第三章人体感知与运动特征ppt课件.ppt

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1、3.7运动系统的机能及其特征骨—运动的杠杆关节—运动的枢纽肌肉—运动的动力3.7.1骨的功能和骨杠杆（1）支撑人体（2）保护内脏（3）运动的杠杆（4）造血（5）储备矿物盐：主要是磷和钙等。1.骨的功能根据支点，力点（动力点）、重点（阻力点）三者不同的位置分布，分为：见图3-20（1）平衡杠杆（2）省力杠杆（3）速度杠杆：用力大，但运动速度快由等功原理，得之于力则失之于幅度，反之亦然。因此，最大的力量与最大的运动范围两者是相矛盾的。2.骨杠杆图3-20人体骨杠杆关节的活动范围有一定的限度，人体处于舒适时，关节必然处在一定的舒适调节范围内，参阅表3-5。3.7.2主要关节的

2、活动范围表3-5重要活动范围和身体各部舒适姿势的调节范围10.下摆、上摆表3-5（续）重要活动范围和身体各部舒适姿势的调节范围人体各部分的活动范围人体上部及上肢固定姿势活动角度范围3.7.3肢体的出力范围1、肌力：肌肉的力量来自肌肉收缩，肌肉收缩时产生的力称为肌肉力。人的一条肌纤维所发挥的力量约为0.01～0.02N，肌力是多条肌纤维的收缩力总和。人体肌肉的生理特征。见表3-62、操作力：在作业中，为了达到操作效果，操作者有关部位（手、脚、躯干等）所施出的一定大小的力。决定因素：肌力、施力的姿势、部位、方式和方向。表3—6身体主要部位肌肉所产生的力（单位：N，20～30

3、岁）返回结论：女性的肌力比男性底20%～30%，右手比左手强10%，而习惯有左手的人，其左手的肌力比右手强6%～7%。（１）在直立姿势下弯臂时，不同角度时的力量分布；如图3-21和图T2（２）在直立姿势下臂伸直时，不同角度位置上拉力和推力的分布；如图3-22（３）在坐姿下手臂在不同角度和方向上的推力和拉力；如图T1，如表3-7（４）坐姿时，下肢不同位置上的蹬力大小。如图3—23(a)和3-23(b)注:肢体所施力量的大小，与持续时间有关.如图T3和图T4图3-21立姿弯臂时的力量分布180°图T2返回图3-22立姿直臂时拉力和推力分布拉力推力返回图T1坐姿时手臂的操纵力

4、的测试方位返回表3—7手臂在坐姿下对不同角度和方向的操纵力（单位：N）返回图3-23不同体位下的蹬力返回图T3图T4结论：由最大值衰减到1/4，只需要４min，操作力＜＝最大肌力的20％，不容易疲劳,操作力＝最大肌力的15％,操作可无限持续。返回图T5影响人体能的因素3.7.4肢体的动作速度与频率１、动作速度(1)肢体肌肉收缩的速度：不同的肌肉，肌力、阻力；(2)动作方向和动作轨迹等特征(动作特征）２、动作频率取决于动作部位和动作方式。参阅表3-8。3、人体动作的灵活性：是指操作时动作速度和频率，由人体的生物力学特性所决定。人体重量轻的部位比重的部位、短的部位比长的部位

5、、肢体末端比主干部位的动作更灵活。因此，设计机器及其操纵装置时，应当充分考虑人体动作灵活性的特点。参阅表B5表3—8人体各部位动作速度与频率限度返回表B5人体各部分的最大运动频率返回3.8人的运动输出人的信息输出方式：语言输出、运动输出。运动输出的质量指标：反应时间、运动速度和准确性。3.8.1反应时间反应时间（RT）:又称为反应潜伏期，它是指刺激和反应的时间间隔。它由反应知觉时间（tz）和动作时间（td）组成。即RT=tz+td简单反应时间、选择反应时间、析取反应时间1.不同的感觉器官（不同性质的刺激）（1）不同的感觉器官简单反应的时间不同；以触觉与听觉最优，视觉次之

6、。参阅表3-9。（2）同一感觉器官接受的刺激不同，反应时间不同；（3）相同感觉器官接受相同的刺激，不同部位反应时间不同。影响反应时间的主要因素人对各种不同性质刺激的反应时间是不同的，见表125。2.刺激信号的性质和强度对于同一种性质的刺激来说，一般情况是对弱刺激的反应时间较长，刺激增加到中等强度与极强时，反应时间短。刺激方式影响反应时间。参阅表3-10。“不可减的最少限”：反应时间不再减少的刺激强度增量的上限值。3.刺激的清晰度和可辩性（环境影响）（1）信号与背景的亮度、颜色、信噪比及频率的对比程度越强，反应时间越短；（2）刺激信号的刺激时间；参阅表3-11（3）刺激的

7、数目、颜色；表3-12B（4）显示器及操纵器的设计。习俗、个体差异（性别、年龄）、疲劳等个人生理、心理状况。年龄2030405060反应时间相对值100104112116161年龄与反应时间的关系4.人的主体因素表3-9不同感觉器官的反应时间感觉器官反应时间（ms）触觉110-160听觉120-160视觉150-200冷觉150-230温觉180-240嗅觉210-390痛觉400-1000味觉330-1100返回刺激反应时间（ms）光电击声音光和电击光和声音声音和电击光、声和电击176143142142142131127对各种刺激的反应