第3章人的生理和心理及生物力学特性=安全人机工程学=重庆大学

1、第三章第三章人的生理和心理人的生理和心理 及生物力学特性及生物力学特性第一节第一节人的生理特性人的生理特性一、人的感知特性人的感知特性 1 1、人的感知反应过程、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）第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图3-3-1 人机系统图人机系统图第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图2人的神经系统结构人的神经系统结构神经系统神经系统中枢神经中枢神经周围神经周围神经脊髓脊髓按解剖分按解剖分脑神经；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）神经运动神经运动神经（传出）（传出）脑

2、：延髓；脑髓；中脑；间脑：延髓；脑髓；中脑；间脑；小脑；大脑脑；小脑；大脑躯体运动神经躯体运动神经（支配骨骼肌（支配骨骼肌)植物性神经植物性神经（支配内脏器官）（支配内脏器官）第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性2、感觉的基本特征感觉的基本特征 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。 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物

3、力学特性 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，产生适应现象。 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3 31 1 刺激及感觉反应刺激及感觉反应感觉感觉种类种类感觉感觉器官器官适宜刺激适宜刺激识别特征识别特征作作 用用视觉视觉眼眼光光形状、大小、位置、形状、大小、位置、远近、色彩、明暗、远近、色彩、明暗、 运动方向等运动方向等鉴别鉴别听觉听觉

4、耳耳声声声音的高低、声音的高低、强弱、方向和远近强弱、方向和远近报警、报警、联络联络嗅觉嗅觉鼻鼻挥发和飞挥发和飞散的物质散的物质辣气、香气、臭气辣气、香气、臭气报警、报警、鉴别鉴别味觉味觉舌舌被唾液溶被唾液溶解的物质解的物质甜酸、苦辣、咸等甜酸、苦辣、咸等鉴别鉴别皮肤皮肤感觉感觉皮肤及皮肤及皮下皮下组织组织物理或化学物物理或化学物质对皮肤作用质对皮肤作用触觉、痛觉、触觉、痛觉、温度觉、压觉温度觉、压觉报警报警深部深部感觉感觉肌体肌体神经神经及关节及关节物质对肌物质对肌体的作用体的作用撞击、重力、姿势等撞击、重力、姿势等 平衡感平衡感觉觉前庭前庭器官器官运动和位运动和位置变化置变化旋转运动、直线

5、旋转运动、直线运动和摆动等运动和摆动等调整调整第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3 32 2 人体主要感觉阈值人体主要感觉阈值 感觉感觉感感 觉觉 阈阈下下 限限上上 限限视觉视觉（2.22.25.75.7）1010-17-17J J（2.22.25.75.7）1010-8-8J J听觉听觉1 11010-12-12J/mJ/m2 21 110102 2J/mJ/m2 2嗅觉嗅觉2 21010-7-7kg/mkg/m3 3 味觉味觉4 41010-7-7( (硫酸试剂摩尔浓度硫酸试剂摩尔浓度) ) 触觉触觉2.62.61010-9-9J J 温度觉温度觉6.286.2

6、81010-9-9kg kg J/mJ/m2 2s s9 913131010-6-6kgkg J/m J/m2 2s s振动觉振动觉振幅振幅2.52.51010-4-4mmmm 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性3、知觉的基本特征知觉的基本特征 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）第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图3 知觉的整体性第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图4 知觉的理解性第三章第三

7、章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图5 人头托盘双关图第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性4、人的视觉及其特性人的视觉及其特性 （1）人眼的构造 眼球的基本结构（见图6） 眼球的水平解剖图 （见图3-2） （2）视觉的基本参数 波长和强度效应 视角（见图3-3） 视力 视野（见图3-4，图3-5 ） 视距（见表3-3） 色觉第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图6人眼球的基本结构第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 图图3 33 3 视角视角 LDarctg22第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性

8、图图3 34 4 人的水平视野和垂直视野人的水平视野和垂直视野 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图3 35 5 人对不同颜色的视野人对不同颜色的视野 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3 33 3 几种工作视距的推荐值几种工作视距的推荐值任务要求举 例视距离（cm）固定视野直径(cm)备 注最精细的工 作安装最小部件（表电子元件）12252040完全坐着，部分地依靠视觉辅助手段精细工作安装收音机、电 视 机2535（多为3032）4060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5015030250多

9、为站着远 看黑板、开汽车150以上250以上坐着或站着第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 （3 3）常见的几种视觉现象）常见的几种视觉现象 暗适应与明适应 （见图3-6） 眩光 视错觉 （见图3-7a，图3-7b，图3-7c ）第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图3 36 6 暗适应和亮适应曲线暗适应和亮适应曲线 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图3 37a 7a 几种常见视觉错误几种常见视觉错误 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图 3- 7 b 一系列视错觉图第三章第三章人的生理及生物力学特性人的

10、生理及生物力学特性图3-7c 视错觉图第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 （4）视觉运动规律 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。第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 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

11、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：黄底黑字，黑底白字，蓝底白字，白底黑字等。 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性5、听觉特性听觉特性 （1）人耳构造和听觉过程 （见图3-8，图3-9）（2）听觉特征 可听范围 （见图3-10） 可听声音的强度（见图3-11） 方向敏感度 掩蔽效应 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图3-9人耳的剖面图人耳的剖面图第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 图图

12、3 310 10 年龄对听力敏感性的影响年龄对听力敏感性的影响 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图3-11 人的听觉阈限第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性6、人的嗅觉、味觉和肤觉特性人的嗅觉、味觉和肤觉特性（1）嗅 觉（2）味 觉（3）肤 觉 触觉（触觉感受器见图10 ，触觉阈限） 温度觉 痛觉（见图11）图图10 部分触觉感受器第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图人的痛、温度和粗略触觉传导通路人的痛、温度和粗略触觉传导通路 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性二、人的反应时间二、人的反应时间1 1、定

13、义、定义2 2、影响反应时间的影响因素、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 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 表表3 34 4 反应时间随感觉通道的变化反应时间随感觉通道的变化 T（秒）听觉触觉视觉嗅觉味觉咸味甜味酸味苦味0.1150.1820.1170.2010.1880.2060.2000.3700.3080.4460.5231.082动

14、作部位动作特点最少平均时间 （ms）手握取直线曲线70220旋转克服阻力不克服阻力720220脚直线的克服阻力的360720腿直线的脚向侧面3607201460躯干弯曲倾斜72016201260表表3 35 5 反应时间与运动器官的关系反应时间与运动器官的关系 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3 37 7执行器官的反应时间执行器官的反应时间 动作部位动作特点最少平均时间 （ms）手握取直线曲线70220旋转克服阻力不克服的720220脚直线的克服阻力的360720腿直线的脚向侧面3607201460躯干弯曲倾斜72016201260表表3 36 6 反应时间与刺激性

15、质的关系反应时间与刺激性质的关系 执行器官反应时间（ms）右手左手右脚左脚147144174179第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3 38 8 反应时间与刺激数目的关系反应时间与刺激数目的关系刺激选择数12345678910反应时间 （ms）187316364434485532570603619622 表表3 39 9 反应时间与颜色的关系反应时间与颜色的关系 表表3 310 10 年龄与反应时间的关系年龄与反应时间的关系 年 龄2030405060反应时间相对值100104112116161颜 色 对 比白与黑红与绿红与黄红与橙 平均反应时间 （ms）197208

16、217246第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性三、三、人体活动过程的生理变化与适应人体活动过程的生理变化与适应 1 1、人体活动时机体的调节与适应、人体活动时机体的调节与适应 神经系统 血管系统（心率、血压、血液再分配 、 血液成分 ） 呼吸系统 体温调节 2 2、脑力、脑力劳动时机体的调节与适应劳动时机体的调节与适应3 3、人体信息处理系统、人体信息处理系统 4 4、人体节律周期和昼夜周期、人体节律周期和昼夜周期 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性四、环境因素对生理功能的影响及作业环境因素对生理功能的影响及作业环境分级环境分级 1 1、粉尘作业环境

17、、粉尘作业环境 粉尘及其危害 工业粉尘的卫生标准和管理标准 （见表3-11）第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3 31111生产性粉尘作业危害程度分级生产性粉尘作业危害程度分级生产性粉尘中游离SiO2含量工人接尘时间肺 总 通 气 量（升/日人）生产性粉尘浓度超标倍数01248163264104000 6000 6000010404000 6000 6000 40704000 6000 6000 704000 6000 6000 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性2 2、环境化学因素及其危害、环境化学因素及其危害 （1）工业生产中的毒物及中毒 （

18、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3-153-18）第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3 31212一氧化碳对人体影响与浓度的关系一氧化碳对人体影响与浓度的关系 浓度ppm对人体产生的影响10040050060070010001200150020004000以上数小时对人体无影响1小时内无影响1小时后有时会引起不快感1小时后会引起不快感1小时后会有危险1小时内即有危险接触时间（min）浓度（）人体中毒症状1040802.

19、01.61.4轻度精神紧张，感觉变化，轻度听力减退，呼吸频率增高。1040803.52.82.4恶心，头晕，呼吸急促，视觉辨别能力下降1040807.96.86.1昏迷，严重意识丧失。表表3 313 13 二氧化碳对人体影响与浓度的关系二氧化碳对人体影响与浓度的关系 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 表表3 31414氯对人的急性中毒反应氯对人的急性中毒反应浓度浓度人体反应人体反应mg/mmg/m3 3PpmPpm0.060.061.51.53 39 918189090120120180180300300300030000.020.020.050.051 13 36 6

20、30304040606010010010001000嗅觉阈浓度嗅觉阈浓度有气味有气味有明显气味，刺激眼、鼻有明显气味，刺激眼、鼻刺激咽喉致咳刺激咽喉致咳引起剧咳引起剧咳接触接触303060min60min，可能引起严重损害，可能引起严重损害可能造成致命损害可能造成致命损害可危及生命可危及生命第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 表表3 315 5615 56种毒物危害级别种毒物危害级别危害级别毒 物 名 称级（极度危害）汞及其化合物、苯、砷及其无机化合物、氯乙烯、铬酸盐重铬酸盐、黄磷、铍及其化合物、对硫磷、羰基镍、八氟异丁烯、氯甲醚、锰及其无机化合物、氰化物、三硝基甲苯级（

21、高度危害）铅及其化合物、二硫化碳、氯、丙烯青、四氯化碳、硫化氢、甲醛苯胺氟化氢、五氯酚及其钠盐、镉及其化合物、敌百虫、氯丙烯、钒及其化合物、溴甲烷、硫酸二甲酯镍、甲苯二异氰酸酯、环氧氯丙烷、砷化氢、敌敌畏、光气、氯丁二烯、一氧化碳、硝基苯级（中度危害）苯乙烯甲醇、硝酸、硫酸、盐酸、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、二甲基酰胺、六氟丙烯、苯酚、氮氧化物级（轻度危害）溶剂汽油、丙酮、氢氧化钠四氯乙烯、氨第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3 316 16 毒物危害权种系数毒物危害权种系数 毒物危害程度级别D级（轻度危害）级（中度危害）级（高度危害）级（极度危害）8421 表表3 31

22、717有毒作业时间权系数有毒作业时间权系数有毒作业劳动时间（h）L2255123指 数 范 围级 别C 00C 66C 2424960级（安全作业）一级（轻度危害作业）二级（中度危害作业）三级（重度危害作业）四级（极度危害作业）表表3 31818有毒作业分级表有毒作业分级表 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性3 3、物理因素危害、物理因素危害 高温高温（见（见表表3-193-19 ，表表3-203-20） 低温低温（表表3-213-21、表表3-223-22、表表3-233-23） 噪声噪声（表表3-243-24） 振动振动 辐射辐射 第三章第三章人的生理及生物力学特性人

23、的生理及生物力学特性表表3 319 19 高温作业分级表高温作业分级表 接触高温作业时间minWBGT指数oC25 2627 2829 3031 3233 3435 3637 3839 4041 4243120121 240241 360360第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3 320 20 高温作业允许持续接触热时间限值高温作业允许持续接触热时间限值 工作地点温度工作地点温度 o oC C轻劳动轻劳动中等劳动中等劳动重劳动重劳动303280706032347060503436605040363850403038404030204042302015424420101

24、0第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3 321 21 低温作业分级表低温作业分级表 冷水作冷水作业时间业时间率（）率（）温温 度度 范范 围围 o oC C5 51010005 55 510101010151515152020 25255050505075757575第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3 322 22 工厂车间内作业区的空气温度和湿度标准工厂车间内作业区的空气温度和湿度标准第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3 323 23 冷水作业分级表冷水作业分级表 冷水作业时间率（）121010886644225

25、50507575 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3 324 24 噪声作业分级级别指数表噪声作业分级级别指数表 噪声危害程度指数范围级别安全作业I00轻度危害作业0I1中度危害作业1I2高度危害作业23第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性第二节第二节人的心理特性人的心理特性 认识过程认识过程：如感觉、知觉、记忆、注意、思维、想象如感觉、知觉、记忆、注意、思维、想象 心理过程特性心理过程特性 情感过程：如情绪与情感情感过程：如情绪与情感 意志过程：如意志意志过程：如意志 个性心理特征：个性心理特征： 如需要、动机、兴趣、能力、气质、性格、世界观如

26、需要、动机、兴趣、能力、气质、性格、世界观 心理特性心理特性一、一、心理学概述心理学概述第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性二、心理特性与安全二、心理特性与安全 1 1、注意、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。第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 自动化程度越高，监视仪表等工作最容易发生不注意。 预防不注意产生差错的方法如下： 1）建立冗余系统，为确保操作安全，在重要岗位上，多设l2个人平行监视仪表的工作； 2）为防止下

27、意识状态下失误，在重要操作之前，如电路接通或断开、阀门开放等采用“指示唱呼”，对操作内容确认后再动作； 3）改进仪器、仪表的设计，使其对人产生非单调刺激或悦耳、多样的信号，避免误解。 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性2 2、情绪与情感、情绪与情感 情绪、情感是人对客观事物的一种特殊反应形式。 情绪、情感为三种因素所制约：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的高级社会性情感，人类社会性情感可归结为道德感、理智感和美感。 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 在实际工

28、作中表现出来的有如下几种不安全情绪： 急躁情绪：人的情绪状况发展到引起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，极易导致发生不安全行为。（见图314 ） 烦躁情绪：表现沉闷，不愉快，精神不集中，心猿意马，严重时自身器官往往不能很好协调，更谈不上与外界条件协调一致。 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图314安全操作水平与情绪激动水平关系图 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 过高和过低的情绪激动水平，使人的动作准确度降至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

29、班，误人顶板未撬实的采场，被冒落松石打死。这是抑制状态下事故的一例。 从事快速、紧张的劳动，如兴修水利等，较高的情绪激动水平有利于发挥劳动效率，可播放欢快的乐曲鼓动生产情绪。应当指出，设备复杂、多工种作业的冶金厂等，车间内不应播放音乐和口号，以免造成干扰，影响安全生产。 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 情绪激动水平的高低是外界（环境的、社会的）刺激情景引起的，因此，改变外界刺激可以改变情绪的倾向和水平。从组织管理上（包括思想工作、安全检查、劳动组织等）及个体主观上若能注意创造健康稳定的心理环境并用理智控制不良情绪，由情绪水平失调导致的不安全行为就可以大幅度下降。 安全

30、检查表中有一栏目，调查工人有无家庭纠纷、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，不使工人带着沉重的情绪进人操作岗位。实践证明，这是行之有效的安全措施。 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性3 3、意志、意志 意志就是人们自觉地确定目的并调节自己的行动去克服困难，以实现预定目的的心理过程，它是意识的能动作用的表现。 意志品质有积极的，也有消极的。积极的品质表现为自觉性、果断性、自制力和坚定性；消极的品质表现为盲目性、冲动性、脆弱性和盲目性。 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性4 4、态度、态度 态度是个人对他人、对事物较持久

31、的肯定或否定的内在反应倾向。 态度的形成主要受三种因素的影响，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；团体的规定或期望，一般说来个人的态度要与他所属的集体的期望和要求相符合。属于同一集体的人，他们的态度较类似。团体的规定是一种无形的压力影响同一团体的成员。 人们对安全工作的态度对搞好安全工作具有重大影响，在安全管理中，应通过宣传，教育，团体作用使工人对安全工作的态度不仅是正确的，而且要达到内化的程度。 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 5 5、性格、性格 性格是人们在对待客观事物的态度和社会行为的方式中，区别于他人所表现出的那些比较稳

32、定的心理特征的总和。 性格特征：对现实的态度的特征/性格的意志特征/性格的情绪特征/性格的理智特征 有学者将性格分为：冷静型、活泼型、急躁型、轻浮型和迟钝型。前两者中的性格属于安全型，后三种属于非安全型 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 性格与安全生产有着密切的联系，在其他条件相同的情况下，冷静型性格的人比急躁型性格的人安全性强。对工作马虎的人容易出现失误。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导致伤亡事故。第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性6 6、能力、能力 能力是人顺利完成某种活动所必须具备的心理特征之一。 能力

33、的个体差异与安全 a.人的能力与岗位职责要求相匹配 b.发现和挖掘职工潜能 c.通过培训提高人的能力 d.团队合作时，人事安排应注意人员能力的相互弥补 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 7 7、气质、气质 气质是一个人生来就有的心理活动的动力特征。心理活动的动力指心理过程的程度、心理过程的速度和稳定性以及心理活动的指向性。 胆汁质的人情绪产生速度快，表现明显、急躁，不善于控制自己的情绪和行动；行动精力旺盛，动作迅猛；外倾。 多血质的人情绪产生速度快，表现明显，但不稳定，易转变；活泼好动，好与人交际,外顷。第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 粘液质的

34、人情绪产生速度慢，也表现不明显，情绪的转变也较慢，易于控制自己的情绪变化；动作平稳，安静，内倾。 抑郁质的人情绪产生速度快，易敏感，表现抑郁、情绪转变慢，活动精力不强，比较孤僻，内倾。 从安全工程角度来看，四种不同气质的人都有其特点和弱点。 粘液质的人适于做精细而要求有耐心的工作，这种人稳重可靠，注意力集中时间长，有利于安全生产； 多血质的人缺乏耐心，从事单调重复的工作容易产生精神溜号，造成产品质量下降或事故，不宜在安全上负有重任。例如，某矿一技术员，为人热情，活泼好动，善于交往，遇事容易冲动好胜。在一次安全检查中他带领大家检查危险区域，第一个爬上久已腐朽的木梯，坠落死亡。 抑郁质的人不宜于单

35、独操作安全方面的关键设备和工艺过程。 8 8、需要与动机、需要与动机 需要是人参与社会行动的基础，动机则是促使人活动的原因。 动机是由需要产生的，需要是个体在生活中感到某种欠缺而力求获得满足的一种内心状态它是机体自身或外部生产条件的要求在脑中的反映。有什么样的需要就决定着有什么样的动机。第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性 马斯洛提出了需要层次论（见图3-12）。他认为，人的需要分为生理需要、安全需要、社交需要、尊重和自我实现的需要，依次由低级到高级。 自我实现的需要越强烈，目标越高，对安全的需要也更敏感。 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图12马

36、斯洛的需要层次发展模式马斯洛的需要层次发展模式第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性9 9、非理智行为的心理因素、非理智行为的心理因素 侥幸心理 省能心理 逆反心理 凑兴心理 从众心理第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性三、颜色的心理作用三、颜色的心理作用 1 1、颜色现象、颜色现象 明度、色调和饱和度 颜色的混合2 2、颜色的心理作用颜色的心理作用 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 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性四、声音对心理的作用四、声音对心理的作用 1、乐声的作用 2、噪声的危

37、害环 境声压级dB环境声压级dB环境声压级dB刚刚听到的声音农村静夜树叶落下沙沙声轻声耳语安静房间010203040微电机附近普通说话繁华街道公共汽车上72型风机附近5060708090纺织车间818型风机附近大型球磨机开坯锻锤铆钉枪喷气式飞机100110120130140 表表3 32828不同环境的声压级不同环境的声压级 第三节第三节 人体生物力学人体生物力学 一、人体生物力学的一般知识一、人体生物力学的一般知识1 1、骨骼的功能骨骼的功能 人体骨骼强度 骨的功能 骨杠杆（图3-18）2 2、关节的活动范围、关节的活动范围 (1) 关节的连结 (2) 关节的作用 第三章第三章人的生理及生物

38、力学特性人的生理及生物力学特性图图3 318 18 人体骨杠杆人体骨杠杆 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性3 3、人体肌肉力学特性、人体肌肉力学特性4 4、人体运动的特征、人体运动的特征图图3 320 20 屈前臂时形成的力矩图示屈前臂时形成的力矩图示 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性5 5、人体活动范围、人体活动范围 最有利范围：是指可使人在既达到动作目的同时又保证了人的工作轻松、舒适、不疲劳的最佳效果的人体活动范围，亦称顺手可及活动范围。施加的操纵力不大的、使用频率很高的、极重要的操作装置应安装在此范围内。第三章第三章人的生理及生物力学特性人

39、的生理及生物力学特性 正常范围：是指人体一般活动均在此活动范围内进行，如上肢相对于不动的肩膀在肘关节弯曲时外切弧的范围。一般常用的又重要的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限度伸直状态的活动范围。不常用的费力很大的操作装置应安装在此范围内。 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性二、二、 人体各部分的操纵力人体各部分的操纵力 操纵力是指操作者在操作时为达到操作的目的所付出的一定数量的力。 肢体的力量来自肌肉收缩，肌肉收缩时所产生的力称为肌力。 在操作活动中，肢体所能发挥的力量大小除了取决人体肌肉的生理特征外，还与施力姿势、施力部位、施力方式和施力

40、方向有密切关系（见图3-21 ）第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图3-21立姿弯臂时的力量分布立姿弯臂时的力量分布第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性1 1、手的操纵力、手的操纵力 (1) (1) 坐姿操纵力坐姿操纵力 坐姿时不同角度上臂力测试如坐姿时不同角度上臂力测试如图图3-223-22所示，所示，其测量结果见其测量结果见表表3-323-32。 (2) (2) 立姿操纵力立姿操纵力 立姿操作时，手臂在不同角度上的拉力和立姿操作时，手臂在不同角度上的拉力和推力分布，如推力分布，如图图3-233-23所示所示 (3) (3) 握力握力 男女不同年龄

41、段握力，见男女不同年龄段握力，见表表3-333-33 (4) (4) 拉力与推力拉力与推力 (5) (5) 扭力和提力扭力和提力 应用手柄操纵时最合适的力，应用手柄操纵时最合适的力，见见表表3-343-34第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图3-22坐姿操纵力侧视图坐姿操纵力侧视图（a）侧视图）侧视图（b）俯视图）俯视图第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3-32坐姿时手臂在不同方向上的操纵力坐姿时手臂在不同方向上的操纵力 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）15012090（垂臂）60230190160150110

42、2402501901701201901401201001002301901601601601801501209060向上向下4070808070608011090906080100100808090120120901801501209060向内侧向外侧60709070809090100809040405050606070707080第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图3-23立姿操作时手臂在不同角度立姿操作时手臂在不同角度上的拉力和推力分布上的拉力和推力分布第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3-33 男女不同年龄段握力男女不同年龄段握力 性别年

43、龄握 力（N）最小值最大值标准值男1618202325274324344373379480529556579585343441392460418487442510448516女1618202325202211218226230314332330338343239276248285256293264301268305第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3-34应用手柄操纵时最合适的力应用手柄操纵时最合适的力手柄距地高度（mm）左手最适合的用力（N）右手最适合的用力（N）向 上向 下向侧方向 上向 下向侧方5006506501050105014001400160014012

44、080907012080140406060401201006040120100606030404030第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性2 2、脚的操纵力、脚的操纵力 脚产生力的大小与下肢的位置、姿势和方向有关。 脚产生的操纵力一般都是以压力的形式出现，压力的大小随着脚离开人体中心对称线向外偏转的程度有关。（见图3-24） 一般地说，在坐姿的情况下，脚的伸展力大于屈曲力；右脚的操纵力大于纵力大于左脚的操纵力；男的脚力大于女的脚左脚的操纵力；男的脚力大于女的脚力。力。 （见表（见表3-35 3-35 ） 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性图图3-24

45、3-24 不同体位下脚的蹬力及在不同体位下脚的蹬力及在 各个角度时的压力比值各个角度时的压力比值 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3-35 3-35 脚的操纵力比较脚的操纵力比较(N)(N)脚脚 别别屈曲力屈曲力伸展力伸展力男男女女男男女女右右 脚脚左左 脚脚326326299299234234209209478421344344299299第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性三、人体活动的速度与准确度三、人体活动的速度与准确度 1、肢体的动作速度、肢体的动作速度 肢体动作速度的大小，基本上决定于肢体肌肉收缩的速度 对于操作动作速度，还取决于动作

46、方向和动作轨迹等特征 人的无条件反应时间为0.10.15S,听觉反应为0.10.2S,手指叩击速度1.55次S，判断时间为15S。 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性2 2、人体动作的频率、人体动作的频率 动作频率是指在一定时间内动作所重复的次数。 肢体的动作频率也取决于动作部位和动作方式 (见表3-36 ) 在操作系统设计时，对操作速度和频率的要求不得超出肢体动作速度和频率的能力限度。(见表3-37，表3-38) 第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3-36人体各部位动作速度与频率限度人体各部位动作速度与频率限度动动 作作 部部 位位 动作速度或

47、频率动作速度或频率数数 值值单单 位位手的运动控制操纵杆位移手指敲击的最大频率旋转把手或驾驶盘身体转动手控制的最大谐振截止频率手的弯曲与伸直脚掌与脚的运动358.817359.4229.460.721.620.81.01.20.360.72cm.s-1cm.s-1次.s-1r.s-1次.s-1Hz次.s-1次.s-1第三章第三章人的生理及生物力学特性人的生理及生物力学特性表表3 337 37 动作速度表动作速度表 动作部位动作部位动作特点动作特点动作一次最少的平动作一次最少的平均时间（均时间（S S）手手抓取动作抓取动作 直线的直线的曲线的曲线的旋转动作旋转动作 克服阻力克服阻力不克服阻力不克服阻力0.070.070.220.220.720.720.220.22脚脚直线的直