安全人机工程第三章ppt课件.ppt
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1、安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 1 1 1 页页页页页页第三章第三章 人的生理心理因素人的生理心理因素 及生物力学特性及生物力学特性第一节第一节 人的生理因素与安全人的生理因素与安全 一、人的感知特性人的感知特性 1 1、人的感觉、人的感觉 人机系统人机系统 (见图1) 人的神经系统结构人的神经系统结构(见图2)安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 2 2 2 页页页页页页图图1 1 人机系统图人机系统图安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 3 3 3 页页页页页页图图 2 人的神
2、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:脑:延髓;脑髓;中脑;间延髓;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)安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 4 4 4 页页页页页页(1)感觉的基本特征感觉的基本特征 人的人的各种感受器都有一定的感受性和感觉阈限。各种感受器都有一定的感受性和感觉阈限
3、。 (表表3-1) 从人的感觉阈限来看,刺激本身必须达到从人的感觉阈限来看,刺激本身必须达到一定强度才一定强度才能对感受器官发生作用。(能对感受器官发生作用。(表表3-2) 一种感受器官只能接受一种刺激一种感受器官只能接受一种刺激和识别某一种特征,和识别某一种特征,眼睛只接受光刺激,耳朵只接受声刺激。人的感觉印眼睛只接受光刺激,耳朵只接受声刺激。人的感觉印象象80%来自眼睛,来自眼睛,14%来自耳朵,来自耳朵,6%来自其他器官。来自其他器官。 同时有多种视觉信息或多种听觉信息,或视觉与听觉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信息同时输入时
4、,人们往往倾向于注意一个而忽视其它它信息,如果同时输入的是两个强度相同的听觉信息,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则对要听的那个信息的辨别能力将下降50%,并且只,并且只能辨别最先输入的或是强度较大的信息。能辨别最先输入的或是强度较大的信息。 感觉器官经过连续刺激一段时间后,敏感性会降低,感觉器官经过连续刺激一段时间后,敏感性会降低,产生产生适应现象。适应现象。 安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 5 5 5 页页页页页页表表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
5、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
6、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、直线旋转运动、直线运动和摆动等运动和摆动等调整调整安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 6 6 6 页页页页页页2006.22006.22006.2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 1
7、10102 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6.286.281010-9-9kg 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安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 7 7 7 页页页页页页(2)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
8、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)安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 8 8 8 页页页页页页2006.22006.22006.2图图 3 知觉的整体性安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 9 9 9 页页页页页页图图 4 知觉的理解性安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 101010 页页页页页页图图 5 人头托盘双关图安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 111111 页页页页页页2
9、、人的视觉特性人的视觉特性 (1 1)人眼的构造人眼的构造 眼球的基本结构(眼球的基本结构(见图见图6 6) 眼球的水平解剖图眼球的水平解剖图 (见图见图7 7) (2 2)视觉的基本参数)视觉的基本参数 波长和强度效应波长和强度效应 视角(视角(见图见图3-13-1) 视力视力 视野(见视野(见图图3-23-2,图图3-3 3-3 ) 视距(见视距(见表表3-33-3) 色觉色觉安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 121212 页页页页页页图图 6 人眼球的基本结构安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 131313 页
10、页页页页页图图7 7 眼球的水平解剖图眼球的水平解剖图安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 141414 页页页页页页 图图3 31 1 视角视角LDarctg22安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 151515 页页页页页页 图图3 32 2 人的水平视野和垂直视野人的水平视野和垂直视野安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 161616 页页页页页页图图3 33 3 人对不同颜色的视野人对不同颜色的视野安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 1717
11、17 页页页页页页2006.22006.22006.2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多为站着远 看黑板、开汽车150以上250以上坐着或站着安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 181818 页页页页页页(3 3)常见的几种视觉
12、现象)常见的几种视觉现象 暗适应与明适应暗适应与明适应 眩光眩光 视错觉视错觉 (图图3-4 3-4 )安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 191919 页页页页页页图图3 34 4 几种常见视觉错误几种常见视觉错误安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 202020 页页页页页页动画动画图图 8 一系列视错觉图安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 212121 页页页页页页图9趣味图片安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 222222 页页页页页页(
13、6)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。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。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。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。顺序是左上、右上、左下、右下。两眼的运动总是协调的、同步的
14、,在正常情况下不可能一只眼睛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。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。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,颜色相配在一
15、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。蓝底白字,白底黑字等。 安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 232323 页页页页页页3、人的听觉特性听觉特性(1)人耳构造和听觉过程(见图10,图3-9)(2)听觉特征 可听范围(见图3-5) 可听声音的强度(见图3-6) 方向敏感度 掩蔽效应 安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 242424 页页页页页页图图10 10 人耳的构造人耳的构造安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 252525 页页页页页页图图 11
16、人耳的剖面图人耳的剖面图安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 262626 页页页页页页 图图3 35 5 年龄对听力敏感性的影响年龄对听力敏感性的影响安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 272727 页页页页页页图图3-6人的听觉阈限安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 282828 页页页页页页4、人的嗅觉、味觉和肤觉特性人的嗅觉、味觉和肤觉特性(1 1)嗅)嗅 觉觉(2 2)味)味 觉觉(3 3)肤)肤 觉觉 触觉(触觉感受器见触觉(触觉感受器见图图12 12 ,触觉阈限),触觉
17、阈限) 温度觉温度觉 痛觉(见痛觉(见图图1313)安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 292929 页页页页页页图图 12 部分触觉感受器安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 303030 页页页页页页图图 13 人的痛、温度和粗略触觉传导通路安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 313131 页页页页页页二、人的反应时间二、人的反应时间1 1、定义、定义2 2、影响反应时间的因素、影响反应时间的因素 随感觉通道不同而不同随感觉通道不同而不同(见表(见表3-4) 与运动器官有关与运动
18、器官有关(见表(见表3-5) 与刺激性质有关与刺激性质有关(见表(见表3-6) 随执行器官不同而不同随执行器官不同而不同(见表(见表3-7) 与刺激数目的关系与刺激数目的关系(见表(见表3-8) 与颜色的配合有关与颜色的配合有关(见表(见表3-9) 与年龄有关与年龄有关(见表(见表3-10) 与训练有关与训练有关 安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 323232 页页页页页页 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
19、.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安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 333333 页页页页页页表表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
20、面3607201460躯干弯曲倾斜72016201260表表3 36 6 反应时间与刺激性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安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 343434 页页页页页页表表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2030
21、405060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安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 353535 页页页页页页三、大脑的觉醒水平三、大脑的觉醒水平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、人体节律周期和昼夜周期安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三
22、章第三章第三章第第第第第第 363636 页页页页页页第二节第二节 人的心理因素与安全人的心理因素与安全 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 情感过程情感过程:如情绪与情感如情绪与情感 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、世界观如需要、动机、兴趣、能力、气质、性格、世界观 心理特性心理特性心理学概述心理学概述安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 373737 页页页页页页一、人的心理特性对安全生产的影响一、人的心理
23、特性对安全生产的影响 1 1、注意、注意 当心理活动指向或集中于某一事物时,就当心理活动指向或集中于某一事物时,就是注意。是注意。 从生理上,心理上不可能始终集中注意力从生理上,心理上不可能始终集中注意力于一点。于一点。 不注意的发生是必然的生理和心理现象,不注意的发生是必然的生理和心理现象,不可避免。不可避免。 不注意就存在于注意之中。不注意就存在于注意之中。安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学第三章第三章第三章第第第第第第 383838 页页页页页页 自动化程度越高,监视仪表等工作最容自动化程度越高,监视仪表等工作最容易发生不注意。易发生不注意。预防不注意产生差错的方法如下预防不注意
24、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)建立冗余系统,为确保操作安全,在重要岗位上,多设岗位上,多设l2个人平行监视仪表的工作;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)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、阀门开放等采用前,如电路接通或断开、阀门开放等采用“指指示唱呼示唱呼”,对操作内容确认后再动作;,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)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。单调刺激或悦耳、多样的信号,避免误解。 安全人机工程学安全人机工程学安全人机工程学
25、第三章第三章第三章第第第第第第 393939 页页页页页页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情绪、情感是人对客观事物的一种特殊反应形式。形式。 情绪、情感为三种因素所制约:环境影响、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生理状态和认识过程。其中认识过程起关键作用。作用。 情绪状态可情绪状态可分为分为心境,激情,应激。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。德感、理智感和美
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