第二章人体生理系统

1、第二章 人体生理系统 本章将从人机工程学的的观点来讨论人的感觉系统、神经系统、运动系统和能量代谢系统的机能特点及其功能限度，为人体工程设计提供有关人体生理学及心理学基础。第一节 信息传递系统一、感觉系统（一）感觉和知觉 1、感觉 感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反映。如视觉、触觉、嗅觉及味觉等。另外，感觉还反映出人体本身的活动状况。如舒适，疼痛，饥饿等。 感觉是人了解自身状态和认识世界的开端。 2、知觉 知觉是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。知觉是在感觉的基础上产生的。3、感觉与知觉差异 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，

2、但是又是有区别的，感觉反映客观事物的个别属性，而知觉反映事物的整体。所以，感觉和知觉是人对客观事物的两种不同水平的反映。在生活或生产活动中，人都是以知觉的形式直接反映事物，而感觉只作为知觉的组成部分而存于知觉当中，很少有孤立的感觉存在。在心理学中就把知觉和感觉统称为“感知觉”。（二）感觉的基本特性 1、适宜刺激 2、感觉阈限（例如：人眼只对波长380-780mm的光波刺激产生反应，380mm和780mm即为视觉的下、上阈限，波长在380mm以下和780mm以上的光波都不能引起视觉。） 3、适应 4、相互作用 5、对比 6、余觉 感觉类型感觉器官适宜刺激刺 激 起源识别外界的特征作用视觉眼可见光

3、外部色彩、明暗、形状、大小、位置、远近、运动方向等鉴别听觉耳一定频率范围的声波外部声音的强弱和高低，声源的方向和位置等报 警 ，联络嗅觉鼻腔顶部嗅细胞挥发的和飞散的物质外部香气、臭气、辣气等挥发物的性质报 警 ，鉴别味觉舌面上的味蕾被睡液溶解的物质接 触 表面甜、酸、苦、咸、辣等鉴别皮肤感觉皮肤及皮下组织物理和化学物质对皮肤的作用直接和间接接触触觉、痛觉、温度觉和压力等报警深部感觉机体神经和关节物质对机体的作用外 部 和内部撞击、重力和姿势等调整平衡感觉半规管运动刺激和位置变化内 部 和外部放置运动、直线运动和摆动等调整适宜刺激与识别特征（三）知觉的基本特性 1、知觉的整体性 把知觉对象的各种

4、属性、各个部分认识成为一个具有一定结构的有机整体，这种特性称为知觉的整体性。 知觉的整体性可使人们在感知自己熟悉的对象时，只根据其主要特征可将其作为一个整体而被知觉。如，见到建筑群中的冷水塔，电力工程师立即会将该建筑群知觉为一个热电厂。知觉的整体性知觉的整体性影响知觉整体性的因素：影响知觉整体性的因素： （1 1）接近）接近 （2 2）相似）相似 （3 3）封闭）封闭 （4 4）连续）连续 （5 5）美的形态）美的形态 接近接近相似相似连续、封闭连续、封闭（a）接近）接近 （b）相似）相似 （c）封闭）封闭 （d）连续）连续 （e）美的形态）美的形态2、知觉的选择性 作用于感官的事物是很多的，

5、但人不能同时感知作用于感官的所有事物或清楚地认识事物的全部。人们总是按照某种需要或目的主动地有意识地选择其中少数事物作为认识对象，对它产生突出清晰的知觉映象，而对同时作用于感官的周围其他事物则呈现隐退模糊的知觉映象，从而成为烘托知觉（认识）对象的背景，这种特性称为知觉的选择性。影响知觉选择性的因素：影响知觉选择性的因素：（1）、对象和背景的差别 知觉对象与背景之间的差 别越大，对象越容易从背景中区分出来。（2 2）、）、运动的对象 在固定不变或相对静止的背景上，运动着的对象最容易成为知觉对象，如在荧光屏上显示的变化着的曲线。如航道的航标用闪光做信号，更能引起注意，提高知觉效率（3）主观因素 人

6、的主观因素对于选择知觉对象相当重要，当任务、目的、知识、兴趣、情绪不同，则选择的知觉对象也不同。例如，情绪良好，兴致高涨时，知觉的选择面就广泛；而在抑郁的心境状态下，知觉的选择面就狭窄，会出现视而不见，听而不闻的现象。3 3、知觉的理解性、知觉的理解性 根据已有的知识经验去理解当前的感知对象，这种特性称为知觉的理解性。 由于人们的知识经验不同，所以对知觉对象的理解也会有不同，与知觉对象有关的知识经验越丰富，对知觉对象的理解也就越深刻。在复杂的环境中，知觉对象隐蔽、外部标志不鲜明、提供的信息不充分时，语言的提示或思维的推论，可唤起过去的经验，帮助人们去立即理解当前的知觉对象，使之完整化。此外，人

7、的情绪状态也影响人对知觉对象的理解。4、知觉的恒常性、知觉的恒常性 人们总是根据已往的印象、知识、经验去知觉当前的知觉对象，当知觉的条件在一定范围内改变了的时候，知觉对象仍然保持相对不变，这种特性称为知觉恒常性。 大小恒常性：在天空中飞行的飞机，在视网膜中的映象是近大远小，但在知觉中它的大小是不变的。 形状恒常性： 明度、颜色恒常性： 知觉的恒常性保证了人在变化的环境中，仍然按事物的真实面貌去知觉，从而更好地适应环境。5、错觉（听觉、心态、视觉、运动、空间）、错觉（听觉、心态、视觉、运动、空间） 对外界事物不正确的知觉。对比错觉分割错觉几何图形错觉几何图形错觉 （四）视觉机能及其特征 眼睛是人

8、体最精密、最灵敏的感觉的器官，外部环境80的信息是通过 眼睛来感知的。 成人每只眼球直径约25mm左右,约7g。前面是透明的角膜，其余部分包以粗糙而多纤维的巩膜，籍以保护眼睛不受损伤并维持其形状不变。 人感知视觉的过程： 外界物体发出或反射的光线-角膜、瞳孔进入眼球-晶状体-视网膜上，心房、形成物体的像。 图象刺激视网膜上的感光细胞，产生具有形态大小、明暗、色彩和运动的视觉。 （五）听觉机能及其特征 耳朵包括外耳、中耳、内耳三部分 人感知声音过程： 外界声音-耳廓-外耳道-鼓膜（产生振动）-鼓膜室-听小骨（信号放大十几倍，使人听到轻微的声音）-耳蜗-听觉细胞，产生神经冲动-大脑皮层（听觉中枢）

9、-形成听觉。 （六）嗅觉的生理基础 室内的空气品质所显示的气味、粉尘及有害气体的含量等，不仅影响室内环境的质量，而且也直接关系到人的健康。而能感知其刺激作用的则主要依靠人的嗅觉器官，即鼻子。依靠嗅觉可以辨别植物的芬芳，创造良好的室内环境。 人的鼻子是由外鼻、鼻腔与副鼻窦三部分组成。 人感知嗅觉过程： 气味的化学微粒-嗅粘膜（嗅神经纤维）-大脑嗅觉中枢（从而辨别出生物的气味） （七）肤觉的生理基础 皮肤是人体面积最大的结构之一。 人的皮肤 由表皮、真皮、皮下组织等三个主要的层和皮肤衍生物（汗腺、毛发、皮脂腺、指甲）所组成。 皮肤内有丰富的神经末梢，它是人体最大的一个感觉器官，它对人的情绪发展也有

10、重要作用。皮肤广泛分布的神经末梢是自由神经末梢，构成真皮神经网络，形成了位于真皮中的感受器，可产生触、温、冷、痛等感觉。7.1 痛觉人与环境交互作用过程中，环境的过强的刺激会引起痛觉。a 痛觉与室内界面的关系 要求室内构配件和局部设计，凡是直接接触皮肤的部位保持光滑，无刺伤的危险，如扶手、台口、墙角、家具拉手和开关等。b 痛觉与环境振动的关系 要避免振源的持久振动引起皮肤和内脏的持久钝痛，轻者使人麻木，重者会损伤人的器官c 痛觉与环境噪声的关系 主要防止强噪声对人耳的刺痛和损伤，当噪声源不能控制时，则要做好个人防护。d 痛觉与局部过热的关系 7.2 温度觉温度觉包括冷觉和温觉，刺激范围是-10

11、60度 超过这个范围不产生温度觉，会产生痛觉。32是生理零点人和环境交互的过程中，与室内设计相关的是室内的供暖、送冷、通风的标准和质量。二、神经系统1、末梢神经系统指中枢神经和身体各部位之间的信息传递系统2、中枢神经系统由脑神经和脊髓神经组成。中枢神经系统由三个调节系统组成：a进行维持生命所需的反射、机能调节的脑干-脊髓系统 b进行本能、情感行为的大脑边缘系统。c进行高级思维判断活动的大脑新皮层第二节 运动系统运动系统是人体完成各种动作的器官系统。由骨、关节和肌肉组成。在运动过程中，骨是运动杠杆，关节是枢纽，肌肉是动力。一、骨骼系统一、骨骼系统 1、骨的功能 （1）支撑人体 （2）保护内脏 （

12、3）运动的杠杆 （4）造血 （5）储备矿物盐：主要是磷 和钙等。 二、骨杠杆骨杠杆 根据支点，力点（动力点）、重点（阻力点）三者不同的位置分布，可分为：（1）平衡杠杆 （2）省力杠杆（3）速度杠杆：用力大，但运动速度快 由等功原理，得之于力则失之于幅度，反之亦然。因此，最大的力量与最大的运动范围两者是相矛盾的。人体骨杠杆人体骨杠杆二、肌肉系统1、肌肉分为横纹肌（骨骼肌、心肌）和平滑肌。人机工程学的研究对象为骨骼肌2、肌力肌力是肌肉收缩时产生的力。它的大小取决于肌纤维的数量、体积、性质、收缩前的长度及中枢神经的兴奋状态。人的肌肉纤维每平方厘米能产生60-100n的力。3、作业与肌力如何有效的发挥

13、肌力，减少疲劳，提高效率是人机工程学研究的课题之一。1其其他他功功能能23456 人体躯人体躯干和肢干和肢体在水体在水平面的平面的运动比运动比在垂直在垂直面的运面的运动速度动速度快快。 垂直方垂直方向的操向的操纵动作纵动作，从上，从上往下的往下的运动速运动速度比从度比从下往上下往上的运动的运动速度快速度快。 水平方水平方向的操向的操纵动作纵动作，前后，前后运动速运动速度比左度比左右运动右运动速度快速度快，旋转，旋转运动比运动比直线运直线运动更灵动更灵活。活。顺时针顺时针方向的方向的操作动操作动作比逆作比逆时针方时针方向的操向的操作动作作动作，速度，速度更快，更快，更加习更加习惯。惯。一般人一般人的手操的手操纵动作纵动作，右手，右手比左手比左手快，而快，而右手的右手的动作，动作，向右运向右运动比向动比向左运动左运动快。快。向身体向身体方向的方向的运动比运动比离开身离开身体方向体方向的运动，的运动，速度更速度更快，但快，但后者的后者的准确性准确性高。高。 返回返回第三节 能量代谢系统一、营养与代谢人体维持生命时必须通过消化吸收食物养分，同时排泄不需要的物质，这个过程叫代谢。从体外吸收物质是靠消化系统和呼吸系统。输送养分则是循环系统。三大营养素