人的生理和心理及生物力学特性

人的生理和心理及生物力学特性第1页，共153页，2023年，2月20日，星期三第一节人的生理特性第二节人的心理特性第三节人体生物力学第四节疲劳与恢复第三章

人的生理和心理及生物力学特性第2页，共153页，2023年，2月20日，星期三第一节人的生理特性一、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）第3页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3-1

人机系统图第4页，共153页，2023年，2月20日，星期三图2人的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）第5页，共153页，2023年，2月20日，星期三2、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。第6页，共153页，2023年，2月20日，星期三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7页，共153页，2023年，2月20日，星期三刺激强度作用时间强度-时间变化率刺激第8页，共153页，2023年，2月20日，星期三表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、运动方向等鉴别听觉耳声声音的高低、强弱、方向和远近报警、联络嗅觉鼻挥发和飞散的物质辣气、香气、臭气报警、鉴别味觉舌被唾液溶解的物质甜酸、苦辣、咸等鉴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的作用撞击、重力、姿势等

平衡感觉前庭器官运动和位置变化旋转运动、直线运动和摆动等调整第9页，共153页，2023年，2月20日，星期三表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）×10-17J（2.2－5.7）×10-8J听觉1×10-12J/m21×102J/m2嗅觉2×10-7kg/m3

味觉4×10-7(硫酸试剂摩尔浓度)

触觉2.6×10-9J

温度觉6.28×10-9kg·J/m2·s9．13×10-6kg·J/m2·s振动觉振幅2.5×10-4mm

第10页，共153页，2023年，2月20日，星期三3、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）第11页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3

知觉的整体性第12页，共153页，2023年，2月20日，星期三图4

知觉的理解性第13页，共153页，2023年，2月20日，星期三图5人头托盘双关图第14页，共153页，2023年，2月20日，星期三4、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15页，共153页，2023年，2月20日，星期三图6人眼球的基本结构第16页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3－2眼球的水平解剖图

第17页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3－3视角

第18页，共153页，2023年，2月20日，星期三

图3－4人的水平视野和垂直视野

第19页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3－5人对不同颜色的视野

第20页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3－3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）12～2520～40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50～15030～250多为站着远看黑板、开汽车150以上250以上坐着或站着第21页，共153页，2023年，2月20日，星期三（3）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22页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3－6暗适应和亮适应曲线

第23页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3－7a几种常见视觉错误

第24页，共153页，2023年，2月20日，星期三同样长度的线，感觉垂直比水平的要长同样长度的线，感觉上短下长同样大小的方形，在不同底色中显得有大有小第25页，共153页，2023年，2月20日，星期三同样长度的线，感觉左长右短同样大小的形，感觉上大下小由于色彩的深浅，浅色的因反射光线而显大，深色的因吸收光线而显小第26页，共153页，2023年，2月20日，星期三由竖线或横线组成方形，因线形的关系，方形不方水平线由于其它线的干扰，水平线不直第27页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3-7b

一系列视错觉图第28页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3-7c视错觉图第29页，共153页，2023年，2月20日，星期三对比度第30页，共153页，2023年，2月20日，星期三对比度第31页，共153页，2023年，2月20日，星期三对比度对比度第32页，共153页，2023年，2月20日，星期三对比度第33页，共153页，2023年，2月20日，星期三黄底黑字黑底白字蓝底白字白底黑字第34页，共153页，2023年，2月20日，星期三（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35页，共153页，2023年，2月20日，星期三两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：黄底黑字，黑底白字，蓝底白字，白底黑字等。第36页，共153页，2023年，2月20日，星期三5、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37页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3－8人耳的构造

第38页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3-9人耳的剖面图第39页，共153页，2023年，2月20日，星期三

图3－10年龄对听力敏感性的影响

第40页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3-11

人的听觉阈限第41页，共153页，2023年，2月20日，星期三6、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）第42页，共153页，2023年，2月20日，星期三图10

部分触觉感受器第43页，共153页，2023年，2月20日，星期三图11人的痛、温度和粗略触觉传导通路第44页，共153页，2023年，2月20日，星期三二、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）与训练有关第45页，共153页，2023年，2月20日，星期三

表3－4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0.115～0.1820.117～0.2010.188～0.2060.200～0.3700.3080.4460.5231.082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阻力720220脚直线的克服阻力的360720腿直线的脚向侧面360720～1460躯干弯曲倾斜720～16201260表3－5反应时间与运动器官的关系

第46页，共153页，2023年，2月20日，星期三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360720～1460躯干弯曲倾斜720～16201260表3－6反应时间与刺激性质的关系

第47页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3－7执行器官的反应时间

执行器官反应时间（ms）右手左手右脚左脚147144174179第48页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3－8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3－9反应时间与颜色的关系

表3－10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）197208217246第49页，共153页，2023年，2月20日，星期三三、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、脑力劳动时机体的调节与适应3、人体信息处理系统第50页，共153页，2023年，2月20日，星期三4、人体节律周期和昼夜周期（1）体力，情绪，智力周期：23，28，33天（2）容易发生在人处于自己生物节律的临界期或低潮期（3）事故发生率随时间的变化往往呈波动性第51页，共153页，2023年，2月20日，星期三节律周期计算通式X=365*A±B+CA：预测年份与出生年份之差,周岁B：本年生日到预测日的总天数,如未到生日用”-”,已过生日用”+”C：从出生以来到计算日的总闰年数,即C=A/4得到的整数X：从出生到计算日生活的总天数第52页，共153页，2023年，2月20日，星期三第53页，共153页，2023年，2月20日，星期三四、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：尘肺，局部作用，中毒作用工业粉尘的卫生标准和管理标准（见表3-11）第54页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3－11《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0～1～2～4～8～16～32～64≤10％－4000

－6000

>60000ⅠⅡⅢⅥ>10－40％－4000

－6000

>6000

>40－70％－4000

－6000

>6000

>70％－4000

－6000

>6000

第55页，共153页，2023年，2月20日，星期三2、环境化学因素及其危害

（1）工业生产中的毒物及中毒（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3-15～3-18）第56页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3－12一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100400～500

600～7001000～12001500～20004000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1040802.01.61.4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3－13二氧化碳对人体影响与浓度的关系

第57页，共153页，2023年，2月20日，星期三

表3－14氯对人的急性中毒反应浓度人体反应mg/m3Ppm0.061.53～91890120020.051～363040～601001000嗅觉阈浓度有气味有明显气味，刺激眼、鼻刺激咽喉致咳引起剧咳接触30～60min，可能引起严重损害可能造成致命损害可危及生命第58页，共153页，2023年，2月20日，星期三

表3－1556种毒物危害级别危害级别毒物名称Ⅰ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Ⅱ级（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Ⅲ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Ⅳ级（轻度危害）溶剂汽油、丙酮、氢氧化钠四氯乙烯、氨第59页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3－16毒物危害权种系数

毒物危害程度级别DⅠ级（轻度危害）Ⅱ级（中度危害）Ⅲ级（高度危害）Ⅳ级（极度危害）8421

表3－17有毒作业时间权系数有毒作业劳动时间（h）L≤2〉2～5〉5123第60页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3－18有毒作业分级表

指数范围级别C≤00<C≤66<C≤2424<C≤96C>960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）第61页，共153页，2023年，2月20日，星期三3、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）噪声（表3-24）振动辐射第62页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3－19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～

42≥43≤120ⅠⅠⅠⅠⅡⅡⅡⅢⅢⅢ121～

240ⅠⅠⅡⅡⅢⅢⅣⅣ－－241～

360ⅡⅡⅢⅢⅣⅣ－－－－≥360ⅢⅢⅣⅣ－－－－－－第63页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3－20高温作业允许持续接触热时间限值

工作地点温度

oC轻劳动中等劳动重劳动30～32807060>32～34706050>34～36605040>36～38504030>38～40403020>40～42302015>42～44201010第64页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3－21低温作业分级表

冷水作业时间率（％）温度范围

oC≤5～10≤0～－5≤－5～－10≤－10～－15≤－15～－20<－20≤25>25～50>50～75>75ⅠⅠⅠⅡⅠⅠⅡⅡⅠⅡⅡⅢⅡⅡⅢⅢⅡⅢⅢⅣⅢⅢⅣⅣ第65页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3－22工厂车间内作业区的空气温度和湿度标准

第66页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3－23冷水作业分级表

冷水作业时间率（％）≤12～10<10～8<8～6<6～4<4～2<2～0≤25>25－50>50－75>75ⅠⅠⅠⅡ

ⅠⅠⅡⅡⅠⅡⅡⅢⅡⅡⅢⅢⅡⅢⅢⅣⅢⅢⅣⅣ第67页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3－24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I≤00轻度危害作业0<I≤1Ⅰ中度危害作业1<I≤2Ⅱ高度危害作业2<I≤3Ⅲ极度危害作业I>3Ⅳ第68页，共153页，2023年，2月20日，星期三第二节

人的心理特性认识过程：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、

心理学概述第69页，共153页，2023年，2月20日，星期三手工劳动工具炸药蒸汽机电航空航天核工业。

野兽侵袭、跌打损伤器械损伤爆炸事故机械事故

触电事故

航空事故

核爆炸、核污染。

技术的进步加快了人类征服自然、改造自然的步伐，也带来了更多的安全问题。第70页，共153页，2023年，2月20日，星期三09年1月8日哈尔滨烟雾围城，供暖燃煤烟尘是主凶第71页，共153页，2023年，2月20日，星期三09年1月8日哈尔滨烟雾围城，供暖燃煤烟尘是主凶3.jpg第72页，共153页，2023年，2月20日，星期三09年1月8日哈尔滨烟雾围城，供暖燃煤烟尘是主凶第73页，共153页，2023年，2月20日，星期三人类对安全与健康的需求层次越来越高原始社会:生存的欲望就有对自身安全的需要。

美国著名的心理学家马斯洛提出人类需求分五个层次，依次是生理的、安全的、社交的、尊重的和自我实现的需要。

当人们基本的生理需求没有得到一定的满足，这必然在某些经济利益的驱动下去冒着生命和健康的危险去获得谋生的资料。就会出现“要钱不要命”到“要钱也要命”，最后是“花钱去买命”的现象。

人们购买力提高达到足以用作为生理需求的一部经济利益去换取安全需求，这样真正安全文化需求才得以形成。第74页，共153页，2023年，2月20日，星期三王致中17岁,在贵州以背煤为生。一筐煤40公斤，从煤坑向上爬100米，然后再走1000米山路，挣多少人民币？第75页，共153页，2023年，2月20日，星期三震撼60亿人的小男孩第76页，共153页，2023年，2月20日，星期三震撼60亿人的小男孩第77页，共153页，2023年，2月20日，星期三震撼60亿人的小男孩第78页，共153页，2023年，2月20日，星期三震撼60亿人的小男孩第79页，共153页，2023年，2月20日，星期三尊重的需要

社交的需要

安全的需要

生理的需要

自我

实现的需要

第80页，共153页，2023年，2月20日，星期三二、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。第81页，共153页，2023年，2月20日，星期三自动化程度越高，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l～2个人平行监视仪表的工作；

2）为防止下意识状态下失误，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82页，共153页，2023年，2月20日，星期三注意力的五个练习方法一、静视一目了然1、在你的房间里或屋外找一样东西，比如表、自来水笔、台灯、一张椅子或一棵花草，距离约60厘米，平视前方，自然眨眼，集中注意力注视这一件物体。默数60～90下，即1～15分钟，在默数的同时，要专心致志地仔细观察。闭上眼睛，努力在脑海中勾勒出该物体的形象，应尽可能地加以详细描述，最好用文字将其特征描述出来。然后重复细看一遍，如果有错，加以补充。

第83页，共153页，2023年，2月20日，星期三2、你在训练熟练后，逐渐转到更复杂的物体上，观察周围事物的特征，然后闭眼回想。重复几次，直到每个细节都看到。可以观察地平线、衣服的颜色、植物的形状、人们的姿势和动作、天空阴云的形状和颜色等。观察的要点是，不断改变目光的焦点，尽可能多地记住完整物体不同部分的特征，记得越多越好。在每一分析练习之后，闭上眼睛，用心灵的眼睛全面地观察，然后睁开眼睛，对照实物，校正你心灵的印象，然后再闭再睁，直到完全相同为止。还可以在某一环境中关注一种形状或颜色，试着在周围其他地方找到它。

第84页，共153页，2023年，2月20日，星期三3、建议你然后再去观察名画。必须把白己的描述与原物加以对照，力求做到描写精微、细致。在用名画作练习时，应通过形象思维激发自己的感情，由感受产生兴致，由兴致上升到心情。

这样，不仅可以改善观察力、注意力，而且可以提高记忆力和创造力。因为在你制作新的心中的形象的过程中，你吸收使用了大量清晰的视觉信息，并且把它储藏在你的大脑中。第85页，共153页，2023年，2月20日，星期三二、行视边走边看

以中等速度穿过你的房间、教室、办公室，或者绕着房间走一圈，迅速留意尽可能多的物体。回想，把你所看到的尽可能详细地说出来，最好写出来，然后对照补充。

在日常生活中，眼睛像闪电一样看。可以在眨眼的功夫，即01～04秒之间，去看眼前的物品，然后回想其种类和位置；看马路上疾驶的汽车牌号，然后回想其字母、号码；看一张陌生的面孔，然后回想其特征；看路边的树、楼，然后回想其棵数、层数；看广告牌，然后回想其画面和文字。所谓“心明眼亮”，这样不仅可以有效锻炼视觉的灵敏度，锻炼视觉和大脑在瞬间强烈的注意力，而且可以使你从内到外更加聪慧。

第86页，共153页，2023年，2月20日，星期三三、抛视天女散花

取25块到30块大小适中的彩色圆球，或积木、跳棋子，其中红色、黄色、白色或其他颜色的各占三分之一。将它们完全混合在一起，放在盆里。用两手迅速抓起两把，然后放手，让它们同时从手中滚落到沙发上，或床上、桌面上、地上。当它们全部落下后，迅速看一眼这些落下的物体，然后转过身去，将每种颜色的数目凭记忆而不是猜测写下来。检查是否正确。

重复这一练习10天，在第10天看看你的进步。第87页，共153页，2023年，2月20日，星期三四、速视疏而不漏

取50张7厘米见方的纸片，每一张纸片上面都写上一个汉字或字母，字迹应清晰、工整，将有字的一面朝下。也可用扑克牌。取出10张，闭着眼使它们面朝上，尽量分散放在桌面上。现在睁眼，用极短的时间仔细看它们一眼。然后转过身，凭着你的记忆把所看到的字写下来。紧接着，用另10张纸片重复这一练习。

每天这样练习三次，重复10天。在第10天注意一下你取得了多大进步。第88页，共153页，2023年，2月20日，星期三五、统视——尽收眼底

睁大你的眼睛，但不要过分以至于让你觉得不适。注意力完全集中，注视正前方，观察你视野中的所有物体，但眼珠不可以有一点的转动。坚持10秒钟后，回想所看到的东西，凭借你的记忆，将所能想起来的物体的名字写下来，不要凭借你已有的信息和猜测来作记录。重复10天，每天变换观察的位置和视野。在第10天看看你的进步。

数秒数的过程一般会比所设想的慢。你可以在练习前先调整一下你数数的速度。一边数一边看着手表的秒针走动，1秒数1下，在1分钟结束的时候刚好数出“60”，也可以1秒数2～3下。

第89页，共153页，2023年，2月20日，星期三2、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90页，共153页，2023年，2月20日，星期三在实际工作中表现出来的有如下几种不安全情绪：

①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3－14）

②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91页，共153页，2023年，2月20日，星期三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92页，共153页，2023年，2月20日，星期三

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93页，共153页，2023年，2月20日，星期三3、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94页，共153页，2023年，2月20日，星期三4、态度

态度是个人对他人、对事物较持久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95页，共153页，2023年，2月20日，星期三

5、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96页，共153页，2023年，2月20日，星期三6、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97页，共153页，2023年，2月20日，星期三

7、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。粘液质的人情绪产生速度慢，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。第98页，共153页，2023年，2月20日，星期三

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独操作安全方面的关键设备和工艺过程。第99页，共153页，2023年，2月20日，星期三8、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。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100页，共153页，2023年，2月20日，星期三图12马斯洛的需要层次发展模式第101页，共153页，2023年，2月20日，星期三9、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102页，共153页，2023年，2月20日，星期三三、颜色的心理作用

1、颜色现象明度、色调和饱和度颜色的混合2、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103页，共153页，2023年，2月20日，星期三四、声音对心理的作用1、乐声的作用2、噪声的危害环境声压级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8－18型风机附近大型球磨机开坯锻锤铆钉枪喷气式飞机100110120130140表3－28不同环境的声压级

第104页，共153页，2023年，2月20日，星期三

第三节人体生物力学

一、人体生物力学的一般知识1、骨骼的功能⑴人体骨骼强度⑵骨的功能⑶骨杠杆（图3-18）2、关节的活动范围(1)关节的连结(2)关节的作用第105页，共153页，2023年，2月20日，星期三骨—运动的杠杆关节—运动的枢纽肌肉—运动的动力第106页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3—18人体骨杠杆

第107页，共153页，2023年，2月20日，星期三3、人体肌肉力学特性4、人体运动的特征图3－20屈前臂时形成的力矩图示

第108页，共153页，2023年，2月20日，星期三5、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。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109页，共153页，2023年，2月20日，星期三二、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、施力方式和施力方向有密切关系（见图3-21）第110页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3-21立姿弯臂时的力量分布

第111页，共153页，2023年，2月20日，星期三1、手的操纵力(1)坐姿操纵力坐姿时不同角度上臂力测试如图3-22所示，其测量结果见表3-32。(2)立姿操纵力立姿操作时，手臂在不同角度上的拉力和推力分布，如图3-23所示(3)握力男女不同年龄段握力，见表3-33(4)拉力与推力(5)扭力和提力应用手柄操纵时最合适的力，见表3-34第112页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3-22坐姿操纵力侧视图（a）侧视图（b）俯视图

第113页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3-32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）602301901601501102402501901701201901401201001002301901601601601801501209060向上向下4070808070608011090906080100100808090120120901801501209060向内侧向外侧60709070809090100809040405050606070707080第114页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3-23立姿操作时手臂在不同角度上的拉力和推力分布第115页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3-33

男女不同年龄段握力

性别年龄握力（N）最小值最大值标准值男1618202325274324344373379480529556579585343～441392～460418～487442～510448～516女1618202325202211218226230314332330338343239～276248～285256～293264～301268～305第116页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3-34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500～650650～10501050～14001400～160014012080907012080140406060401201006040120100606030404030第117页，共153页，2023年，2月20日，星期三2、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；右脚的操纵力大于左脚的操纵力；男的脚力大于女的脚力。（见表3-35）

第118页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3-24不同体位下脚的蹬力及在各个角度时的压力比值

第119页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3-35脚的操纵力比较(N)脚别屈曲力伸展力男女男女右脚左脚326299234209478421344299第120页，共153页，2023年，2月20日，星期三三、人体活动的速度与准确度

1、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，还取决于动作方向和动作轨迹等特征人的无条件反应时间为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。

第121页，共153页，2023年，2月20日，星期三2、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122页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3-36人体各部位动作速度与频率限度

动作部位动作速度或频率

数值单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358.8～173～59.42～29.460.72～1.620.81.0～1.20.36～0.72cm.s-1cm.s-1次.s-1r.s-1次.s-1Hz次.s-1次.s-1第123页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3－37动作速度表

动作部位动作特点动作一次最少的平均时间（S）手抓取动作直线的曲线的旋转动作克服阻力不克服阻力0.070.220.720.22脚直线的克服阻力的0.360.72腿直线的脚向侧面0.360.72～1.45躯干弯曲倾斜0.72～1.621.26第124页，共153页，2023年，2月20日，星期三表3-38人体各部分动作的最大频率

动作部位动作的最大频率（次/min）手204～406手指360～431前臂160～292臂99～344腿300～373脚330～400第125页，共153页，2023年，2月20日，星期三3、人体动作的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的动作灵活而准确前后往复比左右往复动作的速度大。最大动作速度与被移的负载的重量成正比，而达到最大速度所需要的时间与被移动的负载成正比人体较短部位的动作比较长部位的动作灵活；人体较轻部位的动作比较重部位的动作灵活人体体积较小部位动作比较大部位动作灵活。第126页，共153页，2023年，2月20日，星期三

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，须遵循的规律：⑴劳动时，不论连续动作时间长短，都应在最有利的位置开始和结束。

⑵沿曲线的、直线的或不规则轨迹的动作，都应该让操作者的动作从容不迫。⑶具有急剧改变方向的动作，应尽量采用流畅而连续的动作。⑷手在水平内动作比在垂直面内的动作要准确。

⑸工作时的动作次数应尽量减少，频率应降低。第127页，共153页，2023年，2月20日，星期三⑹重要作业尽可能由一个人的动作完成。⑺最重要和常用的装置或工具应当放在最有利范围之内。⑻操纵者的操纵动作，按适宜的半径作圆周运动比沿直线运动好。⑼从一个操纵位置到另一个操纵位置的动作应当平稳，不允许有跳跃式动作。⑽如果操作者不可避免地按不正确的轨迹动作时，应当考虑改变手的动作，这时采用直线形式的轨迹要灵活些。第128页，共153页，2023年，2月20日，星期三四、影响人体作用力的因素

1、体重

体重既有利于操纵，又有不利于操纵的，操作时应尽量避免将力耗费在不合理的动作和身体的运动上。体重对操作既有好处也有坏处，应该取其有利的一面，采取相应姿势尽量使体重发挥作用。（见图3-25）第129页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3-25力的应用（甲）

第130页，共153页，2023年，2月20日，星期三图3-25力的应用（乙）

第131页，共153页，2023年，2月20日，星期三2、体位

操作者的体位（立位、坐位、躺位）、躯干的稳定性对人的作用力也有一定的影响。立位作业可以经常改变操作的姿势，活动范围大，易于用力，但单调作业会引起疲劳立位可适当地走动，有助于维持工作能力，但立位不易进行精确而细致的工作，不易转换操作，而且肌肉要作更多的功用以维持体重，易引起疲劳。坐位则可以进行较长时间地精确而细致的工作，可以手足并用，但是坐位作业则不易改变姿势，用力受限制，工作范围受局限，久坐会导致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。

第132页，共153页，2023年，2月20日，星期三第四节疲劳与恢复

一、疲劳的概念所谓疲劳，就是在人体发生可以概括为失去功能或打乱这样的变化，引起生理活动的变化也就是发生机能变化、物质变化、自觉疲劳和效率变化的现象。所谓疲劳就是人体内的分解代谢和合成代谢平衡不能维持，换言之，当高位与低位的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的减弱。作业者在作业中，作业机能衰退，作业能力下降，并伴有疲倦感等主观症状。（见表1）第133页，共153页，2023年，2月20日，星期三表1疲劳自觉症状调查表第134页，共153页，2023年，2月20日，星期三二、疲劳的特点大脑与疲劳有关的现象，乃是人身疲劳的最大特征。

限制过度劳累，起着预防机体过劳的警告作用，即具有防护身体安全的作用。人体疲劳后，具有恢复原状的能力，而不会留下损伤痕迹。

由作业内容和环境变化太少引起，当作业内容和环境改变，疲劳可以减弱或消失。从有疲倦感到精疲力竭，感觉和疲劳有时并不一定同步发生。第135页，共153页，2023年，2月20日，星期三三、疲劳的分类按疲劳的原因分：生理性/心理性疲劳按疲劳所发生的部位分：精神/肌肉/神经疲劳按疲劳的程度分：一般/过度/重度疲劳按疲劳产生的时间长短分：急性/慢性疲劳按作业方式分：动态作业/静态作业疲劳第136页，共153页，2023年，2月20日，星期三基于疲劳表象的分析分为：

1）个别器官疲劳，如计算机操作人员的肩肘痛、眼疲劳；打字、刻字、刻蜡纸工人的手指和腕疲劳等。

2）全身性疲劳，全身动作，进行较繁重的劳动，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，长时间从事紧张脑力劳动引起的头昏脑胀、全身乏力、肌肉松弛、嗜睡或失眠等，与心理因素相联系。

4）技术性疲劳，常见于体力脑力并用的劳动，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，多是由于单调的作业内容引起的。例如，监视仪表的工人，表面上坐在那里悠闲自在，实际上并不轻松。信号率越低越容易疲劳，使警觉性下降。这时的疲劳并不是体力上的，而是大脑皮层的一个部位经常兴奋引起的抑制。第137页，共153页，2023年，2月20日，星期三三、疲劳的测定1、疲劳自觉症状调查(见表１)２、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）（７）色名读唱时间法（８）皮肤电流测定法第138页，共153页，2023年，2月20日，星期三表2－13人体皮肤不同部位的触两点辨别阈

中指2.5食指3.0拇指3.5无名指4.0小指4.5上唇5.5文颊7.0鼻部8.0手掌11.5大足趾12.0前额15.0脚底22.5腹部34.0胸部36.0前臂38.5肩部41.0背部44.0上臂44.5大腿45.5小腿47第139页，共153页，2023年，2月20日，星期三表2－14频闪融合阈值劳动类型日间变化率（％）周间变化率（％）理想界限允许界限理想界限允许界限体力劳动体力、脑力结合的劳动脑力劳动～10～7～6～20～16～10～3～3～3～13～13～13第140页，共153页，2023年，2月20日，星期三劳动强度

劳动强度可以理解为，作业中人在单位时间内作功和机体代谢能力之比。我们日常所说的轻、重劳动是另有含义的。如作业密度高，作业虽少但劳动量较大；或者作业强度虽不大、不费力气，但是站着作业（如教师、营业员、理发师、厨师等）；或者是作业姿势是强制的，精神非常紧张等等，都会被评为重劳动或劳累的工作。

所以首先应对作业有所分类。这里将作业分为静力作业和动力作业两种。

第141页，共153页，2023年，2月20日，星期三3．静力作业

对于脑力劳动、计算机操作人员、仪器监控者等所从事的作业都可归纳为静力作业，或叫静态作业（Staticwork）。这种作业主要是依靠肌肉的等长收缩来维持一定的体位，即身体和四肢关节保持不动时所进行的作业。

体力劳动中也包含静力作业，如坐位或立位观察仪表、支持重物、把握工具、压紧加工物件等。当肌肉的等张力收缩的肌张力在最大随意收缩的15%～20%以下时，不管此时参与的肌肉有多少，只要收缩的张力是相对稳定的，这种静力