌在安静时，需氧量较少
99、，迷走神经起主导作用；当骨骼肌工作时，需氧量增加，心脏神经起主导作用；当骨骼肌工作时，需氧量增加，心脏附近的主动脉感受器即向脑干发出信息，于是变为交感附近的主动脉感受器即向脑干发出信息，于是变为交感神经反应加强现象神经反应加强现象 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.1 4.3.1 心脏心脏3. 搏出量和心输出量搏出量和心输出量o搏出量搏出量每次搏动从左心室射入主动脉内的血量叫做搏出量（每搏输出量）每次搏动从左心室射入主动脉内的血量叫做搏出量（每搏输出量） 搏出量因年龄、性别、训练等因素
100、，人体差异很大。人体在安静状搏出量因年龄、性别、训练等因素，人体差异很大。人体在安静状态下，每搏输出量约态下，每搏输出量约6080mL 进入房室的血量越多，心肌纤维的初长度拉得越长，收缩越有力量，进入房室的血量越多，心肌纤维的初长度拉得越长，收缩越有力量，搏出量越多。在重体力劳动中，各器官的血量分配作了重新调整。搏出量越多。在重体力劳动中，各器官的血量分配作了重新调整。骨骼肌的血流量剧增，担任散热任务的皮肤也增加了血流量，而内骨骼肌的血流量剧增，担任散热任务的皮肤也增加了血流量，而内脏器官的血流量则相应减少脏器官的血流量则相应减少 在劳动和运动中，交感神经不仅刺激肾上腺分泌肾上腺素（在劳动和运
101、动中，交感神经不仅刺激肾上腺分泌肾上腺素（80%）和去甲肾上腺素（和去甲肾上腺素（20%），进入血液，加快心率，而且对窦房结和），进入血液，加快心率，而且对窦房结和心肌细胞的收缩力起增大作用，使左心室排空量更加完全心肌细胞的收缩力起增大作用，使左心室排空量更加完全 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.1 4.3.1 心脏心脏3. 搏出量和心输出量搏出量和心输出量o心输出量心输出量每分钟由左心室射出的血量每分钟由左心室射出的血量Q，叫做心输出量，叫做心输出量 Q=SVHR SV搏出量；搏出
102、量； HR心率心率 若某男性工人劳动时的心率为若某男性工人劳动时的心率为120次次/min，搏出量为，搏出量为160mL，则心输出量为：，则心输出量为： Q=160120=19200mL/min=19.2L School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.1 4.3.1 心脏心脏4. 心率与劳动的关系心率与劳动的关系o测定心率高低可分析心脏和循环系统对劳动的适应能力。若有多测定心率高低可分析心脏和循环系统对劳动的适应能力。若有多个人做同样同量的工作，可以测得心血管系统适应能力强的人，个人做同样同量的
103、工作，可以测得心血管系统适应能力强的人，心率上升较少，劳动以后，恢复较快。相反，心血管系统适应能心率上升较少，劳动以后，恢复较快。相反，心血管系统适应能力较差的人，心率上升快，恢复也慢。适应能力需要经过训练才力较差的人，心率上升快，恢复也慢。适应能力需要经过训练才能提高能提高 oHarvard采用台阶试验来评价心血管系统。测验时，受试者以采用台阶试验来评价心血管系统。测验时，受试者以30次次/min的速度上下一个的速度上下一个500mm高的板凳，踏凳高的板凳，踏凳5min后，计数后，计数11.5min的心率（可用遥测仪），如果坚持不了的心率（可用遥测仪），如果坚持不了5min，可记下实，可记下
104、实际时间，然后测量恢复期的心率际时间，然后测量恢复期的心率l1.5min。完成。完成5min踏凳的人，踏凳的人，心率超过心率超过100次次/min属于差；属于差；7799次次/min属于中；属于中；70次以下属于次以下属于优优 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.2 4.3.2 血压与脉搏血压与脉搏o血流量血流量o动脉血压动脉血压o动脉脉搏动脉脉搏School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 血管的
105、机能特点血管的机能特点p1 1动脉动脉主动脉和大动脉的管壁厚，坚韧而富有弹性，叫做主动脉和大动脉的管壁厚，坚韧而富有弹性，叫做“弹性血管弹性血管”。它能缓冲血压波动，能在心舒期继续将血液推向外周。它能缓冲血压波动，能在心舒期继续将血液推向外周。小动脉和微动脉管壁收缩性好，可以改变血管口径血流阻力，叫做小动脉和微动脉管壁收缩性好，可以改变血管口径血流阻力，叫做“阻阻力血管力血管”。p2 2毛细血管毛细血管此种血管的数量极大，血流速度极慢，它的管壁薄，其内有一层内皮细此种血管的数量极大，血流速度极慢，它的管壁薄，其内有一层内皮细胞，其外有一层基膜，通透性好，是血液与组织液交换的部位，叫做胞，其外有
106、一层基膜，通透性好，是血液与组织液交换的部位，叫做“交换血管交换血管”。p3 3静脉静脉静脉血管口径粗大；管壁较薄，易扩张，容量大，循环系统大约有静脉血管口径粗大；管壁较薄，易扩张，容量大，循环系统大约有66667070的血液在静脉系统中，故叫的血液在静脉系统中，故叫“容量血管容量血管”。静脉血管管壁有一定的舒缩性，可改变静脉容量，调整循环血量。静脉血管管壁有一定的舒缩性，可改变静脉容量，调整循环血量。School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.2 4.3.2 血压与脉搏血压与脉搏1. 血流量血
107、流量o在单位时间内流过血管某一截面的血量称为在单位时间内流过血管某一截面的血量称为“血流量血流量”，也叫，也叫“容积速容积速度度”，通常以，通常以mmL/min表示表示 o血流量的大小取决于两个因素，即血管两端的压力和血管对血流的阻血流量的大小取决于两个因素，即血管两端的压力和血管对血流的阻力。如果以力。如果以Q为血流量，为血流量，P为血管两端的压力差，为血管两端的压力差，R为血管阻力，其为血管阻力，其关系式为：关系式为：Q=P/R o在循环系统中，动脉、毛细血管和静脉各段血管总的血流量也都是相在循环系统中，动脉、毛细血管和静脉各段血管总的血流量也都是相等的，即都等于心输出量。因此，上式中的等
108、的，即都等于心输出量。因此，上式中的Q即心输出量，即心输出量，P是主动是主动脉压和右心房压的差，脉压和右心房压的差，R是体循环总的血流阻力，称为总外周阻力。是体循环总的血流阻力，称为总外周阻力。由于右心房压接近于零，故由于右心房压接近于零，故P接近于平均主动脉压接近于平均主动脉压PA School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.2 4.3.2 血压与脉搏血压与脉搏2. 动脉血压动脉血压o血压是指血液在血管内流动时对血管壁的压力血压是指血液在血管内流动时对血管壁的压力 o血液在血管中流动，主要是由
109、于心室收缩时造成主动脉首端血液在血管中流动，主要是由于心室收缩时造成主动脉首端与右心房之间的压力差，血流在各段血管中所遇到的阻力不与右心房之间的压力差，血流在各段血管中所遇到的阻力不同，因此，压力降落是不均匀的。一般所指的血压，是指体同，因此，压力降落是不均匀的。一般所指的血压，是指体循环中动脉血压而言循环中动脉血压而言 o在一个心动周期中，心室收缩时主动脉血压上升所达到的最在一个心动周期中，心室收缩时主动脉血压上升所达到的最高值称为收缩压（高值称为收缩压（Systolic Pressure），心室舒张时主动），心室舒张时主动脉血压下降所达到的最低值称为舒张压（脉血压下降所达到的最低值称为舒张
110、压（Pulse Pressure）。中国一般成年人安静时的收缩压为）。中国一般成年人安静时的收缩压为100400mmHg，舒张压为，舒张压为6090mmHg School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.2 4.3.2 血压与脉搏血压与脉搏2. 动脉血压动脉血压o在安静情况下，每次心脏收缩时，左心室向主动脉射出在安静情况下，每次心脏收缩时，左心室向主动脉射出6080毫升血液，毫升血液，此时由于血液质点的相互摩擦，以及血液与血管壁的摩擦，产生阻力此时由于血液质点的相互摩擦，以及血液与血管壁的摩擦，产
111、生阻力（外周阻力），阻止血液顺利地从主动脉流向外周。一般心缩期每搏的（外周阻力），阻止血液顺利地从主动脉流向外周。一般心缩期每搏的输出量只有总量的输出量只有总量的1/3，其余，其余2/3的血液暂留在主动脉内，对管壁施加侧的血液暂留在主动脉内，对管壁施加侧压力，并拉长了管壁的弹性纤维，使动脉管壁被动扩张压力，并拉长了管壁的弹性纤维，使动脉管壁被动扩张o心室舒张时，射血停止。此时，主动脉管壁弹性纤维回缩，压迫血液继心室舒张时，射血停止。此时，主动脉管壁弹性纤维回缩，压迫血液继续向外周流动，并保持了一定的血压续向外周流动，并保持了一定的血压o主动脉管壁的弹性对血液循环起着两种作用：主动脉管壁的弹性对
112、血液循环起着两种作用：把心室收缩时释放的一部分能量，以势能的形式贮存起来，于心舒把心室收缩时释放的一部分能量，以势能的形式贮存起来，于心舒期推动血液继续流动；期推动血液继续流动；缓冲动脉血压的变化，使心室收缩时动脉内血压不致于过高，舒张缓冲动脉血压的变化，使心室收缩时动脉内血压不致于过高，舒张时动脉血压不致于过低时动脉血压不致于过低School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.2 4.3.2 血压与脉搏血压与脉搏3. 动脉脉搏动脉脉搏o每一个心动周期，由于大动脉内压力和容积变化，所形每一个心动周期
113、，由于大动脉内压力和容积变化，所形成的搏动，称为动脉脉搏成的搏动，称为动脉脉搏 o动脉脉搏产生后沿着血管壁向末梢传播出去，因此在浅动脉脉搏产生后沿着血管壁向末梢传播出去，因此在浅表的动脉上可用手模到这种搏动表的动脉上可用手模到这种搏动 o在劳动和运动中，常用测定脉搏来了解劳动强度和运动在劳动和运动中，常用测定脉搏来了解劳动强度和运动量对人体的影响量对人体的影响 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.3 4.3.3 呼吸呼吸o机体运动需要氧，氧化反应排出二氧化碳。人体与机体运动需要氧，氧化反
114、应排出二氧化碳。人体与外界环境进行气体交换的器官是肺，运输氧和二氧外界环境进行气体交换的器官是肺，运输氧和二氧化碳的载具是血液化碳的载具是血液 o安静时，全身细胞每分钟大约需氧安静时，全身细胞每分钟大约需氧250mL；剧烈运；剧烈运动时，氧需量要增大动时，氧需量要增大30倍以上，并相应地产生更多倍以上，并相应地产生更多的二氧化碳。为了满足机体对氧的不同需求，体内的二氧化碳。为了满足机体对氧的不同需求，体内存在使呼吸及组织细胞的代谢需求相协调的机制存在使呼吸及组织细胞的代谢需求相协调的机制 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of P
115、rof. Sun L. Y. 4.3.3 4.3.3 呼吸呼吸1. 外呼吸外呼吸o大气与肺之间的气体交换叫做外呼吸大气与肺之间的气体交换叫做外呼吸 o空气由鼻腔经喉部进入气管，由支气管分叉进入左右两肺。支气空气由鼻腔经喉部进入气管，由支气管分叉进入左右两肺。支气管又分成很小的细支气管、肺泡管，最后进入肺泡。肺泡是一些管又分成很小的细支气管、肺泡管，最后进入肺泡。肺泡是一些小囊，为数约三亿个，是血液与外界气体交换的实际场所。在与小囊，为数约三亿个，是血液与外界气体交换的实际场所。在与毛细血管接触的肺泡囊中，气体交换的总面积为毛细血管接触的肺泡囊中，气体交换的总面积为70m2 o呼吸是借大气与肺泡
116、之间的压力差进行的。当膈肌收缩，使肌肉呼吸是借大气与肺泡之间的压力差进行的。当膈肌收缩，使肌肉向腹腔的方向下移，此时，肋间肌收缩，使肋骨向上向外移动，向腹腔的方向下移，此时，肋间肌收缩，使肋骨向上向外移动，便扩大了胸廓，引起肺内压力下降，便吸入空气。吸气完毕，肌便扩大了胸廓，引起肺内压力下降，便吸入空气。吸气完毕，肌肉松弛，牵张的组织回缩至其原来的长度。随着胸腔与肺容积的肉松弛，牵张的组织回缩至其原来的长度。随着胸腔与肺容积的缩小，肺气泡的压力上升超过大气的压力，呼气即被排出缩小，肺气泡的压力上升超过大气的压力，呼气即被排出 School of managementXian Jiaotong
117、UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.3 4.3.3 呼吸呼吸1. 外呼吸外呼吸o肺内气体的总量包括肺内气体的总量包括4部分部分 n潮气量：潮气量：一次呼吸中进入或排出肺部的气量。在安一次呼吸中进入或排出肺部的气量。在安静状态下，潮气量为静状态下，潮气量为500mL左右左右 n补吸气量：补吸气量：在潮气量之外再吸入的气体量，大约为在潮气量之外再吸入的气体量，大约为15002200mL n补呼气量：补呼气量：在潮气量之外再呼出的气体量，大约在潮气量之外再呼出的气体量，大约为为9001200mL n余气量：余气量：在最大呼气之后肺内仍残留的余气在最大呼气之后肺
118、内仍残留的余气 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.3 4.3.3 呼吸呼吸1. 外呼吸外呼吸o经最大深吸气后，作最大呼气时所呼出的气量叫经最大深吸气后，作最大呼气时所呼出的气量叫肺活量肺活量o肺活量肺活量=潮气量潮气量+补呼气量补呼气量+补吸气量补吸气量 o成年人的肺活量的平均值约为：男性成年人的肺活量的平均值约为：男性35004000mL；女性女性25003500 mL；训练有素的运动员可达；训练有素的运动员可达5000 mL o肺活量与最大氧耗量呈线性关系。它与人的性别、年龄、肺活
119、量与最大氧耗量呈线性关系。它与人的性别、年龄、体表面积、身高体重、呼吸肌发达程度及肺和胸壁的弹体表面积、身高体重、呼吸肌发达程度及肺和胸壁的弹性有关，个体差异较大。此外，肺活量还受体位变化的性有关，个体差异较大。此外，肺活量还受体位变化的影响影响 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.3 4.3.3 呼吸呼吸1. 外呼吸外呼吸o肺通气量肺通气量指单位时间内吸入（或呼出）的气量。以每分指单位时间内吸入（或呼出）的气量。以每分钟体积为单位计量的称为钟体积为单位计量的称为每分钟通气量每分钟通气量
120、o每分钟通气量每分钟通气量=潮气量（呼吸深度）潮气量（呼吸深度）呼吸频率（升）呼吸频率（升）o安静时，成年人呼吸深度为安静时，成年人呼吸深度为4001500 mL，呼吸频率，呼吸频率为为1620次次/min。劳动或运动时，呼吸频率随劳动强度。劳动或运动时，呼吸频率随劳动强度而增加，每分钟可达而增加，每分钟可达4045次次 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.3 4.3.3 呼吸呼吸2. 内呼吸内呼吸o肺肺内气体交换内气体交换 来自身体各组织的静脉血，具有高来自身体各组织的静脉血，具有高C
121、O2和低和低O2，当其经过肺，当其经过肺毛细血管时，透过一层极薄的组织释放出二氧化碳并获得氧气毛细血管时，透过一层极薄的组织释放出二氧化碳并获得氧气 其原理是：空气中的氧分压高于血液中的，所以氧进入血液；其原理是：空气中的氧分压高于血液中的，所以氧进入血液；而血液中的二氧化碳分压高于空气中的，因此，二氧化碳从血而血液中的二氧化碳分压高于空气中的，因此，二氧化碳从血液中放出。当肺泡和毛细血管与空气的分压相等时，气体交换液中放出。当肺泡和毛细血管与空气的分压相等时，气体交换便停止便停止 安静时，假定能量物质只是葡萄糖，则每分钟有安静时，假定能量物质只是葡萄糖，则每分钟有200 mL氧气氧气进入机体
122、细胞进入机体细胞 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.3 4.3.3 呼吸呼吸2. 内呼吸内呼吸o组织气体交换组织气体交换 在动脉血液中，大约占总量在动脉血液中，大约占总量1.5%的氧呈物理溶解在血浆中，而占总的氧呈物理溶解在血浆中，而占总量量98.5%的氧则与血红蛋白呈化合状态。溶解在血浆中的氧是游离的氧则与血红蛋白呈化合状态。溶解在血浆中的氧是游离的，可对血管施加压力，进入细胞间液；氧合血红蛋白，在血液中的，可对血管施加压力，进入细胞间液；氧合血红蛋白，在血液中呈游离状态的，不能直接
123、进入细胞组织间液。但是，非游离氧可使呈游离状态的，不能直接进入细胞组织间液。但是，非游离氧可使更多的肺泡中的氧吸入血液中更多的肺泡中的氧吸入血液中 氧和血红蛋白的结合和解离是可逆反应，氧和血红蛋白的结合和解离是可逆反应， （氧合血红蛋白）（氧合血红蛋白）当血液经过肺泡时，血红蛋白迅速和氧结合，而当血液经过氧压较当血液经过肺泡时，血红蛋白迅速和氧结合，而当血液经过氧压较低的组织时，氧合血红蛋白又迅速解离释放出氧。脱氧血红蛋白呈低的组织时，氧合血红蛋白又迅速解离释放出氧。脱氧血红蛋白呈紫蓝色，如果皮肤出现这种颜色，表明血中缺氧，叫做发绀紫蓝色，如果皮肤出现这种颜色，表明血中缺氧，叫做发绀 Scho
124、ol of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.3.3 4.3.3 呼吸呼吸2. 内呼吸内呼吸o组织气体交换组织气体交换 二氧化碳从组织细胞进入血液也是以溶解和化合两种方式来运二氧化碳从组织细胞进入血液也是以溶解和化合两种方式来运输的。溶解的量约占输的。溶解的量约占6%，其余的量为化合。有，其余的量为化合。有87%与强盐基与强盐基如钠和钾结合成碳酸氢盐，有如钠和钾结合成碳酸氢盐，有7%与血红蛋白结合氨基甲酸血与血红蛋白结合氨基甲酸血红蛋白。两者既能迅速结合又能迅速解离，也是可逆反应红蛋白。两者既能迅速结合又能迅
125、速解离，也是可逆反应 在体循环的过程中，当动脉血液流经组织细胞的毛细血管时，在体循环的过程中，当动脉血液流经组织细胞的毛细血管时，仍按气体分压差的规律决定氧和二氧化碳的扩散方向。当运动仍按气体分压差的规律决定氧和二氧化碳的扩散方向。当运动强度增加，氧耗增加，二氧化碳的产生也多，细胞膜两侧两种强度增加，氧耗增加，二氧化碳的产生也多，细胞膜两侧两种气体的分压差更悬殊，对氧透入组织和二氧化碳排入血液更为气体的分压差更悬殊，对氧透入组织和二氧化碳排入血液更为有利有利 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y.
126、二氧化碳二氧化碳氧气氧气肺泡肺泡School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4 4.4 能量代谢能量代谢o能量代谢概述能量代谢概述o劳动强度劳动强度School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.1 4.4.1 能量代谢概述能量代谢概述o能量供应能量供应o能量代谢的测定方法能量代谢的测定方法o能量代谢与能量代谢率能量代谢与能量代谢率School of managementXian Jiaotong UNI
127、VERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.1 4.4.1 能量代谢概述能量代谢概述1. 能量供应能量供应o人在作业过程中所需要的能量，是分别由三种不同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的能源系统ATP-CP（三磷酸腺苷（三磷酸腺苷-磷酸肌酸）磷酸肌酸）系统、乳酸能系统和有氧氧化系统提供的系统、乳酸能系统和有氧氧化系统提供的 o三个系统的供能状况与体力劳动的关系如下页所示三个系统的供能状况与体力劳动的关系如下页所示 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y.
128、 名称名称代谢需代谢需氧状况氧状况供能速度供能速度能源物质能源物质 产生产生ATP的的量量体力劳动体力劳动类型类型ATP-CP系统系统无氧代谢无氧代谢非常迅速非常迅速CP很少很少劳动之初和劳动之初和极短时间内极短时间内的极强体力的极强体力劳动的供能劳动的供能有限有限乳酸能系统乳酸能系统无氧代谢无氧代谢迅速糖原迅速糖原糖原糖原有限有限短时间内强短时间内强度大体力劳度大体力劳动的供能动的供能有氧氧化系统有氧氧化系统有氧代谢有氧代谢较慢较慢糖原、脂肪、糖原、脂肪、蛋白质蛋白质几乎不受限制几乎不受限制持续时间长、持续时间长、强度小的各强度小的各种劳动供能种劳动供能供能状况与体力劳动的关系供能状况与体力
129、劳动的关系School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.1 4.4.1 能量代谢概述能量代谢概述2. 能量代谢的测定方法能量代谢的测定方法o人体能量的产生和消耗称为能量代谢人体能量的产生和消耗称为能量代谢 o能量代谢的测定方法有直接法和间接法两种。目前一般能量代谢的测定方法有直接法和间接法两种。目前一般采用间接法采用间接法 o间接法的基本原理是，能量代谢可通过人体的氧耗量反间接法的基本原理是，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、脂肪等能源物映出来，因此，首先测得单位时间
130、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），由此在推算某一时间或某项作业所者之比（呼吸商），由此在推算某一时间或某项作业所消耗的能量消耗的能量 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.1 4.4.1 能量代谢概述能量代谢概述2. 能量代谢的测定方法能量代谢的测定方法o通常能耗量以焦耳（通常能耗量以焦耳（J）表示）表示 o氧耗量有两种表示方法。一种是以每分钟所消耗的氧气氧耗量有两种表示方法。一种是以每分钟所
131、消耗的氧气的体积表示，即每分钟耗氧多少升（的体积表示，即每分钟耗氧多少升（L/min）；另一种）；另一种是以人每千克体重每分钟消耗多少立方厘米氧气表示是以人每千克体重每分钟消耗多少立方厘米氧气表示cm3/（kgmin） o这两种表示方法可以通过下式换算：这两种表示方法可以通过下式换算：1L/min=W10-3cm3/（kgmin） W体重（体重（kg）School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.1 4.4.1 能量代谢概述能量代谢概述2. 能量代谢的测定方法能量代谢的测定方法o从事劳动所需要的能
132、量，最终来源于糖、脂肪、蛋白质从事劳动所需要的能量，最终来源于糖、脂肪、蛋白质的氧化分解。在能源物质的氧化分解过程中，人体必须的氧化分解。在能源物质的氧化分解过程中，人体必须不断地吸入氧，并不断地排出二氧化碳。不同的能源物不断地吸入氧，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，各种能源质在体内氧化时，其呼吸商是不同的。同时，各种能源物质在体内氧化时，每消耗物质在体内氧化时，每消耗1L氧所产生的热量（氧热价）氧所产生的热量（氧热价）也是不同的也是不同的 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof
133、. Sun L. Y. 4.4.1 4.4.1 能量代谢概述能量代谢概述3. 能量代谢与能量代谢率能量代谢与能量代谢率o人体代谢所产生的能量等于消耗于体外做功的能量人体代谢所产生的能量等于消耗于体外做功的能量和在体内直接、间接转化为热的能量的总和和在体内直接、间接转化为热的能量的总和o在不对外做功的条件下，体内所产生的能量等于有在不对外做功的条件下，体内所产生的能量等于有身体发散出的能量，从而使体温维持在相对恒定的身体发散出的能量，从而使体温维持在相对恒定的水平上水平上 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun
134、L. Y. 4.4.1 4.4.1 能量代谢概述能量代谢概述3. 能量代谢与能量代谢率能量代谢与能量代谢率o能量代谢分为三种，即基础代谢、安静代谢和活动代谢能量代谢分为三种，即基础代谢、安静代谢和活动代谢 基础代谢：基础代谢：人体代谢的速率，随人所处的条件不同而异。人体代谢的速率，随人所处的条件不同而异。生理学将人清醒、静卧、空腹（食后生理学将人清醒、静卧、空腹（食后10h以上）、室温在以上）、室温在20左右这一条件定为基础条件。人体在基础条件下的左右这一条件定为基础条件。人体在基础条件下的能量代谢称为基础代谢。单位时间内的基础代谢量就叫能量代谢称为基础代谢。单位时间内的基础代谢量就叫做基础代
135、谢量。它反映单位时间内人体维持最基本的生做基础代谢量。它反映单位时间内人体维持最基本的生命活动所消耗的最低限度的能量。更常用的指标是基础命活动所消耗的最低限度的能量。更常用的指标是基础代谢率，通常以每小时每平方米体表面积消耗的热量来代谢率，通常以每小时每平方米体表面积消耗的热量来表示，记作表示，记作J/(hm2) School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.1 4.4.1 能量代谢概述能量代谢概述3. 能量代谢与能量代谢率能量代谢与能量代谢率o能量代谢分为三种，即基础代谢、安静代谢和活动代谢能量
136、代谢分为三种，即基础代谢、安静代谢和活动代谢 安静代谢：安静代谢：是指作业或劳动开始之前，仅仅为了保持身体各部是指作业或劳动开始之前，仅仅为了保持身体各部位的平衡及某种姿势条件下的能量代谢。安静代谢量包括基础位的平衡及某种姿势条件下的能量代谢。安静代谢量包括基础代谢量。测定安静代谢量，一般是在作业前或作业后，被测者代谢量。测定安静代谢量，一般是在作业前或作业后，被测者坐在椅子上并保持安静状态，通过呼气取样采用呼气分析法进坐在椅子上并保持安静状态，通过呼气取样采用呼气分析法进行的。安静状态可通过呼吸次数或脉搏数判断。通常也可以常行的。安静状态可通过呼吸次数或脉搏数判断。通常也可以常温下基础代谢量
137、的温下基础代谢量的120%作为安静代谢量。与基础代谢率类似，作为安静代谢量。与基础代谢率类似，一般也用安静代谢率作为常用的指标。一般也用安静代谢率作为常用的指标。 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.1 4.4.1 能量代谢概述能量代谢概述3. 能量代谢与能量代谢率能量代谢与能量代谢率o能量代谢分为三种，即基础代谢、安静代谢和活动代谢能量代谢分为三种，即基础代谢、安静代谢和活动代谢 活动代谢：活动代谢：亦称为劳动代谢、作业代谢或工作代谢。它是人在从事特定活动亦称为劳动代谢、作业代谢或工作
138、代谢。它是人在从事特定活动过程中所进行的能量代谢。体力劳动是使能量代谢亢进的最主要的原因。因过程中所进行的能量代谢。体力劳动是使能量代谢亢进的最主要的原因。因为在实际活动中所测得的总能量代谢，即实际代谢，不仅包括活动代谢，也为在实际活动中所测得的总能量代谢，即实际代谢，不仅包括活动代谢，也包括基础代谢与安静代谢，衡量时一般使用代谢率指标，如下式所示包括基础代谢与安静代谢，衡量时一般使用代谢率指标，如下式所示活动代谢率活动代谢率=实际代谢率安静代谢率实际代谢率安静代谢率 活动代谢率用每分钟内每平方米体表面积所消耗的能量表示，记作活动代谢率用每分钟内每平方米体表面积所消耗的能量表示，记作J/(mi
139、nm2)。活动代谢与体力劳动强度有直接对应关系。它对于劳动管理、。活动代谢与体力劳动强度有直接对应关系。它对于劳动管理、劳动卫生具有极为重要的意义，是计算劳动者一天中所消耗的能量以及计算劳动卫生具有极为重要的意义，是计算劳动者一天中所消耗的能量以及计算需要营养补给的热量的依据，也是评价劳动负荷合理性的重要指标需要营养补给的热量的依据，也是评价劳动负荷合理性的重要指标o影响人体作业时能量代谢的因素很多，如作业类型、作业方影响人体作业时能量代谢的因素很多，如作业类型、作业方法、作业姿势、作业速度等法、作业姿势、作业速度等 School of managementXian Jiaotong UNIV
140、ERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.1 4.4.1 能量代谢概述能量代谢概述3. 能量代谢与能量代谢率能量代谢与能量代谢率o相对能量代谢率相对能量代谢率 体力劳动强度不同，所消耗的能量不同。由于劳动体力劳动强度不同，所消耗的能量不同。由于劳动者性别、年龄、体力与体质方面存在差异，从事同者性别、年龄、体力与体质方面存在差异，从事同等强度的体力劳动，消耗的能量亦不同等强度的体力劳动，消耗的能量亦不同 为了消除劳动者个体之间的差异因素，常用活动代为了消除劳动者个体之间的差异因素，常用活动代谢率与基础代谢率之比，即相对能量代谢率来衡量谢率与基础代谢率之比，即相对能量代谢
141、率来衡量劳动强度的大小劳动强度的大小 RMR=活动代谢率活动代谢率/基础代谢率基础代谢率 =（作业时实际代谢（作业时实际代谢率安静代谢率）率安静代谢率）/基础代谢率基础代谢率 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.2 4.4.2 劳动强度劳动强度o国外的劳动强度分级国外的劳动强度分级o中国的劳动强度分级中国的劳动强度分级o最大能量消耗界限最大能量消耗界限School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4
142、.4.2 4.4.2 劳动强度劳动强度o劳动强度是以作业过程中人体的能耗量、氧耗量、劳动强度是以作业过程中人体的能耗量、氧耗量、心率、直肠温度、排汗率或相对代谢率等作为指标心率、直肠温度、排汗率或相对代谢率等作为指标分级的分级的o由于最紧张的脑力劳动的能量消耗一般不超过基础由于最紧张的脑力劳动的能量消耗一般不超过基础代谢的代谢的10%，而体力劳动的能量消耗可高达基础代，而体力劳动的能量消耗可高达基础代谢的谢的1025倍，因此，以能量消耗或相对代谢率作倍，因此，以能量消耗或相对代谢率作为指标制订的劳动强度分级，只适用于以体力劳动为指标制订的劳动强度分级，只适用于以体力劳动为主的作业为主的作业 S
143、chool of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.2 4.4.2 劳动强度劳动强度1. 国外的劳动强度分级国外的劳动强度分级o国外常用的克里斯坦森（国外常用的克里斯坦森（Christensen）标准是以能耗量和氧耗量）标准是以能耗量和氧耗量作为分级标准来划分不同劳动强度的如下表所示。该标准所依据作为分级标准来划分不同劳动强度的如下表所示。该标准所依据的为欧美人的平均值，即体重的为欧美人的平均值，即体重70kg、体表面积、体表面积1.84m2。所分等级。所分等级为轻、中等、强、极强、过强共五级为轻、中等、
144、强、极强、过强共五级 劳动强强度度级轻中等中等强强极极强强过强强能耗下限能耗下限（kcal/min）2.5（10.5）5.0（20.9）7.5（31.4）10.0（41.9）12.5（52.3）氧耗量下限氧耗量下限（L/min）0.51.01.52.02.5表表4-3 按能耗和氧耗分级的劳动强度指标按能耗和氧耗分级的劳动强度指标 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.2 4.4.2 劳动强度劳动强度1. 国外的劳动强度分级国外的劳动强度分级o对于中国，该标准显得过高。因此，有人建议将该标准
145、对于中国，该标准显得过高。因此，有人建议将该标准按中国人体表面积减去按中国人体表面积减去5%20%，作为标准，作为标准 o除此之外，国际劳工局、日本劳动科学研究所也各有标除此之外，国际劳工局、日本劳动科学研究所也各有标准，其中，由于中国人体素质与日本比较接近，故有较准，其中，由于中国人体素质与日本比较接近，故有较大的参考价值，具体请参考其他书籍。日本通常是以能大的参考价值，具体请参考其他书籍。日本通常是以能量代谢率量代谢率RMR作为评价劳动强度标准的作为评价劳动强度标准的 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun
146、 L. Y. 4.4.2 4.4.2 劳动强度劳动强度2. 中国的劳动强度分级中国的劳动强度分级o中国于中国于1983年制订了按劳动强度指数划分的年制订了按劳动强度指数划分的体力劳动强度分级体力劳动强度分级国家标准（国家标准（GB3869-83），如表），如表4-4所示。所示。o该标准是以劳动时间率和工作日平均能量代谢率为标准制订的，该标准是以劳动时间率和工作日平均能量代谢率为标准制订的，能比较全面地反映作业时人体负荷的大小能比较全面地反映作业时人体负荷的大小 劳动强度级别劳动强度指数15 20 2525表4-4 体力劳动强度分级 School of managementXian Jiaoto
147、ng UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.2 4.4.2 劳动强度劳动强度2. 中国的劳动强度分级中国的劳动强度分级o劳动强度指数的计算公式为：劳动强度指数的计算公式为：I = 3T + 7M 式中：式中：I劳动强度指数；劳动强度指数； T劳动时间率；劳动时间率； M8h工作日能量代谢率；工作日能量代谢率； 3劳动时间率计算系数；劳动时间率计算系数； 7能量代谢率计算系数能量代谢率计算系数 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.2 4.4.2 劳动强
148、度劳动强度2. 中国的劳动强度分级中国的劳动强度分级o表表4-4中各级别的中各级别的8h工作日平均能耗值分别为：工作日平均能耗值分别为：级级3570 kJ/人，相当于轻强度劳动；人，相当于轻强度劳动；级级5578kJ/人，相人，相当于中等强度劳动；当于中等强度劳动；级级7333 kJ/人，相当于重强度劳人，相当于重强度劳动；动；级级11340 kJ/人，相当于很重强度劳动人，相当于很重强度劳动 o劳动时间率为一个工作日内净劳动时间（即除休息和工作时劳动时间率为一个工作日内净劳动时间（即除休息和工作时间持续间持续1min以上的暂停时间外的全部活动时间）与工作日总以上的暂停时间外的全部活动时间）与
149、工作日总时间的比，以百分比表示，即工作日内净劳动时间时间的比，以百分比表示，即工作日内净劳动时间/工作日总工作日总工时（工时（%）。可通过抽样测定，取其平均值）。可通过抽样测定，取其平均值 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.2 4.4.2 劳动强度劳动强度2. 中国的劳动强度分级中国的劳动强度分级o能量代谢率能量代谢率M的计算方法是：将某工种一个工作日内各种活的计算方法是：将某工种一个工作日内各种活动和休息加以归类，求出各项活动与休息时的能量代谢率，动和休息加以归类，求出各项活动与休息
150、时的能量代谢率，分别乘以相应的累计时间，最后得出一个工作日各种活动和分别乘以相应的累计时间，最后得出一个工作日各种活动和休息时的合计能量消耗总值，再除以工作日总工时，即得出休息时的合计能量消耗总值，再除以工作日总工时，即得出工作日平均能量代谢率工作日平均能量代谢率 o各项活动与休息时的能量代谢率用式（各项活动与休息时的能量代谢率用式（4-13）（4-16）计）计算算 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.2 4.4.2 劳动强度劳动强度2. 中国的劳动强度分级中国的劳动强度分级o当每分钟肺
151、通气量当每分钟肺通气量3.07.3L时采用（时采用（4-13）（）（4-14）式；每分钟肺通气）式；每分钟肺通气量量8.030.9L时采用（时采用（4-15）（）（4-16）式；每分钟肺通气量）式；每分钟肺通气量7.38.0L时则时则采用两式的平均值采用两式的平均值 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.2 4.4.2 劳动强度劳动强度3. 最大能量消耗界限最大能量消耗界限o单位时间内人体承受的体力活动工作量（体力工作负荷）必须处在一定的范围之单位时间内人体承受的体力活动工作量（体力工作负
152、荷）必须处在一定的范围之内。负荷过小，不利于劳动者工作潜能的发挥和作业效率的提高，将造成人力的内。负荷过小，不利于劳动者工作潜能的发挥和作业效率的提高，将造成人力的浪费，但负荷过大，超过了人的生理负荷能力和供能能力的限度，又会损害劳动浪费，但负荷过大，超过了人的生理负荷能力和供能能力的限度，又会损害劳动者的健康，导致不安全事故的发生者的健康，导致不安全事故的发生 o一般，人体的最佳工作负荷是指在正常情景中，人体工作一般，人体的最佳工作负荷是指在正常情景中，人体工作8h不产生过度疲劳的最不产生过度疲劳的最大工作负荷值。最大工作负荷值通常是以能量消耗界限、心率界限以及最大摄氧大工作负荷值。最大工作
153、负荷值通常是以能量消耗界限、心率界限以及最大摄氧量的百分数表示。国外一般认为，能量消耗量的百分数表示。国外一般认为，能量消耗21kJ/min、心率、心率110115次次/min、吸、吸氧量为最大摄氧量的氧量为最大摄氧量的33%左右时的工作负荷为最佳工作负荷。中国医学科学院卫左右时的工作负荷为最佳工作负荷。中国医学科学院卫生研究所也曾对中国具有代表性行业中的生研究所也曾对中国具有代表性行业中的262个工种的劳动时间和能量代谢进行个工种的劳动时间和能量代谢进行了调查研究，提出了如下能量消耗界限，即一个工作日（了调查研究，提出了如下能量消耗界限，即一个工作日（8h）的总能量消耗应）的总能量消耗应在在
154、58806720kJ之间，最多不超过之间，最多不超过8400kJ。若在不良劳动环境中进行作业，上。若在不良劳动环境中进行作业，上述能耗量还应降低述能耗量还应降低20%。根据中国工人目前食物摄入水平，这一能耗界限是比较。根据中国工人目前食物摄入水平，这一能耗界限是比较合理的。日本学者斋藤一和入江俊二对作业中的最佳能耗范围也进行了研究，他合理的。日本学者斋藤一和入江俊二对作业中的最佳能耗范围也进行了研究，他们认为，们认为，8h工作适宜能耗应为工作适宜能耗应为58806300kJ，不宜超过，不宜超过7560kJ School of managementXian Jiaotong UNIVERSITY
155、Team of Prof. Sun L. Y. 4.4.2 4.4.2 劳动强度劳动强度3. 最大能量消耗界限最大能量消耗界限o对于重强度劳动和极重（很重）强度劳动，只有增加工间休息时对于重强度劳动和极重（很重）强度劳动，只有增加工间休息时间即通过劳动时间率来调整工作日中的总能耗，使间即通过劳动时间率来调整工作日中的总能耗，使8h的能耗量不的能耗量不超过最佳能耗界限超过最佳能耗界限o对于在一个工作日中，劳动时间与休息时间各为多少以及两者如对于在一个工作日中，劳动时间与休息时间各为多少以及两者如何合理配置，德国学者何合理配置，德国学者E.A.Miller研究后认为，一般人连续劳动研究后认为，一般
156、人连续劳动480min而中间不休息的最大能量消耗界限为而中间不休息的最大能量消耗界限为16.8kJ/min，这一能，这一能量消耗率也被称为耐力水平。如果作业时的能耗超过这一界限，量消耗率也被称为耐力水平。如果作业时的能耗超过这一界限，劳动者就必须使用体内的能量贮备。为了补充体内的能量贮备，劳动者就必须使用体内的能量贮备。为了补充体内的能量贮备，就必须在作业过程中，插入必要的休息时间。米勒假定标准能量就必须在作业过程中，插入必要的休息时间。米勒假定标准能量贮备为贮备为100kJ，要避免疲劳积累，则工作时间加上休息时间的平，要避免疲劳积累，则工作时间加上休息时间的平均能量消耗不能超过均能量消耗不能
157、超过16.8kJ/min School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 最大能量消耗界限最大能量消耗界限o据此，可将能量消耗水平与劳动持续时间以及休息时间的关系通据此，可将能量消耗水平与劳动持续时间以及休息时间的关系通过下式表达过下式表达 School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 4.4.2 4.4.2 劳动强度劳动强度3. 最大能量消耗界限最大能量消耗界限o目前有许多重体力作业，其能量消耗均已超过最大能耗界限，
158、如目前有许多重体力作业，其能量消耗均已超过最大能耗界限，如铲煤作业，能量消耗为铲煤作业，能量消耗为42kJ/min；拉钢锭工，能量消耗为；拉钢锭工，能量消耗为36.5kJ/min。对于此类作业，必须根据作业时的能量代谢率，合。对于此类作业，必须根据作业时的能量代谢率，合理安排工间休息，以保证理安排工间休息，以保证8h的总能耗不超过最佳能耗界限的总能耗不超过最佳能耗界限o工间休息时间的长短、次数和时刻，应根据劳动强度、作业性质、工间休息时间的长短、次数和时刻，应根据劳动强度、作业性质、紧张程度、作业环境等因素确定。如在高温或强热辐射环境中劳紧张程度、作业环境等因素确定。如在高温或强热辐射环境中劳
159、动的钢铁冶炼工人、锻工等，不仅需要较多的休息次数，而且每动的钢铁冶炼工人、锻工等，不仅需要较多的休息次数，而且每次工间休息时间也应长些（次工间休息时间也应长些（2030min）。其劳动时间率一般为）。其劳动时间率一般为40%o一般情况下，工作日开始阶段的休息时间应比前半日的中间阶段一般情况下，工作日开始阶段的休息时间应比前半日的中间阶段多一些，以消除开始积累的轻度疲劳，保证后一段时间作业能力多一些，以消除开始积累的轻度疲劳，保证后一段时间作业能力的发挥。工作日的后半日特别是结束阶段休息次数应多一些的发挥。工作日的后半日特别是结束阶段休息次数应多一些 School of managementXi
160、an Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 能量消耗能量消耗School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 影响能量消耗的因素影响能量消耗的因素o工作方法工作方法o工作压力工作压力o工作率工作率o工具设计工具设计School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 工作方法工作方法School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 工作压力工作压力School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 工作率工作率School of managementXian Jiaotong UNIVERSITYTeam of Prof. Sun L. Y. 工具设计工具设计School of managementXian Jiaotong UNIVERSITY
