安全人机工程学第三章

1、安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 1 页页第三章第三章 人的生理心理因素人的生理心理因素 及生物力学特性及生物力学特性第一节第一节 人的生理因素与安全人的生理因素与安全 一、人的感知特性人的感知特性 1 1、人的感觉、人的感觉 人机系统人机系统 （见图1） 人的神经系统结构人的神经系统结构（见图2）安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 2 页页图图1 1 人机系统图人机系统图安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 3 页页图图 2 人的神经系统结构人的神经系统结构神经系统神经系统中枢神经中枢神经周围神经周围神

2、经脊髓脊髓按解剖分按解剖分脑神经；脊神经脑神经；脊神经按功能分按功能分感觉（传入）神经感觉（传入）神经运动神经运动神经（传出）（传出）脑：脑：延髓；脑髓；中脑；间延髓；脑髓；中脑；间脑；小脑；大脑脑；小脑；大脑躯体运动神经躯体运动神经（支配骨骼肌（支配骨骼肌)植物性神经植物性神经（支配内脏器官）（支配内脏器官）安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 4 页页(1)感觉的基本特征感觉的基本特征 人的人的各种感受器都有一定的感受性和感觉阈限。各种感受器都有一定的感受性和感觉阈限。 （表（表3-1） 从人的感觉阈限来看，刺激本身必须达到从人的感觉阈限来看，刺激本身必须达到一

3、定强度才一定强度才能对感受器官发生作用。（表能对感受器官发生作用。（表3-2） 一种感受器官只能接受一种刺激一种感受器官只能接受一种刺激和识别某一种特征，和识别某一种特征，眼睛只接受光刺激，耳朵只接受声刺激。人的感觉印眼睛只接受光刺激，耳朵只接受声刺激。人的感觉印象象80%来自眼睛，来自眼睛，14%来自耳朵，来自耳朵，6%来自其他器官。来自其他器官。 同时有多种视觉信息或多种听觉信息，或视觉与听觉同时有多种视觉信息或多种听觉信息，或视觉与听觉信息同时输入时，人们往往倾向于注意一个而忽视其信息同时输入时，人们往往倾向于注意一个而忽视其它它信息，如果同时输入的是两个强度相同的听觉信息，信息，如果同

4、时输入的是两个强度相同的听觉信息，则对要听的那个信息的辨别能力将下降则对要听的那个信息的辨别能力将下降50%，并且只，并且只能辨别最先输入的或是强度校大的信息。能辨别最先输入的或是强度校大的信息。 感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感性会降低，感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感性会降低，产生产生适应现象。适应现象。 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 5 页页表表3 31 1 刺激及感觉反应刺激及感觉反应感觉感觉种类种类感觉感觉器官器官适宜刺激适宜刺激识别特征识别特征作作 用用视觉视觉眼眼光光形状、大小、位置、形状、大小、位置、远近、色彩、明暗、远近、色彩、明暗

5、、 运动方向等运动方向等鉴别鉴别听觉听觉耳耳声声声音的高低、声音的高低、强弱、方向和远近强弱、方向和远近报警、报警、联络联络嗅觉嗅觉鼻鼻挥发和飞挥发和飞散的物质散的物质辣气、香气、臭气辣气、香气、臭气报警、报警、鉴别鉴别味觉味觉舌舌被唾液溶被唾液溶解的物质解的物质甜酸、苦辣、咸等甜酸、苦辣、咸等鉴别鉴别皮肤皮肤感觉感觉皮肤及皮肤及皮下皮下组织组织物理或化学物物理或化学物质对皮肤作用质对皮肤作用触觉、痛觉、触觉、痛觉、温度觉、压觉温度觉、压觉报警报警深部深部感觉感觉肌体肌体神经神经及关节及关节物质对肌物质对肌体的作用体的作用撞击、重力、姿势等撞击、重力、姿势等平衡感平衡感觉觉前庭前庭器官器官运动

6、和位运动和位置变化置变化旋转运动、直线旋转运动、直线运动和摆动等运动和摆动等调整调整安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 6 页页2006.2表表3 32 2 人体主要感觉阈值人体主要感觉阈值感觉感觉感感 觉觉 阈阈下下 限限上上 限限视觉视觉（2.22.25.75.7）1010-17-17J J（2.22.25.75.7）1010-8-8J J听觉听觉1 11010-12-12J/mJ/m2 21 110102 2J/mJ/m2 2嗅觉嗅觉2 21010-7-7kg/mkg/m3 3味觉味觉4 41010-7-7( (硫酸试剂摩尔浓度硫酸试剂摩尔浓度) )触觉触觉

7、2.62.61010-9-9J J温度觉温度觉6.286.281010-9-9kg kg J/mJ/m2 2s s9 913131010-6-6kgkg J/m J/m2 2s s振动觉振动觉振幅振幅2.52.51010-4-4mmmm安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 7 页页(2)知觉的基本特征知觉的基本特征人的知觉一般分为空间知觉，时间知觉，运动知觉与社会知觉等，它们有如下共同特征： 知觉的整体性（见图3） 知觉的理解性（见图4） 知觉的恒常性 知觉的选择性（见图5）安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 8 页页2006.2图图

8、3 知觉的整体性安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 9 页页图图 4 知觉的理解性安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 10 页页图图 5 人头托盘双关图安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 11 页页2、人的视觉特性人的视觉特性 （1 1）人眼的构造人眼的构造 眼球的基本结构（见图眼球的基本结构（见图6 6） 眼球的水平解剖图眼球的水平解剖图 （见图（见图7 7） （2 2）视觉的基本参数）视觉的基本参数 波长和强度效应波长和强度效应 视角（见图视角（见图3-13-1） 视力视力 视野（见图视野（见图3-2

9、3-2，图，图3-3 3-3 ） 视距（见表视距（见表3-33-3） 色觉色觉安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 12 页页图图 6 人眼球的基本结构安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 13 页页图图7 7 眼球的水平解剖图眼球的水平解剖图安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 14 页页 图图3 31 1 视角视角LDarctg22安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 15 页页 图图3 32 2 人的水平视野和垂直视野人的水平视野和垂直视野安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程

10、系湖南工学院安全工程系第第 16 页页图图3 33 3 人对不同颜色的视野人对不同颜色的视野安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 17 页页2006.2表表3 33 3 几种工作视距的推荐值几种工作视距的推荐值任务要求举 例视距离（cm）固定视野直径(cm)备 注最精细的工 作安装最小部件（表电子元件）12252040完全坐着，部分地依靠视觉辅助手段精细工作安装收音机、电 视 机2535（多为3032）4060坐着或站着中等粗活印刷机、钻井机、机床旁工作50以下至80坐着或站着粗 活包装、粗磨5015030250多为站着远 看黑板、开汽车150以上250以上坐着或站

11、着安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 18 页页（3 3）常见的几种视觉现象）常见的几种视觉现象 暗适应与明适应暗适应与明适应 眩光眩光 视错觉视错觉 （图（图3-4 3-4 ）安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 19 页页图图3 34 4 几种常见视觉错误几种常见视觉错误安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 20 页页图图 8 一系列视错觉图安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 21 页页图9视错觉图安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 22 页页（

12、6）视觉运动规律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。到垂直方向的东西。视线运动的顺序习惯于从左到右，从上至下，顺时针进行。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。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。顺序是左上、右上、左下、右下。两眼的运动总是协调的、同步的

13、，在正常情况下不可能一只眼睛两眼的运动总是协调的、同步的，在正常情况下不可能一只眼睛转动而另一只眼睛不动；在操作中一般不需要一只眼睛视物，而转动而另一只眼睛不动；在操作中一般不需要一只眼睛视物，而另一只眼睛不视物。另一只眼睛不视物。人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受。人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受。颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。当人们从远处辨认前方的颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。当人们从远处辨认前方的多种不同颜色时，其易于辨认的顺序是红、绿、黄、白。当两种多种不同颜色时，其易于辨认的顺序是红、绿、黄、白。当两种颜色相配在一起时，易于辨认的顺序是：黄底黑字，黑底白字，颜色相配在一

14、起时，易于辨认的顺序是：黄底黑字，黑底白字，蓝底白字，白底黑字等。蓝底白字，白底黑字等。 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 23 页页3、人的听觉特性听觉特性（1）人耳构造和听觉过程（见图10，图3-9）（2）听觉特征 可听范围（见图3-5） 可听声音的强度（见图3-6） 方向敏感度 掩蔽效应 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 24 页页图图10 10 人耳的构造人耳的构造安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 25 页页图图 11 人耳的剖面图人耳的剖面图安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学

15、院安全工程系第第 26 页页 图图3 35 5 年龄对听力敏感性的影响年龄对听力敏感性的影响安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 27 页页图图3-6人的听觉阈限安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 28 页页4、人的嗅觉、味觉和肤觉特性人的嗅觉、味觉和肤觉特性（1 1）嗅）嗅 觉觉（2 2）味）味 觉觉（3 3）肤）肤 觉觉 触觉（触觉感受器见图触觉（触觉感受器见图12 12 ，触觉阈限），触觉阈限） 温度觉温度觉 痛觉（见图痛觉（见图1313）安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 29 页页图图 12 部分

16、触觉感受器安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 30 页页图图 13 人的痛、温度和粗略触觉传导通路安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 31 页页二、人的反应时间二、人的反应时间1 1、定义、定义2 2、影响反应时间的影响因素、影响反应时间的影响因素 随感觉通道不同而不同随感觉通道不同而不同（见表（见表3-4） 与运动器官有关与运动器官有关（见表（见表3-5） 与刺激性质有关与刺激性质有关（见表（见表3-6） 随执行器官不同而不同随执行器官不同而不同（见表（见表3-7） 与刺激数目的关系与刺激数目的关系（见表（见表3-8） 与颜色的配合

17、有关与颜色的配合有关（见表（见表3-9） 与年龄有关与年龄有关（见表（见表3-10） 与训练有关与训练有关 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 32 页页 表表3 34 4 反应时间随感觉通道的变化反应时间随感觉通道的变化T（秒）听觉触觉视觉嗅觉味觉咸味甜味酸味苦味0.1150.1820.1170.2010.1880.2060.2000.3700.3080.4460.5231.082动作部位动作特点最少平均时间 （ms）手握取直线曲线70220旋转克服阻力不克服阻力720220脚直线的克服阻力的360720腿直线的脚向侧面3607201460躯干弯曲倾斜72016

18、201260表表3 35 5 反应时间与运动器官的关系反应时间与运动器官的关系安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 33 页页表表3 37 7执行器官的反应时间执行器官的反应时间动作部位动作特点最少平均时间 （ms）手握取直线曲线70220旋转克服阻力不克服的720220脚直线的克服阻力的360720腿直线的脚向侧面3607201460躯干弯曲倾斜72016201260表表3 36 6 反应时间与刺激性质的关系反应时间与刺激性质的关系执行器官反应时间（ms）右手左手右脚左脚147144174179安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 34

19、 页页表表3 38 8 反应时间与刺激数目的关系反应时间与刺激数目的关系刺激选择数12345678910反应时间 （ms）187316364434485532570603619622 表表3 39 9 反应时间与颜色的关系反应时间与颜色的关系表表3 310 10 年龄与反应时间的关系年龄与反应时间的关系 年 龄2030405060反应时间相对值100104112116161颜 色 对 比白与黑红与绿红与黄红与橙 平均反应时间 （ms）197208217246安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 35 页页三、大脑的觉醒水平三、大脑的觉醒水平1 1、人体活动时机体的调

20、节与适应、人体活动时机体的调节与适应 神经系统 血管系统（心率、血压、血液再分配 、 血液成分 ） 呼吸系统 体温调节 2 2、脑力、脑力劳动时机体的调节与适应劳动时机体的调节与适应3 3、人体信息处理系统、人体信息处理系统安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 36 页页第二节第二节 人的心理因素与安全人的心理因素与安全 认识过程认识过程：如感觉、知觉、记忆、注意、思维、想象如感觉、知觉、记忆、注意、思维、想象 心理过程特性心理过程特性 情感过程情感过程：如情绪与情感如情绪与情感 意志过程：如意志意志过程：如意志 个性心理特征个性心理特征： 如需要、动机、兴趣、能力

21、、气质、性格、世界观如需要、动机、兴趣、能力、气质、性格、世界观 心理特性心理特性心理学概述心理学概述安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 37 页页一、人的心理特性对安全生产的影响一、人的心理特性对安全生产的影响 1 1、注意、注意 当心理活动指向或集中于某一事物时，就当心理活动指向或集中于某一事物时，就是注意。是注意。 从生理上，心理上不可能始终集中注意力从生理上，心理上不可能始终集中注意力于一点。于一点。 不注意的发生是必然的生理和心理现象，不注意的发生是必然的生理和心理现象，不可避免。不可避免。 不注意就存在于注意之中。不注意就存在于注意之中。安全人机工程学

22、第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 38 页页 自动化程度越高，监视仪表等工作最容自动化程度越高，监视仪表等工作最容易发生不注意。易发生不注意。预防不注意产生差错的方法如下预防不注意产生差错的方法如下： 1）建立冗余系统，为确保操作安全，在重要）建立冗余系统，为确保操作安全，在重要岗位上，多设岗位上，多设l2个人平行监视仪表的工作；个人平行监视仪表的工作； 2）为防止下意识状态下失误，在重要操作之）为防止下意识状态下失误，在重要操作之前，如电路接通或断开、阀门开放等采用前，如电路接通或断开、阀门开放等采用“指指示唱呼示唱呼”，对操作内容确认后再动作；，对操作内容确认后再动作；

23、3）改进仪器、仪表的设计，使其对人产生非）改进仪器、仪表的设计，使其对人产生非单调刺激或悦耳、多样的信号，避免误解。单调刺激或悦耳、多样的信号，避免误解。 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 39 页页2 2、情绪与情感、情绪与情感 情绪、情感是人对客观事物的一种特殊反应情绪、情感是人对客观事物的一种特殊反应形式。形式。 情绪、情感为三种因素所制约：环境影响、情绪、情感为三种因素所制约：环境影响、生理状态和认识过程。其中认识过程起关键生理状态和认识过程。其中认识过程起关键作用。作用。 情绪状态可情绪状态可分为分为心境，激情，应激。心境，激情，应激。 情感是在人类社

24、会历史发展过程中形成的高情感是在人类社会历史发展过程中形成的高级社会性情感，人类社会性情感可归结为道级社会性情感，人类社会性情感可归结为道德感、理智感和美感。德感、理智感和美感。 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 40 页页 在实际工作中表现出来的有如下几种不在实际工作中表现出来的有如下几种不安全情绪：安全情绪： 急躁情绪急躁情绪：人的情绪状况发展到引：人的情绪状况发展到引起人体意识范围变狭窄，判断力降低，起人体意识范围变狭窄，判断力降低，失去理智力和自制力。心血活动受抑制失去理智力和自制力。心血活动受抑制等情绪水平失调呈病态时，极易导致发等情绪水平失调呈病态时

25、，极易导致发生不安全行为。生不安全行为。（见（见图图1 1） 烦躁情绪烦躁情绪：表现沉闷，不愉快，精：表现沉闷，不愉快，精神不集中，心猿意马，严重时自身器官神不集中，心猿意马，严重时自身器官往往不能很好协调，更谈不上与外界条往往不能很好协调，更谈不上与外界条件协调一致。件协调一致。 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 41 页页图31安全操作水平与情绪激动水平关系图安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 42 页页 过高和过低的情绪激动水平，使人的动作准确度降至50%或以下，注意力无法集中，不能自制。某矿技术员与爱人吵架，为逃避家庭烦恼而

26、提前上班，误人顶板未撬实的采场，被冒落松石打死。这是抑制状态下事故的一例。 从事快速、紧张的劳动，如兴修水利等，较高的情绪激动水平有利于发挥劳动效率，可播放欢快的乐曲鼓动生产情绪。应当指出，设备复杂、多工种作业的冶金厂等，车间内不应播放音乐和口号，以免造成干扰，影响安全生产。安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 43 页页 情绪激动水平的高低是外界（环境的、社情绪激动水平的高低是外界（环境的、社会的）刺激情景引起的，因此，会的）刺激情景引起的，因此，改变外界刺改变外界刺激可以改变情绪的倾向和水平。激可以改变情绪的倾向和水平。从组织管理从组织管理上（包括思想工作、安全

27、检查、劳动组织等）上（包括思想工作、安全检查、劳动组织等）及个体主观上若能注意及个体主观上若能注意创造健康稳定的心理创造健康稳定的心理环境并用理智控制不良情绪，由情绪水平失环境并用理智控制不良情绪，由情绪水平失调导致的不安全行为就可以大幅度下降。调导致的不安全行为就可以大幅度下降。 安全检查表中有一栏目，调查工人有无家庭安全检查表中有一栏目，调查工人有无家庭纠纷、打架、赌气等事件发生。纠纷、打架、赌气等事件发生。如影响工人如影响工人情绪较大，可采取换班休息、谈话等方式，情绪较大，可采取换班休息、谈话等方式，不使工人带着沉重的情绪进人操作岗位。不使工人带着沉重的情绪进人操作岗位。实实践证明，这是

28、行之有效的安全措施。践证明，这是行之有效的安全措施。 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 44 页页3 3、意志、意志 意志就是人们自觉地确定目的并调节自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的心理过程，它是意识的能动作用的表现。现。 意志品质有积极的，也有消极的。积极意志品质有积极的，也有消极的。积极的品质表现为自觉性、果断性、自制力的品质表现为自觉性、果断性、自制力和坚定性；消极的品质表现为盲目性、和坚定性；消极的品质表现为盲目性、冲动性、脆弱性和盲目性。冲动性、

29、脆弱性和盲目性。 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 45 页页4 4、态度、态度 态度态度是个人对他人、对事物较持久的肯定或否定的是个人对他人、对事物较持久的肯定或否定的内在反应倾向。内在反应倾向。 态度的形成主要受三种因素的影响态度的形成主要受三种因素的影响，即知识或信息，即知识或信息，主要来自父母、同事和社会生活环境；需要，欢迎主要来自父母、同事和社会生活环境；需要，欢迎态度，相反则不然；团体的规定或期望，一般说来态度，相反则不然；团体的规定或期望，一般说来个人的态度要与他所属的集体的期望和要求相符合。个人的态度要与他所属的集体的期望和要求相符合。属于同一集

30、体的人，他们的态度较类似。团体的规属于同一集体的人，他们的态度较类似。团体的规定是一种无形的压力影响同一团体的成员。定是一种无形的压力影响同一团体的成员。 人们对安全工作的态度对搞好安全工作具有重大影人们对安全工作的态度对搞好安全工作具有重大影响响，在安全管理中，应通过宣传，教育，团体作用，在安全管理中，应通过宣传，教育，团体作用使工人对安全工作的态度不仅是正确的，而且要达使工人对安全工作的态度不仅是正确的，而且要达到内化的程度。到内化的程度。 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 46 页页 5 5、性格、性格 性格是性格是人们在对待客观事物的态度和社会行为的方人

31、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特征的总和。 性格特征性格特征：对现实的态度的特征对现实的态度的特征/ /性格的意志特征性格的意志特征/ /性格的情绪特征性格的情绪特征/ /性格的理智特征性格的理智特征 有学者将有学者将性格分为性格分为：冷静型、活泼型、急躁型、轻：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种属于非安全型 性格与安全生产有着密切的联系性格与安全生产有着密切的联系，在其他条件相同，在其他条件相同

32、的情况下，冷静型性格的人比急躁型性格的人安全的情况下，冷静型性格的人比急躁型性格的人安全性强。对工作马虎的人容易出现失误。实践中不少性强。对工作马虎的人容易出现失误。实践中不少人因鲁莽、高傲、懒惰、过分自信等不良性格、促人因鲁莽、高傲、懒惰、过分自信等不良性格、促成了不安全行为而导致伤亡事故。成了不安全行为而导致伤亡事故。安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 47 页页6 6、能力、能力 能力是能力是人顺利完成某种活动所必须具备的心人顺利完成某种活动所必须具备的心理特征之一。理特征之一。 能力的个体差异与安全能力的个体差异与安全 a.a.人的能力与岗位职责要求相匹配

33、人的能力与岗位职责要求相匹配 b.b.发现和挖掘职工潜能发现和挖掘职工潜能 c.c.通过培训提高人的能力通过培训提高人的能力 d.d.团队合作时，人事安排应注意人员能团队合作时，人事安排应注意人员能力的相互弥补力的相互弥补 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 48 页页 7 7、气质、气质 气质是气质是一个人生来就有的心理活动的动力特征。心理一个人生来就有的心理活动的动力特征。心理活动的动力指心理过程的程度、心理过程的速度和稳活动的动力指心理过程的程度、心理过程的速度和稳定性以及心理活动的指向性。定性以及心理活动的指向性。 胆汁质胆汁质的人情绪产生速度快，表现明显

34、、急躁，不善的人情绪产生速度快，表现明显、急躁，不善于控制自己的情绪和行动；行动精力旺盛，动作迅猛；于控制自己的情绪和行动；行动精力旺盛，动作迅猛；外倾。外倾。 多血质多血质的人情绪产生速度快，表现明显，但不稳定，的人情绪产生速度快，表现明显，但不稳定，易转变；活泼好动，好与人交际易转变；活泼好动，好与人交际, ,外顷。外顷。 粘液质粘液质的人情绪产生速度慢，也表现不明显，情绪的的人情绪产生速度慢，也表现不明显，情绪的转变也较慢，易于控制自己的情绪变化；动作平稳，转变也较慢，易于控制自己的情绪变化；动作平稳，安静，内倾。安静，内倾。 抑郁质抑郁质的人情绪产生速度快，易敏感，表现抑郁、情的人情绪

35、产生速度快，易敏感，表现抑郁、情绪转变慢，活动精力不强，比较孤僻，内倾。绪转变慢，活动精力不强，比较孤僻，内倾。 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 49 页页从安全工程角度来看，四种不同气质的人都有其特点和弱点。 粘液质的人适于粘液质的人适于做精细而要求有耐心的工作，这做精细而要求有耐心的工作，这种人稳重可靠，注意力集中时间长，有利于安全种人稳重可靠，注意力集中时间长，有利于安全生产；生产； 多血质的人缺乏耐心多血质的人缺乏耐心，从事单调重复的工作容易，从事单调重复的工作容易产生精神溜号，造成产品质量下降或事故，不宜产生精神溜号，造成产品质量下降或事故，不宜在安

36、全上负有重任。例如，某矿一技术员，为人在安全上负有重任。例如，某矿一技术员，为人热情，活泼好动，善于交往，遇事容易冲动好胜。热情，活泼好动，善于交往，遇事容易冲动好胜。在一次安全检查中他带领大家检查危险区域，第在一次安全检查中他带领大家检查危险区域，第一个爬上久已腐朽的木梯，坠落死亡。一个爬上久已腐朽的木梯，坠落死亡。 抑郁质的人抑郁质的人不宜于单独操作安全方面的关键设备不宜于单独操作安全方面的关键设备和工艺过程。和工艺过程。 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 50 页页 8 8、需要与动机、需要与动机 需要是需要是人参与社会行动的基础，动机则是促使人活动人参与

37、社会行动的基础，动机则是促使人活动的原因。的原因。 动机是由需要产生的，需要是个体在生活中感到某种，需要是个体在生活中感到某种欠缺而力求获得满足的一种内心状态它是机体自身或欠缺而力求获得满足的一种内心状态它是机体自身或外部生产条件的要求在脑中的反映。有什么样的需要外部生产条件的要求在脑中的反映。有什么样的需要就决定着有什么样的动机。就决定着有什么样的动机。 马斯洛提出了马斯洛提出了需要层次需要层次论（见图论（见图2 2）。他认为，人的）。他认为，人的需要分为生理需要、安全需要、社交需要、尊重和自需要分为生理需要、安全需要、社交需要、尊重和自我实现的需要，依次由低级到高级。我实现的需要，依次由低

38、级到高级。 自我实现的需要越强烈，目标越高，对安全的需要也自我实现的需要越强烈，目标越高，对安全的需要也更敏感。更敏感。 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 51 页页图图2 马斯洛的需要层次发展模式马斯洛的需要层次发展模式安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 52 页页9 9、非理智行为的心理因素、非理智行为的心理因素 侥幸心理侥幸心理 省能心理省能心理 逆反心理逆反心理 凑兴心理凑兴心理 从众心理从众心理 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 53 页页二、颜色的心理作用二、颜色的心理作用1 1、颜色现象

39、、颜色现象 明度、色调和饱和度明度、色调和饱和度 颜色的混合颜色的混合2 2、颜色的心理作用颜色的心理作用 冷暖感冷暖感 兴奋和抑制感兴奋和抑制感 前进和后退感前进和后退感 轻重感轻重感 轻松和压抑感轻松和压抑感 软硬感软硬感 膨胀色与收缩色膨胀色与收缩色 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 54 页页 第三节第三节 人体生物力学人体生物力学一、人体生物力学的一般知识一、人体生物力学的一般知识1 1、骨骼的功能骨骼的功能 人体骨骼强度人体骨骼强度 骨的功能骨的功能 骨杠杆骨杠杆（图图3-18 ）2 2、关节的活动范围、关节的活动范围 (1) 关节的连结关节的连结

40、(2) 关节的作用关节的作用安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 55 页页图图3 318 18 人体骨杠杆人体骨杠杆安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 56 页页3 3、人体肌肉力学特性、人体肌肉力学特性4 4、人体运动的特征、人体运动的特征图图3 320 20 屈前臂时形成的力矩图示屈前臂时形成的力矩图示安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 57 页页5 5、人体活动范围、人体活动范围 最有利范围最有利范围：是指可使人在既达到动作目的同时又是指可使人在既达到动作目的同时又保证了人的工作轻松、舒适、不疲劳的

41、最佳效果的保证了人的工作轻松、舒适、不疲劳的最佳效果的人体活动范围，亦称顺手可及活动范围。人体活动范围，亦称顺手可及活动范围。施加的操施加的操纵力不大的、使用频率很高的、极重要的操作装置纵力不大的、使用频率很高的、极重要的操作装置应安装在此范围内。应安装在此范围内。 正常范围正常范围：是指人体一般活动均在此活动范围内进：是指人体一般活动均在此活动范围内进行，如上肢相对于不动的肩膀在肘关节弯曲时外切行，如上肢相对于不动的肩膀在肘关节弯曲时外切弧的范围。弧的范围。一般常用的又重要的操作装置应安装在一般常用的又重要的操作装置应安装在此范围内此范围内。 最大可及范围最大可及范围：是指肢体长时间处于最大

42、限度伸直：是指肢体长时间处于最大限度伸直状态的活动范围。状态的活动范围。不常用的费力很大的操作装置应不常用的费力很大的操作装置应安装在此范围内。安装在此范围内。 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 58 页页 第三节第三节 人体生物力学特性人体生物力学特性一、一、 人体各部分的操纵力人体各部分的操纵力 操纵力操纵力是指操作者在操作时为达到操作的目是指操作者在操作时为达到操作的目的所付出的一定数量的力。的所付出的一定数量的力。 肢体的力量来自肌肉收缩，肌肉收缩时所产肢体的力量来自肌肉收缩，肌肉收缩时所产生的力称为生的力称为肌力肌力。 在操作活动中，在操作活动中，肢体

43、所能发挥的力量大小肢体所能发挥的力量大小除除了取决人体肌肉的生理特征外，还与施力姿了取决人体肌肉的生理特征外，还与施力姿势、施力部位、施力方式和施力方向有密切势、施力部位、施力方式和施力方向有密切关系（见图关系（见图3-21 3-21 ）安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 59 页页图图3-8 立姿弯臂时的力量分布立姿弯臂时的力量分布 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 60 页页2、手的操纵力、手的操纵力 (1) 坐姿操纵力坐姿操纵力 坐姿时不同角度上臂力测试如坐姿时不同角度上臂力测试如图图3-9所示，其所示，其测量结果见测量结果见

44、表表3-14。 (2) 立姿操纵力立姿操纵力 立姿操作时，手臂在不同角度上的拉力和推立姿操作时，手臂在不同角度上的拉力和推力分布，如力分布，如图图3-10所示所示 (3) 握力握力 男女不同年龄段握力，见男女不同年龄段握力，见表表3-15 (4) 拉力与推力拉力与推力 (5) 扭力和提力扭力和提力 应用手柄操纵时最合适的力，应用手柄操纵时最合适的力，见见表表3-16安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 61 页页图图3-9 坐姿操纵力侧视图坐姿操纵力侧视图（a）侧视图）侧视图 （b）俯视图）俯视图 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 6

45、2 页页表表3-14 坐姿时手臂在不同方向上的操纵力坐姿时手臂在不同方向上的操纵力手臂角度（0）拉力推力左手右手左手右手向后向前180（向前平伸臂）15012090（垂臂）602301901601501102402501901701201901401201001002301901601601601801501209060向上向下4070808070608011090906080100100808090120120901801501209060向内侧向外侧60709070809090100809040405050606070707080安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系

46、第第 63 页页图图3-10 立姿操作时手臂在不同立姿操作时手臂在不同角度上的拉力和推力分布角度上的拉力和推力分布安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 64 页页表表3-15 男女不同年龄段握力男女不同年龄段握力性别年龄握 力（N）最小值最大值标准值男1618202325274324344373379480529556579585343441392460418487442510448516女1618202325202211218226230314332330338343239276248285256293264301268305安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程

47、系湖南工学院安全工程系第第 65 页页表表3-16 应用手柄操纵时最合适的力应用手柄操纵时最合适的力 手柄距地高度（mm）左手最适合的用力（N）右手最适合的用力（N）向 上向 下向侧方向 上向 下向侧方5006506501050105014001400160014012080907012080140406060401201006040120100606030404030安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 66 页页3 3、脚的操纵力、脚的操纵力 脚产生力的大小脚产生力的大小与下肢的位置、姿势和方向与下肢的位置、姿势和方向有关。有关。 脚产生的操纵力脚产生的操纵力一

48、般都是以压力的形式出现，一般都是以压力的形式出现，压力的大小随着脚离开人体中心对称线向外压力的大小随着脚离开人体中心对称线向外偏转的程度有关。（见图偏转的程度有关。（见图3-11） 一般地说，在坐姿的情况下，脚的一般地说，在坐姿的情况下，脚的伸展力大伸展力大于屈曲力于屈曲力；右脚的操纵力大于左脚的操纵力；右脚的操纵力大于左脚的操纵力；男的脚力大于女的脚力。男的脚力大于女的脚力。 （见表（见表3-17 ） 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 67 页页图图3-11 3-11 不同体位下脚的蹬力及在不同体位下脚的蹬力及在 各个角度时的压力比值各个角度时的压力比值安全人

49、机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 68 页页表表3-17 3-17 脚的操纵力比较脚的操纵力比较(N)(N)脚脚 别别屈曲力屈曲力伸展力伸展力男男女女男男女女右右 脚脚左左 脚脚326326299299234234209209478421344344299299安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 69 页页二、人体活动的速度与准确度二、人体活动的速度与准确度1、肢体的动作速度、肢体的动作速度 肢体动作速度的大小，基本上决定于肢体肢体动作速度的大小，基本上决定于肢体肌肉收缩的速度肌肉收缩的速度 对于操作动作速度，还取决于动作方向和对于操作动

50、作速度，还取决于动作方向和动作轨迹等特征动作轨迹等特征 人的无条件反应时间为人的无条件反应时间为0.10.10.15S,0.15S,听觉反听觉反应为应为0.10.10.2S,0.2S,手指叩击速度手指叩击速度1.51.55 5次次S S，判断时间为判断时间为1 15S5S。 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 70 页页 动作频率是指在一定时间内动作所重复的次动作频率是指在一定时间内动作所重复的次数。数。 肢体的动作频率也取决于动作部位和动作方肢体的动作频率也取决于动作部位和动作方式式 ( (见见表表3-183-18 ) ) 在操作系统设计时，对操作速度和频率的要

51、在操作系统设计时，对操作速度和频率的要求不得超出肢体动作速度和频率的能力限度。求不得超出肢体动作速度和频率的能力限度。( (见见表表3-193-19，表，表3-203-20) ) 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 71 页页表表3-18 人体各部位动作速度与频率限度人体各部位动作速度与频率限度 动动 作作 部部 位位 动作速度或频率动作速度或频率 数数 值值单单 位位手的运动控制操纵杆位移手指敲击的最大频率旋转把手或驾驶盘身体转动手控制的最大谐振截止频率手的弯曲与伸直脚掌与脚的运动358.817359.4229.460.721.620.81.01.20.360.

52、72cm.s-1cm.s-1次.s-1r.s-1次.s-1Hz次.s-1次.s-1安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 72 页页表表3-19 3-19 动作速度表动作速度表动作部位动作部位动作特点动作特点动作一次最少的平动作一次最少的平均时间（均时间（S S）手手抓取动作抓取动作 直线的直线的曲线的曲线的旋转动作旋转动作 克服阻力克服阻力不克服阻力不克服阻力0.070.070.220.220.720.720.220.22脚脚直线的直线的克服阻力的克服阻力的0.360.360.720.72腿腿直线的直线的脚向侧面脚向侧面0.360.360.720.721.451.4

53、5躯干躯干弯曲弯曲倾斜倾斜0.720.721.621.621.261.26安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 73 页页表表3-20 3-20 人体各部分动作的最大频率人体各部分动作的最大频率 动作部位动作部位动作的最大频率（次动作的最大频率（次/min/min）手手204204406406手指360360431431前臂前臂160160292292臂臂9999344344腿腿300300373373脚脚330330400400安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 74 页页人体动作的灵活性人体动作的灵活性 改变操纵方向时，圆形轨迹比直

54、线轨迹灵活。改变操纵方向时，圆形轨迹比直线轨迹灵活。 手向着身体比离开身体的动作灵活而准确手向着身体比离开身体的动作灵活而准确 前后往复比左右往复动作的速度大。前后往复比左右往复动作的速度大。 最大动作速度与被移的负载的重量成正比，而达到最大动作速度与被移的负载的重量成正比，而达到最大速度所需要的时间与被移动的负载成正比最大速度所需要的时间与被移动的负载成正比 人体较短部位的动作比较长部位的动作灵活；人体较短部位的动作比较长部位的动作灵活； 人体较轻部位的动作比较重部位的动作灵活人体较轻部位的动作比较重部位的动作灵活 人体体积较小部位动作比较大部位动作灵活。人体体积较小部位动作比较大部位动作灵

55、活。安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 75 页页 进行安全人机系统设计时，为使动作速度、频进行安全人机系统设计时，为使动作速度、频率和准确性、灵活性很好地结合，须遵循的规率和准确性、灵活性很好地结合，须遵循的规律律： 劳动时，不论连续动作时间长短，都应在最有利劳动时，不论连续动作时间长短，都应在最有利的位置开始和结束。的位置开始和结束。 沿曲线的、直线的或不规则轨迹的动作，都应该沿曲线的、直线的或不规则轨迹的动作，都应该让操作者的动作从容不迫。让操作者的动作从容不迫。 具有急剧改变方向的动作，应尽量采用流畅而连具有急剧改变方向的动作，应尽量采用流畅而连续的动作。

56、续的动作。 手在水平内动作比在垂直面内的动作要准确。手在水平内动作比在垂直面内的动作要准确。 工作时的动作次数应尽量减少，频率应降低。工作时的动作次数应尽量减少，频率应降低。安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 76 页页 重要作业尽可能由一个人的动作完成。重要作业尽可能由一个人的动作完成。 最重要和常用的装置或工具应当放在最有最重要和常用的装置或工具应当放在最有利范围之内。利范围之内。 操纵者的操纵动作，按适宜的半径作圆周操纵者的操纵动作，按适宜的半径作圆周运动比沿直线运动好。运动比沿直线运动好。 从一个操纵位置到另一个操纵位置的动作从一个操纵位置到另一个操纵位置

57、的动作应当平稳，不允许有跳跃式动作。应当平稳，不允许有跳跃式动作。 如果操作者不可避免地按不正确的轨迹动如果操作者不可避免地按不正确的轨迹动作时，应当考虑改变手的动作，这时采用直线作时，应当考虑改变手的动作，这时采用直线形式的轨迹要灵活些。形式的轨迹要灵活些。安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 77 页页2 2 人体运动的精度人体运动的精度 通常通常, ,人体运动的精度比速度更为重要人体运动的精度比速度更为重要 人体运动的精度主要考虑人体运动的精度主要考虑2 2个方面的内容个方面的内容 (1) (1) 具有视觉反馈的运动精度具有视觉反馈的运动精度 (2) (2)

58、不具有视觉反馈的运动精度不具有视觉反馈的运动精度安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 78 页页三、影响人体作用力的因素三、影响人体作用力的因素1 1、体、体 重重 体重既有利于操纵，又有不利于操纵的，体重既有利于操纵，又有不利于操纵的，操作时应尽量避免将力耗费在不合理的动作操作时应尽量避免将力耗费在不合理的动作和身体的运动上。和身体的运动上。 体重对操作既有好处也有坏处，应该取其有体重对操作既有好处也有坏处，应该取其有利的一面利的一面，采取相应姿势尽量使体重发挥作采取相应姿势尽量使体重发挥作用用。 （见（见图图3-133-13）安全人机工程学第三章湖南工学院安全工

59、程系湖南工学院安全工程系第第 79 页页图图3-13 3-13 力的应用（甲）力的应用（甲） 安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 80 页页图图3-13 3-13 力的应用（乙）力的应用（乙）安全人机工程学第三章湖南工学院安全工程系湖南工学院安全工程系第第 81 页页2 2、 体体 位位 操作者的体位（立位、坐位、躺位）、躯干的稳定操作者的体位（立位、坐位、躺位）、躯干的稳定性对人的作用力也有一定的影响。性对人的作用力也有一定的影响。 立位作业可以经常改变操作的姿势，活动范围大，立位作业可以经常改变操作的姿势，活动范围大，易于用力，但单调作业会引起疲劳易于用力，但

60、单调作业会引起疲劳 立位可适当地走动，有助于维持工作能力，但立位立位可适当地走动，有助于维持工作能力，但立位不易进行精确而细致的工作，不易转换操作，而且不易进行精确而细致的工作，不易转换操作，而且肌肉要作更多的功用以维持体重，易引起疲劳。肌肉要作更多的功用以维持体重，易引起疲劳。 坐位则可以进行较长时间地精确而细致的工作，可坐位则可以进行较长时间地精确而细致的工作，可以手足并用，但是坐位作业则不易改变姿势，用力以手足并用，但是坐位作业则不易改变姿势，用力受限制，工作范围受局限，久坐会导致生理性疲劳受限制，工作范围受局限，久坐会导致生理性疲劳 躺位操作易疲劳，汽车修理工修理汽车时就有时必躺位操作