第2章-人体工程学基础课件.ppt
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1、2.1.2.1.人体测量的基本知识人体测量的基本知识 1.1.概述概述 人体测量学人体测量学(anthropometry)是人机工程学的一门分支学科,是一门用测量方法研究人体的体格特征的科学。它是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。第二章第二章 人体测量学知识人体测量学知识机床与人体尺度的关系3 3、测量方法、测量方法 1)普通测量法 2)摄影法 3)三维数学测量法 2 2、人体测量数据的类型:、人体测量数据的类型:1)静态尺寸:人体构造上的尺寸 2)动态尺寸:人体功能上的尺寸(包括人在工作姿势下
2、或在某种操作活动状态下测量的尺寸)摄影测量法全身人体扫描系统4 4、人体测量的基本术语、人体测量的基本术语1 1)被测者姿势:)被测者姿势:(1 1)立姿:)立姿:挺胸直立,头部以眼耳平面定位,眼睛平视前方,肩部放松,上肢自然下垂,手伸直,手掌朝向体侧,手指轻贴大腿侧面,自然伸直,左、右足后跟并拢,前端分开,使两足大致呈45角,体重均匀分布于两足。挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上,头部以眼耳平面定位,眼睛平视前方,左右大腿大致平行,膝弯曲大致成直角,足平放在地面上,手轻放在大腿上。(2 2)坐姿:)坐姿:2 2)测量基准面)测量基准面 人体基准面的定位是由三个互为垂直的轴(铅垂轴、纵轴和横轴
3、)来决定的。人体测量中设定的轴线和基准面。矢状面;正中矢状面;冠状面;水平面;眼耳平面。基准面(1 1)在人体上、下方向上,将上方称为头侧端,将下方称为足侧端。(2 2)在人体左、右方向上,将靠近正中矢状面的方向称为内侧,将远离正中矢状面的方向称为外侧。(3 3)在四肢上,将靠近四肢附着部位的称为近位,将远离四肢附着部位的称为远位。(4 4)在上肢上,将挠骨侧称为挠侧,将尺骨侧称为尺侧。(5 5)在下肢上,将胫骨侧称为胫侧,将腓骨侧称为腓侧。3 3)测量方向)测量方向 尺骨:是前臂二骨位于内侧的一个。挠骨:是前臂二骨位于外侧的一个。胫骨:是小腿二骨位于内侧的一个。腓骨:是小腿二骨位于外侧的一个
4、。4 4)支承面和衣着)支承面和衣着 立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面应是水平的、稳固的、不可压缩的。5 5)基本测点及测量项目)基本测点及测量项目 测测点点头部测点头部测点(1616个)个)躯干和四肢部位测点躯干和四肢部位测点(2222个)个)测测量量项项目目头部测量项目头部测量项目(1212项)项)躯干和四肢部位躯干和四肢部位测量项目测量项目(6969项)项)测量项目测量项目-立姿(一)立姿(一)测量项目测量项目-立姿(二)立姿(二)测量项目测量项目-立姿(三)立姿(三)测量项目测量项目-立姿(四)立姿(四)测量项目测量项目-立姿(五)立姿(五)4 4 4 4、人体测量的主要仪器、
5、人体测量的主要仪器、人体测量的主要仪器、人体测量的主要仪器 在普通测量法中常用的人体测量仪器有:1.人体测高仪 2.人体测量用直脚规 3.人体测量用弯脚规 此外,还有人体测量用三脚平行规,坐高椅,量足仪,软卷尺以及医用磅秤等。直脚规直脚规人体测高仪人体测高仪弯脚规弯脚规2.22.2人体测量的主要统计函数人体测量的主要统计函数l均值:表示样本的测量数据集中地趋向某一个值,该值称为平均值,简称均值。l方差:描述测量数据在中心位置上下波动程度差异的值叫均方差,通常称为方差。l标准差l抽样误差l百分位数:人体测量的数据常以百分位数Pk作为一个位置指标、一个界值。P5 P50 P95l体重与身高的相关计
6、算 一般人的体重与身高之间存在下列关系:正常体重W2=H110(kg)理想体重WL=H 100(kg)如果人体的体重经常低于或高于正常体重的10%以上,则属于不正常状态。第第3 3章章 人体感知与运动特征人体感知与运动特征3.13.1人在系统中的功能人在系统中的功能 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。人机系统示意图人机系统示意图3.2 3.2 视觉机能及其特征视觉机能及其特征 视觉系统由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动组成。暗适应和明适应(视觉的适应)人眼随视觉环境中光亮度的变化而感受性发生变
7、化的过程,有暗适应和明适应两种。根据视觉的明暗适应特征,要求在设计工作面照明时,需使其亮度均匀而且不产生阴影,否则,眼睛的频繁明暗调节,不仅会增加眼睛的疲劳,而且会引起错误操作。(如手术用无影灯)(如手术用无影灯)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.观察情况的优先性:左上右上左下右下视区,仪表的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。右上限右上限左上限左上限左下限左下限右下限右下限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、
8、蓝底白字、白底黑字、白底红字。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3.3 3.3 听觉机能及其特征听觉机能及其特征l听觉是仅次于视觉的重要感受,其适宜的刺激是声音。震动的物体是声音的来源。l人的听感范围:2020000Hzl低于20Hz的声波称为次声,高于20000Hz的声波称为超声。次声和超声人耳都听不见。l l听觉系统听觉系统起主要作用的部位:内耳耳蜗l起辅助作用的部位:外耳、中耳、内耳的其它部分,见图3-9。l听阈:在最佳的听闻频率范围内,一个
9、听力正常的人刚刚能听到给定各种频率的正弦式纯音的最低声强Imin。l痛阈:对于感受给定各种频率的正弦式纯音,开始产生疼痛感的极限声强Imax。l听觉范围:由听阈和痛阈两曲线所包围的听觉区 (a a)人耳的基本结构人耳的基本结构 (b b)耳蜗耳蜗l火车鸣笛l轮船鸣笛3.4 3.4 其他感觉机能及其特征其他感觉机能及其特征3.4.1 3.4.1 肤觉肤觉l触觉 触觉也称压觉或触压觉,是皮肤表面承受物体压力或触及物体时,所产生的一种感觉。l温度觉:冷觉、热觉l痛觉 3.4.2 3.4.2 3.4.2 3.4.2 本体感觉本体感觉本体感觉本体感觉 平衡觉:平衡觉:人对自己头部位置的各种变化及身体平衡
10、状态的感觉。影响平衡觉的因素:酒、年龄、恐惧、突然的运动、不常有的姿势等。运动觉运动觉:人对自己身体各部位的位置及其运动状态的一种感觉。运动觉涉及人体的每一个动作,是仅次于视、听觉的感觉。人的各种操作技能的形成更有赖于运动觉信息的反馈调节。3.5 3.5 神经系统机能及其特征神经系统机能及其特征神神经经系系统统中枢神经中枢神经周围神经周围神经脑:脑:延髓;脑髓;中脑;间脑;延髓;脑髓;中脑;间脑;小脑;大脑小脑;大脑脊髓脊髓按按解解剖剖分分脑神经;脊神经脑神经;脊神经按功能分按功能分感觉(传入)神经感觉(传入)神经运运动动神神经经(传传出出)躯体运动神经躯体运动神经(支配骨骼肌)(支配骨骼肌)
11、植物性神经植物性神经(支配内脏器官)(支配内脏器官)神经系统的组成神经系统的组成3.5.13.5.1神经系统的组成神经系统的组成 1 1、神经系统是机体的主导系统:、神经系统是机体的主导系统:全身各器官、系全身各器官、系统均在神经系统的统一控制和调节下,互相影响、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
12、节级中枢神经的整合,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。环境,同时也调节着机体内环境的平衡。2 2、神经系统是心理现象的物质基础:、神经系统是心理现象的物质基础:从心理学角从心理学角度看,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。统的活动来实现的。3.5.23.5.2研究神经系统的意义:研究神经系统的意义:4.1 4.1 心理现象与行为构成心理现象与行为构成 心理学:心理学:研究人研究人的心理现象的产的心理现象的产生、发展变化规生、发
13、展变化规律的科学。律的科学。心理:心理:是人的感觉、知觉、注意、记忆、思维、情感、意志、性格、意识倾向等心理现象的总称。心理活动的组成。4.1.1 心心 理现象理现象第四章第四章 人的心理与行为特征人的心理与行为特征4.1.2 4.1.2 行为构成(行为模式)行为构成(行为模式)l心理学家列文(K.Lewin)认为:人与环境密不可分,行为取决于个体本身与其所处的环境。即式中式中 B B行为行为(Behavior)(Behavior)f f函数函数(Function)(Function)P P人人(Person)(Person)E E环境环境(Environment(Environment,广义
14、广义)公式包含两个方面的内容:公式包含两个方面的内容:l人行为的目的是为实现一定目标、满足一定的需求;行为是人自身动机或需要作出的反映。l行为受客观环境的影响,是对外在环境刺激作出的反应,客观环境可能支持行为,也可能阻碍行为。人个体本身,“遗传”、“成熟”、“学习”等构成行为的基础因素,行为的基本模式可概括为:B=HM E LH H遗传(遗传(HeredityHeredity)M M成熟(成熟(MaturationMaturation)L L学习(学习(LearnLearn)E E环境(环境(EnvironmentEnvironment)4.1.3 4.1.3 行为反应行为反应(感知响应、反射
15、)感知响应、反射)l 心理学家将行为的产生分解为刺激、生物体、反应三项因素研究,即 S O R 式中,S外在、内在的刺激(stimulator)O人体(organism)R行为反应(reaction)刺激、人体、反应三项因素间的存在相互作用关系。刺激分析示意刺激分析示意刺激刺激刺激与行为关系示意刺激与行为关系示意人体人体行为的基本模式行为的基本模式反应反应上述模式告诉人们,人的行为是受动机支配,动机产生于需要,还受到人的意识、意志、情感、兴趣等因素的影响。4.2 4.2 感觉和知觉的特征感觉和知觉的特征感觉定义:感觉是人脑对直接作用于感觉器官的事物个别属性的反映,感觉是人们了解外部世界的渠道,
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