安全人机工程学(3.1)

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1、第三章人的生理和心理及人体生物力学特性－1.人的生理特性在现代化的人机系统中，人是主要因素，起着主导作用，应当首先加以研究。因此本章主要介绍三个方面的内容，即人的生理特性、心理特性和人的生物力学特性。研究人的目的，在于说明如何建立人与机器、环境之间的最相适应关系，为安全人机工程设计提供人体生理学和心理学等方面的依据。人体是由各种器官组成的有机整体，各种器官具有各自的功能。从形态和功能上将机体划分为运动系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、循环系统、内分泌系统、感觉系统和神经系统共九个子系统。在人机系统中，人与机的沟通主要是通过神经系统、感觉系统和运

2、动系统其它的六个系统起到辅助和支持作用。一、神经系统1.神经系统组成及其功能神经系统由中枢神经和周围神经组成。神经系统是整个机体的主导系统，全身各器官系统均在神经系统的统一控制和协调下，互相影响，互相协调，保证机体的整体统一及其与外界环境的相互平衡。在此过程中，首先借助感觉器官接受体内外的各种信息，经中枢神经系统整合，再经周围神经系统控制调节各系统的活动，从而使机体得以适应多变的外部环境，同时也调节内部环境相对平衡。2.中枢神经系统1）脊髓：是中枢神经系统的最低级部位，位于脊椎管内，其上端进入颅脑扩展成为脑的一部分—延髓。其功能有二：其一是传导功能，将来自于

3、躯干、四肢和大部分内脏信息传递给脑；其二是反射功能，完成一些简单的躯体反射和内脏反射。2）脑：是中枢神经系统的高级部位，由六部分组成：延髓：脊髓的延续，是食物反射（唾液分泌、咀嚼、吞咽等）和某些防御反射（咳、喷、呕等）的中枢，而且是呼吸和循环系统反射性自动调节中枢；故有“生命中枢”之称。脑桥：位于延髓上方，小脑腹侧，是联系小脑两半球上、下神经纤维的桥梁；脑桥参与或完成头面部肌肉的运动以及某些感觉的形成。中脑：位于脑桥上方，是视听运动的反射中枢。位于三者中央部位的一个广泛区域称为脑干网状结构，该结构存在着两个相互对立的调节系统—激活系统和抑制系统。间脑：位于脑

4、干上方，由丘脑和下丘脑组成。丘脑是大脑皮质下的低级感觉中枢，除嗅觉外，身体各部分的感觉冲动均传至丘脑，经丘脑更换神经元后传向大脑各高级感觉中枢；下丘脑是调节内脏活动和内分泌活动的较高级中枢，同时也参与某些情绪反映活动及昼夜周期性变化活动等。小脑：维持身体平衡，调节与校正肌肉的紧张度和协调肌肉的运动。小脑受伤将造成肌肉动作抖动。大脑：表面覆盖灰质细胞层——大脑皮质，神经细胞集团，是大脑皮质下的运动中枢。3.周围神经系统由脑和脊髓发出，其末梢分布于各器官和组织的神经系统。包括脊神经、脑神经和植物性神经。其功能有二：一是接受来自体内外的各种刺激并将其传导至中枢神经

5、；其二是传递由中枢神经发出的指令并完成运动反应。外界对人的各种刺激的反映表现为感知。二、感觉和知觉1.感觉：感觉是人脑对直接作用于感觉器官的事物的个别属性的反映；并不能反映客观事物的全貌。如颜色、气味、触觉等。人的感觉器官接受内外环境的刺激，并将其转化为神经冲动，通过传入神经，将其传至大脑皮质感觉中枢，便产生了感觉。一切较高级的、复杂的心理活动如思维、情绪、意志等都是在感觉的基础上产生的。“感觉是人类了解自身状态和认识客观世界的开端”。感觉的基本特征1）适宜刺激：人体的各种感觉器官都有各自最敏感的刺激形式；这种刺激形式称为相应感觉器官的适宜刺激。2）感觉阈限

6、：人的各种感觉器官感受能力的发展是不平衡的，而不同的职业又有各自不同方面的感受能力要求，且要产生感觉需要一定强度的刺激，低于此强度则不会产生感觉。刚刚能引起感觉的刺激量，称为绝对感觉阈限的下限；感觉出最小刺激量的能力称为绝对感受性；引起感觉所需要的刺激量越小，即绝对感觉阈限的下限越低，绝对感受性就越高，感觉就越敏锐，反之亦然。刚刚使感觉消失的最大刺激量称为绝对感觉阈限的上限。3）对比：同一感受器官接受两种完全不同但属于同一类刺激物的作用，而使感受性发生变化的现象。4）适应：感觉器官经连续刺激一段时间后，在刺激不变的情况下，感觉就会逐渐减少以至消失，产生适应现

7、象，即敏感性降低；如嗅觉经连续刺激后不在发生兴奋作用，香而不香。“久而不分其臭”就是这种情况。2.知觉知觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映。也就是说，客观事物的各种属性分别作用于人的不同感觉器官，引起人的各种不同感觉，经大脑皮质联合区对来自不同感官的各种信息进行综合加工，于是就在人的大脑中产生了对客观事物的各种属性、各个部分及其相互关系的综合的、整体的映象，这就是知觉。知觉的基本特征1）知觉的整体性：2）知觉的理解性：3）知觉的恒常性：4）知觉的选择性：错觉：在特定的条件下，人们对作用于感官的外界事物所产生的不正确的知觉。在人机系统中

8、，错觉可能造成监测、判断和操作上的失误，甚至可能酿成