人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,安全人机工程学,第三章,湖南工学院安全工程系,第,1,页,第三章,人生理心理原因 及生物力学特征,第一节,人生理原因与安全,一、,人感知特征,1,、人感觉,人机系统,（,见图,1,）,人神经系统结构,（,见图,2,）,1,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第1页,图,1,人机系统图,2,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第2页,图,2,人神经系统结构,神经系统,中枢神经,周围神经,脊髓,按解剖分,脑神经；脊神经,按功效分,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）,3,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第3页,(1),感觉基本特征,人,各种感受器都有一定感受性和感觉阈限。,（,表,3-1,）,从人感觉阈限来看，刺激本身必须到达,一定强度才能对感受器官发生作用。（,表,3-2,）,一个感受器官只能接收一个刺激,和识别某一个特征，眼睛只接收光刺激，耳朵只接收声刺激。人感觉印象,80%,来自眼睛，,14%,来自耳朵，,6%,来自其它器官。,同时有各种视觉信息或各种听觉信息，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略其它,信息，假如同时输入是两个强度相同听觉信息，则对要听那个信息区分能力将下降,50%,，而且只能区分最先输入或是强度校大信息。,感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感性会降低，产生,适应现象。,4,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第4页,表,3,1,刺激及感觉反应,感觉,种类,感觉,器官,适宜刺激,识别特征,作 用,视觉,眼,光,形状、大小、位置、,远近、色彩、明暗、,运动方向等,判别,听觉,耳,声,声音高低、,强弱、方向和远近,报警、,联络,嗅觉,鼻,挥发和飞,散物质,辣气、香气、臭气,报警、,判别,味觉,舌,被唾液溶,解物质,甜酸、苦辣、咸等,判别,皮肤,感觉,皮肤及皮下,组织,物理或化学物质对皮肤作用,触觉、痛觉、,温度觉、压觉,报警,深部,感觉,肌体,神经,及关节,物质对肌,体作用,撞击、重力、姿势等,平衡感觉,前庭,器官,运动和位,置改变,旋转运动、直线,运动和摆动等,调整,5,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第5页,.2,表,3,2,人体主要感觉阈值,感觉,感 觉 阈,下 限,上 限,视觉,（,2.2,5.7,）,10,-17,J,（,2.2,5.7,）,10,-8,J,听觉,110,-12,J/m,2,110,2,J/m,2,嗅觉,210,-7,kg/m,3,味觉,410,-7,(,硫酸试剂摩尔浓度,),触觉,2.610,-9,J,温度觉,6.2810,-9,kg,J/m,2,s,9,1310,-6,kg,J/m,2,s,振动觉,振幅,2.510,-4,mm,6,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第6页,(2),知觉基本特征,人知觉普通分为空间知觉，时间知觉，运动知觉与社会知觉等，它们有以下共同特征,：,知觉,整体性（,见图,3,）,知觉,了解性（,见图,4,）,知觉,恒常性,知觉,选择性（,见图,5,）,7,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第7页,.2,图,3,知觉整体性,8,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第8页,图,4,知觉了解性,9,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第9页,图,5,人头托盘双关图,10,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第10页,2,、,人视觉特征,（,1,）,人眼结构,眼球基本结构（,见图,6,）,眼球水平解剖图,（,见图,7,）,（,2,）视觉基本参数,波长和强度效应,视角（,见图,3-1,）,视力,视野（见,图,3-2,，,图,3-3,）,视距（见,表,3-3,）,色觉,11,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第11页,图,6,人眼球基本结构,12,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第12页,图,7,眼球水平解剖图,13,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第13页,图,3,1,视角,14,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第14页,图,3,2,人水平视野和垂直视野,15,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第15页,图,3,3,人对不一样颜色视野,16,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第16页,.2,表,3,3,几个工作视距推荐值,任务要求,举 例,视距离（,cm,）,固定视野直径,(cm),备 注,最精细工 作,安装最小部件（表,电子元件）,12,25,20,40,完全坐着，部分地依靠视觉辅助伎俩,精细工作,安装收音机、,电 视 机,25,35,（多为,30,32,）,40,60,坐着或站着,中等粗活,印刷机、钻井机、机床旁工作,50,以下,至,80,坐着或站着,粗 活,包装、粗磨,50,150,30,250,多为站着,远 看,黑板、开汽车,150,以上,250,以上,坐着或站着,17,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第17页,（,3,）常见几个视觉现象,暗适应与明适应,眩光,视错觉,（,图,3-4,）,18,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第18页,图,3,4,几个常见视觉错误,19,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第19页,图,8,一系列视错觉图,20,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第20页,图,9,视错觉图,21,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第21页,（,6,）视觉运动规律,眼睛水平运动比垂直运动快，即先看到水平方向东西，后看到垂直方向东西。,视线运动次序习惯于从左到右，从上至下，顺时针进行。,对物体尺寸和百分比预计，水平方向比垂直方向准确、快速、且不易疲劳。,当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同情况下，观察率优先次序是左上、右上、左下、右下。,两眼运动总是协调、同时，在正常情况下不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动；在操作中普通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收。,颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。当人们从远处识别前方各种不一样颜色时，其易于识别次序是红、绿、黄、白。当两种颜色相配在一起时，易于识别次序是：黄底黑字，黑底白字，蓝底白字，白底黑字等。,22,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第22页,3,、人,听觉特征,（,1,）,人耳结构和听觉过程,（见,图,10,，,图,3-9,）,（,2,）,听觉特征,可听范围,（,见图,3-5,）,可听声音强度,（,见图,3-6,）,方向敏感度,掩蔽效应,23,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第23页,图,10,人耳结构,24,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第24页,图,11,人耳剖面图,25,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第25页,图,3,5,年纪对听力敏感性影响,26,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第26页,图,3-6,人听觉阈限,27,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第27页,4,、,人嗅觉、味觉和肤觉特征,（,1,）嗅 觉,（,2,）味 觉,（,3,）肤 觉,触觉（触觉感受器见,图,12,，触觉阈限）,温度觉,痛觉（见,图,13,）,28,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第28页,图,12,部分触觉感受器,29,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第29页,图,13,人痛、温度和粗略触觉传导通路,30,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第30页,二、人反应时间,1,、定义,2,、影响反应时间影响原因,随感觉通道不一样而不一样,（见表,3-4,）,与运动器官相关,（见表,3-5,）,与刺激性质相关,（见表,3-6,）,随执行器官不一样而不一样,（见表,3-7与刺激数目标关系,（见表,3-8,）,与颜色配合相关,（见表,3-9,）,与年纪相关,（见表,3-10,）,与训练相关,31,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第31页,表,3,4,反应时间随感觉通道改变,T,（秒）,听觉,触觉,视觉,嗅觉,味觉,咸味,甜味,酸味,苦味,0.115,0.182,0.117,0.201,0.188,0.206,0.200,0.370,0.308,0.446,0.523,1.082,动作部位,动作特点,最少平均时间 （,ms,）,手,握取,直线,曲线,70,220,旋转,克服阻力,不克服阻力,720,220,脚,直线,克服阻力,360,720,腿,直线,脚向侧面,360,720,1460,躯干,弯曲,倾斜,720,1620,1260,表,3,5,反应时间与运动器官关系,32,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第32页,表,3,7,执行器官反应时间,动作部位,动作特点,最少平均时间 （,ms,）,手,握取,直线,曲线,70,220,旋转,克服阻力,不克服,720,220,脚,直线,克服阻力,360,720,腿,直线,脚向侧面,360,720,1460,躯干,弯曲,倾斜,720,1620,1260,表,3,6,反应时间与刺激性质关系,执行器官,反应时间（,ms,）,右手,左手,右脚,左脚,147,144,174,179,33,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第33页,表,3,8,反应时间与刺激数目标关系,刺激选择数,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,反应时间,（,ms,）,187,316,364,434,485,532,570,603,619,622,表,3,9,反应时间与颜色关系,表,3,10,年纪与反应时间关系,年 龄,20,30,40,50,60,反应时间相对值,100,104,112,116,161,颜 色 对 比,白与黑,红与绿,红与黄,红与橙,平均反应时间,（,ms,）,197,208,217,246,34,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第34页,三、大脑觉醒水平,1,、人体活动时机体调整与适应,神经系统,血管系统（,心率,、,血压,、,血液再分配,、,血液成份,）,呼吸系统,体温调整,2,、脑力,劳动时机体调整与适应,3,、人体信息处理系统,35,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第35页,第二节,人心理原因与安全,认识过程,：,如感觉、知觉、记忆、注意、思维、想象,心理过程特征,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,心理特征,心理学概述,36,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第36页,一、人心理特征对安全生产影响,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一直集中注意力于一点。,不注意发生是必定生理和心理现象，不可防止。,不注意就存在于注意之中。,37,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第37页,自动化程度越高，监视仪表等工作最轻易发生不注意。,预防不注意产生差错方法以下,：,1,）建立冗余系统，为确保操作安全，在主要岗位上，多设,l,2,个人平行监视仪表工作；,2,）为预防下意识状态下失误，在主要操作之前，如电路接通或断开、阀门开放等采取“指示唱呼”，对操作内容确认后再动作；,3,）改进仪器、仪表设计，使其对人产生非单调刺激或悦耳、多样信号，防止误解。,38,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第38页,2,、情绪与情感,情绪、情感是人对客观事物一个特殊反应形式。,情绪、情感为三种原因所制约：环境影响、生理状态和认识过程。其中认识过程起关键作用。,情绪状态可,分为,心境，激情，应激。,情感是在人类社会历史发展过程中形成高级社会性情感，人类社会性情感可归结为道德感、理智感和美感。,39,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第39页,在实际工作中表现出来有以下几个不安全情绪：,急躁情绪,：人情绪情况发展到引发人体意识范围变狭窄，判断力降低，失去理智力和自制力。心血活动受抑制等情绪水平失调呈病态时，极易造成发生不安全行为。,（,见,图,1,）,烦躁情绪,：表现沉闷，不愉快，精神不集中，心猿意马，严重时本身器官往往不能很好协调，更谈不上与外界条件协调一致。,40,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第40页,图,3,1,安全操作水平与情绪激动水平关系图,41,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第41页,过高和过低情绪激动水平，使人动作准确度降至,50%,或以下，注意力无法集中，不能自制。某矿技术员与爱人吵架，为逃避家庭烦恼而提前上班，误人顶板未撬实采场，被冒落松石打死。这是抑制状态下事故一例。,从事快速、担心劳动，如兴修水利等，较高情绪激动水平有利于发挥劳动效率，可播放欢快乐曲鼓动生产情绪。应该指出，设备复杂、多工种作业冶金厂等，车间内不应播放音乐和口号，以免造成干扰，影响安全生产。,42,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第42页,情绪激动水平高低是外界（环境、社会）刺激情景引发，所以，,改变外界刺激能够改变情绪倾向和水平。,从组织管理上（包含思想工作、安全检验、劳动组织等）及个体主观上若能注意,创造健康稳定心理环境并用理智控制不良情绪，由情绪水平失调造成不安全行为就能够大幅度下降。,安全检验表中有一栏目，调查工人有没有家庭纠纷、打架、赌气等事件发生。,如影响工人情绪较大，可采取换班休息、谈话等方式，不使工人带着沉重情绪进人操作岗位。,实践证实，这是行之有效安全办法。,43,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第43页,3,、意志,意志就是人们自觉地确定目标并调整自己行动去克服困难，以实现预定目标心理过程，它是意识能动作用表现。,意志品质有主动，也有消极。主动品质表现为自觉性、果断性、自制力和坚定性；消极品质表现为盲目性、冲动性、脆弱性和盲目性。,44,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第44页,4,、态度,态度,是个人对他人、对事物较持久必定或否定内在反应倾向。,态度形成主要受三种原因影响,，即知识或信息，主要来自父母、同事和社会生活环境；需要，欢迎态度，相反则不然；团体要求或期望，普通说来个人态度要与他所属集体期望和要求相符合。属于同一集体人，他们态度较类似。团体要求是一个无形压力影响同一团体组员。,人们对安全工作态度对搞好安全工作含有重大影响,，在安全管理中，应经过宣传，教育，团体作用使工人对安全工作态度不但是正确，而且要到达内化程度。,45,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第45页,5,、性格,性格是,人们在对待客观事物态度和社会行为方式中，区分于他人所表现出那些比较稳定心理特征总和,。,性格特征,：,对现实态度特征,/,性格意志特征,/,性格情绪特征,/,性格理智特征,有学者将,性格分为,：冷静型、活泼型、急躁型、轻浮型和迟钝型。前二者中性格属于安全型，后三种属于非安全型,性格与安全生产有着亲密联络,，在其它条件相同情况下，冷静型性格人比急躁型性格人安全性强。对工作马虎人轻易出现失误。实践中不少人因鲁莽、高傲、懒惰、过分自信等不良性格、促成了不安全行为而造成伤亡事故。,46,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第46页,6,、能力,能力是,人顺利完成某种活动所必须具备心理特征之一。,能力个体差异与安全,a.,人能力与岗位职责要求相匹配,b.,发觉和挖掘职员潜能,c.,经过培训提升人能力,d.,团体合作时，人事安排应注意人员能力相互填补,47,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第47页,7,、气质,气质是,一个人生来就有心理活动动力特征。心理活动动力指心理过程程度、心理过程速度和稳定性以及心理活动指向性。,胆汁质,人情绪产生速度快，表现显著、急躁，不善于控制自己情绪和行动；行动精力旺盛，动作迅猛；外倾。,多血质,人情绪产生速度快，表现显著，但不稳定，易转变；活泼好动，好与人交际,外顷。,粘液质,人情绪产生速度慢，也表现不显著，情绪转变也较慢，易于控制自己情绪改变；动作平稳，平静，内倾。,抑郁质,人情绪产生速度快，易敏感，表现抑郁、情绪转变慢，活动精力不强，比较孤僻，内倾。,48,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第48页,从安全工程角度来看，四种不一样气质人都有其特点和弱点。,粘液质人适于,做精细而要求有耐心工作，这种人稳重可靠，注意力集中时间长，有利于安全生产；,多血质人缺乏耐心,，从事单调重复工作轻易产生精神溜号，造成产品质量下降或事故，不宜在安全上负有重担。比如，某矿一技术员，为人热情，活泼好动，善于交往，遇事轻易冲动好胜。在一次安全检验中他率领大家检验危险区域，第一个爬上久已腐朽木梯，坠落死亡。,抑郁质人,不宜于单独操作安全方面关键设备和工艺过程。,49,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第49页,8,、需要与动机,需要是,人参加社会行动基础，动机则是促使人活动原因。,动机是由需要产生,，需要是个体在生活中感到某种欠缺而力争取得满足一个内心状态它是机体本身或外部生产条件要求在脑中反应。有什么样需要就决定着有什么样动机。,马斯洛提出了,需要层次,论（,见图,2,）。他认为，人需要分为生理需要、安全需要、社交需要、尊重和自我实现需要，依次由低级到高级。,自我实现需要越强烈，目标越高，对安全需要也更敏感。,50,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第50页,图,2,马斯洛需要层次发展模式,51,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第51页,9,、非理智行为心理原因,侥幸心理,省能心理,逆反心理,凑兴心理,从众心理,52,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第52页,二、颜色心理作用,1,、颜色现象,明度、色调和饱和度,颜色混合,2,、,颜色心理作用,冷暖感,兴奋和抑制感,前进和后退感,轻重感,轻松和压抑感,软硬感,膨胀色与收缩色,53,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第53页,第三节 人体生物力学一、人体生物力学普通知识,1,、,骨骼功效,人体骨骼强度,骨功效,骨杠杆,（,图,3-18,）,2,、关节活动范围,(1),关节连结,(2),关节作用,54,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第54页,图,3,18,人体骨杠杆,55,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第55页,3,、人体肌肉力学特征,4,、人体运动特征,图,3,20,屈前臂时形成力矩图示,56,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第56页,5,、人体活动范围,最有利范围,：,是指可使人在既到达动作目标同时又确保了人工作轻松、舒适、不疲劳最正确效果人体活动范围，亦称顺手可及活动范围。,施加操纵力不大、使用频率很高、极主要操作装置应安装在此范围内。,正常范围,：是指人体普通活动均在此活动范围内进行，如上肢相对于不动肩膀在肘关节弯曲时外切弧范围。,普通惯用又主要操作装置应安装在此范围内,。,最大可及范围,：是指肢体长时间处于最大程度伸直状态活动范围。,不惯用费劲很大操作装置应安装在此范围内。,57,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第57页,第三节 人体生物力学特征,一、人体各部分操纵力,操纵力,是指操作者在操作时为到达操作目标所付出一定数量力。,肢体力量来自肌肉收缩，肌肉收缩时所产生力称为,肌力,。,在操作活动中，,肢体所能发挥力量大小,除了取决人体肌肉生理特征外，还与施力姿势、施力部位施力方式和施力方向有亲密关系（见图,3-21,）,58,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第58页,图,3-8,立姿弯臂时力量分布,59,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第59页,2,、手操纵力,(1),坐姿操纵力,坐姿时不一样角度上臂力测试如,图,3-9,所表示，其测量结果见,表,3-14,。,(2),立姿操纵力,立姿操作时，手臂在不一样角度上拉力和推力分布，如,图,3-10,所表示,(3),握力,男女不一样年纪段握力，见,表,3-15,(4),拉力与推力,(5),扭力和提力,应用手柄操纵时最适当力，,见,表,3-16,60,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第60页,图,3-9,坐姿操纵力侧视图,（,a,）侧视图（,b,）俯视图,61,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第61页,表,3-14,坐姿时手臂在不一样方向上操纵力,手臂角度（,0,）,拉力,推力,左手,右手,左手,右手,向后,向前,180,（向前平伸臂）,150,120,90,（垂臂）,60,230,190,160,150,110,240,250,190,170,120,190,140,120,100,100,230,190,160,160,160,180,150,120,90,60,向上,向下,40,70,80,80,70,60,80,110,90,90,60,80,100,10080,80,90,120,120,90,180,150,120,90,60,向内侧,向外侧,60,70,90,70,80,90,90,100,80,90,40,40,50,50,60,60,70,70,70,80,62,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第62页,图,3-10,立姿操作时手臂在不一样角度上拉力和推力分布,63,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第63页,表,3-15,男女不一样年纪段握力,性别,年纪,握 力（,N,）,最小值,最大值,标准值,男,16,18,20,23,25,274,324,344,373,379,480,529,556,579,585,343441,392,460,418,487,442,510,448,516,女,16,18,20,23,25,202,211,218,226,230,314,332,330,338,343,239,276,248,285,256,293,264,301,268,305,64,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第64页,表,3-16,应用手柄操纵时最适当力,手柄距地高度（,mm,）,左手最适合用力（,N,）,右手最适合用力（,N,）,向 上,向 下,向侧方,向 上,向 下,向侧方,500,650,650,1050,1050,1400,1400,1600,140,120,80,90,70,120,80,140,40,60,60,40,120,100,60,40,120,100,60,60,30,40,40,30,65,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第65页,3,、脚操纵力,脚产生力大小,与下肢位置、姿势和方向相关。,脚产生操纵力,普通都是以压力形式出现，压力大小伴随脚离开人体中心对称线向外偏转程度相关。（,见图,3-11,）,普通地说，在坐姿情况下，脚,伸展力大于屈曲力,；右脚操纵力大于左脚操纵力；男脚力大于女脚力。（见表,3-17,）,66,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第66页,图,3-11,不一样体位下脚蹬力及在,各个角度时压力比值,67,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第67页,表,3-17,脚操纵力比较,(N),脚 别,屈曲力,伸展力,男,女,男,女,右 脚,左 脚,326,299,234,209,478,421,344,299,68,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第68页,二、人体活动速度与准确度,1,、肢体动作速度,肢体动作速度大小，基本上决定于肢体肌肉收缩速度,对于操作动作速度，还取决于动作方向和动作轨迹等特征,人无条件反应时间为,0.1,0.15S,听觉反应为,0.1,0.2S,手指叩击速度,1.5,5,次,S,，判断时间为,1,5S,。,69,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第69页,动作频率是指在一定时间内动作所重复次数。,肢体动作频率也取决于动作部位和动作方式,(,见,表,3-18,),在操作系统设计时，对操作速度和频率要求不得超出肢体动作速度和频率能力程度。,(,见,表,3-19,，表,3-20,),70,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第70页,表,3-18,人体各部位动作速度与频率程度,动 作 部 位,动作速度或频率,数 值,单 位,手运动,控制操纵杆位移,手指敲击最大频率,旋转把手或驾驶盘,身体转动,手控制最大谐振截止频率,手弯曲与伸直,脚掌与脚运动,35,8.8,17,3,5,9.42,29.46,0.72,1.62,0.8,1.0,1.2,0.36,0.72,cm.s,-1,cm.s,-1,次,.s,-1,r.s,-1,次,.s,-1,Hz,次,.s,-1,次,.s,-1,71,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第71页,表,3-19,动作速度表,动作部位,动作特点,动作一次最少平均时间（,S,）,手,抓取动作 直线,曲线,旋转动作 克服阻力,不克服阻力,0.07,0.22,0.72,0.22,脚,直线,克服阻力,0.36,0.72,腿,直线,脚向侧面,0.36,0.72,1.45,躯干,弯曲,倾斜,0.72,1.62,1.26,72,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第72页,表,3-20,人体各部分动作最大频率,动作部位,动作最大频率（次,/min,）,手,204,406,手指,360,431,前臂,160,292,臂,99,344,腿,300,373,脚,330,400,73,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第73页,人体动作灵活性,改变操纵方向时，圆形轨迹比直线轨迹灵活。,手向着身体比离开身体动作灵活而准确,前后往复比左右往复动作速度大。,最大动作速度与被移负载重量成正比，而到达最大速度所需要时间与被移动负载成正比,人体较短部位动作比较长部位动作灵活；,人体较轻部位动作比较重部位动作灵活,人体体积较小部位动作比较大部位动作灵活。,74,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第74页,进行安全人机系统设计时，为使动作速度、频率和准确性、灵活性很好地结合，须遵照规律,：,劳动时，不论连续动作时间长短，都应在最有利位置开始和结束。,沿曲线、直线或不规则轨迹动作，都应该让操作者动作从容不迫。,含有急剧改变方向动作，应尽可能采取流畅而连续动作。,手在水平内动作比在垂直面内动作要准确。,工作时动作次数应尽可能降低，频率应降低。,75,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第75页,主要作业尽可能由一个人动作完成。,最主要和惯用装置或工具应该放在最有利范围之内。,操纵者操纵动作，按适宜半径作圆周运动比沿直线运动好。,从一个操纵位置到另一个操纵位置动作应该平稳，不允许有跳跃式动作。,假如操作者不可防止地按不正确轨迹动作时，应该考虑改变手动作，这时采取直线形式轨迹要灵活些。,76,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第76页,2,人体运动精度,通常,人体运动精度比速度更为主要,人体运动精度主要考虑,2,个方面内容,(1),含有视觉反馈运动精度,(2),不含有视觉反馈运动精度,77,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第77页,三、影响人体作用力原因,1,、体 重,体重现有利于操纵，又有不利于操纵，操作时应尽可能防止将力花费在不合理动作和身体运动上。,体重对操作现有好处也有坏处，应该取其有利一面,，,采取对应姿势尽可能使体重发挥作用,。（见,图,3-13,）,78,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第78页,图,3-13,力应用（甲）,79,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第79页,图,3-13,力应用（乙）,80,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第80页,2,、体 位,操作者体位（立位、坐位、躺位）、躯干稳定性对人作用力也有一定影响。,立位作业能够经常改变操作姿势，活动范围大，易于用力，但单调作业会引发疲劳,立位可适当地走动，有利于维持工作能力，但立位不易进行准确而细致工作，不易转换操作，而且肌肉要作更多功用以维持体重，易引发疲劳。,坐位则能够进行较长时间地准确而细致工作，能够手足并用，不过坐位作业则不易改变姿势，用力受限制，工作范围受局限，久坐会造成生理性疲劳,躺位操作易疲劳，汽车修理工修理汽车时就有时必须仰躺着工作。,3,、个体原因,81,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第81页,第四节 疲劳与恢复,一、疲劳概念,1,疲劳定义,就是在人体发生能够概括为失去功效或打乱这么改变，引发生理活动改变也就是发生机能改变、物质改变、自觉疲劳和效率改变现象。,所谓疲劳,就是人体内分解代谢和合成代谢平衡不能维持，换言之，当高位与低位代谢反应平衡不正常时叫疲劳。,疲劳是体力和脑力效能暂时减弱。作业者在作业中，作业机能衰退，作业能力下降，并伴有疲惫感等,主,观,症状,。,（见,表,1,）,82,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第82页,表,1,疲劳自觉症状调查表,83,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第83页,2,、疲劳特点,大脑与疲劳相关,现象，乃是人身疲劳最大特征。,限制过,度,劳,累,，,起着预防机体过劳警告作用，即,含有防护身体安全作用,。,人体疲劳后，,含有恢复原状能力,，而不会留下损伤痕迹。,由,作业内容和环境改变,太少引发，看成业内容和环境改变，疲劳能够减弱或消失。,从有疲惫感到精疲力竭，,感觉和疲劳有时并不一定同时发生。,84,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第84页,三、疲劳分类和产生机理,按,疲劳原因,分,：,生理性,/,心理性疲劳,按,疲劳所发生部位,分,：,精神,/,肌肉,/,神经疲劳,按,疲劳程度,分,：,普通,/,过分,/,重度疲劳,按,疲劳产生时间长短,分,：,急性,/,慢性疲劳,按,作业方式,分,：,动态作业,/,静态作业疲劳,85,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第85页,基于疲劳表象分析分为：,1,）,个别器官疲劳，如计算机操作人员肩肘痛、眼疲劳；打字、刻字、刻蜡纸工人手指和腕疲劳等。,2,）全身性疲劳，全身动作，进行较繁重劳动，表现为关节酸痛、困乏思睡、作业能力下降、错误增多、操作迟钝等。,3,）智力疲劳，长时间从事担心脑力劳动引发头昏脑胀、全身乏力、肌肉松弛、嗜睡或失眠等，与心理原因相联络。,4,）技术性疲劳，常见于体力脑力并用劳动，如驾驶汽车、收发电报、半自动化生产线工作等，表现为头昏脑胀、嗜睡、失眠或腰腿疼痛。,5,）心理性疲劳，多是因为单调作业内容引发。比如，监视仪表工人，表面上坐在那里悠闲自在，实际上并不轻松。信号率越低越轻易疲劳，使警觉性下降。这时疲劳并不是体力上，而是大脑皮层一个部位经常兴奋引发抑制。,86,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第86页,三、影响疲劳程度原因,生理性疲劳除与劳动方式、速度、强度和劳动时间、身心活动简单原因相关外，还与照明、气候、温度、湿度等工作环境原因相关。,劳动内容单调极易引发心理性疲劳。,性格差异和智能水平高低使人们在工作中产生厌倦和疲劳程度是不一样。,。,生性欢悦好动人，在工作中易感疲劳；性格沉静安分人，在工作中不易感疲劳。,87,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第87页,三、疲劳症状调查和测量,1,、疲劳自觉症状调查,(,见表,3-21),、测量疲劳几个方法,（）,测定心率,（）,呼气分析法,（）,触两点区分阈法,（）,膝腱反射阈测定,（）,反应时间测定法,（）,频闪融合阈值测定法,（）,色名读唱时间法,（）皮肤电流测定法,88,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第88页,2025/4/27 周日,身体症状,精神症状,感觉症状,头晕,头痛,全身不适,身体局部不适或痛,肩膀酸痛,呼吸困难,腿软,口粘、口干,打呵欠,出冷汗,头脑不清思想不集中不原思索,不爱说话,焦躁,困倦,精神涣散,对事冷漠,易忘事,常犯错,对事放心不下,眼睛疲劳、恍惚,眼睛发滞、发干,动作拙笨、失误,脚下不稳、摇摆,味觉不灵,眩晕,眼皮及其它部位发抖,听觉迟钝、耳鸣,手脚打颤,动作不准,表,3,21,疲劳自觉症状调查表,89,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第89页,补充,:,疲劳与安全,1,睡眠休息不足、困倦引发事故,（例,1,）,这类事故多见于夜班或长时间作业未得休息情况，多为技术性作业事故。如某矿卷扬机司机，白天休息不充分，夜班时打盹，开动卷扬机后即进人半睡眠状态，以致造成过卷事故，拉断钢绳，坠人井底。类似事故不胜枚举。又如某个体汽车司机昼夜连续行车，最终困倦不支，车辆失去控制，坠人公路桥下，车毁人亡。体力为主劳动，事故危险性小。立位工作比坐位工作更安全，因为坐位技术性作业者更易因困倦而入睡，因为在极度疲劳和困倦时，往往无法自我控制。,90,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第90页,2,反应和动作迟钝引发事故,（,例,2,）疲劳感越强，人反应速度越慢，手脚动作越迟缓。某钢厂厂区内铁路纵横交织，道口很多。疲劳状态下工人在下班途中或作业中常不能敏锐地觉察侧面和后面来车，因而引发伤亡事故。如有一次调车中，将正在操作没有觉察躲避操作工扎倒致死。又如某矿井，三名工人因疲劳靠在矿定处休息，突然矿壁塌落，一名坐着休息工人被砸死二名立位工人受重伤。首先是因为疲劳，没有正确选择休息地点；另首先是因为疲劳后感官敏感度下降，不能及时觉察塌落预兆。,91,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第91页,3,疲劳心理作用,（例,3,）疲劳常造成心绪不宁，思想不集中，心不在焉，对事物反应冷淡、不热心，视力听力减退等。如某建筑工地拆除方形脚手架，事先约定，上部每扔下三根木杆，下部人员进人脚手架下抽取木杆一次。不过因下部作业工人上班前通宵赌博，过分疲劳，精神恍惚工作几个周期后下部没有反响，上部作业人员下来才发觉下面工人已被脚手杆打死。,92,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第92页,4,、环境原因加倍疲劳效应,比如，各工业部门在高温季节（七八月份）事故发生率较高；室外作业则在严寒季节事故率增大。下列图是某大钢铁企业,30,年来事故率随气温和月份改变统计图。,93,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第93页,6,疲劳与机械化程度,历史地分析事故发生率，能够发觉：手工劳动时期事故率低，高度机械化、自动化作业事故率也较低；半机械化作业事故率最高，其中包含许多人机学问题。半机械化作业时，人必须围绕机机械进行辅助作业，因为人比机械力气小，动作慢，所以往往用力较大造成疲劳，再加人机界面上存在问题就会造成事故发生。比如：鞍山市（包含鞍钢）,1984,1987,年,4,年间死亡事故中，,70%,属于半机械化作业。详细事故多在人机配合上，作业人员奋力强作，力所不及情况下发生事故。,94,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第94页,五、疲劳改进与消除,1,提升作业机械化和自动化程度,2,加强科学管理改进工作制度,3,合理安排工作时间及休息时间,4,各种休息方式,5,轮班工作制度,6,业余活动和休息安排,95,人的生理心理因数和生物能力学特征专家讲座,第95页,