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1、人机工程学人机工程学航空学院 栾义春 2012年11月13日篇章总汇总论总论 第第1 1章章 人机工程学概论人机工程学概论应用应用篇篇第第5 5章章 人机系统人机系统第第6 6章章 工作研究（肌肉骨骼失工作研究（肌肉骨骼失调及预防）调及预防）第第7 7章章 作业空间设计作业空间设计 第第8 8章章 人与环境的界面设计人与环境的界面设计基础篇基础篇 第第2 2章章 人体生理特征人体生理特征第第3 3章章 人体测量与数据应用人体测量与数据应用 第第4 4章章 人的心理认知特征人的心理认知特征扩展篇扩展篇第第9 9章章 人因安全人因安全第第1010章章 可用性可用性第第1111章章 脑力负荷脑力负荷
2、8.1人体对环境的适应程度人体对环境的适应程度8.2人与热环境人与热环境8.3人与光环境人与光环境8.4人与声环境人与声环境8.5人人与运动环境与运动环境8.6人与毒物环境人与毒物环境 根据作业环境对人体的影响和人体对环境的适应程度，分为：根据作业环境对人体的影响和人体对环境的适应程度，分为：u最舒适区：各项指标最佳，使人在劳动过程中感到满意；最舒适区：各项指标最佳，使人在劳动过程中感到满意；u舒适区：在正常情况下这种环境使人能够接受，而且不会感到刺激和舒适区：在正常情况下这种环境使人能够接受，而且不会感到刺激和疲劳。疲劳。u不舒适区：作业环境的某种条件偏离了舒适指标的正常值，较长时间不舒适区
3、：作业环境的某种条件偏离了舒适指标的正常值，较长时间处于此种环境下，会使人疲劳或影响工效，因此，需采取一定的保护措处于此种环境下，会使人疲劳或影响工效，因此，需采取一定的保护措施，以保证正常工作。施，以保证正常工作。u不能忍受区：若无相应的保护措施，在该环境下人将难以生存，为了不能忍受区：若无相应的保护措施，在该环境下人将难以生存，为了能在该环境下工作，必须采取现代化技术手段（如密封），使人与有害能在该环境下工作，必须采取现代化技术手段（如密封），使人与有害的环境隔离开来。的环境隔离开来。u见见图图9-19-1。第8章 人与环境的界面设计8.18.1人体对环境的适应程度人体对环境的适应程度图9
4、-1决定舒适程度的环境因素范围第8章 人与环境的界面设计创造良好作业环境的途径创造良好作业环境的途径 ： 1 1）对现有的作业环境进行评价，针对存在问题采取改善措施。）对现有的作业环境进行评价，针对存在问题采取改善措施。 2 2）在设计阶段就充分运用一切技术资料，对作业环境予以充分论）在设计阶段就充分运用一切技术资料，对作业环境予以充分论证和考虑，提出妥善解决不良环境因素的方法。证和考虑，提出妥善解决不良环境因素的方法。第8章 人与环境的界面设计1.1.气温：热源通过传导、对流使作业环境的空气加热，并通过辐气温：热源通过传导、对流使作业环境的空气加热，并通过辐射加热四周物体，形成第二热源，扩大
5、直接加热空气的面积，射加热四周物体，形成第二热源，扩大直接加热空气的面积，使气温升高。使气温升高。2.2.气湿：相对湿度在气湿：相对湿度在80%80%以上称为高气湿，在以上称为高气湿，在30%30%以下为低气湿。以下为低气湿。3.3.气流：主要受外界风力和热源影响。温差愈大，产生的气流愈气流：主要受外界风力和热源影响。温差愈大，产生的气流愈大。大。4.4.热辐射：正辐射（使人体受热），负辐射（使人体散热）。热辐射：正辐射（使人体受热），负辐射（使人体散热）。8.28.2人与热环境人与热环境p影响热环境的要素影响热环境的要素第8章 人与环境的界面设计人体所受热源：人体所受热源：1 1）机体代谢产
6、热；）机体代谢产热；2 2）外界作用的环境热量，见）外界作用的环境热量，见图图9-29-2。3 3）机体通过对流、传导、辐射、蒸发等途径与外界环境进行热）机体通过对流、传导、辐射、蒸发等途径与外界环境进行热交换，以保持机体的热平衡。交换，以保持机体的热平衡。p人体的热平衡人体的热平衡第8章 人与环境的界面设计机体热平衡方程：机体热平衡方程：人体蓄热状态人体蓄热状态S=0 人体处于动态热平衡状态人体处于动态热平衡状态S0 产热多于散热，人体体温升高产热多于散热，人体体温升高S0 散热多于产热，人体体温下降散热多于产热，人体体温下降人体对外做功所消耗的热量人体对外做功所消耗的热量人体通过皮肤表面汗
7、液的蒸发散热量人体通过皮肤表面汗液的蒸发散热量人体与周围环境通过辐射交换的热量，人体吸热为正，人体与周围环境通过辐射交换的热量，人体吸热为正，散热为负散热为负人体与周围环境通过对流交换的热量，人体吸热为正，散热为负人体与周围环境通过对流交换的热量，人体吸热为正，散热为负代谢产热量代谢产热量第8章 人与环境的界面设计p热环境对人体的影响热环境对人体的影响1.1.热舒适环境：人在心理状态上感到满意的环境。热舒适环境：人在心理状态上感到满意的环境。l环境因素：气温（空气的干球温度）、气湿（空气中的水蒸气分压力）、环境因素：气温（空气的干球温度）、气湿（空气中的水蒸气分压力）、气流速度（空气流速）、辐
8、射热（室内物体和壁面辐射温度）气流速度（空气流速）、辐射热（室内物体和壁面辐射温度） 最适合的湿度最适合的湿度% %与气温与气温tt之间的关系之间的关系 (%)=188-7.2 t () t26 (%)=188-7.2 t () t26 l人的因素：新陈代谢、服装，见人的因素：新陈代谢、服装，见图图9-39-3l次要因素：大气压力、人的肥胖程度、人的汗腺功能等。次要因素：大气压力、人的肥胖程度、人的汗腺功能等。第8章 人与环境的界面设计2.2.过冷、过热环境对人体的影响过冷、过热环境对人体的影响u低温冻伤与暴露时间有关。低温冻伤与暴露时间有关。u低温的全身性影响，人体深部体温低温的全身性影响，
9、人体深部体温3434， 3030， 2727. .u高温烫伤，高温烫伤，41-44 41-44 灼痛，升高皮肤基础组织受到伤害。灼痛，升高皮肤基础组织受到伤害。u全身性高温反应，人体深部体温耐受为全身性高温反应，人体深部体温耐受为38.5-38.8 38.5-38.8 ，极端不，极端不舒适为舒适为39.1-39.4 39.1-39.4 。42 42 引起死亡。引起死亡。u人体耐低温能力比耐高温能力强。当深部体温降至人体耐低温能力比耐高温能力强。当深部体温降至27 27 时，时，经过抢救还可存活；而当深部体温高到经过抢救还可存活；而当深部体温高到42 42 时，则往往引起死时，则往往引起死亡。亡
10、。第8章 人与环境的界面设计p热环境对工作的影响热环境对工作的影响1. 热环境对脑力劳动的影响热环境对脑力劳动的影响 表现在表现在工作效率工作效率和和相对差错次数相对差错次数两方面，见两方面，见图图9-49-4。2. 热环境对体力劳动的影响热环境对体力劳动的影响 表现在表现在操作效率操作效率和和事故发生率事故发生率两方面。两方面。 工作时的温度最好在工作时的温度最好在15.5 27 ，见，见图图9-59-5。 对危及健康的工作热环境，应采取缩短工作时间和相应的防护措施；对暂无对危及健康的工作热环境，应采取缩短工作时间和相应的防护措施；对暂无条件改善的工作热环境，只能牺牲工作效率和增加人体不舒适
11、感。对于最佳热舒条件改善的工作热环境，只能牺牲工作效率和增加人体不舒适感。对于最佳热舒适温度有适温度有3 3 的偏离不影响工作能力。从对人体最佳激励和经济性考虑，可根据的偏离不影响工作能力。从对人体最佳激励和经济性考虑，可根据不同工作性能使温度向最佳温度的某一方向有一定偏离。不同工作性能使温度向最佳温度的某一方向有一定偏离。第8章 人与环境的界面设计p热环境的主观评价标准热环境的主观评价标准1.主观评价依据：热环境对人体影响的主观感觉包括主观评价依据：热环境对人体影响的主观感觉包括6个方面的因个方面的因素：素：空气温度、热辐射温度、空气相对湿度、气流速度、人体空气温度、热辐射温度、空气相对湿度
12、、气流速度、人体温度、皮肤温度温度、皮肤温度。参阅表。参阅表9-1，表，表9-2。2.耐受标准，以人不能耐受的温度作为限度，低于或高于该限度耐受标准，以人不能耐受的温度作为限度，低于或高于该限度的温度称为可耐温度。见的温度称为可耐温度。见图图9-6。 3.安全标准，见安全标准，见图图9-7，高温条件下，湿度越大，温度越低。，高温条件下，湿度越大，温度越低。4.工作效率不受影响的温度范围，见工作效率不受影响的温度范围，见图图9-8。5.工业生产热环境标准，根据作业特征和劳动强度，规定不同热工业生产热环境标准，根据作业特征和劳动强度，规定不同热环境，参阅表环境，参阅表9-3，GB935-89，见表
13、，见表9-4。第8章 人与环境的界面设计p人机工程学设计案例人机工程学设计案例USBUSB供电的防寒手套供电的防寒手套 ITIT人士和经常与电脑打交道的人看到这个肯定会一下子叫出来，好主人士和经常与电脑打交道的人看到这个肯定会一下子叫出来，好主意啊！要知道在冬天敲键盘是多么痛苦的事，有了这个意啊！要知道在冬天敲键盘是多么痛苦的事，有了这个USBUSB加热手套，加热手套，再配上两种温度调节，让你在冬天里也能够轻松应付繁重工作。再配上两种温度调节，让你在冬天里也能够轻松应付繁重工作。第8章 人与环境的界面设计图图9-29-2人体热平衡状态图人体热平衡状态图返回第8章 人与环境的界面设计图图9-39
14、-3常用的温湿图和舒适区常用的温湿图和舒适区返回第8章 人与环境的界面设计返回图图9-49-4气温对效率和相对差错的影响气温对效率和相对差错的影响第8章 人与环境的界面设计返回图图9-59-5温度对生产率和事故发生率的影响温度对生产率和事故发生率的影响第8章 人与环境的界面设计返回图图9-69-6人对高温和低温的主诉可耐时间人对高温和低温的主诉可耐时间图图9-79-7温度的安全限度温度的安全限度第8章 人与环境的界面设计返回图图9-89-8工作效率不受影响的允许温度和温度范围工作效率不受影响的允许温度和温度范围（a a）允许温度（）允许温度（b b）温度范围）温度范围第8章 人与环境的界面设计
15、u天然采光：利用自然界的天然光源形成作业场所的光环境。天然采光：利用自然界的天然光源形成作业场所的光环境。u人工照明：利用人工制造的光源构成作业场所的光环境。人工照明：利用人工制造的光源构成作业场所的光环境。 1. 1. 光环境对生产率的影响光环境对生产率的影响 通过改善人的视觉条件（照明生理因素）和改善人的视觉通过改善人的视觉条件（照明生理因素）和改善人的视觉环境（照明心理因素）来提高劳动生产率。见环境（照明心理因素）来提高劳动生产率。见图图9-9 9-9 。 2. 2. 光环境对安全的影响光环境对安全的影响 良好光环境使事故次数、出错件数和缺勤人数都明显减少，良好光环境使事故次数、出错件数
16、和缺勤人数都明显减少，见见图图9-109-10。8.3人与光环境人与光环境p良好光环境的作用良好光环境的作用第8章 人与环境的界面设计u功能为主的明视照明，与视觉工作对象相关功能为主的明视照明，与视觉工作对象相关u舒适感为主的气氛照明，与环境舒适性相关舒适感为主的气氛照明，与环境舒适性相关1.设计的基本原则，见设计的基本原则，见图图9-11 1)合理的照度平均水平合理的照度平均水平 2)光线的方向和扩散要合理光线的方向和扩散要合理 3)不让光线直接照射眼睛不让光线直接照射眼睛 4)光源光色要合理光源光色要合理 5)让照明和色相协调让照明和色相协调 6)不能忽视经济条件的制约不能忽视经济条件的制
17、约p对光环境的要求对光环境的要求第8章 人与环境的界面设计2.天然光照度和采光系数天然光照度和采光系数室内某一点的采光系数室内某一点的采光系数C： C=En/Ew100% En室内某一点的照度室内某一点的照度; Ew与与En同一时刻的室外照度同一时刻的室外照度l在满足视机能基本要求的条件下，采光系数是比较全面的指标，常以在满足视机能基本要求的条件下，采光系数是比较全面的指标，常以采光系数的最低值作为设计标准值。采光系数的最低值作为设计标准值。l我国的采光与照明标准中规定，生产车间工作面上的采光系数最低值我国的采光与照明标准中规定，生产车间工作面上的采光系数最低值不应低于表不应低于表9-5的规定
18、。的规定。l通常采用出现的低天空照度值作为设计依据，见表通常采用出现的低天空照度值作为设计依据，见表9-6。天空照度值乘。天空照度值乘以选用的采光系数，即为室内某点的天然光照度。以选用的采光系数，即为室内某点的天然光照度。第8章 人与环境的界面设计3.照明的照度与照度分布照明的照度与照度分布照度表明被照面上光的强弱，以被照场所光通的面积密度来表示。照度表明被照面上光的强弱，以被照场所光通的面积密度来表示。取微小面积取微小面积 ，入射的光通为，入射的光通为 ，照度，照度E为为u照度分级：照度分级：2500、1500、1000、750、500、300、200、150、100、75、50、30、20
19、、10、5、3、2、1、0.5、0.2lx。u我国的照度标准以最低照度值作为设计的标准值。标准规定生产车间我国的照度标准以最低照度值作为设计的标准值。标准规定生产车间工作面上的最低照度值，不得低于表工作面上的最低照度值，不得低于表9-7的规定。的规定。u局部工作面的照度值最好不大于照度平均值的局部工作面的照度值最好不大于照度平均值的25%；一般照明，最小；一般照明，最小照度与平均照度之比规定为照度与平均照度之比规定为0.8以上。以上。idEdAiddA第8章 人与环境的界面设计4.亮度分布亮度分布 通过规定室内各表面的适宜的反射系数范围，以组成适通过规定室内各表面的适宜的反射系数范围，以组成适
20、当的照度分布来实现。当的照度分布来实现。亮度分布、室内各表面的反射系数以及各表面照度分布同各亮度分布、室内各表面的反射系数以及各表面照度分布同各表面反射系数配合的推荐值如下：表面反射系数配合的推荐值如下：u室内各部分的亮度分布的限度，见表室内各部分的亮度分布的限度，见表9-8；u室内各表面反射系数的推荐值，见表室内各表面反射系数的推荐值，见表9-9；u照度分布和室内各表面的反射系数推荐值，见照度分布和室内各表面的反射系数推荐值，见图图9-12.第8章 人与环境的界面设计5. 光的方向性和扩散性光的方向性和扩散性u满意的状态：明暗比满意的状态：明暗比3：1，立体感最佳的照明条件，立体感最佳的照明
21、条件u不满意的状态：手或身体的阴影投放在工作面上，人脸逆不满意的状态：手或身体的阴影投放在工作面上，人脸逆光等。光等。眩光：在视野内因看见亮度过高的点和面所引起的障碍。眩光：在视野内因看见亮度过高的点和面所引起的障碍。避免直接眩光：避免直接眩光：l减少引起眩光的高亮度面积；减少引起眩光的高亮度面积；l增加视线和眩光源间的角度；增加视线和眩光源间的角度；l提高选光源周围地区的亮度。提高选光源周围地区的亮度。避免反射眩光：避免反射眩光：l减低光源亮度、改变光源位置或改变作业对象的位置，使眩光避开人眼；减低光源亮度、改变光源位置或改变作业对象的位置，使眩光避开人眼；l变更反射物体表面的性质，不产生或
22、少产生反射；变更反射物体表面的性质，不产生或少产生反射；l提高周围环境亮度，减少反射物与周围环境之间的亮度对比。提高周围环境亮度，减少反射物与周围环境之间的亮度对比。第8章 人与环境的界面设计人机工程学案例人机工程学案例“除除 眩眩 车车 灯灯”的的 发发 明明 分分 析析 汽车的发明为经济的发展作出了重大的贡献，同时也给人类带来了巨大的灾汽车的发明为经济的发展作出了重大的贡献，同时也给人类带来了巨大的灾难。沿袭了一百多年的汽车远光灯，射出的圆锥形雪亮的直光束，射到对而驾难。沿袭了一百多年的汽车远光灯，射出的圆锥形雪亮的直光束，射到对而驾驶员和行人的眼睛里，顿时，灯光之外的一切景物就处在一片黑
23、暗之中，什么驶员和行人的眼睛里，顿时，灯光之外的一切景物就处在一片黑暗之中，什么也看不清，这就是眩光现象。人一旦进入眩目状态，他就感觉到对而那车是直也看不清，这就是眩光现象。人一旦进入眩目状态，他就感觉到对而那车是直冲着自己开来的，此时他如果向左拐，就可能直撞那车冲着自己开来的，此时他如果向左拐，就可能直撞那车; ;如果朝右拐，就可能撞如果朝右拐，就可能撞上右边的同向车、树木和行人，或翻入右边沟中。上右边的同向车、树木和行人，或翻入右边沟中。 关于车辆外部除眩照明系统的发明关于车辆外部除眩照明系统的发明车用前灯装置和车体轮廓照明灯车用前灯装置和车体轮廓照明灯( (发明发明专利申请号分别为专利申
24、请号分别为200410055576.4200410055576.4和和200410055575.X),200410055575.X),解决了车辆防眩难题。解决了车辆防眩难题。 按照反向思维的原理，发明人把车廓灯传统的按照反向思维的原理，发明人把车廓灯传统的“向外照射改为向外照射改为“向里照向里照射射”，发明了车体轮廓照明灯，使汽车在夜间没有路灯照射的情况下，也能显，发明了车体轮廓照明灯，使汽车在夜间没有路灯照射的情况下，也能显示如同白昼一样的面貌。示如同白昼一样的面貌。第8章 人与环境的界面设计6. 光源色和显色性，参阅表光源色和显色性，参阅表9-10，表，表9-11 1）色温，当热辐射光源的
25、光谱与加热到温度为）色温，当热辐射光源的光谱与加热到温度为Tc的黑体发出的黑体发出的光谱分布相似时的光谱分布相似时，将该温度，将该温度Tc称为该光源的色温，见称为该光源的色温，见图图9-13。 2）显色性，参阅表）显色性，参阅表9-12，表，表9-13 由光源所表现的物体色的性质称为光源的显色性。通常，光由光源所表现的物体色的性质称为光源的显色性。通常，光源的显色性用显色指数来表示，平均显色指数源的显色性用显色指数来表示，平均显色指数Ra是从光的光谱分是从光的光谱分布计算求出的。日光或接近日光的人工光源作为标准光源，布计算求出的。日光或接近日光的人工光源作为标准光源，Ra=100，其他光源的显
26、色指数均小于，其他光源的显色指数均小于100。第8章 人与环境的界面设计p色彩调节色彩调节1. 色彩的感情效果色彩的感情效果 色彩引起人们心理上、情绪上、情感上及认知上的变化，作色彩引起人们心理上、情绪上、情感上及认知上的变化，作为调节现有环境条件、提高工作效率的手段。为调节现有环境条件、提高工作效率的手段。u色彩的感情效果，暖寒感、轻重感、硬软感、强弱感、明快阴色彩的感情效果，暖寒感、轻重感、硬软感、强弱感、明快阴晦感、兴奋沉静感、漂亮朴实感等，见表晦感、兴奋沉静感、漂亮朴实感等，见表9-14。u意义微分法，意义微分法，SD法，把色彩三属性作为三个横坐标，把心理影法，把色彩三属性作为三个横坐
27、标，把心理影响的程度大小作为纵坐标，对室内环境的色彩气氛影响程度进行响的程度大小作为纵坐标，对室内环境的色彩气氛影响程度进行测评，见测评，见图图9-14.第8章 人与环境的界面设计2. 2. 环境色彩的选择环境色彩的选择u狭小的空间，需采用狭小的空间，需采用“后退后退”的活动心理因子（使四壁的活动心理因子（使四壁“向后向后”），），用绿蓝色、低饱和度、稍低明度。用绿蓝色、低饱和度、稍低明度。u空旷的空间，需采用空旷的空间，需采用“前进前进”的活动心理因子，用黄色、高明度、稍的活动心理因子，用黄色、高明度、稍高饱和度。高饱和度。u车间地面，为防止车间地面，为防止“打瞌睡打瞌睡”、增加活力，用红色
28、、稍高饱和度。但、增加活力，用红色、稍高饱和度。但考虑到避免疲劳，以低明度安定情绪。考虑到避免疲劳，以低明度安定情绪。u车间天花板，为避免车间天花板，为避免“压抑感压抑感”，采用青蓝色。如用天顶内藏式照明，采用青蓝色。如用天顶内藏式照明光，由于明度增大，可增加青蓝色饱和度来进行调节。光，由于明度增大，可增加青蓝色饱和度来进行调节。第8章 人与环境的界面设计p光环境的综合评价光环境的综合评价1.1.评价方法评价方法考虑光环境中多项影响人的工作效率与心理舒适的因素，通过问卷法考虑光环境中多项影响人的工作效率与心理舒适的因素，通过问卷法获得主观判断所确定的各评价项目所处的条件状态，利用评价系统计获得
29、主观判断所确定的各评价项目所处的条件状态，利用评价系统计算各项评分及总的光环境指数，以确定光环境所属的质量等级。算各项评分及总的光环境指数，以确定光环境所属的质量等级。评价方法的问卷形式如表评价方法的问卷形式如表9-169-16所示。所示。2.2.评分系统评分系统对评价项目的各种可能状态，按照它们对人的工作效率与心理舒适影对评价项目的各种可能状态，按照它们对人的工作效率与心理舒适影响的严重程度赋予逐级增大的分值，用以计算各个项目评分。对问卷响的严重程度赋予逐级增大的分值，用以计算各个项目评分。对问卷的各个评价项目，根据它们在决定光环境质量上具有的相对重要性赋的各个评价项目，根据它们在决定光环境
30、质量上具有的相对重要性赋予相应的权值，用以计算总的光环境指数。予相应的权值，用以计算总的光环境指数。第8章 人与环境的界面设计m1 SnS(n)n0S(n)mP(m)mV(n,m)nmmm（ ）项目评分计算式（其结果四舍五入取整数）（ ）=P(m)V(n,m)/V(n,m)式中，为第 个评价项目的评分，100；对 个状态求和；为第 个状态的分值，依状态编号1、2、3、4为序，分别为0、10、50、100；为第 个评价项目的第 个状态所得票数。nnn2 SS(n)W(n)/W(n) S0S100nS(n)nW(n)n1101.0（ ）总的光环境计算式（其结果四舍五入取整数）式中，为光环境指数，；
31、为 个项目求和，为第 个评价项目的评分；为第 个评价项目的权值，项目编号，权值均取3. 3. 项目评分及光环境指数项目评分及光环境指数第8章 人与环境的界面设计4.4.评价结果与质量等级评价结果与质量等级项目评分和光环境指数的计算结果，分别表示光环境各评价项目特征项目评分和光环境指数的计算结果，分别表示光环境各评价项目特征及总的质量水平。各项目评分及光环境质量指数越大，表示光环境存及总的质量水平。各项目评分及光环境质量指数越大，表示光环境存在的问题越大，即质量越差。质量等级分为四级。见表在的问题越大，即质量越差。质量等级分为四级。见表9-179-17。视觉环境指数视觉环境指数S=00S1010
32、120dBL120dB（B)B)，较前者造成内耳永久性的损伤；若，较前者造成内耳永久性的损伤；若L140dBL140dB（B)B)，可能形成严重的脑损伤。，可能形成严重的脑损伤。第8章 人与环境的界面设计 1.噪声强度（越强）；噪声强度（越强）； 2.接触时间（越长）；接触时间（越长）； 3.噪声的频谱（高频，窄频带）；噪声的频谱（高频，窄频带）； 4.噪声类型和接触方式（脉冲噪声和持续接触）；噪声类型和接触方式（脉冲噪声和持续接触）； 5.个体差异；个体差异； 6.其他有害因素的共同存在。其他有害因素的共同存在。p影响噪声对机体作用的因素影响噪声对机体作用的因素第8章 人与环境的界面设计p音
33、乐调节音乐调节1. 生产性音乐的要求生产性音乐的要求u纯体力劳动及无须集中注意力的工作，以节奏清晰，速度纯体力劳动及无须集中注意力的工作，以节奏清晰，速度较快而轻松的音乐为好；较快而轻松的音乐为好；u单调发闷的工作，以娱乐味的音乐为好；单调发闷的工作，以娱乐味的音乐为好；u需要集中注意力的工作（脑力劳动），以速度稍慢、节奏需要集中注意力的工作（脑力劳动），以速度稍慢、节奏不明显，旋律舒缓的音乐为好。不明显，旋律舒缓的音乐为好。 2. 生产性音乐的效果生产性音乐的效果 研究认为，音乐对工作效率的影响作用有正、反两方研究认为，音乐对工作效率的影响作用有正、反两方面，有时不起作用。所以音乐调节是因时
34、、因地、因工种、面，有时不起作用。所以音乐调节是因时、因地、因工种、因人而异的，要慎重选用。因人而异的，要慎重选用。第8章 人与环境的界面设计p噪声评价标准噪声评价标准1. 国外听力保护噪声标准国外听力保护噪声标准 听力保护噪声标准以听力保护噪声标准以A声级为主要评价指标，对于非稳定噪声，声级为主要评价指标，对于非稳定噪声，则以每天工作则以每天工作8h，连续每周工作，连续每周工作40h的等效连续的等效连续A声级进行评价。表声级进行评价。表9-18为国外几种听力保护噪声标准。为国外几种听力保护噪声标准。2. 我国工业噪声卫生标准我国工业噪声卫生标准 我国我国1979年颁布的年颁布的“工业企业噪声
35、卫生标准工业企业噪声卫生标准”中，对工业企业的中，对工业企业的生产车间和作业场所的噪声允许标准的规定见表生产车间和作业场所的噪声允许标准的规定见表9-19.3.环境噪声标准环境噪声标准 ISO规定住宅区室外噪声允许标准为规定住宅区室外噪声允许标准为3545dB（A），非住宅区），非住宅区室内噪声允许标准见表室内噪声允许标准见表9-20，对不同时间、地区按表，对不同时间、地区按表9-20进行修正。进行修正。第8章 人与环境的界面设计返回第8章 人与环境的界面设计图图9-179-17四个噪声品级所造成的影响四个噪声品级所造成的影响 返回第8章 人与环境的界面设计 外部刺激使人体产生内部响应。对人体
36、产生三种作用力：惯性力外部刺激使人体产生内部响应。对人体产生三种作用力：惯性力（质量）；粘性阻尼力（阻尼）；弹性力（刚度）。（质量）；粘性阻尼力（阻尼）；弹性力（刚度）。 人是一个多自由度的振动系统，其中：人是一个多自由度的振动系统，其中： 第一共振峰：第一共振峰：4-8Hz4-8Hz，对胸腔影响最大；，对胸腔影响最大； 第二共振峰：第二共振峰：10-12Hz10-12Hz，对腹腔影响最大；，对腹腔影响最大； 第三共振峰：第三共振峰：20-25Hz20-25Hz，频率再增高，在人体内传递逐步衰减，频率再增高，在人体内传递逐步衰减，对生理效应的影响相应减少。对生理效应的影响相应减少。 显然，对人
37、体影响最大的是低频区。见显然，对人体影响最大的是低频区。见图图9-189-18. .8.58.5人人与运动环境与运动环境p人体的振动特性人体的振动特性第8章 人与环境的界面设计p影响振动对机体作用的因素影响振动对机体作用的因素1.振动频率振动频率2.作用方向：作用方向：分为垂直（上下），横向（左右），纵向（前后）分为垂直（上下），横向（左右），纵向（前后）3.振动强度：振动强度：以加速度度量振动强度最为广泛以加速度度量振动强度最为广泛4.作用方式作用方式 5.振动波形振动波形 6.暴露时间暴露时间7.寒冷寒冷见见图图9-19第8章 人与环境的界面设计p振动对人体的影响振动对人体的影响 人体刚能
38、感受到振动的信息，即感觉阈。大多数人对刚超过感觉阈的振动人体刚能感受到振动的信息，即感觉阈。大多数人对刚超过感觉阈的振动是可容忍的。见是可容忍的。见图图9-20. 振动的振幅加大到一定程度，人就感到不舒适，或者作出讨厌的反应，即振动的振幅加大到一定程度，人就感到不舒适，或者作出讨厌的反应，即“不舒适阈不舒适阈”。不舒适是一种心理反应，是大脑对振动信息的一种判断，。不舒适是一种心理反应，是大脑对振动信息的一种判断，并没有产生生理的影响。并没有产生生理的影响。 振动振幅进一步增加，达到某种程度时，人对振动的感觉由不舒适进入振动振幅进一步增加，达到某种程度时，人对振动的感觉由不舒适进入“疲劳阈疲劳阈
39、” 。有生理和心理反应，振动的感受器官和神经系统的功能在振。有生理和心理反应，振动的感受器官和神经系统的功能在振动的刺激下受到影响，并通过神经系统对人体的其他功能产生影响。振动动的刺激下受到影响，并通过神经系统对人体的其他功能产生影响。振动停止后，生理影响可以恢复。停止后，生理影响可以恢复。 振动的强度继续增加，进入振动的强度继续增加，进入“危险阈危险阈”。振动对人有心理、生理的影响，。振动对人有心理、生理的影响，还产生病理性的损伤和病变，且在振动停止后也不能复原，这一界限通常还产生病理性的损伤和病变，且在振动停止后也不能复原，这一界限通常称为称为“痛阈痛阈”。第8章 人与环境的界面设计p振动
40、对工作能力的影响振动对工作能力的影响u由于人体与目标的振动，使视觉模糊，仪表判读以及精细的视分辨由于人体与目标的振动，使视觉模糊，仪表判读以及精细的视分辨发生困难；发生困难；u由于手脚和人机界面振动，使动作不协调，操纵误差增加；由于手脚和人机界面振动，使动作不协调，操纵误差增加；u由于全身受损颠簸，使语言明显失真或间断；由于全身受损颠簸，使语言明显失真或间断；u由于强烈振动使脑中枢机能水平降低，注意力分散，容易疲劳，从由于强烈振动使脑中枢机能水平降低，注意力分散，容易疲劳，从而加剧振动的心理损害。而加剧振动的心理损害。u振动负荷导致人的操纵能力的降低，主要反映在操纵误差、操作时振动负荷导致人的
41、操纵能力的降低，主要反映在操纵误差、操作时间、反应时间的变化。见间、反应时间的变化。见图图9-21.第8章 人与环境的界面设计p振动的评价振动的评价1.全身承受振动的评价标准全身承受振动的评价标准 ISO2631人体承受全身振动的评价指南人体承受全身振动的评价指南提出以提出以振动加速度有效值、振振动加速度有效值、振动方向、振动频率和受振持续时间动方向、振动频率和受振持续时间四个基本振动参数的不同组合来评价全身振四个基本振动参数的不同组合来评价全身振动对人体产生的影响。动对人体产生的影响。 ISO2631规定了规定了180Hz振动频率范围内振动频率范围内人体对振动加速度均方值反应人体对振动加速度
42、均方值反应的的三种不同感觉界限：三种不同感觉界限：u健康与安全界限（健康与安全界限（EL） ：人体将保持健康和安全。：人体将保持健康和安全。u疲劳疲劳-降低工作效率界限（降低工作效率界限（FDP）：人将能保持正常的工作效率。）：人将能保持正常的工作效率。u舒适降低界限（舒适降低界限（RCB）超过这个界限，将产生不舒适反应。）超过这个界限，将产生不舒适反应。u三种界限之间的简单关系为：三种界限之间的简单关系为： EL=2FDP（两者相差（两者相差6dB） RCBFDP/3.15（两者相差（两者相差10dB ）u见见图图9-22.第8章 人与环境的界面设计2.局部振动的评价标准局部振动的评价标准
43、ISO/DIS 5349人对手传振动曝露的测量和评价指南人对手传振动曝露的测量和评价指南u测试点应在与手接触的机械某处，如手柄或手抓取处。振动定向是测试点应在与手接触的机械某处，如手柄或手抓取处。振动定向是根据人体的解剖位置以第三掌骨头为坐标原点确定根据人体的解剖位置以第三掌骨头为坐标原点确定X、Y、Z三轴向。三轴向。见见图图9-23.u根据每天接振时间，规定最大轴向各中心频率下振动加速度、速度根据每天接振时间，规定最大轴向各中心频率下振动加速度、速度有效值的最大限值。具体原则为：每班接振时间为有效值的最大限值。具体原则为：每班接振时间为4h计，不足计，不足4h者以者以4h等能量频率计权加速度
44、表示。等能量频率计权加速度表示。u因不同的受振时间，允许不同的接振加速度，如果工作日内接触振因不同的受振时间，允许不同的接振加速度，如果工作日内接触振动时间不足动时间不足48h，则无论是连续暴露，还是不规则间断暴露，或规则，则无论是连续暴露，还是不规则间断暴露，或规则间断暴露，均应按表间断暴露，均应按表9-21中的校正系数进行加权计算后评价。中的校正系数进行加权计算后评价。u根据接触时间，由表根据接触时间，由表9-21查出修正系数，然后用查出修正系数，然后用图图9-24相应的曲线相应的曲线进行评价。进行评价。第8章 人与环境的界面设计p人与加速度环境人与加速度环境线性加速度可发生在相对于身体的
45、各个方向。在大部运动系统中，其线性加速度可发生在相对于身体的各个方向。在大部运动系统中，其加速度是适度的，对人的影响也很小。但一些设备会使置身其中的人加速度是适度的，对人的影响也很小。但一些设备会使置身其中的人产生很大的加速度，像高性能的喷气式飞机和空间火箭，就会带来一产生很大的加速度，像高性能的喷气式飞机和空间火箭，就会带来一定的问题。定的问题。 第8章 人与环境的界面设计头向（向上）加速度的影响头向（向上）加速度的影响 头向加速度（头向加速度（GzGz）使体重明显增加，软组织有下垂趋势，血液流向）使体重明显增加，软组织有下垂趋势，血液流向身体下半部。头向加速度的主要影响是在人的总体运动和视
46、觉方面。身体下半部。头向加速度的主要影响是在人的总体运动和视觉方面。下表为头向加速度的影响下表为头向加速度的影响 4.5-6Gz 隧道视觉，隧道视觉，5秒后渐渐地视觉变暗，继续暴露会丧失知觉。秒后渐渐地视觉变暗，继续暴露会丧失知觉。有大约有大约50的人会从轻微痉挛发展到严重的惊厥。的人会从轻微痉挛发展到严重的惊厥。 2.94.2Gz 身体不可能抬起，难以抬起手脚。身体不可能抬起，难以抬起手脚。34秒后渐渐发展到视秒后渐渐发展到视觉模糊；再发展到隧道视觉。觉模糊；再发展到隧道视觉。2.5Gz 难以抬起身体难以抬起身体 2Gz 体重增加，头部和软组织下沉。体重增加，头部和软组织下沉。 第8章 人与
47、环境的界面设计脚向（向下）加速度的影响脚向（向下）加速度的影响加速度为加速度为-1Gz-1Gz时，是令人不快但可忍受的脸部充血的感觉。在时，是令人不快但可忍受的脸部充血的感觉。在-2Gz-2Gz- -3Gz3Gz时，脸部充血就变得严重了，会感到悸动性头疼，时，脸部充血就变得严重了，会感到悸动性头疼，5 5秒后视线渐渐秒后视线渐渐变模糊、变灰白或偶尔会变红。变模糊、变灰白或偶尔会变红。-5Gz-5Gz时可忍受的极限时间为大约时可忍受的极限时间为大约5 5秒。秒。 前向加速度的影响前向加速度的影响15Gx呼吸和讲话极度困难，胸部剧痛，触觉丧失，重复出现视觉完呼吸和讲话极度困难，胸部剧痛，触觉丧失，
48、重复出现视觉完全丧失。全丧失。 912Gx呼吸严重困难，有显著的疲劳感，外缘视觉丧失，中央视觉减呼吸严重困难，有显著的疲劳感，外缘视觉丧失，中央视觉减退，流泪。退，流泪。69Gx胸疼和胸闷增强，呼吸短促、困难；外缘视觉进一步减退，模胸疼和胸闷增强，呼吸短促、困难；外缘视觉进一步减退，模糊感增加，偶尔出现流泪；在糊感增加，偶尔出现流泪；在8G时，抬不起身体，腿和手；在时，抬不起身体，腿和手；在9G时，抬不起头。时，抬不起头。36Gx胸部渐渐觉得发闷和疼痛；呼吸和说话困难，外缘视觉丧失，胸部渐渐觉得发闷和疼痛；呼吸和说话困难，外缘视觉丧失，视觉模糊。视觉模糊。23Gx下腹部有压力感。下腹部有压力感
49、。第8章 人与环境的界面设计后向加速度的影响后向加速度的影响 它与前向加速度的影响相似。它与前向加速度的影响相似。 侧向加速度的影响侧向加速度的影响 l这方面的资料还很少，但高强度的侧向加速度在工作环境中也是相对这方面的资料还很少，但高强度的侧向加速度在工作环境中也是相对少见的。少见的。 l实验表明人所能忍耐一定时间的不同方向上的平均加速度水平是不一实验表明人所能忍耐一定时间的不同方向上的平均加速度水平是不一样的。能忍耐的样的。能忍耐的GzGz方向的加速度最小的，其次是方向的加速度最小的，其次是GzGz方向，再次是方向，再次是GxGx向，向，GxGx方向的加速度为最大。方向的加速度为最大。 l
50、个体差异也很重要；经过训练的，经常处于高度兴奋的人能比平常人个体差异也很重要；经过训练的，经常处于高度兴奋的人能比平常人忍受高得多的加速度水平。忍受高得多的加速度水平。第8章 人与环境的界面设计对加速度影响的保护措施对加速度影响的保护措施 l加速度较大时（特别是在长时间的经历中，如空间飞行）必须有一加速度较大时（特别是在长时间的经历中，如空间飞行）必须有一些保护措施。一般方式是采用能忍受更大加速度的，与该加速作用同些保护措施。一般方式是采用能忍受更大加速度的，与该加速作用同向的姿势向的姿势 。 l抗重力服装对抵御抗重力服装对抵御+Gz+Gz方向的加速度有最大的优势，它的某些设计比方向的加速度有