发表时间：2019-5-28 10:48:38 编辑：luopiaopiao
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第八节 人的特性
一、人体测量的基本术语
被测者姿势(立姿、坐姿)
测量基准面
测量方向
支承面和着装
基本测点及测量项目
1.被测者姿势(立姿 、坐姿)
基本姿势
1)直立姿势
指被测者挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，自然伸直膝部，左、右足后跟并拢，前端分开，使两足大致呈45°夹角，体重均匀分布于两足。
2)坐姿
指被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，左、右大腿大致平行，膝弯屈大致成直角，足平放在地面上，手轻放在大腿上。
2.测量基准面
垂直轴、纵轴、横轴
1)矢状面
2)正中矢状面
3)冠状面
4)水平面
5)眼耳平面
3.测量方向
(1)在人体上、下方向上，将上方称为头侧端。将下方称为足侧端。
(2)在人体左、右方向上，将靠近正中矢状面的方向称为内侧，将远离正中矢状面的方向称为外侧。
(3)在四肢上，将靠近四肢附着部位的称为近位，将远离四肢附着部位的称为远位。
(4)对于上肢，将挠骨侧称为挠侧，将尺骨侧称为尺侧。
(5)对于下肢，将胫骨侧称为胫侧，将腓骨侧称为腓侧。
4.支承面和衣着
立姿时站立的地面或平台以及坐姿时的椅平面应是水平的、稳固的、不可压缩的。要求被测量者裸体或穿着尽量少的内衣测量。在后者情况下在测量胸围时，男性应撩起汗背心，女性应松开胸罩后进行测量。
5.人体测量的主要仪器
所采用的人体测量仪器有：人体测高仪、人体测量用直脚规、人体测量用弯脚规、人体测量用三脚平行规、坐高椅、量足仪、角度计、软卷尺以及医用磅秤等。
(1)人体测高仪。主要是用来测量身高、坐高、立姿和坐姿的眼高以及伸手向上所及的高度等立姿和坐姿的人体各部位高度尺寸。
(2)人体测量用直脚规。主要是用来测量两点间的直线距离，特别适宜测量距离较短的不规则部位的宽度或直径，如测量耳、脸、手、足等部位的尺寸。
(3)人体测量用弯脚规。常常用于不能直接以直尺测量的两点间距离的测量，如测量肩宽、胸厚等部位的尺寸。
(二)静态测量
1.静态测量方法
人体尺寸的静态测量属于传统的测量方法，用途根广。静态人体测量可采取不同的姿势，主要有立姿、坐姿、跪姿和卧姿等几种。制作衣服时人体尺寸的测量是常见的人体静态测量的方法，这种测量是在被测量者静态地站着或坐着的姿势下进行的。静态测量数据是动态测量的基础，是设计人机系统不可缺少的参数。
人体测量的数据是指人体不同部位的尺寸，在设计不同的设备或产品时，会涉及到人体不同部位的尺寸。不同的人给出的人体测量的定义可能略有出人。1986年Pheasant给出了较权威的各种人体测量数据及其图示，见图1—7。
关于该图的有关解释可参照表l—3。
2.影响人体测量数据的因素
(1)民族因素。
(2)性别、年龄因素。男性的平均身高比女性高l00mm。同时.人的体形也随着年龄的增长而变化，最为显著的是儿童期和青年期。一般而言，在22岁以前身高呈上升趋势，30岁以后呈下降趋势。男性在其20岁左右身体尺寸发展到最高点，女性这一点大约在17岁。随着年龄的增长，人的身高在40岁时开始缩减，并且随年龄的增加这一过程也在加速(主要发生在脊柱)。而人的体重和某些宽度和周长尺寸却随着年龄的增长而增加。因此，在设计工作装置时，须了解所设计的工作装置是否适合于特定的年龄组使用。在使用人体尺寸数据时。
(3)职业因素。不同职业的人在体型和人体尺寸上存在着较大的差异。由于长期的职业活动，使他们身体的某些部分得到了特别锻炼及适应而改变了体型。体力劳动者和脑力劳动者在体型和身体的某些恩寸方面就有较大的差别。
(三)动态测量
1.活动空间
要完成一项非常简单的任务，人体也需要某些部位运动，这就要求有足够的空间.即活动空间。人在劳动或运动时，人体空间位置与尺寸时刻在变化，这种变化是动态变化。动态测量就是测定人体动态变化时的数值。
活动空间的分配依赖于许多因素：使用的人群，任务，衣物，设备作业性质等。所以一般没有固定的规则或模式。
2.伸展域
人在站立并保持脚的站立面不变时，手臂的活动空间用舒适伸展域来表示。主要有：通过肩部关节的正中矢状面的垂直部分;通过关节的横断面的水平部分;通过肩关节的沿着冠状缝平面的垂直部分。设计人员更为关心的是人在工作时所涉及的区域。
(1)正常区域。将上肢轻松地垂直于体侧，曲肘，以肘关节为中心，前臂和手能自由到达的区域，在该范围内，人操作时能舒适、轻快地工作，即前臂活动正常范围。
(2)最大区域。例如完全伸展整个上臂所能涉及的区域。手臂向外伸直，以肩关节为中心，臂的长度(半径不包括手长)所划过的弧形轨迹在水平面上的投影。在最大作业范围内操作时，静力负荷较大，长时间处于这种状态下操作.最容易引起疲劳。
(四)人体测量数据的运用准则
在运用人体测量数据进行设计时，应遵循以下几个准则：
1.最大最小准则。该准则要求根据具体设计目的选用最小或最大人体参数。如人体身高常用于通道和门的最小高度设计，为尽可能使所有人(99%以上)通过时不致发生撞头事件，通道和门的最小高度设计应使用高百分位身高数据;而操作力设计则应按最小操纵力准则设计。
2.可调性准则。对与健康安全关系密切或减轻作业疲劳的设计应遵循可调性准则，在使用对象群体的5%一95%可调。如汽车座椅应在高度、靠背倾角、前后距离等尺度方向上可调。
3.平均准则。虽然平均这个概念在有关人使用的产品、用具设计中不太合理，但诸如门拉手高、锤子和刀的手柄等，常用平均值进行设计更合理。同理，对于肘部平放高度设计数而言，由于主要是能使手臂得到舒适的休息，故选用第50百分位数据较合理，对于中国人而育，这个高度在14—27.9cm之间。
4.使用最新人体散据准则。所有国家的人体尺度都会随着年代、社会经济的变化而不同。因此，应使用最新的人体数据进行设计。
5.地域性准则。一个国家的人体参数与地理区域分布、民族等因索有关，设计时必须考虑实际服务的区域和民族分布等因素。
6.功能修正与最小心理空间相结合准则。国家标准公布的有关人体数据是在裸体或穿单薄内衣的条件下测得的，测量时不穿鞋。而设计中所涉及的人体尺度是在穿衣服、穿鞋甚至戴帽条件下的人体尺寸。因此，考虑有关人体尺寸时，必须给衣服、鞋、帽留下适当的余量，也就是应在人体尺寸上增加适当的着装修正量。所有这些修正量总计为功能修正量。于是，产品的最小功能尺寸可由式1—8确定：
Smin = Ra + Δf (1—8)
式中Smin——最小功能尺寸;
Ra ——第a百分位人体尺寸数据;
Δf ——功能修正量。
功能修正量随产品不同而异，通常为正值，但有时也可能为负值。通常用实验方法求得功能修正量，但也可以通过统计数据获得。对于着装和穿鞋修正量可参照表1—4中的数据确定。对姿势修正量的常用数据是：立姿时的身高、眼高减10mm;坐姿时的坐高、眼高减44mm。考虑操作功能修正量时，应以上肢前展长为依据，而上肢前屉长是后背至中指尖点的距离，因而对操作不同功能的控制器应作不同的修正。如对按钮开关可减12mm;对推滑板推钮、扳动扳钮开关则减25mm。
另外，为了克服人们心理上产生的“空间压抑感”、“高度恐惧感”、等心理感受，或者为了满足人们“求美”、“求奇”等心理需求，在产品最小功能尺寸上常附加一项增量，称为心理修正量。考虑了心理修正量的产品功能尺寸称为最佳功能尺寸，可表示为：
Sopm=Sα+△f+△p
式中 Sopm—最佳功能尺寸;
Sα —第α百分位人体尺寸数据;
△ p—功能修正量;
△ p—心理修正量。
心理修正量可用实验方法求得，一般是通过被试者主观评价表的评分结果进行统计分析求得心理修正量
二、人的生理特性
(一)人的感觉与感觉器官
1、视觉
1)常见的几种视觉现象
(1)暗适应与明适应
(2)眩光 眩光对作业的不利影响：主要是破坏视觉的暗适应，产生视觉后像，使工作区的视觉效率降低，产生视觉不舒适感和分散注意力，造成视觉疲劳。应该采取的主要措施：1)限制光源亮度;2)合理分布光源;3)改变光源或工作面的位置;4)合理的照度
(3)视错觉(有哪些视错觉)
其主要类型有形状错觉、色彩错觉及物体运动错觉等。其中常见的形状错觉有长短错觉、方向错觉、对比错觉、大小错觉、远近错觉及透视错觉等。
色彩错觉有对比错觉、大小错觉、温度错觉、距离错觉及疲劳错觉等。
2)视觉损伤与视觉疲劳(了解)
(1)视觉损伤
眼承受的可见光最大亮度：106cd/m2
红外线—白内障;
高亮度光源(激光、太阳光)---黄斑烧伤;
低照度或低质量光环境---眼的折光缺陷或提早形成老花;
眩光或照度大且变换频繁的光---视觉机能降低。
(2)视觉疲劳
长时间看近物或细小物体 ---视觉疲劳、睫状肌萎缩;
长期在劣质光照环境下工作---眼睛局部或全身性疲劳。
(3)视觉运动规律(了解)
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。一般机器外形设计成横向长方形。
(4)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，观察率优先的顺序是左上、右上、左下、右下。
(5)视线突然转移过程中，约3%能够看清目标，所以工作中不应有突然转移线的要求。
(6)鉴别清楚运动的目标，要角速度大于1’/s-2’/s，且双眼聚焦同一目标。
(7)看清物体最短的注视时间为0.07-0.3s，人眼视觉暂停时间平均0.17s。
2、听觉
1)听觉特性(了解)(1))听觉特征
(1)听觉绝对阈限
一般识别声音所需的最短持续时间为20-50ms
低于以下值不能产生听觉：频率20Hz、声压2×10-5 Pa、声强10-12W/m2
(2)听觉的辨别阈限
辨别阈限—指听觉系统能分辨出两个声音的最小差异
辨别阈限与声音频率和强度有关
(3)辨别声音的方向和距离
2)听觉的掩蔽(了解)
3、人的感觉反应(熟悉)
1)反应时间(熟悉)
反应时间—指人从机械或外界获得信息，经过大脑加工分析发出指令到运动器官开始执行动作所需的时间。
反应时间由感觉反应时间(ta)和开始动作所用时间(tg)两部分构成。(记住不同的反应时间)
为保证安全作业，一方面设计机器时要考虑操纵速度低于人的反应速度;另一方面，设法提高人的反应速度。
2)减少反应时间的途径 (掌握)
合理的选择感知类型;
适合人的生理心理要求，按人机工程学原则设计机器;
作者操作技术的熟练程度直接影响反应速度，应通过训练来提高人的反应速度。
(二)人体的特性参数
1、人体的特性参数
1)静态参数
2)动态参数
3)生理学参数
4)生物力学参数
2、人体劳动强度参数。
a.能量代谢率。
能量代谢率=劳动代谢率/基础代谢率
所谓基础代谢率是指劳动者在绝对安静横卧状态下，为维持生命，在单位时间内所需的最低能量消耗量。
劳动代谢率是指劳动者在劳动时的能量消耗量与安静时的能量消耗量之差除以劳动时间。安静时的能量消耗量大体为基础代谢量的120%。能量消耗量可通过测定劳动时呼出气中的O2及CO2的比例，算出劳动者O2的消耗量折算得到。
b.耗氧量(单位L/min)。
人在作业时因耗能量增加，需氧量也必增多，每分钟的需氧量称为耗氧需。人体每分钟内能供应的最大氧量称为最大耗氧量，正常成人一般不超过3L。
c.心率F
d.劳动强度指数
劳动强度指数，是区分体力劳动强度等级的指标，指数大反映劳动强度大，指数小反映劳动强度小。体力劳动强度按，大小分为4级：
I级(，≤l5)为轻劳动;
Ⅱ级(，=15～20)为中等强度劳动;
Ⅲ级(，=20～25)为重强度劳动;
Ⅳ级(，>25)为“很重体力劳动。
(三)疲劳
1、疲劳的定义
疲劳分为肌肉疲劳(或称体力疲劳)和精神疲劳(或称脑力疲劳)两种。
2、产生疲劳的原因及消除途径
1)产生疲劳的原因
超过生理负荷的激烈动作和持久的体力或脑力劳动、作业环境不良、单调乏味的工作、不良的精神因素、肌体状况不良以及长期劳逸安排不当等人的生理、心理因素及管理方面的因素，都是造成疲劳的原因。另外，机器本身在设计制造时，没有按人机工程学理论设计或设计不周，也是人体过早出现疲劳的原因。
2)消除疲劳的途径
在进行显示器和控制器设计时充分考虑人的生理心理因素
通过改变操作内容、播放音乐等手段克服单调乏味的作业
改善工作环境，科学地安排环境色彩、环境装饰及作业场所的布局，合理的温湿度，充足的光照等
避免超负荷的体力或脑力劳动，合理安排作息时间，注意劳逸结合等。
3)疲劳的测定
主观感觉调查表法(见表 1 疲劳自觉症状调查表)
分析脑电图
测定频闪值
智能测验
精神测验
连续拍摄人体动作的变化
三、人的心理因素
(一)能力
能力是一个人顺利完成某种活动所必须具备的心理特征之一，是一个人完成一定任务的本领。
1、感觉、知觉和观察力
2、注意(见下页)
3、记忆
4、思维
5、操作能力
(二)性格
性格是人们在对待客观事物的态度和社会行为的方式中，区别于他人所表现出的那些比较稳定的心理特征的总和。
将性格分为：冷静型、活泼型、急躁型、轻浮型和迟钝型。前两者中的性格属于安全型，后三种属于非安全型
(三)气质(4种)
精力旺盛、热情直率易于急躁主观;
灵活机智、活泼好动易于轻举妄动;
安静稳定、沉着踏实易于因循守旧;
自卑退让、心绪消沉易于谦虚谨慎。
(四)需要与动机
动机是由需要产生的，有什么样的需要就决定着有什么样的动机。
(五)情绪与情感
情绪是由肌体生理需要是否得到满足而产生的体验，属于人和动物共有。
情感则是人的社会性需要是否得到满足而产生的体验，属于人类特有。
在实际工作中表现出来的有如下几种不安全情绪：
急躁情绪：干活利索但毛躁，求成心切但欠严谨，工作不够仔细，有章不循，受与心不一致等。
烦躁情绪：表现沉闷，不愉快，精神不集中，心猿意马，严重时自身器官往往不能很好协调，更谈不上与外界条件协调一致。
(六)意志
意志就是人们自觉地确定目的并调节自己的行动去克服困难，以实现预定目的的心理过程，它是意识的能动作用的表现。
