人因工程第2章.ppt

1、第二章是人的因素，第一节是神经系统和感觉系统，第一节是神经系统，它是人体的主导系统。全身所有器官和系统在神经系统的统一控制和调节下相互影响和协调，从而保证人体的统一及其与外界环境的相对平衡。以下是对神经系统的组成和各部分功能的简要介绍。(1)神经组织主要由神经细胞(神经元)和神经胶质组成，它们是形态结构和生理功能上截然不同的两个组成部分。第一部分是神经系统和感觉系统，第一部分是神经系统，第一部分是神经组织，第一部分是神经元，它是一种特殊类型的细胞，在形态学上与其他组织细胞有很大的不同，是一种有突起的细胞，由细胞体和突起组成。如图2-1所示(P23)。胶质是神经元的辅助成分。它主要由胶质细胞组成

2、，胶质细胞从各个方面围绕着神经细胞体及其过程。除了突触接触，神经元之间的空间被胶质细胞占据。神经胶质形成网状支架，在支持、隔离、滋养和保护神经元方面发挥作用。第一部分是神经系统和感觉系统，第一部分是神经系统，第一部分是神经组织，第二部分是突触。它是神经元的轴突末端与其他神经元的细胞体或树突接触的地方。图2-2是突触结构示意图(P23)。神经递质储存在神经元轴突末梢的突触体中。当神经冲动到达轴突末梢时，突触体中的神经递质通过突触前膜释放到突触间隙，引起突触后膜去极化，从而触发去极化神经元中的兴奋性突触后电位，由此产生的神经冲动继续向前传递。第一节是神经系统和感觉系统，第一节是神经系统，第二节是神

3、经系统的基本结构。神经系统由包括大脑和脊髓的中枢神经以及遍布全身的外周神经组成。1.中枢神经系统中枢神经系统包括大脑和脊髓。脊髓是中枢神经系统的主要部分。它的上端位于脊柱的椎管内，进入颅腔，并扩展到大脑的一部分延髓。脊髓有两个功能：一是通过上行和下行神经束将外周感受器的冲动传递到大脑，同时将大脑的冲动传递到外周神经；第二是实现一些基本的躯体反射和内脏反射活动，如血管张力反射。第一节是神经系统和感觉系统，第一节是神经系统，第二节是神经系统的基本结构，第一节是中枢神经系统，而大脑分为延髓、脑桥、中脑、间脑、小脑和大脑半球。(1)延髓。延髓与脊髓上的脑桥相连。来自头部、身体和内脏的大多数感受器的神经

4、冲动通过延髓传递到大脑。它也是调节循环、呼吸、胃肠蠕动、唾液和汗腺分泌的中心。其前庭核是躯体运动反射调节的重要中枢。第一节是神经系统和感觉系统，第一节是神经系统，第二节是神经系统的基本结构，第一节是中枢神经系统，而大脑分为延髓、脑桥、中脑、间脑、小脑和大脑半球。(2)脑桥、中脑、小脑。脑桥也有上行链路和下行链路传输信道。它是角膜反射的中心。中脑是上行和下行神经传导的主要通道的中心，它的四分体是光和声音询问反射的中心。小脑位于脑桥后面，通过双向纤维与脑干相连。小脑的主要功能是调节肌肉张力、身体运动和保持身体姿势和平衡。第一节是神经系统和感觉系统，第一节是神经系统，第二节是神经系统的基本结构，第一

5、节是中枢神经系统，而大脑又分为延髓、脑桥、中脑、间脑、小脑第一节是神经系统和感觉系统，第一节是神经系统，第二节是神经系统的基本结构，第一节是中枢神经系统，而大脑分为延髓、脑桥、中脑、间脑、小脑和大脑半球。(4)大脑半球。大脑在形状上分为左半球和右半球，所以它被称为大脑半球。大脑表面覆盖着一层厚度为2-5毫米的灰质细胞，称为大脑皮层。人脑的两个半球形状相似，彼此对称。然而，它们在结构和功能上仍有一些差异。两个半球的统一体现在它们的相互影响和协调活动中。第一节是神经系统和感觉系统，第一节是神经系统，第二节是神经系统的基本结构，第二节是外周神经系统。它包括脊神经和脑神经。脑干有12对脑神经，脊髓有3

6、1对脊神经。人体各部分的功能可以分为两类，即躯体功能和内脏功能。躯体功能是指骨骼肌功能和感觉活动功能。内脏功能是指内脏功能。对应这两种功能，神经系统也可以分为两种类型，即躯体神经系统和植物神经系统(对应内脏功能)。第一部分是神经系统和感觉系统，第二部分是感觉系统，也称为感觉系统，是人体接受外界刺激时的感觉机制。感觉系统分为视觉、听觉、触觉、运动、味觉、嗅觉等系统。以下主要介绍了在人因工程中广泛使用的几种感觉系统的结构和功能特点。(1)视觉是由眼睛、视神经和视觉中枢的联合活动完成的。眼睛的结构和功能与照相机有些相似。它包括折射部分和感光部分。屈光部分包括眼球前方的透明角膜和白色不透明巩膜。角膜凭

7、借其弯曲的形状实现了眼球的屈光功能。巩膜主要起巩固和保护眼球的作用。第一部分是神经系统和感觉系统，第二部分是感觉系统(1)视觉。视网膜是眼睛的感光部分，有两种感光细胞：杆状细胞和锥形细胞。视网膜中感光细胞的分布直接决定了这部分视网膜的光敏性。该中心最能分辨物体细节和颜色。离中心越远，视力和颜色辨别能力越低。视觉是所有感觉中神经数量最多的感觉器官，它的优点是：能在短时间内获得大量信息；颜色和形状可以用来传递不同属性的信息；对信息敏感，反应迅速；感官范围宽，分辨率高；保持先前刺激的影响是不容易的。然而，也有一些缺点，如错误的视力，幻觉和疲劳。第一部分是神经系统和感觉系统，第二部分是感觉系统，第二部

8、分是听觉系统，主要包括耳朵、传导神经和大脑皮层的听觉区。听觉器官可分为外耳、中耳和内耳，如图2-5 (P27)所示。声音的声压必须超过一定的最小值才能让人听到。因此。能够引起声音感觉的最小声压级称为听觉阈值。不同的频率有不同的听力阈值，如图2-6 (P28)所示。第一部分是神经系统和感觉系统，第二部分是感觉系统，第三部分是平衡感。其周围感觉器官是前庭器官。当身体作直线或旋转运动时，速度的变化会引起前庭器官感受器的兴奋。这种受体的兴奋在调节身体运动和维持平衡方面起着特殊的作用。当身体静止时，它也通过这种感受器感知身体的空间位置，尤其是头部。影响平衡感并导致平衡丧失的原因有酒精、年龄、恐惧、突然运

9、动、热压、姿势异常等。理解上述现象可以帮助马有四种味道：甜、酸、苦和咸，这被称为四种原味。其他口味是由这四种合作产生的。味觉反应很慢，需要时间恢复。当一种有气味的物质进入口腔时，需要1秒钟才能感觉到，而恢复原状需要10到1分钟或更长时间。第一节为神经系统和感觉系统，第二节为感觉系统，嗅觉鼻腔上端的嗅粘膜为嗅觉感受器，嗅觉细胞分布于其上。当嗅觉细胞受到刺激时，它们会产生神经冲动，这些神经冲动会被传到嗅觉中枢并引起嗅觉。人的嗅觉灵敏度用嗅觉阈值来表示，即能引起嗅觉的气体物质的最低浓度。(6)皮肤感觉皮肤感觉系统的外周感受器存在于皮肤表面。当这些感受器受到刺激时，神经冲动通过传入神经到达大脑皮层的相

10、应区域，并产生各种皮肤感觉，包括触摸、压力、振动、轻度疼痛等。第二部分是肌肉、骨骼和能量供应系统。第一节是肌肉组织及其工作特性。肌肉是人体四种组织中数量最多的。人们做的任何运动都取决于肌肉的收缩和伸展。肌肉收缩包括向心收缩、离心收缩和等长收缩。前两种收缩是实现人体各种运动所必需的，它们是动态的，这就是所谓的动态收缩。等长收缩是静态收缩。(1)向心收缩。当肌肉收缩产生的张力大于外部阻力时，肌肉缩短并拉动骨杠杆向心运动，因此称为向心收缩。(2)离心收缩。当肌肉收缩产生的张力小于外力时，肌肉被拉伸。(3)等长收缩。肌肉收缩产生张力但其长度保持不变的收缩形式称为等长收缩。第二部分是肌肉、骨骼和能量供应

11、系统。第一节是肌肉组织及其工作特性。肌肉收缩的速度与肌肉收缩的张力有关。肌肉收缩的张力与收缩前的肌肉长度有关(也称为初始长度)。当初始长度比“静止长度”短时，收缩期间的张力随着肌肉初始长度的增加而线性增加。当肌肉收缩的初始长度达到静止长度时，张力达到最大，此时的初始长度称为最佳初始长度。如果肌肉长度超过这个最佳初始长度，收缩张力将迅速下降。在收缩过程中，肌肉的张力和收缩速度之间也有规律的关系。当肌肉负荷增加时，肌肉收缩的张力增加，但肌肉收缩的速度减慢，肌肉缩短的长度减少。当负荷张力增加到一定限度时，肌肉不能再缩短，收缩速度为零。如果负荷减少，肌肉收缩的速度和长度就会增加。肌肉、骨骼和能量供应系

12、统第2节，骨骼系统，(1)骨骼和骨骼。人体内有206块骨头。其中，177人直接参与了人体运动。根据结构、形状和功能，人体骨骼系统可分为三部分：颅骨、躯干和四肢。图2-7是人体骨骼系统(P31)的结构图。(2)联合。人类四肢的骨骼通常由关节连接。关节的主要功能是使人的四肢弯曲、伸展、旋转。关节内有四种类型的神经末梢，其主要功能是向中枢提供关节位置变化、关节活动速度、关节实际位置和疼痛感觉的信息。第二节是肌肉、骨骼和能量供应系统，而第三节是人类活动的能量，各种人类活动都需要能量。能量供应是通过体内能量物质(糖、糖原、脂肪和蛋白质)的氧化或糖酵解来实现的。一般来说，将能量物质转化为热能或机械能的过程

13、称为能量代谢。(1)人类活动的直接能量人类肌肉神经元和其他细胞活动的能量直接来自细胞内的能量储存元件三磷酸腺苷。在肌肉活动期间，肌肉细胞中的三磷酸腺苷与水结合，并迅速分解成二磷酸腺苷(1)磷酸酶系统。三磷酸腺苷二磷酸系统也称为非乳酸能量系统。肌肉细胞中的三磷酸腺苷由二磷酸腺苷和磷酸肌酸合成。每分解1摩尔磷酸，就能合成1摩尔三磷酸腺苷。反应方程式(P32)。第2节肌肉、骨骼和能量供应系统，第3节人类活动的能量来源，第2节人类活动的能量供应系统和第2节乳酸能量系统。这个系统的能量来自糖原的糖酵解。糖酵解过程中产生的能量供应给腺苷二磷酸，然后合成三磷酸腺苷。(3)好氧氧化系统。有氧氧化供能系统是指糖

14、或脂肪在氧气的参与下分解为二氧化碳和水，同时产生能量，使腺苷二磷酸合成三磷酸腺苷，进而为肌肉或其他细胞提供活性能量。综上所述，可以看出这三种能源系统的生产过程各有特点，在人类活动中也发挥着不同的作用。表2-1比较了三种能源系统的能源供应特性(P33)。第二节，肌肉、骨骼和能量供应系统；第3节，人类活动的能源；第2节，能耗的确定。人体能量消耗的测定方法包括直接法、间接法和相关估算法。直接法是用各种量热仪测量在隔热室内人体周围流动的冷却水的温度，直接测量人体在一定时间内发出的热量。由于操作复杂，需要大型量热仪，在实际测量中不方便应用。间接法是通过测量人体耗氧量(升/分钟)并将其乘以氧的热值(千焦/

15、升)来计算能量消耗的方法。在第二节，肌肉、骨骼和能量供应系统，第三节，人类活动的能量，和第二节，能量消耗的测量，间接方法可以分为两类：封闭和开放。关闭模式是指一个人对着一个关闭的设备呼吸。开放式测量方法是让人体直接从空气中吸入，收集呼出的气体，然后分析收集到的气体成分。用间接法测量能耗需要做大量的工作。为了解决这个问题，在精度不是很严格的情况下，可以用一些容易测量的生理指标来估计人体的能量消耗。例如，心率是一个常用的估计指数。呼吸系统，呼吸系统，呼吸系统是从鼻子到气管到肺器官的总称。呼吸系统的功能是使空气中的氧气进入肺部，在肺部和血液之间交换氧气和二氧化碳，然后将血液中的二氧化碳排放到空气中。

16、肺是呼吸系统的重要器官，其主要功能是通气和换气。肺通气量是衡量肺功能的重要生理指标，是指单位时间内吸入(或呼出)的气体量。人体活动时，肺通气量随着活动负荷的增加而增加。安静休息时，肺通气量约为67升/分钟，活跃时，肺通气量可达安静时的1020倍。第三节呼吸、消化和循环系统；第二节消化系统，包括口、食管、胃、十二指肠、小肠和大肠等消化器官，以及唾液腺、肝脏、胰腺和其他分泌消化所需酶的器官。消化系统有两种消化食物的方式。一种是通过消化道肌肉的收缩来磨碎食物，将食物与消化液混合，并不断将食物推下消化道。另一种是由消化腺分泌的消化液完成的。消化液含有消化酶，可以将食物转化为可吸收的小分子。第三部分是呼

17、吸、消化和循环系统，第三部分是循环系统，由全身的心脏和血管组成。心脏分为左右心房和左右心室。血管分为动脉血管、静脉血管和连接它们的毛细血管。循环系统可分为小循环(肺循环系统)和大循环(体循环系统)。微循环是一个系统，在这个系统中，心脏将低氧血液输送到肺部，然后从肺部吸收高氧血液。大循环是一个将高氧血液带到全身，然后收集高氧的系统随着科学技术的发展和社会的进步，生产过程的自动化程度日益提高，大量繁重的体力劳动和具有严重职业危害的工作将逐渐被机器人所取代，体力劳动的比例和强度将不断降低，越来越多的工作需要智力和紧张的神经。大脑的氧代谢高于其他器官，约为肌肉静止时耗氧量的1520倍，占成人身体总耗氧量的10%。因为大脑的重量只有体重的2.5倍左右，即使大脑处于高度紧张状