机电原理3-人的机能-YKX.ppt

人机工程学基础及应用 Fundamentals ApplicationsofHumanEngineering 2020 1 25 1 第三章人的机能特征 1感觉和知觉特征 2神经系统 3人的运动系统及运动输出 4人的心理现象 2020 1 25 2 1感觉和知觉特征 一 感觉 知觉的基本特性二 视觉特性三 听觉特征四 其他感觉 2020 1 25 3 一 感觉 知觉的基本特性 运动系统 泌尿系统 呼吸系统 循环系统 感觉系统 神经系统 内分泌系统 生殖系统 消化系统 人作为人机系统中的一个子系统 与外界发生联系的主要是三个子系统 感觉系统 神经系统 运动系统 人的组成系统 2020 1 25 4 人机系统示意 中枢神经系统 感觉系统 运动系统 显示系统 控制系统 机 人机界面 2020 1 25 5 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 类型 视觉 听觉 化学感觉 嗅觉和味觉 皮肤感觉 本体感觉等 知觉是在人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映 感觉 知觉 2020 1 25 6 感觉和知觉的关系与区别 感觉和知觉都是客观事物直接作用于感觉器官而在大脑中产生对所作用事物的反映 知觉是在感觉的基础上产生的 感觉是知觉的组成部分 知觉与个人因素有关 感觉反映的是客观事物的个别属性 而知觉反映的是客观事物的整体 在生活和生产活动中 人都是以知觉的形式直接反映事物 在心理学中就把感觉和知觉统称为 感知觉 2020 1 25 7 1 感觉的基本特性 能引起感觉器官有效反应的刺激 刚刚能引起感觉的最小刺激量 强度 为感觉阈下限 能产生正常感觉的最大刺激量称为感觉阈上限 同类型的两个刺激 刚能引起差别感觉的最小差别量 在同一刺激的持续作用下 人的感受性发生变化的过程 适宜刺激 感觉阈限 适应 差别感觉阈限 2020 1 25 8 在一定条件下各感觉器官对其适宜刺激的感受能力将受到其它刺激的干扰影响而降低 使感受性发生变化 同一感受器官接受两种不同但属同一类的刺激作用 使感受性发生变化的现象 刺激取消后 感觉可以存在一极短的时间的现象 相互作用 对比 余觉 2020 1 25 9 灰色深灰色浅 无彩色对比 吃糖后吃水果 感觉不甜 同时对比 继时对比 2020 1 25 10 2 知觉的基本特性 把由多种属性 许多部分组成的对象看作具有一定结构的统一的整体 整体性 2020 1 25 11 理解性 根据已有的知识经验去理解当前的感知对象 原形刺激物 再现图形 再现图形 语言提示 语言提示 眼镜 哑铃 语言对理解的影响 2020 1 25 12 在知觉时 将某些对象从某背景中优先区分出来 并予以清晰反映 而其它对象则呈隐退模糊的知觉应象 当知觉的条件在一定范围内改变了的时候 知觉的对象仍然保持相对不变 选择性 恒常性 鲁宾之壶 反转图形 2020 1 25 13 在一定条件下对事物产生的不正确的知觉 恒常性的颠倒 错觉 a b 2020 1 25 14 二 视觉特性 1 视觉刺激全部光谱中的可见光 波长380 780nm 占全部电磁光谱的1 70 2 视觉机能视角 被看目标物的两端点光线投入眼球的交角 2arctg D 2L 分 临界视角 眼睛能分辨被看目标物最近两点的视角 视力 眼睛分辨物体细节能力的一个生理尺度 用临界视角的倒数表示 即 视力 1 临界视角 D L 2020 1 25 15 视野 当人的头部和眼球不动时 人眼能觉察到的空间范围 通常以角度表示 50 25 30 10 站立时自然视线 水平标准视线 垂直面内的视野 15 坐姿自然视线 70 最大视野 眼睛最佳转动 2020 1 25 16 视距 人在操作系统中正常的观察距离 色觉 人眼的辩色能力 色视野 不同的颜色对人眼的刺激不同 所以视野也不同 白色的视野最大 黄 蓝 红 绿色的视野依次渐小 95 垂直面的色觉视野 130 80 45 40 2020 1 25 17 视觉的适应 视觉器官的感受性对光刺激变化的适应性 暗适应 人由明亮的环境转入暗环境 视觉感受性逐步提高的过程称为暗适应 获得80 的暗适应约需25分钟 明适应 与暗适应相反的过程 明适应在约1分多钟即可完成 2020 1 25 18 3 视觉特性眼睛沿水平方向运动比沿垂直方向运动快且不易疲劳 仪表外形设计为横向长方形 视线变化习惯从左到右 从上到下 顺时针方向运动 仪表刻度沿此方向 眼睛对水平方向尺寸估计精度高于垂直方向 误读率 水平仪表28 垂直仪表35 2020 1 25 19 眼睛偏离视中心时 对不同象限的优先序见右图 通常以双眼视野为设计依据 人眼对直线轮廓比曲线轮廓更易于接受 颜色对比与眼睛辨别能力有一定关系 最优 更次 再次 次优 视中心 黑 黑 黑 黑 单色远距离易辨认的顺序 两色搭配易辨认的顺序 2020 1 25 20 三 听觉特征 1 听觉刺激声源 振动的物体 振动频率 20 20000Hz2 几个计量声音强弱的物理量 声功率 声源在单位时间内以声波形式发射出的能量 瓦 W声强 单位时间内 垂直于声波传播方向的单位面积上通过的声能 瓦 平方米 W m2声压 由于声波作用于物体而引起的压强增加量 牛顿 平方米 帕 Pa 2020 1 25 21 声压级 声压p与基准声压p0 2 10 5Pa 比值的对数的20倍 即LdB 20lg p p0 dB响度 反映声压级和频率两者对人耳听觉的综合作用效果 单位 方 phon 频率 Hz 声压级 dB 70phon ISO等响曲线 此为众多曲线之一条 仅为示意 2020 1 25 22 2 听觉特性 接受信息无方向性 强度辨别阈限 频率辨别阈限 对频率变化的感觉呈指数递减 频率越高 频率的变化越不易辨别 方位辨别能力 高频根据强度差 低频根据时间差判断 距离知觉 根据声强变化判断 掩蔽效应 由于干扰声的存在 使声信号清晰度阈限升高 2020 1 25 23 四 其他感觉 1肤觉触觉 机械刺激引起 皮肤浅层触觉感受器 可辨别物体大小 形状 硬度 光滑度 表面肌理等 温度觉 冷觉 热觉 由分布在皮肤不同部位的温度感受器引起 对保持机体内部温度稳定和维持正常生理过程非常重要 痛觉 肤觉感受器接受剧烈的物理 化学刺激而引起的感觉 2020 1 25 24 2本体感觉人在进行各种活动的同时 能给出身体及四肢所在位置的信息 平衡觉 人对自己头部位置的各种变化及身体平衡状态的感觉 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 2020 1 25 25 2神经系统 一 神经系统的功能二 神经系统的组成三 人的信息处理 2020 1 25 26 一 神经系统的功能 神经系统是人体最主要的机能调节系统神经系统是心理现象的物质基础 2020 1 25 27 二 神经系统的组成 神经系统 周围神经 运动 传出 神经 脊髓 脑神经 12对 脊神经 31对 感觉 传入 神经 脑 中枢神经 按解剖分 按功能分 2020 1 25 28 三 人的信息处理 人得到信息的途径 信息 直接的 间接的 如直接看到的周围的人和物 即借助于各种视 听 触等显示装置 如电视机 收音机 雷达等 2020 1 25 29 3人的运动系统及运动输出 一 人的运动系统的构成二 人的运动输出 2020 1 25 30 一 人的运动系统的构成 关节 运动枢纽 联接骨构成骨骼 肌肉 运动的动力 收缩 伸张牵动骨绕关节运动 骨 运动的杠杆 支持软组织 承受体重 骨 关节 肌肉 O a b 重点 力点 支点 2020 1 25 31 关节的活动范围如 膝关节 前摆 后摆 0 135 舒适范围 95 120 肢体的出力范围如 手臂伸直时肌肉 男 左210N 右230N肢体的动作速度与频率如 手指敲击最大频率 3 5次 s 2020 1 25 32 二 人的运动输出 信息输出类型 语言输出 智能型人机系统将更多用此运动输出 重要的方式 2020 1 25 33 1反应时间 是刺激和反应的时间间隔 其长短受感觉器官类型 刺激信号强度 刺激清晰度和可辨性 人的个体因素影响 2运动速度 完成动作的时间 与动作类型 目标距离 运动方向 动作轨迹特征有关 3运动准确性 运动输出质量高低指标之一 主要影响因素为运动时间 运动类型 运动方向 操作方式 运动输出的质量指标 2020 1 25 34 4人的心理现象 一 心理学概念二 个性心理特征三 习惯四 人机工程设计心理学的应用例 2020 1 25 35 一 心理学概念 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 心理学是研究人的心理现象及其活动规律的科学 2020 1 25 36 2020 1 25 37 1 心理过程 认识过程 人在认识客观事物活动中表现出的各种心理现象 有 感觉 知觉 思维 想象 记忆情感过程 在认识过程中内心产生情感 并表现出满意失望 喜欢厌恶 愉快忧愁 振奋惊恐等内心体验 意志过程 为完成或实现某目标自觉克服内心矛盾和困难的心理过程 2020 1 25 38 2 个性心理 个性心理 表现人们个体差异的心理现象 个性心理特征是个性结构中较稳定的成分 能力 气质 性格的差异 个性倾向性是指需求 动机 爱好 兴趣 信念 世界观的差异 是个性的潜在力量 2020 1 25 39 3 心理现象的相互关系 人的个性心理通过心理过程形成个性心理制约着心理过程并在过程中得以表现三种心理过程相互联系 制约认识是基础 情感和意志是行为的动力个性心理特征与个性倾向性相互联系 相互促进 2020 1 25 40 能力 指一个人顺利完成一定活动所表现出的稳定的心理特征 它直接影响活动的效率 能力的分类 特殊能力 一般能力 认识活动的能力 也称智力 包括观察力 记忆力 注意力 思维力 想象力等 从事某种专业活动所需要的能力 包括写作能力 管理能力 机械操作能力等 二 个性心理特征 2020 1 25 41 气质 主要由生物遗传因素决定的 并具有相当稳定的心理活动的动力特征 动力特征主要表现在心理过程的强度 速度 稳定性 灵活性和指向性上 气质使每个人的整个心理活动过程 都带有个人独特的色彩 分类 胆汁质 多血质 粘液质 抑郁质 2020 1 25 42 性格 一般指个体对现实的稳固的态度以及与之相适应的习惯化的行为方式 是一个人区别于他人的最重要 最鲜明的个性心理特征 性格具有鲜明的社会性 是个人在长期的社会生活实践过程中逐渐形成的 已形成的性格通常是比较稳固的 贯穿于并指导着人的一切行为举止 因此 性格突出的反映了一个人的独特的精神风貌 是个性中最具有核心意义的心理特征 2020 1 25 43 三 习惯 习惯 长期养成而不易改变的语言 行为和生活方式