安全人机工程学总复习.ppt

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1、2007.9,第 1 页,安全人机工程学,2007.9,第 2 页,课 程 简 介,安全人机工程学是从安全的角度研究人与机的关系,运用人机工程学的原理和方法去解决人机结合面的安全问题的一门新兴学科。其立足点放在安全上面，对在活动（含生产活动、生活活动、生存活动）过程中的人实行保护为目的，主要阐述人与机保持什么样的关系，才能保证人的安全。它作为人机工程学的一个应用学科的分支，以安全为目标、以工效为条件，并与以安全为前提、以工效为目标的工效人机工程学并驾齐驱，而成为安全工程学的一个重要分支学科。,2007.9,第 3 页,本课程是安全工程专业的专业基础平台课程之一，是该专业的一门必修专业基础课。该

2、课程从解决“人”与“物”之间界面关系的角度，研究导致活动者伤亡病害等不利的因素作用机理和预防与消除方法的依据等，同时为工程技术设计者提供人体的数据与要求，以这些数据和要求指导工程技术人员进行具体工程设计，从而在实现生产效率的同时确保劳动者的安全，培养学生进行安全人机系统设计、人机系统安全分析与评价的基本能力。这对于安全工程专业学生的学习具有不可替代的重要地位。,一、课程的定位,2007.9,第 4 页,通过本课程的学习，使学生能掌握安全人机工程学的基本概念和基本理论，深刻领会人机结合面的内涵和人机匹配与安全、工效的辨证关系，掌握对人机系统隐患进行诊断、评价和防范的方法，具有进行安全人机系统设计

3、、人机系统安全分析与评价的基本能力，具有运用安全人机工程原理解决人机系统安全问题的能力。,二、课程的目标,2007.9,第 5 页,安全人机工程学概论人体的人机学参数人的生理和心理及生物力学特性安全人机功能匹配人机系统的安全设计安全人机工程学的实践与运用,三、课程的基本内容,2007.9,第 6 页,1、掌握安全人机工程学的基本概念、基本理论，领会“人机系统”与“人机结合面”的含义。2、掌握人、机的不同特性及人机功能的分配原则。3、掌握人体特性参数、人的反应、人体疲劳的测量方法。4、掌握显示装置、操纵装置、作业空间与作业环境的设计要求与设计方法。5、具有人机系统安全设计的初步能力。6、具备对一

4、般企业中人机系统进行安全检查与评价的能力。,四、课程的基本要求,2007.9,第 7 页,第一章内容,第一节 人机工程学第二节 安全人机工程学第三节 安全人机工程学与相关学科的关系第四节 安全人机工程学的诞生与展望,2007.9,第 8 页,第一章 概论,第一节 人机工程学一、人机工程学的起源起源于欧洲形成于美国发展于日本作为一门独立学科的历史已有50余年,2007.9,第 9 页,二、学科名称Ergonomics 英国莫瑞尔/西欧Human Engineering 美国Human Factors Engineering 美国人间工学 日本 苏联“人体工程学”、“宜人学”、中国“人因工程学”、

5、“人类工程学”中国“工效学”、“人机工程学”中国,2007.9,第 10 页,三、人机工程学的定义 研究各种工作环境中人的因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究人的工作、生活中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的科学。（International Ergonomics Association）人机工程学是运用人的生理学、心理学和其它有关学科知识，使机器和人相互适应，创造舒适和安全的工作与环境条件，从而提高工效的一门科学。(国内),2007.9,第 11 页,四、人机工程学的研究目的 设计机器和设备及工艺流程、工具以及信息传递装置与信息控制设备时，必须考虑人的各种因素生理的和心理

6、的及人体测量参数、生物力学的需要与可能；使人操作简便、省力、快速而准确；使人的工作条件和工作环境安全卫生和舒适；最终目的是为了使人机系统协调，保障安全健康和提高工作效率。,2007.9,第 12 页,五、人机工程学的研究内容 人的因素方面，主要包括人体生理、心理、人体测量及生物力学、人的可靠性；机的因素方面，主要包括显示器和控制器等物的设计；环境因素方面，主要包括采光、照明、尘毒、噪声等对人身心产生影响的因素；人机系统的综合研究，研究人机系统的整体设计；岗位设计；显示器设计；控制器的设计；环境设计；作业方法及人机系统的组织管理等。,2007.9,第 13 页,六、人机工程学的研究方法实测法（M

7、easure method）实验法（Experiment method）分析法（Analysis）调查研究法（Survey)计算机仿真法(Simulation)图示模拟和模型试验法(model)感觉评价法(Sensory inspection),2007.9,第 14 页,图1 研究车辆碰撞的人机系统的模拟与模型,2007.9,第 15 页,控制面板模拟器波士顿爱迪生公司（Boston Edison Company）的”神秘6号”（Mystic 6#）电厂的控制板MITRE开发,2007.9,第 16 页,虚拟合作者的运动计算与仿真,2007.9,第 17 页,2007.9,第 18 页,20

8、07.9,第 19 页,七、人机工程学的发展简史 原始人机关系（见图2）-经验人机关系（见图3）-科学人机工程学（见图4）经验期-创建期-成熟期 经验期：1884年起，三大实验（肌肉疲劳试验、铁锹作业试验、砌砖作业试验）创建期：第二次世界大战期间起，新式武器和装备的功能研究 成熟期：20世纪60年代起，宇航技术的研究,第一节结束,2007.9,第 20 页,图 2 古埃及石刻,返回,2007.9,第 21 页,图3 紫檀雕四出头官帽椅,图3 我国古代的指南车,返回,2007.9,第 22 页,第二节 安全人机工程学,一、安全人机工程学的定义从安全的角度和着眼点，运用人机工程学的原理和方法去解决

9、人机结合面的安全问题的一门新兴学科。它作为人机工程学的一个应用学科的分支，以安全为目标、以工效为条件，将与以安全为前提、以工效为目标的工效人机工程学并驾齐驱，并成为安全工程学的一个重要分支学科。,2007.9,第 23 页,人(Man)，是指活动的人体即安全主体 机(Machine)，是广义的，它包括劳动工具、机器（设备）、劳动手段和环境条件、原材料、工艺流程等所有与人相关的物质因素。人机结合面（Man-Machine Interface）,就是人和机在信息交换和功能上接触或互相影响的领域（或称“界面”）。,二、安全人机工程学的研究对象,2007.9,第 24 页,三、安全人机工程学的任务 为

10、工程技术设计者提供人体合理的理论参数和要求，诸如：人体作业的舒适范围（最佳状态）人体的允许范围（保证工作效率）人体的安全范围（不致伤害的最低限度和环境要求）安全防护设施如何适应人的各种使用要求,2007.9,第 25 页,四、安全人机工程学的研究范围和内容 研究人机系统中人的各种特性 研究人机功能合理分配 各种人机界面的研究 作业方法与作业负荷研究 作业空间的分析研究事故及其预防的研究,2007.9,第 26 页,五、安全人机工程学的研究目的 对人机系统建立合理的方案，更好地在人机之间合理地分配功能，使人和机有机结合，有效地发挥人的作用，最大限度地为人提供安全卫生和舒适，达到保障人的健康、舒适

11、、愉快地活动，同时带来活动效率的提高。,2007.9,第 27 页,小 结,本节课程讲述了两部分内容：人机工程学、安全人机工程学。要求：掌握安全人机工程学的基本概念，“人机结合面”的含义；理解“人机系统”的含义；了解人机工程学的起源与发展，人机工程的命名和定义，安全人机工程学的研究范围。,2007.9,第 28 页,第三节 安全人机工程学 与相关学科的关系,安全人机工程学是安全工程学科的组成部分，还与人体的生理学、心理学、生物力学、解剖学、测量学、管理学、色彩学、信息论、控制论、系统论、耗散结构理论、协同论、突变论以及科学学等都有密切关系。因此，它属于自然科学与社会科学共同研究的综合课题。,2

12、007.9,第 29 页,安全人机工程学是从安全的角度和以人机工程学中的安全为着眼点，侧重于人体的安全卫生；而工效人机工程则是从工作效率的角度和着眼点侧重于用人保证机的作用。二者均属人机工程学不同方向上的应用学科。,一、与工效人机工程学的关系,2007.9,第 30 页,二、与安全心理学的关系,安全心理学是心理学的应用学科之一，是安全人机工程学的主要理论之一。从一定意义上说，安全人机工程学是安全心理学的延伸和扩展，两者有着不可分割的联系。,2007.9,第 31 页,三、与人体测量学及生物力学的关系,人体测量学是根据人体静态和动态尺寸的测量资料，为人机系统的设备设计和工作空间布置提供科学依据，

13、同样是安全人机系统设计的科学依据之一；人体生物力学是侧重研究人体这个生物系统运动规律的学科。,2007.9,第 32 页,四、与安全工程学的关系,安全人机工程学是实现安全工程学的科学依据和最活跃的人的作用因素；安全设备工程学是实现安全工程学的物质条件；安全管理工程学是实现安全工程学的“人与物关系”的组织手段；安全系统工程学是实现整个安全工程学内在联系的方法论。四者相互交叉、渗透、影响、制约和互补。,2007.9,第 33 页,五、与人体生理学及环境科学的关系,生理学、卫生学、医学及环境科学研究人体各方面的机理、机能和效率，以及各种环境对人体的实际影响。这些均是安全人机工程学的基础依据。另外安全

14、人机工程学常常需要从人体生理过程、引起职业病原因和人体解剖学原理等方面进行分析。,2007.9,第 34 页,六、与其它工程技术科学的关系,工程技术科学史研究工程技术设计的具体内容和方法，而安全人机工程学索要研究的是工程设计应满足何种条件方能适合于人的使用和避免危害的问题。,2007.9,第 35 页,图5 安全人机工程学与相关学科,2007.9,第 36 页,第四节 安全人机工程学 的诞生与展望,一、安全人机工程学的诞生为了安全生产、生活、生存，就要把人与“机”结合起来考虑，要求对“机”的设计、制造、安装、运行、管理等环节充分考虑人的生理、心理及生物力学特性，把人机作为一个整体、一个系统加以

15、考虑，不仅要高效率的工作，还应随着物质、精神生活的提高，更加要求机始终使人处在安全卫生、舒适的状态。,2007.9,第 37 页,二、学科科学及科学技术体系学的理论启迪,学科科学“解决问题的着眼点”这个特征，就是判断学科科学与其分支学科的从属关系的客观依据，从而成为区分与确认学科科学及分支学科相互关系的一个标志。,2007.9,第 38 页,三、我国安全人机工程学学科的诞生与发展,20世纪70年代末、80年代初各类科学技术迅猛发展。1979年北京市劳动保护研究所创办研究生教育，并于1981年获得“安全技术及工程”学科、专业的国家首批硕士学位授予权。1982年召开全国劳动保护科学体系首届学术讨论

16、会。,2007.9,第 39 页,三、我国安全人机工程学学科的诞生与发展,1983年欧阳文昭开始准备给“工业安全技术”专业学生开设“人机工程概论”课程。1985年在中国劳动保护科学技术学会召开青岛会议后，安全人机工程学已逐渐成熟，学科地位更加明确。一些著作面市标志安全人机工程学学科日臻成熟。,2007.9,第 40 页,四、安全人机工程学的展望,研究领域将不断扩大研究范围将日益广泛在高科技领域中的作用将更加突出有关课题有待深入研究,2007.9,第 41 页,第二章人体的人机学参数,内 容第一节 人体尺寸及其测量 第二节 人体的人机学参数第三节 疲劳的测定第四节 人体测量数据的应用,2007.

17、9,第 42 页,一、人体测量的基本术语被测者姿势（立姿、坐姿）测量基准面（见图1）测量方向 支承面和着装 基本测点及测量项目(见图2、图3),第一节 人体尺寸及其测量,2007.9,第 43 页,图1 人体测量基准面和基准轴,2007.9,第 44 页,图1-b 人体测量基准面和基准轴,图1-a 人体测量基准面和基准轴,返回,2007.9,第 45 页,图2-a 测量项目-立姿,2007.9,第 46 页,图2-b 测量项目-立姿,2007.9,第 47 页,图2-c 测量项目-立姿,2007.9,第 48 页,图2-d 测量项目-立姿,2007.9,第 49 页,图2-e 测量项目-立姿,

18、2007.9,第 50 页,图2-f 测量项目-立姿,2007.9,第 51 页,图3-a 测量项目-坐姿,2007.9,第 52 页,图3-b 测量项目-坐姿,2007.9,第 53 页,图3-c 测量项目-坐姿,2007.9,第 54 页,图3-d 测量项目-坐姿,2007.9,第 55 页,图3-e 测量项目-坐姿,2007.9,第 56 页,在人体尺寸测量中所采用的人体测量仪器有：人体测高仪、人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规、人体测量用三脚平行规、坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅秤等。人体测高仪直脚规直脚规（见图4-a、图4-b、图4-c）,二、人体尺寸测量用的主要仪器,20

19、07.9,第 57 页,图4-a 人体测高仪,2007.9,第 58 页,图4-b 人体测量用直脚规,2007.9,第 59 页,图2-4 人体测量用弯脚规(4-c),2007.9,第 60 页,三、人体测量中的主要统计函数 均值 方差,2007.9,第 61 页,三、人体测量中的主要统计函数标准差抽样误差 百分位数和适应度,2007.9,第 62 页,表2-1 百分比与变换系数,2007.9,第 63 页,四、常用人体测量数据1、我国成年人的人体结构尺寸,图2-5 立姿人体尺寸,2007.9,第 64 页,图2-6 坐姿人体尺寸,2007.9,第 65 页,图2-7 人体水平尺寸,2007.

20、9,第 66 页,表22 人体主要尺寸(单位：mm),2007.9,第 67 页,表2-3 立姿人体尺寸(单位：mm),2007.9,第 68 页,表2-4 坐姿人体尺寸(单位：mm),2007.9,第 69 页,表2-5 人体水平尺寸（单位：mm）,2007.9,第 70 页,表2-6 各区域的体重、身高和胸围三项参数的均值和标准差（单位：mm）,2007.9,第 71 页,2 我国成年人人体动态尺度（1）肢体活动角度范围,图2-8 人体肢体活动角度范围,2007.9,第 72 页,图2-9 人体上部及上肢固定姿势活动角度范围,2007.9,第 73 页,图2-10 立姿上身及手的可及范围、

21、坐姿上身及手的可及范围,（2）不同姿势时手能及的空间 范围,2007.9,第 74 页,图2-11 单腿跪姿上身及手的可及范围,2007.9,第 75 页,图2-12 仰卧姿势手及腿的活动空间,2007.9,第 76 页,3、常用人体功能尺寸测量区域,2007.9,第 77 页,五、手、脚作业域测量1、手的测量,图214 手的测量,2007.9,第 78 页,(1)水平作业域,图2-15 手在水平面的正常作业阈和最大作业域（cm）,2007.9,第 79 页,图2-16 坐姿抓握作业域（cm）,2007.9,第 80 页,(2)垂直作业域,图2-17 立姿双臂垂直作业域图 2-18 立姿双臂垂

22、直作业域,2007.9,第 81 页,图2-19 身高与摸高的关系,2007.9,第 82 页,2、脚的测量,图2-20 脚的测量,2007.9,第 83 页,3、脚作业空间,图2-21 脚的作业区域,第一节结束,2007.9,第 84 页,一、人体体部指数及有关人机学参数计算 可根据人体的身高、体重等基础测量数据，利用一些经验公式计算出所需的其它各部分数据。1、人体的体部指数（参见教材P34公式2-72-11）2、用人体身高尺寸计算人体各部分尺寸（见图2-22、图2-23及表2-9）,第二节 人体的人机学参数,2007.9,第 85 页,图2-22 坐姿静态尺寸编号图,2007.9,第 86

23、 页,图2-23 立姿静态尺寸图,2007.9,第 87 页,表 2-9 静坐时人体尺寸与身高的关系,2007.9,第 88 页,3、用人体体重计算人体体积和表面积（1）人体体积（2）体表面积4、用身高、体重、表面积求有关人机学参数（见表2-10）,2007.9,第 89 页,表2-10 人体有关人机学参数计算公式,2007.9,第 90 页,二、人体生理学参数及测量 1、最大耗氧量（Vo2max）及氧债能力（见图2-24）2、最大心率3、搏出量与最大心脏输出 4、肌电图5、呼吸量的测定 6、脉搏数的测定 7、发汗的测定 8、血液成份变化的测定 9、脑电图（见表2-12）,第二节结束,2007

24、.9,第 91 页,图2-24 三种氧债与相应的劳动负荷示意图（a）常量负荷（b）高量负荷（c）超量负荷,返回,2007.9,第 92 页,表2-12 大脑意识状态与人为错误的潜在危险性,2007.9,第 93 页,一、疲劳自觉症状调查,表212 疲劳自觉症状调查表,第三节 疲劳的测定,2007.9,第 94 页,二、测量疲劳的几种方法 1、测定心率 2、呼气分析法 3、触两点辨别阈法（表2-13）4、膝腱反射阈的测定 5、反应时间测定法 6、频闪融合阈值测定法（表2-14与图2-25）7、色名读唱时间法 8、皮肤电流测定法,第三节结束,2007.9,第 95 页,表2-13 人体皮肤不同部位

25、的触两点辨别阈,返回,2007.9,第 96 页,表2-14 频闪融合阈值,2007.9,第 97 页,图2-25 CFF值及心动数日周期变化,返回,2007.9,第 98 页,第四节 人体测量数据的应用,一、人体数据的运用准则1、最大最小准则。2、可调性准则 3、平均准则 4、使用最新人体数据准则 5、地域性准则 6、功能修正与最小心理空间相结合准则 7、标准化准则。8、姿势与身材相关联准则 9、合理选择百分位和适用度准则,2007.9,第 99 页,人体测量数据选用的注意事项设计和确定作业空间尺寸的根据，必须保证至少90%的用户的适应性、兼容性、操作性和维护性，即人体主要尺寸的设计极限应根

26、据第5至95百分位数的值确定。必须适应或允许身体某些部分通过的空间尺寸（如通道、出入口、防触及危险部位的安全距离等），应以第95百分位的值作为适用的人体尺寸。有限度的或受身体延伸所限制的空间尺寸（如抓握物体的可及距离、控制器的位移、显示器与测试点位置、安全防护罩上的空隙等），应以第5百分位的值作为适用的人体尺寸。,2007.9,第 100 页,可调整的尺寸（如高度可调的坐椅、工作台、控制器、安全带等），应以第5百分位至第95百分位的人体尺寸范围作为高速范围适用的人体尺寸；只能用一种中等尺寸供群体使用时（如墙壁上的开关高度、门上把手尺寸等），应以第50百分位数作为适用的人体尺寸搞清该尺寸的适用范

27、围，如适用的国家、地区、民族、年龄、性别、职业及社会阶层等，否则，盲目选用，设计出的产品适用性较差人体测量数据应用应注意人体尺寸的变化。一方面从事某种工作的劳动人群的身材有变化时，其最佳适应尺寸也应随之改变；另一方面，世界各国人体身高有增加的趋势，近20年来世界各国人体的身高平均每10年增加1cm，我国的人体身高增加更快，所以在收集或选用人体尺寸资料时应注意这种现象。,2007.9,第 101 页,二、人体尺度在工程设计中的应用 1人体尺度应用的原则（从工程设计应用角度讲）（1）满足度：满足度是产品设计尺寸满足特定使用者群体的百分率。也就是说从人体工程学角度看，你的设计适合多少人.（2）产品尺

28、寸设计任务的分类 I型产品尺寸设计(就是上面所说的可调准则)：尺寸在上限值和下限值之间可调，上下限百分位分别为5和95时，满足度为90。型产品尺寸设计(最大最小准则)表216,2007.9,第 102 页,表2-16 人体尺寸百分位数选择,2007.9,第 103 页,2、人体尺寸的应用方法和程序,（1）确定所设计对象的类型和适应度 确定设计对象的功能尺寸的主要依据是人体尺寸百分位数，而它的选用又与设计对象的类型密切相关。首先应确定所设计的对象是属于哪一类型。见表2-17。（2）选择人体尺寸百分位数 在确认所设计的产品类型及其等级之后，选择人体尺寸百分位数的依据是适用度。人机工程学设计中的适用

29、度，是指所设计产品在尺寸上能满足多少人使用，通常以适合使用的人数占使用者群体的百分比表示。,继续,2007.9,第 104 页,表2-17 产品尺寸设计分类,返回,2007.9,第 105 页,3确定功能修正量和心理修正量,（1）必须考虑到实际中人的可能姿势、动态操作、着装等需要的设计裕度，所有这些设计裕度总计为功能修正量（2）为了消除人们心理上的“空间压抑感”、“高度恐惧感”和“过于接近时的窘迫感和不舒适感”等心理感受，或者是为了满足人们“求美”、“求奇”等心理需求，涉及人的产品和环境空间设计，必须再附加一项必要的心理空间尺寸，即心理修正量,2007.9,第 106 页,四、人体身高在设计中

30、的应用方法,以身高为基准确定工作面高度、设备和用具高度的方法，通常是把设计对象归成各种典型的类型，并建立设计对象的高度与人体身高的比例关系，以供设计时选择和查用。图2-26是以身高为基准的设备和用具的尺寸推算图，图中各代号的含义如表2-18所示。,2007.9,第 107 页,图2-26 以身高为基准的设备和用具尺寸概算图,2007.9,第 108 页,表2-18 设备、用具及通道高度与身高的关系,2007.9,第 109 页,第三章人的生理和心理及生物力学特性,2007.9,第 110 页,第一节 人的生理特性,机体在生存过程中表现出的功能活动，称之为生命现象。从形态和功能上将机体划分为运动

31、系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、循环系统、内分泌系统、感觉系统和神经系统。在人机系统中，人与机的沟通主要通过感觉系统、神经系统和运动系统。,2007.9,第 111 页,一、人的感知特性1、人的感知反应过程 人机系统（见图3-1）人的神经系统结构（见图2）感觉和知觉合称感知。感觉反映的是客观事物的个别属性，知觉反映的是客观事物的整体属性。感觉是知觉的基础，没有感觉，也就不可能有知觉。对事物的个别属性的反映的感觉越丰富，对事物的整体反应的知觉就越完整、越正确。,第一节 人的生理特性,2007.9,第 112 页,图3-1 人机系统图,2007.9,第 113 页,图 2 人的神经系

32、统结构,神经系统,中枢神经,周围神经,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）,脑：延髓；脑髓；中脑；间脑；小脑；大脑,躯体运动神经（支配骨骼肌),植物性神经（支配内脏器官）,2007.9,第 114 页,2、感觉的基本特征感觉可以说是一切知识源泉，是人们认识世界获得信息的门户，也是各种复杂的高级心理过程（如记忆、思维、想象、情感）的基础。在生产过程中，培养和发挥大家的感知能力，对减少和防止事故的发生具有十分重要的意义。感受器是指分布在体表或各种组织内部的能够感受机体内外变化的一种组织或器官。感觉器官是机体内的感受器，如视觉器官、听觉器官、前庭器官等。,20

33、07.9,第 115 页,2、感觉的基本特征人的各种感受器都有一定的感受性和感觉阈限。（表3-1）从人的感觉阈限来看，刺激本身必须达到一定强度才能对感受器官发生作用。（表3-2）一种感受器官只能接受一种刺激和识别某一种特征，眼睛只接受光刺激，耳朵只接受声刺激。人的感觉印象80%来自眼睛，14%来自耳朵，6%来自其他器官。同时有多种视觉信息或多种听觉信息，或视觉与听觉信息同时输入时，人们往往倾向于注意一个而忽视其它信息，如果同时输入的是两个强度相同的听觉信息，则对要听的那个信息的辨别能力将下降50%，并且只能辨别最先输入的或是强度校大的信息。感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感性会降低，产生适应

34、现象。,前进,2007.9,第 116 页,表31 刺激及感觉反应,2007.9,第 117 页,表32 人体主要感觉阈值,2007.9,第 118 页,3、知觉的基本特征 人的知觉一般分为空间知觉，时间知觉，运动知觉与社会知觉等，它们有如下共同特征：知觉的整体性（见图3）知觉的理解性（见图4）知觉的恒常性 知觉的选择性（见图5）,2007.9,第 119 页,图 3 知觉的整体性,2007.9,第 120 页,图 4 知觉的理解性,2007.9,第 121 页,图 5 人头托盘双关图,2007.9,第 122 页,4、人的视觉及其特性（1）人眼的构造 视觉是由眼、视神经和视觉中枢共同完成，眼

35、是视觉的感受器官。眼球的基本结构（见图6）眼球的水平解剖图（见图3-2）来自物体的光线通过角膜、玻璃体、瞳孔、晶体、聚焦在视网膜的中央窝。视网膜的锥体细胞及杆体细胞接受光刺激，转换为神经冲动，经由视神经传导到各视觉中枢。,2007.9,第 123 页,4、人的视觉及其特性（2）视觉的基本参数 波长和强度效应 视角（见图3-3）视角是确定被观测物尺寸范围的两端光线射入眼球的相交角度，视角的大小与观察距离及被观测物体上两端点直线距离有关。视力 视敏度是能够辨出视野中空间距离非常小的两个物体的能力，医学上视敏度即为视力。视野（见图3-4，图3-5）视野（静视野）是指当头部和眼球固定不动时所能看到的正

36、前方空间范围，眼球自由转动（动视野）视距（见表3-3）视距是指人在操作系统中正常的观察距离。色觉,2007.9,第 124 页,图 6 人眼球的基本结构,2007.9,第 125 页,图32眼球的水平解剖图,2007.9,第 126 页,图33 视角,2007.9,第 127 页,图34 人的水平视野和垂直视野,2007.9,第 128 页,图35 人对不同颜色的视野,2007.9,第 129 页,表33 几种工作视距的推荐值,2007.9,第 130 页,（3）常见的几种视觉现象 暗适应与亮适应（见图3-6）在黑暗中视觉感受性逐渐提高的过程叫暗适应；对光适应的过程叫亮适应。亮暗的频繁变化，眼

37、睛不能很快适应，不仅增加了眼睛的疲劳而且观察和判断容易失误，从而导致事故的发生。对比感度 人眼刚刚能辨别到物体时，背景与物体之间的最小亮度差称为临界亮度差，其与背景亮度之比成为临界对比。临界对比的倒数称为对比感度。视错觉（见图3-7a，图3-7b，图3-7c）人观察外界物体形象和图形所得的印象与实际形状和图形不一致的现象。,2007.9,第 131 页,图36 暗适应和亮适应曲线,2007.9,第 132 页,图37a 几种常见视觉错误,2007.9,第 133 页,图 3-7 b 一系列视错觉图,2007.9,第 134 页,图3-7c 视错觉图,2007.9,第 135 页,（4）视觉运动

38、规律眼睛的水平运动比垂直运动快，即先看到水平方向的东西，后看到垂直方向的东西。视线运动的顺序习惯于从左到右，从上至下，顺时针进行。对物体尺寸和比例的估计，水平方向比垂直方向准确、迅速、且不易疲劳。当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同的情况下，观察率优先的顺序是左上、右上、左下、右下。两眼的运动总是协调的、同步的，在正常情况下不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动；在操作中一般不需要一只眼睛视物，而另一只眼睛不视物。人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受。颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。当人们从远处辨认前方的多种不同颜色时，其易于辨认的顺序是红、绿、黄、白。当两种颜色相配在一起时，易于辨认的顺序是：黄

39、底黑字，黑底白字，蓝底白字，白底黑字等。,2007.9,第 136 页,5、听觉特性（1）人耳构造和听觉过程（见图3-8，图3-9）将声能有骨膜经放大传达到相当于鼓膜面积1/20的卵圆窗，继而传给前庭阶的液。传到前庭的每一个振动，都使一定量的液体从前庭向耳蜗的前庭阶移动，并使听细胞受到刺激，转化成神经脉冲，经听神经传给大脑，这就是听觉过程。（2）听觉特征 可听范围（见图3-10）能感觉到的频率范围16-20000Hz，最佳20-20000Hz，但随着年龄的增长，频率感受的上限逐年连续降低。,2007.9,第 137 页,5、听觉特性（2）听觉特征 可听声音的强度（见图3-11）听阈指在某频率下

40、，仍能够听到的该纯音的最小声级的分贝数，也称听力。图3-11表明：在800-1500Hz这段频率范围内，听阈无明显变化；低于800Hz，可听响度随着频率的降低而明显减小；在3000-4000Hz之间达到最大的听觉灵敏度，在该频率范围内灵敏度高达标准指的10倍；超过6000Hz灵敏度继续下降，大约在17000Hz，减至标准值得1/10；除了200-5000Hz之间有一段谷值外，开始感觉疼痛的极限声强几乎与频率无关；在1000Hz时平均听阈值为10-12（Wm-2）。,2007.9,第 138 页,5、听觉特性（2）听觉特征 方向敏感度 根据声音到达两耳的时间先后和响度差别可判定声源的方向。频率越

41、高，响应对于方向的依赖程度越大。掩蔽效应 一个声音被另一个声音所掩盖的现象称为掩蔽。一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应称为掩蔽效应。,2007.9,第 139 页,图38 人耳的构造,2007.9,第 140 页,图 3-9 人耳的剖面图,2007.9,第 141 页,图310 年龄对听力敏感性的影响,2007.9,第 142 页,图3-11 人的听觉阈限,2007.9,第 143 页,6、人的嗅觉、味觉和肤觉特性（1）嗅 觉（P59）（2）味 觉（P59）（3）肤 觉（P59）触觉（触觉感受器见图10，触觉阈限）温度觉痛觉（见图11）,2007.9,第 144 页,图 10 部

42、分触觉感受器,2007.9,第 145 页,图11 人的痛、温度和粗略触觉传导通路,2007.9,第 146 页,二、人的反应时间,1、定义2、影响反应时间的影响因素随感觉通道不同而不同（见表3-4）与运动器官有关（见表3-5）与刺激性质有关（见表3-6）随执行器官不同而不同（见表3-7）与刺激数目的关系（见表3-8）与颜色的配合有关（见表3-9）与年龄有关（见表3-10）与训练有关,2007.9,第 147 页,表34 反应时间随感觉通道的变化,表35 反应时间与运动器官的关系,2007.9,第 148 页,表37执行器官的反应时间,表36 反应时间与刺激性质的关系,2007.9,第 149

43、 页,表38 反应时间与刺激数目的关系,表39 反应时间与颜色的关系,表310 年龄与反应时间的关系,2007.9,第 150 页,三、人体活动过程的生理变化与适应,1、人体活动时机体的调节与适应神经系统（P61）神经系统分为中枢神经系统（脊髓和脑）和分布全身的外周神经系统（包括连接感受器官与中枢的传入神经，连接中枢与效应器官的传出神经等）主要作用（反应和传导）神经传导特征（生理完整性、绝缘性、双向性、相对不疲劳性）血管系统（心率、血压、血液再分配、血液成分）P62呼吸系统（作业时呼吸次数随体力劳动强度加大而增加。劳动停止后，呼吸节奏和肺通气量会逐渐减少直至恢复到安静状态）体温调节（人体的体温

44、并不是恒定不变的，人脑、心脏及腹内器官的温度较为稳定，称为核心温度。稳定的核心温度是正常生理活动的保证）,2007.9,第 151 页,三、人体活动过程的生理变化与适应,2、脑力劳动时机体的调节与适应脑力劳动需要充足的氧，需氧量为全身需氧量的20%。脑力劳动常使心率减慢，但特别紧张时可使心跳加快、血压上升、呼吸稍加快、脑部充血而四肢和腹腔血液则减少；脑电图、心电图也有所变化，但不能用来衡量劳动的性质及其强度。,2007.9,第 152 页,三、人体活动过程的生理变化与适应,3、人体信息处理系统信息处理的核心在于判断、处理的正确与否不仅取决于知识与经验，而且与本人生理和心理条件的限制或影响也有很

45、大关系。如果同时给出很多信息时，人机系统将发生怎样的反应是随着作业的内容、性质和作业者当时的身心活动状况变化的。,2007.9,第 153 页,三、人体活动过程的生理变化与适应,影响人的信息处理能力的因素：人的神经活动规律动机与积极性学习和训练疲劳将使作业的信息处理能力降低、反应时间增加、判断错误增多。人的个体差异年龄、性别、经验、季节人体的信息传递效率即反应快慢人的大脑所处的意识水平,2007.9,第 154 页,三、人体活动过程的生理变化与适应,4、人体节律周期和昼夜周期 人类是按照统计学证实的周期性变化即生物节律而生活的。昼夜节律指的是24h内或20-28h内的平均周期（也可指长于23.

46、9h短于24.1h的平均节律）。外源性影响（社会事变、电子现象和温度）内源性影响（细胞性和神经性内分泌）,2007.9,第 155 页,四、环境因素对生理功能的影响及作业环境分级,1、粉尘作业环境 粉尘及其危害（P66）工业粉尘的卫生标准和管理标准（见表3-11）,2007.9,第 156 页,表311生产性粉尘作业危害程度分级,2007.9,第 157 页,2、环境化学因素及其危害（1）工业生产中的毒物及中毒（P68）（2）生产中常见毒物对人体的影响 一氧化碳（见表3-12）/二氧化碳（见表3-13）/二氧化硫/氯气（表3-14）/铅/汞/熏烟/雾滴（3）工业毒物的卫生标准和管理标准（见表3

47、-153-18）,2007.9,第 158 页,表312 一氧化碳对人体影响与浓度的关系,表313 二氧化碳对人体影响与浓度的关系,返回,2007.9,第 159 页,表314 氯对人的急性中毒反应,返回,2007.9,第 160 页,表315 56种毒物危害级别,2007.9,第 161 页,表316 毒物危害权种系数,表317有毒作业时间权系数,表318有毒作业分级表,2007.9,第 162 页,3、物理因素危害高温（见表3-19，表3-20）低温（表3-21、表3-22、表3-23）冷水作业 噪声（表3-24）振动 辐射,2007.9,第 163 页,表319 高温作业分级表,2007

48、.9,第 164 页,表320 高温作业允许持续接触热时间限值,2007.9,第 165 页,表321 低温作业分级表,2007.9,第 166 页,表322 工厂车间内作业区的空气温度和湿度标准,2007.9,第 167 页,表323 冷水作业分级表,2007.9,第 168 页,表324 噪声作业分级级别指数表,2007.9,第 169 页,第二节 人的心理特性,一、心理学概述 心理学是研究人的心理活动规律和心理机制的科学。心理规律是指认识、情感、意志、气质、情绪等心理过程和能力、性格、需要、动机等心理特征等规律。辩证唯物主义肯定心理是客观现实在大脑中的反映，从反映的机制学来说，人是自然实

49、体；从反映的现实内容来说，人又是社会实体。所以，人类心理学是一门既有自然科学性质，又有社会科学性质的科学。心理学包括教育心理学、儿童心理学、体育心理学、安全心理学、艺术心理学、医学心理学、创造心理学、管理心理学、犯罪心理学等。,2007.9,第 170 页,认识过程：如感觉、知觉、记忆、注意、思维、想象 心理过程特性 情感过程：如情绪与情感 意志过程：如意志 个性心理特征：如需要、动机、兴趣、能力、气质、性格、世界观,心理特性,一、心理学概述,人与其他动物的根本区别就在于人有意识，有自觉能动性。人的心理特性结构如下图所示：,2007.9,第 171 页,一、心理学概述,人的心理是人脑对客观世界

50、的能动反应（1）心理是客观世界的反映。（2）心理是脑的机能每个人都有自己独特的个性心理特征，人人都具有认识、思维、情绪、意志、气质、性格、需要、动机等心理过程，世界上找不到个性完全一致的两个人。因此，人与人之间的能力、性格、气质、动机等均存在差异。,2007.9,第 172 页,二、心理特性与安全,1、注意当心理活动指向或集中于某一事物时，就是注意。从生理上，心理上不可能始终集中注意力于一点。不注意的发生是必然的生理和心理现象，不可避免。不注意就存在于注意之中。注意的特性表现子阿注意范围、持续性和选择性。,2007.9,第 173 页,二、心理特性与安全,1、注意在生产过程中发生的事故中，由人