02人体感知.ppt
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1、第二章,人体工程学基础 人体感知 人体生理学知识 心理学知识,2.1 人体生理学知识,人的机能分为植物性机能和动物性机能。 植物性机能:生存所必须的机能,如营养吸收、排泄、生殖等; 植物性器官系统:消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统及生殖系统等。 动物性机能:感觉运动机能。 动物性器官系统:感觉系统、运动系统及进行两者之间信息交换的神经系统。,2.1.1 人体感觉系统 感觉系统由神经系统和感觉器官组成。 感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的个别属性的反映。 视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉。 另外还有平衡系统产生的运动觉、平衡觉等。,1.神经系统,组 成: 分为中枢神经系统和周围神经系统
2、。 中枢神经系统包括脑(大脑、小脑、间脑和脑干)和脊髓。 周围神经系统包括由脑干发出的12对脑神经和脊髓发出的31对脊神经组成。 周围神经系统(按功能分类):感觉(传入)神经、运动(传出)神经、躯体运动神经(支配骨骼肌);植物性神经(支配内脏器官:交感、副交感神经)。 功 能: 统一控制和调节全身各器官、系统,保证机体的整体统一及其与外界环境的相对平衡。,脑的工作特点: 左右脑半球与左右侧人体交叉倒置关系。 小脑主管人体的运动平衡,脑干和间脑也参与调解。 大脑上部管理人体下半身,下半个大脑正好相反。 左半球偏重语言功能,右半球偏重有关空间概念的功能。 大脑皮层的各个区管理各种不同的功能。,2.
3、 感觉器官及其功能,视觉系统 构造: 眼球、眼眶、结膜、泪器、眼外肌等组成。,人眼成像的视觉过程: 视觉系统:眼睛和脑(生理学);视觉和知识经验(心理学);,视觉功能: 是视觉器官对客观事物识别能力的总称,包括视角、视力、视野、对比感度和视觉适应。 (1) 视角 被看目标物的两点光线投入眼球时的夹角。眼睛能分辨被看目标物最近两点的视角,称为临界视角。 =2arc tg(D/2L),(2) 视力 视力是眼睛分辨物体细节能力的一个生理尺度 视力=1/临界视角 (3) 视野 当人的头部和眼球不动时,人眼能观察到的空间范围。,(4) 视距 人在工作过程中正常的观察距离。 一般操作的视距范围在380-7
4、60mm之间,在560mm处最为适宜。,(5) 对比感度 (6) 视觉适应 人眼随视觉环境中光量的变化而感受性发生变化的过程,分暗适应和明适应。 暗适应与明适应曲线:,(7) 颜色辨认 人能感觉到的光谱波长和频率与颜色相对应。,色光混合规则: a、人的视觉只能分辨颜色的三种特性:明度、色调、饱和度; b、混合色中,如果一种成分连续变化,混合色的外貌也会连续变化; c、颜色相同的光,无论它们的光谱组成是否相同,在颜色混合中具有相同的效果; d、混合色的总亮度等于组成混合色的各颜色光亮度的总和。,人眼的阅读习惯: a、视线的变化习惯从左到右,从上到下,顺时针方向运动; b、当眼睛偏离视中心时,人眼
5、对左上限的观察最优,对右下限的观察最差; c、在观察事物时,两眼睛总是协调的,同步的; d、对直线轮廓比对曲线轮廓敏感。 e、辨别颜色时易辨认的顺序是:红色、绿色、黄色、和白色,红色最先被看到。 f、眼睛沿水平方向运动比垂直方向运动快。,听觉系统 构造:,外耳由耳廓和外耳道组成。功能是收集声波和传递。 中耳包括鼓膜、鼓室和听小骨。功能是传递声波并放大。 内耳由耳蜗、前庭和半规管组成。耳蜗主管听觉,前庭和半规管掌握位置和平衡。,听觉过程: 第一阶段:将声波转变为机械振动; 第二阶段:将机械振动转变为液体波动; 第三阶段:将液体波动转变为神经冲动;,听觉特性 (1) 人对声音的分辨能力 频 率:听
6、阈频率范围:20-20000Hz 感受性最高:1000-4000Hz; 声 强:两种声音声强相差26%或声压相差12%才能被人识别; 音 调:基底膜长、短纤维的振动。(2) 方向敏感性 “双耳效应”即立体声效应,对声源方位的辨别。 (3) 掩蔽效应 一个声音的听阈因另一个声音 的掩蔽作用而提高的效应。 主要应用于心理医疗机构、大型商场等地背景音乐。,在50-70dB时双耳效应取决于: 1)时差和响度差 2)头部掩蔽和反射效应,嗅 觉,构造: 外鼻、鼻腔与副鼻窦。 嗅觉中枢疲劳,味 觉 味蕾 儿童味蕾较成人多 舌尖甜 舌侧酸 舌两侧前部咸 软腭和舌根苦 20 30之间,味觉敏感度最高,肤 觉,皮
7、肤的组成 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。 功能 皮肤有散热和保温的作用,具有“呼吸”的功能,感知室内热环境的质量(空气的湿度和温度大小分布及流动情况;室内空间、家具、设备等对人体的刺激程度等等); 皮肤内有丰富的神经末梢,是人体最大的一个感觉器官,对人的情绪发展有重要作用。可产生触、冷、温、痛等感觉。 对人体有防卫功能。,(1)触 觉 指能辨别物体的大小、形状、硬度、光滑度等的触感。 压觉或触压觉:被动触觉、主动触觉; 两点阈限:手指为4-5mm,脸部为5-10mm,肩与背部为45-50mm。,(2)痛觉 存在的主要意义是导致机体产生一系列保
8、护性反应来回避刺激物,动员人的机能进行防卫或改变本身的活动来适应新的情况。 (3)温度觉 保持机体内部温度的稳定与维持正常的生理过程。 冷觉和热觉 温度觉适应,平衡觉 人对自己头部位置的各种变化及身体平衡状态的感觉。 运动觉 人对自己身体各部位的位置及其运动状态的一种内部感觉; 感受器:肌梭、腱梭、关节小体; 运动觉未必完全受意识支配。 本体感觉 操作系统中的位置编码;汽车的换档和刹车等的设计。,2.1.2 血液循环系统 血液循环系统由心脏和血管组成。整个血液系统可以分为三个部分: 体循环(大循环):左心室里含有大量氧气的血液,经过主动脉、中动脉、小动脉,不断分支流到全身的毛细血管中,将氧气和
9、养料供给各个组织,收回废物和二氧化碳,后又经过小静脉、中静脉和大静脉返回右心房和右心室。一圈约需20-25s。 肺循环(小循环):返回右心室的充满二氧化碳的血液从这里出发,经过肺动脉在肺部的毛细血管里放出二氧化碳,吸收新鲜氧气,然后又通过肺静脉返回左心房和左心室。一圈约需4-5s。 微循环:是血液在毛细血管里的流动循环,即末梢循环。,2.1.3 人体运动系统和人体力学 人体运动系统的生理特点,关系到人的姿势、人体的功能尺寸和人体活动的空间尺度,从而影响家具、操作装置和支持物的设计。,人体骨杠杆,1. 运动系统 骨骼、肌肉、关节和韧带 骨 骼 连接方式:韧带和软骨直接连接、关节间接连接。 分类:
10、中轴骨、四肢骨。 作用:人体的支架,保护内脏、脑及骨髓造血。 脊柱:32-39块(颈椎骨7块,胸椎7块,腰椎5块,骶椎5块,尾椎3-6块。) 骨杠杆: 平衡杠杆(a) 省力杠杆(b) 速度杠杆(c) 功率=力速,肌 肉 连接方式:通过肌腱越过关节与骨相连。 分类:按组织分为横纹肌(骨骼肌,心肌)、平滑肌。 按机能分为快肌(FT)和慢肌(ST)。 按颜色分为白肌(快肌多)和赤肌(慢肌多)。 肌力:由肌肉收缩而产生。其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约60-100N的力。,(1)握力 (2)背肌力 伸膝半弯腰姿势时,两手垂直向上的最
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- 02 人体 感知
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