第三章人體感知與運(yùn)動特征

第三章人體感知與運(yùn)動特征第1頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月3.7.1骨的功能和骨杠桿

（1）支撐人體（2）保護(hù)內(nèi)臟（3）運(yùn)動的杠桿（4）造血（5）儲備礦物鹽：主要是磷和鈣等。1.骨的功能第2頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

根據(jù)支點，力點（動力點）、重點（阻力點）三者不同的位置分布，分為：見圖3-20（1）平衡杠桿（2）省力杠桿（3）速度杠桿：用力大，但運(yùn)動速度快由等功原理，得之于力則失之于幅度，反之亦然。因此，最大的力量與最大的運(yùn)動范圍兩者是相矛盾的。2.骨杠桿第3頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3-20人體骨杠桿第4頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

關(guān)節(jié)的活動范圍有一定的限度，人體處于舒適時，關(guān)節(jié)必然處在一定的舒適調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，參閱表3-5。3.7.2主要關(guān)節(jié)的活動范圍第5頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

表3-5重要活動范圍和身體各部舒適姿勢的調(diào)節(jié)范圍10.下擺、上擺第6頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

表3-5（續(xù)）重要活動范圍和身體各部舒適姿勢的調(diào)節(jié)范圍第7頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

人體各部分的活動范圍第8頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月人體上部及上肢固定姿勢活動角度范圍第9頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.7.3肢體的出力范圍

1、肌力：肌肉的力量來自肌肉收縮，肌肉收縮時產(chǎn)生的力稱為肌肉力。人的一條肌纖維所發(fā)揮的力量約為0.01～0.02N，肌力是多條肌纖維的收縮力總和。人體肌肉的生理特征。見表3-62、操作力：在作業(yè)中，為了達(dá)到操作效果，操作者有關(guān)部位（手、腳、軀干等）所施出的一定大小的力。決定因素：肌力、施力的姿勢、部位、方式和方向。第13頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月表3—6身體主要部位肌肉所產(chǎn)生的力（單位：N，20～30歲）返回結(jié)論：女性的肌力比男性底20%～30%，右手比左手強(qiáng)10%，而習(xí)慣有左手的人，其左手的肌力比右手強(qiáng)6%～7%。第14頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月（１）在直立姿勢下彎臂時，不同角度時的力量分布；如圖3-21和圖T2（２）在直立姿勢下臂伸直時，不同角度位置上拉力和推力的分布；如圖3-22（３）在坐姿下手臂在不同角度和方向上的推力和拉力；如圖T1，如表3-7（４）坐姿時，下肢不同位置上的蹬力大小。如圖3—23(a)和3-23(b)注:肢體所施力量的大小，與持續(xù)時間有關(guān).如圖T3和圖T4第15頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3-21立姿彎臂時的力量分布180°圖T2返回第16頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖3-22立姿直臂時拉力和推力分布拉力推力返回第17頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月圖T1坐姿時手臂的操縱力的測試方位返回第18頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

表3—7手臂在坐姿下對不同角度和方向的操縱力（單位：N）返回第19頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3-23不同體位下的蹬力返回第20頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月圖T3圖T4結(jié)論：由最大值衰減到1/4，只需要４min，操作力＜＝最大肌力的20％，不容易疲勞,操作力＝最大肌力的15％,操作可無限持續(xù)。返回第24頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖T5影響人體能的因素第25頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月3.7.4肢體的動作速度與頻率１、動作速度(1)肢體肌肉收縮的速度：不同的肌肉，肌力、阻力；(2)動作方向和動作軌跡等特征(動作特征）２、動作頻率

取決于動作部位和動作方式。參閱表3-8。3、人體動作的靈活性：是指操作時動作速度和頻率，由人體的生物力學(xué)特性所決定。人體重量輕的部位比重的部位、短的部位比長的部位、肢體末端比主干部位的動作更靈活。因此，設(shè)計機(jī)器及其操縱裝置時，應(yīng)當(dāng)充分考慮人體動作靈活性的特點。參閱表B5第26頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

表3—8人體各部位動作速度與頻率限度返回第27頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月表B5人體各部分的最大運(yùn)動頻率返回第28頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月3.8人的運(yùn)動輸出人的信息輸出方式：語言輸出、運(yùn)動輸出。運(yùn)動輸出的質(zhì)量指標(biāo)：反應(yīng)時間、運(yùn)動速度和準(zhǔn)確性。第29頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月3.8.1反應(yīng)時間反應(yīng)時間（RT）:又稱為反應(yīng)潛伏期，它是指刺激和反應(yīng)的時間間隔。它由反應(yīng)知覺時間（tz）和動作時間（td）組成。即RT=tz+td

簡單反應(yīng)時間、選擇反應(yīng)時間、析取反應(yīng)時間第30頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月1.不同的感覺器官（不同性質(zhì)的刺激）（1）不同的感覺器官簡單反應(yīng)的時間不同；以觸覺與聽覺最優(yōu)，視覺次之。參閱表3-9。（2）同一感覺器官接受的刺激不同，反應(yīng)時間不同；（3）相同感覺器官接受相同的刺激，不同部位反應(yīng)時間不同。

影響反應(yīng)時間的主要因素第31頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

人對各種不同性質(zhì)刺激的反應(yīng)時間是不同的，見表125。2.刺激信號的性質(zhì)和強(qiáng)度

對于同一種性質(zhì)的刺激來說，一般情況是對弱刺激的反應(yīng)時間較長，刺激增加到中等強(qiáng)度與極強(qiáng)時，反應(yīng)時間短。刺激方式影響反應(yīng)時間。參閱表3-10。

“不可減的最少限”：反應(yīng)時間不再減少的刺激強(qiáng)度增量的上限值。第32頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月3.刺激的清晰度和可辯性（環(huán)境影響）（1）信號與背景的亮度、顏色、信噪比及頻率的對比程度越強(qiáng)，反應(yīng)時間越短；（2）刺激信號的刺激時間；參閱表3-11

（3）刺激的數(shù)目、顏色；表3-12

B

（4）顯示器及操縱器的設(shè)計。第33頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

習(xí)俗、個體差異（性別、年齡）、疲勞等個人生理、心理狀況。

年齡2030405060反應(yīng)時間相對值100104112116161年齡與反應(yīng)時間的關(guān)系

4.人的主體因素第34頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月表3-9不同感覺器官的反應(yīng)時間感覺器官反應(yīng)時間（ms）觸覺110-160聽覺120-160視覺150-200冷覺150-230溫覺180-240嗅覺210-390痛覺400-1000味覺330-1100返回第35頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月刺激反應(yīng)時間（ms）光電擊聲音光和電擊光和聲音聲音和電擊光、聲和電擊176143142142142131127對各種刺激的反應(yīng)時間返回第36頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月表3-10不同強(qiáng)度刺激的反應(yīng)時間返回第37頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月表3-11光刺激時間對反應(yīng)時間的影響表3-12可選擇的刺激數(shù)目對反應(yīng)時間的影響光刺激持續(xù)時間36122448反應(yīng)時間191189187184184刺激選擇數(shù)目反應(yīng)時間（ms）11872316336444345485653275708603961910622返回第38頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月要辨別的刺激白和黑紅和綠紅和黃紅和橙紅和橙（加25%紅）紅和橙（加50%紅）紅和橙（加75%紅）10和13mm線段10和12.5mm線段平均反應(yīng)時間（ms）197208217246252260271296298要辨別的刺激10和12mm線段10和11.5mm線段10和11mm線段10和10.5mm線段相差16Hz純音相差12Hz純音相差8Hz純音相差4Hz純音

平均反應(yīng)時間（ms）305313324345290299311334

B刺激的辨別難度對反應(yīng)時間的影響返回第39頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.動作特點

表3-13

2.目標(biāo)距離：距離增加，Td增長，寬度增加，

Td縮短。

3.運(yùn)動方向

圖3-24圖3-254.動作軌跡特征

5.負(fù)荷重量：最大運(yùn)動速度與負(fù)荷重量成反比。

3.8.2運(yùn)動速度用完成動作的時間來評定（Td）第40頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月1其他功能23456人體軀干和肢體在水平面的運(yùn)動比在垂直面的運(yùn)動速度快。垂直方向的操縱動作，從上往下的運(yùn)動速度比從下往上的運(yùn)動速度快。水平方向的操縱動作，前后運(yùn)動速度比左右運(yùn)動速度快，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動比直線運(yùn)動更靈活。順時針方向的操作動作比逆時針方向的操作動作，速度更快，更加習(xí)慣。一般人的手操縱動作，右手比左手快，而右手的動作，向右運(yùn)動比向左運(yùn)動快。向身體方向的運(yùn)動比離開身體方向的運(yùn)動，速度更快，但后者的準(zhǔn)確性高。

返回第41頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月表3-13人體各部位動作一次的最少平均時間動作部位動作特點最少平均時間/s手抓取直線的曲線的0.070.22旋轉(zhuǎn)克服阻力不克服阻力0.720.22腳直線的克服阻力的0.360.72腿直線的腳向側(cè)面0.360.72～1.46軀干彎曲傾斜0.72～1.621.26返回第42頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月出手距離（cm）204060平均反應(yīng)時間（ms）525596670標(biāo)準(zhǔn)差（ms）507174反應(yīng)動作距離與動作時間返回第43頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3-24手向各方向運(yùn)動時間差異

返回第44頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3-25不同區(qū)域內(nèi)手指敲擊運(yùn)動速度差異返回第45頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月3.8.3運(yùn)動準(zhǔn)確性1234運(yùn)動時間、運(yùn)動類型、運(yùn)動方向、操作方式速度越慢，準(zhǔn)確性越高見圖3-26正前方盲目定位準(zhǔn)確性最高；右方優(yōu)于左方；同一方位，下中方優(yōu)于上方。水平方向，左右運(yùn)動；垂直方向，上下運(yùn)動；見圖3-29運(yùn)動速度與準(zhǔn)確性見圖3-27盲目定位的準(zhǔn)確性見圖3-28運(yùn)動方向