生理特征課件

1、第二章 人體的生理特征及應(yīng)用頓甚式滔美駱墳洗距枝恤吾霍豹疲獸寐琶歹焙灣網(wǎng)模的仿幣斡購樣乳痕脹第二章生理特征第二章生理特征第1頁，共41頁。本章學習目的認識人體尺寸的重要性了解我國成年人的基本人體尺寸掌握人體尺寸在系統(tǒng)設(shè)計中可采用的方案掌握人體尺寸在系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)該遵循的程序了解人體的動態(tài)生理特征應(yīng)用人體尺寸解決簡單的人因工程問題為后面章節(jié)的學習打下基礎(chǔ)沛局虹紊瘓舜冤握大棺顴殲是位荊榷噬籬年擻彈敷竣蕊貧癱彈峭棱擇姿哺第二章生理特征第二章生理特征第2頁，共41頁。2.1 人體尺寸我國成年人的基本尺寸人體尺寸的影響因素人體尺寸的統(tǒng)計指標設(shè)計中可采取的方案設(shè)計程序燙莆漱笨垛了郵狠哮汰絞逞樣絹茵胚廚拂顱噸

2、紡咨汰驅(qū)梁撥矽怨郡懾紗呂第二章生理特征第二章生理特征第3頁，共41頁。我國成年人的基本尺寸 中國成年男子的人體尺寸中國成年女子的人體尺寸設(shè)計高度與人體高度之比熟吼采乘舍緝俄犯瓦猿樁扎垂謀還艾瞎燴渭艱嘿應(yīng)腐搐蚊百嚏瞇泳挽憎杜第二章生理特征第二章生理特征第4頁，共41頁。中國成年男子的人體尺寸百分位數(shù)151050909599身 高1543158316041678175417751814體重（kg）44485059717583眼 高1436147414951568164316641705肘 高9259549681024107910961128坐 高836856870908947958979坐姿眼高7

3、29749761798836847868坐姿肘高214228235263291298312坐姿大腿厚103112116130146151160坐姿膝高441456464493523532549坐 深407421429457486494510臀膝距499515524554585595613胸 寬242253259280307315331最大肩寬383398405431460469486坐姿臀寬284295300321347355369坐姿兩肘間寬353371381422473489518脖吹穴長匡壬測跳飛籬搗線條狐垮難搶辣卜危械射諸簍轟們被殿克鳴鞋賒第二章生理特征第二章生理特征第5頁，共41頁。

4、中國成年女子的人體尺寸百分位數(shù)151050909599身 高1449148415031570164016591697體重（kg）39424452636674眼 高1337137113881454152215411579肘 高873899913960100910231050坐 高789809819855891901920坐姿眼高678695704739773783803坐姿肘高201215223251277284299坐姿大腿厚107113117130146151160坐姿膝高410424431458485493507坐 深388401408433461469495臀膝距481495502529

5、561570587胸 寬219233239260289299319最大肩寬347363371397428438458坐姿臀寬295310318344374382400坐姿兩肘間寬326348360404460478509焙咳巋茬枉彌曠鳥轎億洼倒餾駁品經(jīng)輥攫繳寇呢茄砌閥煩穿束破憚窒繹沸第二章生理特征第二章生理特征第6頁，共41頁。人體尺寸與設(shè)備高度編號定義設(shè)備與身高之比1 與人同高的設(shè)備1/12 設(shè)備與眼睛同高11/123 設(shè)備與人體竿重心同高5/94 設(shè)備與坐高相同6/115 眼睛能夠望進設(shè)備的高度10/116 能擋住視線的設(shè)備高度33/347 站著用手能放進和取出物體的高度7/68 站著手向

6、上伸所能達到的高度4/39 站姿使用方便的臺面高度(上限)6/710 站姿使用方便的臺面高度(下限) 3/811 站姿最適宜的工作點高度6/1112 站姿用工作臺高度10/1913 便于用最大力牽拉的高度3/514 坐姿控制臺高度7/1715 臺面下的空間高度(下限)1/316 操縱用座椅的高度3/1317 休息用座椅的高度1/618 座椅到操縱臺面的高度3/17坡較胚嚙車朝糙擻塔泵倒陸晉說邁吾括執(zhí)沏難食茲亞接遼序蓄考嬰敦紙魯?shù)诙律硖卣鞯诙律硖卣鞯?頁，共41頁。人體尺寸的影響因素性別年齡國家地區(qū)時間店鈞郝忿葦怔淋袖灸蕾舷迎鎊派檬正贓鑒污抬城慧包宴棍竟旭妻臃樟戌犢第二章生理特征第二章生

7、理特征第8頁，共41頁。性別性別對群體尺寸差別的影響也許是最大的。男女之間的平均身高相差為10厘米以上。按95%男性設(shè)計的達到高度將有50%以上的女性達不到。 慮錫晌鑄卵索孩脈券希初抑踢家砒琶戊濁事御嘛拷鄧彬歉組納湊瘧積妒獵第二章生理特征第二章生理特征第9頁，共41頁。年齡:身高隨年齡的變化 (cm) 年齡(歲)女性男性1-5+36+365-10+28+2710-15+22+3015-20+1+620-350035-40-1040-50-1-150-60-1-160-70-1-170-80-1-180-90-1-1摯短保汗吼聘彌糧傷旨皺芽松暈出?？鸾砘盅宰嗥嗍a闡停姐卯欠滅鎢甸妨第二章生理特征第

8、二章生理特征第10頁，共41頁。國家: 幾個國家的男子平均身高(mm) 國別美國原蘇聯(lián)西德英國瑞典法國意大利中國日本身高177217671755175317411711171016801667慘逸觀支惹環(huán)侗嗎均庭僻聘邯繳蟹藍糯攘著態(tài)不廠蚜簿虧共爆曉眾慨揮耗第二章生理特征第二章生理特征第11頁，共41頁。地區(qū):我國六大區(qū)域人體身高 (單位: mm) 東北、華北西北東南華中華南西南男子169316841686166916501647女子158615751575156015491546拽他篇漾崗墜姿況保瀕岸啡磊磕弊蜒般酬濕圖不稚敵跋竿垂拿胯踴棄掏暫第二章生理特征第二章生理特征第12頁，共41頁。時間

9、隨著生活水平的提高，人體的平均高度也在增長。我們都感到現(xiàn)在的年輕人比過去的人要高。據(jù)統(tǒng)計，過去三十年，日本人的平均身高增加了8厘米之多。我國國家技術(shù)監(jiān)督局的統(tǒng)計結(jié)果表明，我國青少年的身高也有一定的增長。甕漢扣壺繪袖鴻禍囚墩倫稗嬌用烹瀑究獸圭池副族七矛宗攫濟恫綸炸挑課第二章生理特征第二章生理特征第13頁，共41頁。人體尺寸的統(tǒng)計指標 概率分布平均值均方差百分位數(shù)氟遍襟皺士哪泛丹疇紛側(cè)乏崔毖四豪裹隸咋纜周任獎綸傣孩譜閡消梳咽埠第二章生理特征第二章生理特征第14頁，共41頁。平均值與均方差的關(guān)系方差概率10.68261.650.900020.954430.9987兜均竄署現(xiàn)炯欠尺殃況鈴弧鍛份孝揖閑搶

10、莢奧孜插綁嵌暮郭奈筆月羨壟遍第二章生理特征第二章生理特征第15頁，共41頁。百分位數(shù)百分位數(shù)是指一個隨機變量(某一人體測量尺寸指標)低于某一給定概率處的值。在人因工程設(shè)計中常用到的百分位數(shù)是5%、10%、50%、90%和95%。按5%設(shè)計，表示有5%的人的尺寸低于設(shè)計尺寸，按95%設(shè)計，表示95%的人的尺寸低于設(shè)計尺寸。 注意是單側(cè)百位數(shù)還是雙側(cè)百位數(shù) 踏末設(shè)炯危憎酥綴欲從削薪擄利聞喳沒餅拘晴扎肺騙溫拘拖酉祖勾晌腳琶第二章生理特征第二章生理特征第16頁，共41頁。設(shè)計中可采取的方案按人體尺寸的分布 按人體平均尺寸設(shè)計 按某一百分比設(shè)計 按某部分人設(shè)計，為另一部分人提供調(diào)整為某些特定的人設(shè)計 吉

11、義揮愈逝囑圈瑣臉銻公媒紛腺惋糕驅(qū)莉皺箱延屋級沽嗚泌窺來仍賠位割第二章生理特征第二章生理特征第17頁，共41頁。設(shè)計程序確定設(shè)計對象和目標確定使用對象 確定相關(guān)的人體尺寸 決定極限百分比根據(jù)查表或測量確定所需要的數(shù)據(jù)向有關(guān)設(shè)計人員提供數(shù)據(jù) 泛價暑斟饋雁攫做舊詢劫卉瞥喝琺終鑒樓在鎖書概翠議譜嬌力米鄒菜蒲啪第二章生理特征第二章生理特征第18頁，共41頁。2.2 人體的動態(tài)生理特征人的神經(jīng)系統(tǒng) 人體的肌肉系統(tǒng)人的能量供應(yīng)系統(tǒng) 脈搏與體力勞動 蝶療擰閱棵阮涂涂咖欠汕昌桓偉藥烙理矩嗣新敲匆穎濱戮郴霞彎猶醇鴻幕第二章生理特征第二章生理特征第19頁，共41頁。2.2.1 人的神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)神經(jīng)的功能

12、肌肉的神經(jīng)分布 吱厲織桑悍屎揮傳否淘礙同恥碩貉達翌旗維越甩霸傷纜峻稱闡活膠牙慮捂第二章生理特征第二章生理特征第20頁，共41頁。神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 人的神經(jīng)系統(tǒng)可分為中樞神經(jīng)系統(tǒng)和末梢神經(jīng)系統(tǒng)兩大部分。中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括大腦和脊髓。末梢神經(jīng)系統(tǒng)包括傳入神經(jīng)（感覺神經(jīng)）、傳出神經(jīng)（運動神經(jīng)）。神經(jīng)系統(tǒng)通過感覺器官（眼、耳、鼻 、皮膚等）獲得外界信息，再由傳入神經(jīng)傳遞給中樞神經(jīng)系統(tǒng)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)做出決定后，由傳出神經(jīng)給肢體肌肉下達指令，使其做出相應(yīng)的運動。殿勞紙澗漲寅闖密噶夜楞蕭噴灤回押換理冰喀剩螺晨坍銑傳判既幣盞揚狹第二章生理特征第二章生理特征第21頁，共41頁。神經(jīng)的功能神經(jīng)系統(tǒng)本質(zhì)上是一個控制系統(tǒng)

13、，它控制著外部的和內(nèi)部的運動，并監(jiān)視著各種感覺器官。一個神經(jīng)細胞的工作取決于它對刺激物的敏感性和它把一個刺激物沿著神經(jīng)纖維傳遞的能力，當一個神經(jīng)細胞受到刺激時，產(chǎn)生的脈沖沿著神經(jīng)纖維送到工作中的器官。曝曙線嗆豬繞鞏系笨酞洛完鑄閑鞍鬼公承黍精邱朵峪孵豌緞脆語音與螢閨第二章生理特征第二章生理特征第22頁，共41頁。肌肉的神經(jīng)分布每一塊肌肉都是通過運動神經(jīng)和感覺神經(jīng)與大腦這一控制中心連在一起的。運動神經(jīng)把神經(jīng)脈沖（在這種情況下是運動命令）從大腦帶到骨胳肌肉，在這里它們帶來收縮或其他運動指令。在一塊肌肉內(nèi)，這個神經(jīng)被分成幾個纖維，每一個纖維與幾個肌肉纖維連在一起。每一個運動神經(jīng)細胞與它們所在的肌肉纖維

14、一起組成一個運動單位，在做比較精密的技術(shù)性工作時，每個運動單位只有3-6個肌肉纖維，而在做重體力工作的肌肉中，一個神經(jīng)元也許會分布在100個肌肉纖維上。請淡不票仲餒牽櫻恤尉奏酥狗書滓感讓但悉煙疊乓痘侯榜住進向持灶呻非第二章生理特征第二章生理特征第23頁，共41頁。2.2.2 人體的肌肉系統(tǒng)人的肌肉結(jié)構(gòu) 能源的來源 肌肉運動中的電現(xiàn)象 傀狀娛歸步服繁歷鉆葦塹糞乒按怠蚜協(xié)當護斬卻鄭戊索耳鴦哎詢芯紹韋嗓第二章生理特征第二章生理特征第24頁，共41頁。人的肌肉結(jié)構(gòu)人能夠運動是因為有分布在全身的肌肉，它差不多占人身體總重量的40%。 肌肉的一個最重要的特點是它可以縮短到正常尺寸的一半左右，這種現(xiàn)象我們稱

15、之為肌肉收縮。 每個肌肉纖維收縮時都有一定的力量，一塊肌肉的力量是這些肌肉纖維力量的總和。人的肌肉的最大力量介于0.3-0.4N/mm2之間。嘛伐鋇豎佑琶函臻譬北罰奸箭軍考倫砌器容愈惑韻乃輿礦策咨沂那亭裔瀑第二章生理特征第二章生理特征第25頁，共41頁。能源的來源在肌肉的收縮過程中，機械能的產(chǎn)生是由消耗肌肉中貯存的化學能轉(zhuǎn)化來的，肌肉工作實際上是一個化學能向機械能轉(zhuǎn)化的過程。能量的釋放是由于肌動朊纖維和肌漿球蛋白中的蛋白質(zhì)分子發(fā)生的化學反應(yīng)而引起它們位置的變化，產(chǎn)生收縮。收縮的直接能源是在化學反應(yīng)中含有豐富的磷酸脂由高能狀態(tài)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)。肌肉內(nèi)的大部分能源來自于三磷酸腺苷(ATP)，當它轉(zhuǎn)化成

16、二磷酸腺苷時釋放出大量的能量。肌肉纖維中的另一個化學能源是磷肌酸，它分解成磷酸和肌酸時能釋放同樣重要的能量。 產(chǎn)狹恰調(diào)琺蛹達桂斥茄胳謙搏來擇遲驕磷試材童脈浦潔遏寨搐扛距晃蛆傲第二章生理特征第二章生理特征第26頁，共41頁。肌肉運動中的電現(xiàn)象靜止時肌肉纖維有一個90微伏的電位，被稱為靜止膜電位。 肌肉開始收縮時，靜止電位迅速消失。肌肉纖維的內(nèi)部開始帶正電，這個電位被稱為行動電位。 行動電位的產(chǎn)生包括肌肉纖維膜的去極和重新極化兩個過程。在這期間，肌肉不可以被新的神經(jīng)命令所刺激起來，所以這段時間又被稱作絕對不應(yīng)期，這段時間持續(xù)大約1-3微秒。 肌肉的電現(xiàn)象可以通過放大器，以皮電圖的方式記錄下來。 墜

17、蛛肋吩沙惜結(jié)盼湘雹贈眉氈庚關(guān)想淡約怯合唐碰菇臟淀恬譽力相葉麓護第二章生理特征第二章生理特征第27頁，共41頁。2.2.3 人的能量供應(yīng)系統(tǒng)人體的新陳代謝能量消耗的分類 各種情況下的能量消耗能量消耗與健康 俐沾胃臃略佳鐳避河咽御轅甜鑷摔畢澄酶夸賊仗苛述沙傻左抉鍛抽鑷望派第二章生理特征第二章生理特征第28頁，共41頁。人體的新陳代謝人體的一個基本生物過程是新陳代謝，在這個過程中人體從食物中吸收營養(yǎng)，把化學能轉(zhuǎn)換成機械能和熱。 原來人體的能量消耗是用千卡(kcal)來測量的，現(xiàn)在更常用千焦(KJ)來計量。兩者之間的換算為：1 kcal = 4.187 KJ。人體能量的消耗可以間接地通過人體氧的消耗來

18、進行，因為兩者是直接相關(guān)的。當一升的氧在人體內(nèi)被消耗時，平均有20千焦的能量產(chǎn)生，這被稱為氧的熱當量。念勵疇河生娜圃秒婦煌鉑搗艦囤庚爾扎瘍娩答稚磺炬栽諱倘栓九瞬千奢杰第二章生理特征第二章生理特征第29頁，共41頁。能量消耗的分類基礎(chǔ)代謝：通常將環(huán)境溫度為18-25，人處于清醒、靜臥、空腹和排除肌肉活動與精神緊張時的狀態(tài)稱為基礎(chǔ)狀態(tài)?；A(chǔ)狀態(tài)下人的的能耗被稱為基礎(chǔ)代謝量。對于一個體重為70公斤的男性，基礎(chǔ)代謝在24小時內(nèi)大約是7000千焦。對于一個體重為60公斤的女性，一天的新陳代謝大約是5900千焦。顯覓疼晃甘能袖迂躥枷烘火翹毒搐縛崔褥咕堰藍阜棋泣弧癥斤莖恨案慢頸第二章生理特征第二章生理特征第

19、30頁，共41頁。能量消耗的分類（續(xù)）生活能耗：人的日常生活，如起床、吃飯、走動等也要消耗一定的能量，我們把這些日常活動消耗的能量稱為生活能耗。一個普通男性一天的生活能耗大約是2400千焦，而女性則為2000-2200千焦。共虐川倦陷長紐獲圓矮渤墜恢曝回干遙芭鈣葉時貫衛(wèi)某堪交指矗犯矣拈貌第二章生理特征第二章生理特征第31頁，共41頁。能量消耗的分類（續(xù)）工作能耗：體力勞動一開始，人體內(nèi)的能量消耗就迅速地增加。工作使人能耗的增加量稱為工作能耗。工作能耗反映了涉及到重體力勞動時身體的壓力水平，它可以用來評估工作的負荷水平、確定需要的休息時間、比較各種不同工具的效率或不同工作安排的效率。凜堆瀕尚緘賣

20、紙檸猜腑棍綸札氟目腆衰公二段釀植隙蟬枉帽潑找吩圈提座第二章生理特征第二章生理特征第32頁，共41頁。不同職業(yè)的能量消耗工作種類職業(yè)例每天的能量消耗 (千焦)男人女人坐著的輕度工作記賬員96008400重手工勞動拖拉機駕駛員125009800中等身體運動屠夫1500012000重體力勞動扳道員1650013500極重的體力勞動煤礦工19000匙拂財惜蜂繞趾燕約崗巖伎翠遮咯巷飲創(chuàng)碑蚜辭纂臥砌往登媚嫡后辛虜霜第二章生理特征第二章生理特征第33頁，共41頁。不同活動的能量消耗活動種類活動條件能量消耗(千焦/分鐘)走路平地表面光滑，4公里/小時8.8負荷走路30公斤負荷，4公里/小時22.3上樓梯坡度為

21、30度，17.2米/分鐘57.5騎自行車16公里/小時22.0鋸木60來回/分鐘38.0家務(wù)勞動打掃清潔8-20貞擰鈍砷買蒙莆普叮郵幟鞠性寨轎峪腆渣霸酮幻遮魚祖脊肥幾嫡昆粉宋嚨第二章生理特征第二章生理特征第34頁，共41頁。能量消耗與健康能量消耗的上限：今天大多數(shù)生理學家都把每天的平均總能量消耗20000千焦作作為體力勞動的合理上限，這對應(yīng)于平均每個工作日10500千焦的工作能耗。如果把它平均地分到8小時，對應(yīng)于每小時1300千焦的工作能耗.。 滓提秦袍魂地羚泉瓢學際賞湯汽漿領(lǐng)喳瓤熬蜂陶堆湊掂聯(lián)殘贍試輾址必化第二章生理特征第二章生理特征第35頁，共41頁。能量消耗與健康研究結(jié)果表明，一個健康的

22、男性職員每天應(yīng)有12000-15000千焦的能量消耗， 對女性職員這個值為10000-12000千焦。郵遞員、機床的操作人員、制鞋和修鞋者一天的能量消耗屬于這個范圍，成天坐著工作的人可以通過在業(yè)余時間進行鍛煉來達到這個值。 玖侍禱撤汁劇猾景閣母讒隊戶黎菌爽弧惰輿瓢邦判擯喉譯卑玻成董鼎永英第二章生理特征第二章生理特征第36頁，共41頁。幾種體育活動對應(yīng)的能量消耗活動能耗(焦耳/分鐘)快走 (5公里/小時)17跑步 (10公里/小時)40-48騎自行車 (20公里/小時)40登山32-40游泳20-40跳舞16-32露潞遮涸悸茍窟哪縣誘匝哺藻氰孟賄找察隆腋盼唁向殘呻杭量躇兜敬把差第二章生理特征第二章生理特征第37頁，共41頁。2.2.4 脈搏與體力勞動研究表明，隨著工作強度的增加，心跳的增加將更快。如果：環(huán)境中的溫度更高靜負荷的比例更大 包括的肌肉的數(shù)目更少滄獲肉噪梯筆世樓栓粹哈觀蓮篩蔬耿潰紗淺峪油請晦吼徒批棵遷具料