人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程培訓課件

人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖2人的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)神經(jīng)系統(tǒng)中樞神經(jīng)周圍神經(jīng)脊髓按解剖分腦神經(jīng)；脊神經(jīng)按功能分感覺（傳入）神經(jīng)運動神經(jīng)（傳出）腦：延髓；腦髓；中腦；間腦；小腦；大腦軀體運動神經(jīng)（支配骨骼肌)植物性神經(jīng)（支配內(nèi)臟器官）2006.22人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程2、感覺的基本特征人的各種感受器都有一定的感受性和感覺閾限。（表3-1）從人的感覺閾限來看，刺激本身必須達到一定強度才能對感受器官發(fā)生作用。（表3-2）一種感受器官只能接受一種刺激和識別某一種特征，眼睛只接受光刺激，耳朵只接受聲刺激。人的感覺印象80%來自眼睛，14%來自耳朵，6%來自其他器官。同時有多種視覺信息或多種聽覺信息，或視覺與聽覺信息同時輸入時，人們往往傾向于注意一個而忽視其它信息，如果同時輸入的是兩個強度相同的聽覺信息，則對要聽的那個信息的辨別能力將下降50%，并且只能辨別最先輸入的或是強度校大的信息。感覺器官經(jīng)過連續(xù)刺激一段時間后，敏感性會降低，產(chǎn)生適應現(xiàn)象。

2006.23人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3－1刺激及感覺反應感覺種類感覺器官適宜刺激識別特征作用視覺眼光形狀、大小、位置、遠近、色彩、明暗、運動方向等鑒別聽覺耳聲聲音的高低、強弱、方向和遠近報警、聯(lián)絡嗅覺鼻揮發(fā)和飛散的物質(zhì)辣氣、香氣、臭氣報警、鑒別味覺舌被唾液溶解的物質(zhì)甜酸、苦辣、咸等鑒別皮膚感覺皮膚及皮下組織物理或化學物質(zhì)對皮膚作用觸覺、痛覺、溫度覺、壓覺報警深部感覺肌體神經(jīng)及關節(jié)物質(zhì)對肌體的作用撞擊、重力、姿勢等

平衡感覺前庭器官運動和位置變化旋轉(zhuǎn)運動、直線運動和擺動等調(diào)整2006.24人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3－2人體主要感覺閾值

感覺感覺閾下限上限視覺（2.2～5.7）×10-17J（2.2－5.7）×10-8J聽覺1×10-12J/m21×102J/m2嗅覺2×10-7kg/m3

味覺4×10-7(硫酸試劑摩爾濃度)

觸覺2.6×10-9J

溫度覺6.28×10-9kg·J/m2·s9．13×10-6kg·J/m2·s振動覺振幅2.5×10-4mm

2006.25人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程3、知覺的基本特征

人的知覺一般分為空間知覺，時間知覺，運動知覺與社會知覺等，它們有如下共同特征：知覺的整體性（見圖3）知覺的理解性（見圖4）知覺的恒常性知覺的選擇性（見圖5）2006.26人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3知覺的整體性2006.27人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖4知覺的理解性2006.28人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖5人頭托盤雙關圖2006.29人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程4、人的視覺及其特性（1）人眼的構(gòu)造眼球的基本結(jié)構(gòu)（見圖6）眼球的水平解剖圖（見圖3-2）（2）視覺的基本參數(shù)

波長和強度效應視角（見圖3-3）視力視野（見圖3-4，圖3-5）視距（見表3-3）色覺2006.210人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖6人眼球的基本結(jié)構(gòu)2006.211人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3－2眼球的水平解剖圖

2006.212人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3－3視角

2006.213人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程

圖3－4人的水平視野和垂直視野

2006.214人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3－5人對不同顏色的視野

2006.215人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3－3幾種工作視距的推薦值任務要求舉例視距離（cm）固定視野直徑(cm)備注最精細的工作安裝最小部件（表·電子元件）12～2520～40完全坐著，部分地依靠視覺輔助手段精細工作安裝收音機、電視機25～35（多為30～32）40～60坐著或站著中等粗活印刷機、鉆井機、機床旁工作50以下至80坐著或站著粗活包裝、粗磨50～15030～250多為站著遠看黑板、開汽車150以上250以上坐著或站著2006.216人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程（3）常見的幾種視覺現(xiàn)象暗適應與明適應

（見圖3-6）眩光視錯覺

（見圖3-7a，圖3-7b，圖3-7c）2006.217人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3－6暗適應和亮適應曲線

2006.218人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3－7a幾種常見視覺錯誤

2006.219人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3-7b一系列視錯覺圖2006.220人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3-7c視錯覺圖2006.221人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程（4）視覺運動規(guī)律眼睛的水平運動比垂直運動快，即先看到水平方向的東西，后看到垂直方向的東西。視線運動的順序習慣于從左到右，從上至下，順時針進行。對物體尺寸和比例的估計，水平方向比垂直方向準確、迅速、且不易疲勞。當眼睛偏離視中心時，在偏離距離相同的情況下，觀察率優(yōu)先的順序是左上、右上、左下、右下。兩眼的運動總是協(xié)調(diào)的、同步的，在正常情況下不可能一只眼睛轉(zhuǎn)動而另一只眼睛不動；在操作中一般不需要一只眼睛視物，而另一只眼睛不視物。人眼對直線輪廓比對曲線輪廓更易于接受。顏色對比與人眼辨色能力有一定關系。當人們從遠處辨認前方的多種不同顏色時，其易于辨認的順序是紅、綠、黃、白。當兩種顏色相配在一起時，易于辨認的順序是：黃底黑字，黑底白字，藍底白字，白底黑字等。

2006.222人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程5、聽覺特性

（1）人耳構(gòu)造和聽覺過程

（見圖3-8，圖3-9）（2）聽覺特征

可聽范圍（見圖3-10）可聽聲音的強度（見圖3-11）方向敏感度掩蔽效應

2006.223人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3－8人耳的構(gòu)造

2006.224人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3-9人耳的剖面圖2006.225人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程

圖3－10年齡對聽力敏感性的影響

2006.226人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3-11人的聽覺閾限2006.227人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程6、人的嗅覺、味覺和膚覺特性（1）嗅覺（2）味覺（3）膚覺觸覺（觸覺感受器見圖10，觸覺閾限）溫度覺痛覺（見圖11）2006.228人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖10部分觸覺感受器2006.229人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖人的痛、溫度和粗略觸覺傳導通路2006.230人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程二、人的反應時間1、定義2、影響反應時間的影響因素隨感覺通道不同而不同

（見表3-4）與運動器官有關

（見表3-5）與刺激性質(zhì)有關

（見表3-6）隨執(zhí)行器官不同而不同（見表3-7）

與刺激數(shù)目的關系

（見表3-8）與顏色的配合有關（見表3-9）與年齡有關（見表3-10）與訓練有關

2006.231人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程

表3－4反應時間隨感覺通道的變化

T（秒）聽覺觸覺視覺嗅覺味覺咸味甜味酸味苦味0.115～0.1820.117～0.2010.188～0.2060.200～0.3700.3080.4460.5231.082動作部位動作特點最少平均時間（ms）手握取直線曲線70220旋轉(zhuǎn)克服阻力不克服阻力720220腳直線的克服阻力的360720腿直線的腳向側(cè)面360720～1460軀干彎曲傾斜720～16201260表3－5反應時間與運動器官的關系

2006.232人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3－7執(zhí)行器官的反應時間

動作部位動作特點最少平均時間（ms）手握取直線曲線70220旋轉(zhuǎn)克服阻力不克服的720220腳直線的克服阻力的360720腿直線的腳向側(cè)面360720～1460軀干彎曲傾斜720～16201260表3－6反應時間與刺激性質(zhì)的關系

執(zhí)行器官反應時間（ms）右手左手右腳左腳1471441741792006.233人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3－8反應時間與刺激數(shù)目的關系刺激選擇數(shù)12345678910反應時間（ms）187316364434485532570603619622

表3－9反應時間與顏色的關系

表3－10年齡與反應時間的關系

年齡2030405060反應時間相對值100104112116161顏色對比白與黑紅與綠紅與黃紅與橙平均反應時間（ms）1972082172462006.234人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程三、人體活動過程的生理變化與適應

1、人體活動時機體的調(diào)節(jié)與適應神經(jīng)系統(tǒng)血管系統(tǒng)（心率、血壓、血液再分配、血液成分）呼吸系統(tǒng)體溫調(diào)節(jié)2、腦力勞動時機體的調(diào)節(jié)與適應3、人體信息處理系統(tǒng)

4、人體節(jié)律周期和晝夜周期

2006.235人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程四、環(huán)境因素對生理功能的影響

及作業(yè)環(huán)境分級

1、粉塵作業(yè)環(huán)境粉塵及其危害

工業(yè)粉塵的衛(wèi)生標準和管理標準（見表3-11）2006.236人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3－11《生產(chǎn)性粉塵作業(yè)危害程度分級》生產(chǎn)性粉塵中游離SiO2含量工人接塵時間肺總通氣量（升/日人）生產(chǎn)性粉塵濃度超標倍數(shù)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

2006.237人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程2、環(huán)境化學因素及其危害（1）工業(yè)生產(chǎn)中的毒物及中毒（2）生產(chǎn)中常見毒物對人體的影響一氧化碳（見表3-12）/二氧化碳（見表3-13）/二氧化硫/氯氣（表3-14）/鉛/汞/熏煙/霧滴

（3）工業(yè)毒物的衛(wèi)生標準和管理標準（見表3-15～3-18）2006.238人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3－12一氧化碳對人體影響與濃度的關系

濃度ppm對人體產(chǎn)生的影響100400～500

600～7001000～12001500～20004000以上數(shù)小時對人體無影響1小時內(nèi)無影響1小時后有時會引起不快感1小時后會引起不快感1小時后會有危險1小時內(nèi)即有危險接觸時間（min）濃度（％）人體中毒癥狀1040802.01.61.4輕度精神緊張，感覺變化，輕度聽力減退，呼吸頻率增高。1040803.52.82.4惡心，頭暈，呼吸急促，視覺辨別能力下降1040807.96.86.1昏迷，嚴重意識喪失。表3－13二氧化碳對人體影響與濃度的關系

2006.239人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程

表3－14氯對人的急性中毒反應濃度人體反應mg/m3Ppm0.061.53～91890120020.051～363040～601001000嗅覺閾濃度有氣味有明顯氣味，刺激眼、鼻刺激咽喉致咳引起劇咳接觸30～60min，可能引起嚴重損害可能造成致命損害可危及生命2006.240人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程

表3－1556種毒物危害級別危害級別毒物名稱Ⅰ級（極度危害）汞及其化合物、苯、砷及其無機化合物、氯乙烯、鉻酸鹽重鉻酸鹽、黃磷、鈹及其化合物、對硫磷、羰基鎳、八氟異丁烯、氯甲醚、錳及其無機化合物、氰化物、三硝基甲苯Ⅱ級（高度危害）鉛及其化合物、二硫化碳、氯、丙烯青、四氯化碳、硫化氫、甲醛苯胺氟化氫、五氯酚及其鈉鹽、鎘及其化合物、敵百蟲、氯丙烯、釩及其化合物、溴甲烷、硫酸二甲酯鎳、甲苯二異氰酸酯、環(huán)氧氯丙烷、砷化氫、敵敵畏、光氣、氯丁二烯、一氧化碳、硝基苯Ⅲ級（中度危害）苯乙烯甲醇、硝酸、硫酸、鹽酸、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級（輕度危害）溶劑汽油、丙酮、氫氧化鈉四氯乙烯、氨2006.241人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3－16毒物危害權(quán)種系數(shù)

毒物危害程度級別DⅠ級（輕度危害）Ⅱ級（中度危害）Ⅲ級（高度危害）Ⅳ級（極度危害）8421

表3－17有毒作業(yè)時間權(quán)系數(shù)有毒作業(yè)勞動時間（h）L≤2〉2～5〉5123指數(shù)范圍級別C≤00<C≤66<C≤2424<C≤96C>960級（安全作業(yè)）一級（輕度危害作業(yè)）二級（中度危害作業(yè)）三級（重度危害作業(yè)）四級（極度危害作業(yè)）表3－18有毒作業(yè)分級表

2006.242人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程3、物理因素危害高溫（見表3-19，表3-20）低溫（表3-21、表3-22、表3-23）噪聲（表3-24）振動

輻射

2006.243人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3－19高溫作業(yè)分級表

接觸高溫作業(yè)時間minWBGT指數(shù)oC25～2627～2829～3031～3233～3435～3637～3839～4041～42≥43≤120ⅠⅠⅠⅠⅡⅡⅡⅢⅢⅢ121～240ⅠⅠⅡⅡⅢⅢⅣⅣ－－241～360ⅡⅡⅢⅢⅣⅣ－－－－≥360ⅢⅢⅣⅣ－－－－－－2006.244人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3－20高溫作業(yè)允許持續(xù)接觸熱時間限值

工作地點溫度oC輕勞動中等勞動重勞動30～32807060>32～34706050>34～36605040>36～38504030>38～40403020>40～42302015>42～442010102006.245人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3－21低溫作業(yè)分級表

冷水作業(yè)時間率（％）溫度范圍oC≤5～10≤0～－5≤－5～－10≤－10～－15≤－15～－20<－20≤25>25～50>50～75>75ⅠⅠⅠⅡⅠⅠⅡⅡⅠⅡⅡⅢⅡⅡⅢⅢⅡⅢⅢⅣⅢⅢⅣⅣ2006.246人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3－22工廠車間內(nèi)作業(yè)區(qū)的空氣溫度和濕度標準

2006.247人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3－23冷水作業(yè)分級表

冷水作業(yè)時間率（％）≤12～10<10～8<8～6<6～4<4～2<2～0≤25>25－50>50－75>75ⅠⅠⅠⅡ

ⅠⅠⅡⅡⅠⅡⅡⅢⅡⅡⅢⅢⅡⅢⅢⅣⅢⅢⅣⅣ2006.248人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3－24噪聲作業(yè)分級級別指數(shù)表

噪聲危害程度指數(shù)范圍級別安全作業(yè)I≤00輕度危害作業(yè)0<I≤1Ⅰ中度危害作業(yè)1<I≤2Ⅱ高度危害作業(yè)2<I≤3Ⅲ極度危害作業(yè)I>3Ⅳ2006.249人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程第二節(jié)

人的心理特性

認識過程：如感覺、知覺、記憶、注意、思維、想象

心理過程特性

情感過程：如情緒與情感意志過程：如意志

個性心理特征：如需要、動機、興趣、能力、氣質(zhì)、性格、世界觀心理特性一、

心理學概述2006.250人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程二、心理特性與安全

1、注意當心理活動指向或集中于某一事物時，就是注意。從生理上，心理上不可能始終集中注意力于一點。不注意的發(fā)生是必然的生理和心理現(xiàn)象，不可避免。不注意就存在于注意之中。2006.251人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程

自動化程度越高，監(jiān)視儀表等工作最容易發(fā)生不注意。

預防不注意產(chǎn)生差錯的方法如下：

1）建立冗余系統(tǒng)，為確保操作安全，在重要崗位上，多設l～2個人平行監(jiān)視儀表的工作；

2）為防止下意識狀態(tài)下失誤，在重要操作之前，如電路接通或斷開、閥門開放等采用“指示唱呼”，對操作內(nèi)容確認后再動作；

3）改進儀器、儀表的設計，使其對人產(chǎn)生非單調(diào)刺激或悅耳、多樣的信號，避免誤解。2006.252人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程2、情緒與情感

情緒、情感是人對客觀事物的一種特殊反應形式。

情緒、情感為三種因素所制約：環(huán)境影響、生理狀態(tài)和認識過程。其中認識過程起關鍵作用。

情緒狀態(tài)可分為心境，激情，應激。

情感是在人類社會歷史發(fā)展過程中形成的高級社會性情感，人類社會性情感可歸結(jié)為道德感、理智感和美感。

2006.253人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程

在實際工作中表現(xiàn)出來的有如下幾種不安全情緒：

①急躁情緒：人的情緒狀況發(fā)展到引起人體意識范圍變狹窄，判斷力降低，失去理智力和自制力。心血活動受抑制等情緒水平失調(diào)呈病態(tài)時，極易導致發(fā)生不安全行為。（見圖3－14

）

②煩躁情緒：表現(xiàn)沉悶，不愉快，精神不集中，心猿意馬，嚴重時自身器官往往不能很好協(xié)調(diào)，更談不上與外界條件協(xié)調(diào)一致。

2006.254人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3－14安全操作水平與情緒激動水平關系圖

2006.255人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程過高和過低的情緒激動水平，使人的動作準確度降至50%或以下，注意力無法集中，不能自制。某礦技術(shù)員與愛人吵架，為逃避家庭煩惱而提前上班，誤人頂板未撬實的采場，被冒落松石打死。這是抑制狀態(tài)下事故的一例。從事快速、緊張的勞動，如興修水利等，較高的情緒激動水平有利于發(fā)揮勞動效率，可播放歡快的樂曲鼓動生產(chǎn)情緒。應當指出，設備復雜、多工種作業(yè)的冶金廠等，車間內(nèi)不應播放音樂和口號，以免造成干擾，影響安全生產(chǎn)。2006.256人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程

情緒激動水平的高低是外界（環(huán)境的、社會的）刺激情景引起的，因此，改變外界刺激可以改變情緒的傾向和水平。從組織管理上（包括思想工作、安全檢查、勞動組織等）及個體主觀上若能注意創(chuàng)造健康穩(wěn)定的心理環(huán)境并用理智控制不良情緒，由情緒水平失調(diào)導致的不安全行為就可以大幅度下降。安全檢查表中有一欄目，調(diào)查工人有無家庭糾紛、打架、賭氣等事件發(fā)生。如影響工人情緒較大，可采取換班休息、談話等方式，不使工人帶著沉重的情緒進人操作崗位。實踐證明，這是行之有效的安全措施。2006.257人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程3、意志意志就是人們自覺地確定目的并調(diào)節(jié)自己的行動去克服困難，以實現(xiàn)預定目的的心理過程，它是意識的能動作用的表現(xiàn)。

意志品質(zhì)有積極的，也有消極的。積極的品質(zhì)表現(xiàn)為自覺性、果斷性、自制力和堅定性；消極的品質(zhì)表現(xiàn)為盲目性、沖動性、脆弱性和盲目性。

2006.258人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程4、態(tài)度

態(tài)度是個人對他人、對事物較持久的肯定或否定的內(nèi)在反應傾向。態(tài)度的形成主要受三種因素的影響，即知識或信息，主要來自父母、同事和社會生活環(huán)境；需要，歡迎態(tài)度，相反則不然；團體的規(guī)定或期望，一般說來個人的態(tài)度要與他所屬的集體的期望和要求相符合。屬于同一集體的人，他們的態(tài)度較類似。團體的規(guī)定是一種無形的壓力影響同一團體的成員。人們對安全工作的態(tài)度對搞好安全工作具有重大影響，在安全管理中，應通過宣傳，教育，團體作用使工人對安全工作的態(tài)度不僅是正確的，而且要達到內(nèi)化的程度。

2006.259人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程

5、性格性格是人們在對待客觀事物的態(tài)度和社會行為的方式中，區(qū)別于他人所表現(xiàn)出的那些比較穩(wěn)定的心理特征的總和。性格特征：對現(xiàn)實的態(tài)度的特征/性格的意志特征/性格的情緒特征/性格的理智特征

有學者將性格分為：冷靜型、活潑型、急躁型、輕浮型和遲鈍型。前兩者中的性格屬于安全型，后三種屬于非安全型

性格與安全生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系，在其他條件相同的情況下，冷靜型性格的人比急躁型性格的人安全性強。對工作馬虎的人容易出現(xiàn)失誤。實踐中不少人因魯莽、高傲、懶惰、過分自信等不良性格、促成了不安全行為而導致傷亡事故。

2006.260人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程6、能力

能力是人順利完成某種活動所必須具備的心理特征之一。能力的個體差異與安全

a.人的能力與崗位職責要求相匹配b.發(fā)現(xiàn)和挖掘職工潛能c.通過培訓提高人的能力d.團隊合作時，人事安排應注意人員能力的相互彌補

2006.261人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程

7、氣質(zhì)氣質(zhì)是一個人生來就有的心理活動的動力特征。心理活動的動力指心理過程的程度、心理過程的速度和穩(wěn)定性以及心理活動的指向性。膽汁質(zhì)的人情緒產(chǎn)生速度快，表現(xiàn)明顯、急躁，不善于控制自己的情緒和行動；行動精力旺盛，動作迅猛；外傾。多血質(zhì)的人情緒產(chǎn)生速度快，表現(xiàn)明顯，但不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)變；活潑好動，好與人交際,外頃。粘液質(zhì)的人情緒產(chǎn)生速度慢，也表現(xiàn)不明顯，情緒的轉(zhuǎn)變也較慢，易于控制自己的情緒變化；動作平穩(wěn)，安靜，內(nèi)傾。抑郁質(zhì)的人情緒產(chǎn)生速度快，易敏感，表現(xiàn)抑郁、情緒轉(zhuǎn)變慢，活動精力不強，比較孤僻，內(nèi)傾。

2006.262人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程

從安全工程角度來看，四種不同氣質(zhì)的人都有其特點和弱點。粘液質(zhì)的人適于做精細而要求有耐心的工作，這種人穩(wěn)重可靠，注意力集中時間長，有利于安全生產(chǎn)；多血質(zhì)的人缺乏耐心，從事單調(diào)重復的工作容易產(chǎn)生精神溜號，造成產(chǎn)品質(zhì)量下降或事故，不宜在安全上負有重任。例如，某礦一技術(shù)員，為人熱情，活潑好動，善于交往，遇事容易沖動好勝。在一次安全檢查中他帶領大家檢查危險區(qū)域，第一個爬上久已腐朽的木梯，墜落死亡。抑郁質(zhì)的人不宜于單獨操作安全方面的關鍵設備和工藝過程。2006.263人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程

8、需要與動機需要是人參與社會行動的基礎，動機則是促使人活動的原因。動機是由需要產(chǎn)生的，需要是個體在生活中感到某種欠缺而力求獲得滿足的一種內(nèi)心狀態(tài)它是機體自身或外部生產(chǎn)條件的要求在腦中的反映。有什么樣的需要就決定著有什么樣的動機。馬斯洛提出了需要層次論（見圖3-12）。他認為，人的需要分為生理需要、安全需要、社交需要、尊重和自我實現(xiàn)的需要，依次由低級到高級。自我實現(xiàn)的需要越強烈，目標越高，對安全的需要也更敏感。

2006.264人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖12馬斯洛的需要層次發(fā)展模式2006.265人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程9、非理智行為的心理因素

僥幸心理

省能心理

逆反心理

湊興心理

從眾心理

2006.266人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程三、顏色的心理作用

1、顏色現(xiàn)象明度、色調(diào)和飽和度

顏色的混合2、顏色的心理作用冷暖感興奮和抑制感前進和后退感輕重感輕松和壓抑感軟硬感膨脹色與收縮色

2006.267人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程四、聲音對心理的作用1、樂聲的作用

2、噪聲的危害環(huán)境聲壓級dB環(huán)境聲壓級dB環(huán)境聲壓級dB剛剛聽到的聲音農(nóng)村靜夜樹葉落下沙沙聲輕聲耳語安靜房間010203040微電機附近普通說話繁華街道公共汽車上72型風機附近5060708090紡織車間8－18型風機附近大型球磨機開坯鍛錘鉚釘槍噴氣式飛機100110120130140表3－28不同環(huán)境的聲壓級

2006.268人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程

第三節(jié)人體生物力學

一、人體生物力學的一般知識1、骨骼的功能⑴

人體骨骼強度⑵骨的功能

⑶骨杠桿（圖3-18

）2、關節(jié)的活動范圍(1)關節(jié)的連結(jié)

(2)關節(jié)的作用

2006.269人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3—18人體骨杠桿

2006.270人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程3、人體肌肉力學特性4、人體運動的特征圖3－20屈前臂時形成的力矩圖示

2006.271人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程5、人體活動范圍最有利范圍：是指可使人在既達到動作目的同時又保證了人的工作輕松、舒適、不疲勞的最佳效果的人體活動范圍，亦稱順手可及活動范圍。施加的操縱力不大的、使用頻率很高的、極重要的操作裝置應安裝在此范圍內(nèi)。正常范圍：是指人體一般活動均在此活動范圍內(nèi)進行，如上肢相對于不動的肩膀在肘關節(jié)彎曲時外切弧的范圍。一般常用的又重要的操作裝置應安裝在此范圍內(nèi)。

最大可及范圍：是指肢體長時間處于最大限度伸直狀態(tài)的活動范圍。不常用的費力很大的操作裝置應安裝在此范圍內(nèi)。

2006.272人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程二、人體各部分的操縱力操縱力是指操作者在操作時為達到操作的目的所付出的一定數(shù)量的力。肢體的力量來自肌肉收縮，肌肉收縮時所產(chǎn)生的力稱為肌力。在操作活動中，肢體所能發(fā)揮的力量大小除了取決人體肌肉的生理特征外，還與施力姿勢、施力部位、施力方式和施力方向有密切關系（見圖3-21）2006.273人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3-21立姿彎臂時的力量分布

2006.274人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程1、手的操縱力(1)坐姿操縱力

坐姿時不同角度上臂力測試如圖3-22所示，其測量結(jié)果見表3-32。(2)立姿操縱力

立姿操作時，手臂在不同角度上的拉力和推力分布，如圖3-23所示(3)握力

男女不同年齡段握力，見表3-33

(4)拉力與推力(5)扭力和提力

應用手柄操縱時最合適的力，見表3-342006.275人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3-22坐姿操縱力側(cè)視圖（a）側(cè)視圖（b）俯視圖

2006.276人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3-32坐姿時手臂在不同方向上的操縱力

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向內(nèi)側(cè)向外側(cè)607090708090901008090404050506060707070802006.277人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3-23立姿操作時手臂在不同角度上的拉力和推力分布2006.278人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3-33

男女不同年齡段握力

性別年齡握力（N）最小值最大值標準值男1618202325274324344373379480529556579585343～441392～460418～487442～510448～516女1618202325202211218226230314332330338343239～276248～285256～293264～301268～3052006.279人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3-34應用手柄操縱時最合適的力

手柄距地高度（mm）左手最適合的用力（N）右手最適合的用力（N）向上向下向側(cè)方向上向下向側(cè)方500～650650～10501050～14001400～1600140120809070120801404060604012010060401201006060304040302006.280人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程2、腳的操縱力腳產(chǎn)生力的大小與下肢的位置、姿勢和方向有關。腳產(chǎn)生的操縱力一般都是以壓力的形式出現(xiàn)，壓力的大小隨著腳離開人體中心對稱線向外偏轉(zhuǎn)的程度有關。（見圖3-24）一般地說，在坐姿的情況下，腳的伸展力大于屈曲力；右腳的操縱力大于左腳的操縱力；男的腳力大于女的腳力。（見表3-35）

2006.281人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3-24不同體位下腳的蹬力及在各個角度時的壓力比值

2006.282人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3-35腳的操縱力比較(N)腳別屈曲力伸展力男女男女右腳左腳3262992342094784213442992006.283人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程三、人體活動的速度與準確度

1、肢體的動作速度

肢體動作速度的大小，基本上決定于肢體肌肉收縮的速度對于操作動作速度，還取決于動作方向和動作軌跡等特征人的無條件反應時間為0.1～0.15S,聽覺反應為0.1～0.2S,手指叩擊速度1.5～5次／S，判斷時間為1～5S。

2006.284人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程2、人體動作的頻率動作頻率是指在一定時間內(nèi)動作所重復的次數(shù)。肢體的動作頻率也取決于動作部位和動作方式(見表3-36

)在操作系統(tǒng)設計時，對操作速度和頻率的要求不得超出肢體動作速度和頻率的能力限度。(見表3-37，表3-38)

2006.285人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3-36人體各部位動作速度與頻率限度

動作部位

動作速度或頻率

數(shù)值單位手的運動控制操縱桿位移手指敲擊的最大頻率旋轉(zhuǎn)把手或駕駛盤身體轉(zhuǎn)動手控制的最大諧振截止頻率手的彎曲與伸直腳掌與腳的運動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-12006.286人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3－37動作速度表

動作部位動作特點動作一次最少的平均時間（S）手抓取動作直線的曲線的旋轉(zhuǎn)動作克服阻力不克服阻力0.070.220.720.22腳直線的克服阻力的0.360.72腿直線的腳向側(cè)面0.360.72～1.45軀干彎曲傾斜0.72～1.621.262006.287人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表3-38人體各部分動作的最大頻率

動作部位動作的最大頻率（次/min）手204～406手指360～431前臂160～292臂99～344腿300～373腳330～4002006.288人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程3、人體動作的靈活性改變操縱方向時，圓形軌跡比直線軌跡靈活。手向著身體比離開身體的動作靈活而準確前后往復比左右往復動作的速度大。最大動作速度與被移的負載的重量成正比，而達到最大速度所需要的時間與被移動的負載成正比人體較短部位的動作比較長部位的動作靈活；人體較輕部位的動作比較重部位的動作靈活人體體積較小部位動作比較大部位動作靈活。2006.289人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程

進行安全人機系統(tǒng)設計時，為使動作速度、頻率和準確性、靈活性很好地結(jié)合，須遵循的規(guī)律：

⑴勞動時，不論連續(xù)動作時間長短，都應在最有利的位置開始和結(jié)束。⑵沿曲線的、直線的或不規(guī)則軌跡的動作，都應該讓操作者的動作從容不迫。⑶具有急劇改變方向的動作，應盡量采用流暢而連續(xù)的動作。⑷手在水平內(nèi)動作比在垂直面內(nèi)的動作要準確。⑸工作時的動作次數(shù)應盡量減少，頻率應降低。2006.290人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程⑹重要作業(yè)盡可能由一個人的動作完成。⑺最重要和常用的裝置或工具應當放在最有利范圍之內(nèi)。⑻操縱者的操縱動作，按適宜的半徑作圓周運動比沿直線運動好。⑼從一個操縱位置到另一個操縱位置的動作應當平穩(wěn)，不允許有跳躍式動作。⑽如果操作者不可避免地按不正確的軌跡動作時，應當考慮改變手的動作，這時采用直線形式的軌跡要靈活些。2006.291人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程四、影響人體作用力的因素

1、體重

體重既有利于操縱，又有不利于操縱的，操作時應盡量避免將力耗費在不合理的動作和身體的運動上。體重對操作既有好處也有壞處，應該取其有利的一面，采取相應姿勢盡量使體重發(fā)揮作用。（見圖3-25）2006.292人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3-25力的應用（甲）

2006.293人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程圖3-25力的應用（乙）

2006.294人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程2、體位

操作者的體位（立位、坐位、躺位）、軀干的穩(wěn)定性對人的作用力也有一定的影響。立位作業(yè)可以經(jīng)常改變操作的姿勢，活動范圍大，易于用力，但單調(diào)作業(yè)會引起疲勞立位可適當?shù)刈邉?，有助于維持工作能力，但立位不易進行精確而細致的工作，不易轉(zhuǎn)換操作，而且肌肉要作更多的功用以維持體重，易引起疲勞。坐位則可以進行較長時間地精確而細致的工作，可以手足并用，但是坐位作業(yè)則不易改變姿勢，用力受限制，工作范圍受局限，久坐會導致生理性疲勞躺位操作易疲勞，汽車修理工修理汽車時就有時必須仰躺著工作。

2006.295人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程第四節(jié)疲勞與恢復

一、疲勞的概念所謂疲勞，就是在人體發(fā)生可以概括為失去功能或打亂這樣的變化，引起生理活動的變化也就是發(fā)生機能變化、物質(zhì)變化、自覺疲勞和效率變化的現(xiàn)象。所謂疲勞就是人體內(nèi)的分解代謝和合成代謝平衡不能維持，換言之，當高位與低位的代謝反應平衡不正常時叫疲勞。疲勞是體力和腦力效能暫時的減弱。作業(yè)者在作業(yè)中，作業(yè)機能衰退，作業(yè)能力下降，并伴有疲倦感等主觀癥狀。（見表1）

2006.296人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表1疲勞自覺癥狀調(diào)查表2006.297人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程二、疲勞的特點

大腦與疲勞有關的現(xiàn)象，乃是人身疲勞的最大特征。限制過度勞累，起著預防機體過勞的警告作用，即具有防護身體安全的作用。人體疲勞后，具有恢復原狀的能力，而不會留下?lián)p傷痕跡。由作業(yè)內(nèi)容和環(huán)境變化太少引起，當作業(yè)內(nèi)容和環(huán)境改變，疲勞可以減弱或消失。從有疲倦感到精疲力竭，感覺和疲勞有時并不一定同步發(fā)生。

2006.298人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程三、疲勞的分類按疲勞的原因分：生理性/心理性疲勞按疲勞所發(fā)生的部位分：精神/肌肉/神經(jīng)疲勞

按疲勞的程度分：一般/過度/重度疲勞

按疲勞產(chǎn)生的時間長短分：急性/慢性疲勞按作業(yè)方式分：動態(tài)作業(yè)/靜態(tài)作業(yè)疲勞

2006.299人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程三、疲勞的測定

1、疲勞自覺癥狀調(diào)查(見表１)２、測量疲勞的幾種方法

（１）測定心率

（２）呼氣分析法

（３）觸兩點辨別閾法（表2－13）（４）膝腱反射閾的測定

（５）反應時間測定法

（６）頻閃融合閾值測定法（表2－14）（７）色名讀唱時間法

（８）皮膚電流測定法

2006.2101人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表2－13人體皮膚不同部位的觸兩點辨別閾

中指2.5食指3.0拇指3.5無名指4.0小指4.5上唇5.5文頰7.0鼻部8.0手掌11.5大足趾12.0前額15.0腳底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472006.2102人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程表2－14頻閃融合閾值勞動類型日間變化率（％）周間變化率（％）理想界限允許界限理想界限允許界限體力勞動體力、腦力結(jié)合的勞動腦力勞動～10～7～6～20～16～10～3～3～3～13～13～13圖2-25CFF值及心動數(shù)日周期變化

2006.2103人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程四、影響作業(yè)疲勞的因素

生理性疲勞除與勞動方式、速度、強度和勞動時間、身心活動簡單的因素有關外，還與照明、氣候、溫度、濕度等工作環(huán)境因素有關。

勞動內(nèi)容單調(diào)極易引起心理性疲勞。

性格差異和智能水平的高低使人們在工作中產(chǎn)生厭倦和疲勞的程度是不同的。。生性歡悅好動的人，在工作中易感疲勞；性格沉靜安分的人，在工作中不易感疲勞。

2006.2104人的生理和心理和生物力學特性安全人機工程學品課程五、疲勞與安全1．睡眠休