第三章人体感知与运动系统

肌肉——运动的动力
❖肌肉施力的类型 ❖静态肌肉施力：静态肌肉施力是依靠肌肉等 长收缩所产生的静态性力量，较长时间地维持 身体的某种姿势，致使肌肉相应地作较长时间 的收缩。 ❖动态肌肉施力：动态肌肉施力是对物体交替 进行施力与放松，使肌肉有节奏地收缩与舒张。
第三章 人体认知与运动系统
主 1、人的信息接受、处理、传递
要
讲 授
2、感觉与知觉
内
容 3、人的心理特征
从末端刺激到人的感觉器官的信息输入途径
直接传感
末端刺激源
物体、事件、
环境（自然
的和人造的） 传
其他人
入
人工编码和 或
复显的刺激 接
（符号、标 受
志等）
装
置
间接传感
邻近刺激 （能量）
编码（转换成新 形式）
信息的接收
感觉通道都有以下的共同特性 ： （1）一种通道只接受某一种刺激（或说某
一类信息）识别某一种特征，具有某种作用。 （2）刺激本身要有一定的强度。 （3）感觉器官经连续刺激一段时间后，会
产生适应现象，即敏感性降低。
人类信息处理模型
信息的处理
1. 记忆是各种信息处理活动的基础：
（1） 感觉信息暂存 （2） 短时记忆 （3） 长时记忆
颜色相配时的易辨认顺序：黄底黑字、黑底白字、蓝底 白字、白底黑字。
据上述特征，适用视觉的原则参阅表3-2。
听觉机能及其特征
听觉的适宜刺激是声音，声音的声源是振动的物体， 人的听感范围：20~20000HZ。
频率感受的上限随着年龄的增长而逐年连续 是很重要的。
记忆曲线
信息的处理
2．信息处理的一般规律 （1）信息处理是分阶段进行的。 （2）信息处理的信息容量是有限制的。 （3）通过设计可以改善信息处理。
人的运动输出
在人机系统中，操作者接受系统的信息并经中枢 加工后，便依据加工的结果对系统作出反应。在人— 机—环境系统中，人一般通过四肢的运动来传递信息 (语言传递是通过声带振动)。运动输出包括上肢和下 肢运动。
大速度所需的时间与负荷重量成正比，
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
主要关节的活动范围
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3-4。
肌体的出力范围 肌体所能发挥的力量大小取决于： 1）人体肌肉的生理特征 2）施力的姿势、部位、方式和方向，分别 见图3-21，图3-22和图3-23，相应的出力数值 参阅表3-5，表3-6。
视觉机能特征
视觉特征
1.疲劳程度：水平优于垂直。 2.视线变化习惯：左—右，上—下，顺时针。 3. 准确性：水平尺寸和比例的估计更准确。 4.观察情况的优先性：左上—右上—左下—右下。视区
内的仪表布置必须考虑这一点。 5.设计依据：以双眼视野为设计依据。 6 .接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓。 7.颜色的易辨认顺序：红、绿、黄、白；
1.不同的感觉器官反应时间不同，以触觉与听觉最优，视 觉次之，参阅表3-8。
2.反应时间与刺激信号的强度有关，参阅表3-9。 3.刺激的环境影响反应时间。信号与背景的亮度、颜色、
信噪比及频率的对比程度越强越好。此外，刺激信号 的数目、显示器及操纵器的设计也影响反应时间，参 阅表3-10，表3-11。 4.人的主体因素也影响反应时间，如习俗、个体差异、疲 劳等个人生理、心理状况。
新的或经转换后 的末端刺激显示 器
光能 声能 机械能 热能 其他
复显信息（电视、 照相等）形式）
人体感觉器 官
眼 耳 神经末梢 半规管 皮肤 其它
信息的接收
感觉通道与信息的协调 人机系统中的最常用的感觉通道是视觉通
道、听觉通道和触觉通道。 其适用场合参阅表3-1。
视觉及其机能特征
1. 视野与视距 视野：指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛
运动输出的质量指标是反应时间、运动速度。
反应时间
反应时间由反应知觉时间(即自出现刺激到开始执行操纵 的时间)和动作时间(即执行操纵的延续时间)两部分组成，即
RT＝tz十td
简单反应时 选择反应时 析取反应时
人的反应时间与感觉刺激物的刺激量有关。
1.信息传输速度
C=H/T
其中：C—信息传输速率；
H—传输的信息量；T—传输的时间
连续改变和突然改变的曲线式动作，前者速度快，后 者速度慢；
水平动作比垂直动作的速度快； 一直向前的动作速度，比旋转时的动作速度快1.5～2
倍左右； 圆形轨迹的动作比直线轨迹动作灵活； 顺时针动作比逆时针动作灵活； 手向着身体的动作比离开身体的动作灵活； 向前后的往复动作比左右的往复动作速度快； 最大运动速度与被移动的负荷重量成反比，而达到最
掩蔽效应 掩蔽：一个声音被另一个声音所掩盖的现象。 掩蔽效应：一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而 提高的效应。
其他感觉机能及其特征
肤觉 肤觉是仅仅次于听觉的一种感觉，可感受多种外界刺
激，形成多种感觉。 1. 触觉 2. 温度觉 3. 痛觉 本体感觉
本体感觉系统包括耳前庭系统和运动觉系统，可感 受身体和四肢所在位置的信息。
观看正前方物体时所能看得见的空间范围，常以角度来 表示。分水平视野（单视野/双视野）和垂直视野。
视距：指人在操作系统中正常的观察距离，几种工 作视距推荐值参阅表3-2。 2. 中央视觉和周围视觉
中央视觉—视维细胞（感色能力强、能清晰分辨物 体）。
周围视觉—视杆细胞（观察空间范围和正在运动的 物体）。
运动速度
运动速度可用完成运动的时间表示，而人的运动时间与 动作特点、目标距离、动作方向、动作轨迹特征、负荷重量等 因素有密切关系。
运动准确性
1. 运动速度与准确性：速度越慢，准确 性越高;
2. 盲目定位的准确性：正前方盲目定位 准确性最高;
3. 运动方向与准确性; 4. 操作方式与准确性.
动作轨迹特征
人的感觉通道的信息传输速率。
2.采样 采样间隔取决于刺激的频率。
若刺激的变化频率为F，则T=1/2F，由此可见，采样 频率降低，则采样周期延长。
3.编码 辨认工作—数码、字母、斜线 搜索定位—颜色、数码、形状 计数工作—数码、颜色、形状 比较或验证—各方法几乎没有区别
编码方式的优劣参阅表3-3。
影响反应时间的主要因素