第三章人体感知与运动特征3
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第三章人体特性
视距：正常观察距离。
二、人的视觉器官特性
—弧度
将单位从弧度转化为分（），则物体大小：
单位： ；Lm
二、人的视觉器官特性
2. 视敏度（视力） 临界视角：眼睛对目标细节刚能区分状态下的视角。
二、人的视觉器官特性
2. 视敏度（视力） 视敏度(视力):对目标细节分辨能力。
用临界视角(以分为单位)的倒数，即 视敏度＝1／临界视角 (临界视角单位：分)
第四节 人的运动特性
②运动准确性的影响因素
准 确 性
a.运动速度与准确性
第四节 人的运动特性 b.运动方向与准确性
手臂在左、右方向运动准确性高； 上、下方向次之； 前、后方向运动准确性差。
第四节 人的运动特性 c.操作方式与运动准确性
上排动作准确性优于下图。
第四节 人的运动特性 d.运动量与准确性
视角及视敏度
视野与视区
2
明暗适应
目光巡视特性
3
视错觉
4
5
（重点）
二、人的视觉器官特性
视觉系统 眼睛
视神经 视觉中枢
二、人的视觉器官特性
1.视角 注意：一定条是件视确下角定人α被们看能物否体看尺清寸物范体围，的并两不个取端决点于光线物射体入尺眼寸球本的身相，交而角取度决。于它对应的视角。
二、人的视觉器官特性 1.视角
第三节 人的施力特性
所有肌力均随施力持续时间加 长而逐渐减小。
静态施力
第四节 人的运动特性
1.运动速度与频率 ①运动部位、形式、速度
第四节 人的运动特性 ②运动方向与运动速度
右手在“右上——左下”方向运动较快。
第四节 人的运动特性 ③运动负荷与运动速度
肢体运动的速度随阻力增大而减小。
二、人的视觉器官特性
—弧度
将单位从弧度转化为分（），则物体大小：
单位： ；Lm
二、人的视觉器官特性
2. 视敏度（视力） 临界视角：眼睛对目标细节刚能区分状态下的视角。
二、人的视觉器官特性
2. 视敏度（视力） 视敏度(视力):对目标细节分辨能力。
用临界视角(以分为单位)的倒数，即 视敏度＝1／临界视角 (临界视角单位：分)
第四节 人的运动特性
②运动准确性的影响因素
准 确 性
a.运动速度与准确性
第四节 人的运动特性 b.运动方向与准确性
手臂在左、右方向运动准确性高； 上、下方向次之； 前、后方向运动准确性差。
第四节 人的运动特性 c.操作方式与运动准确性
上排动作准确性优于下图。
第四节 人的运动特性 d.运动量与准确性
视角及视敏度
视野与视区
2
明暗适应
目光巡视特性
3
视错觉
4
5
（重点）
二、人的视觉器官特性
视觉系统 眼睛
视神经 视觉中枢
二、人的视觉器官特性
1.视角 注意：一定条是件视确下角定人α被们看能物否体看尺清寸物范体围，的并两不个取端决点于光线物射体入尺眼寸球本的身相，交而角取度决。于它对应的视角。
二、人的视觉器官特性 1.视角
第三节 人的施力特性
所有肌力均随施力持续时间加 长而逐渐减小。
静态施力
第四节 人的运动特性
1.运动速度与频率 ①运动部位、形式、速度
第四节 人的运动特性 ②运动方向与运动速度
右手在“右上——左下”方向运动较快。
第四节 人的运动特性 ③运动负荷与运动速度
肢体运动的速度随阻力增大而减小。
人的生理特征人体感知与运动系统特征
容内要主
第3章 人体感知(gǎnzhī)与运动特征
?3.1 人在系统(xìtǒng)中的功能 ?3.2 视觉机能(jīnéng)及其特征 ?3.3 听觉机能及其特征 ?3.4 其他感觉机能及其特征 ?3.5 神经系统机能及其特征 ?3.6 人的信息处理系统 ?3.7 运动系统的机能及其特征
?3.8 人体的忍耐力 (选讲）
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 ；
颜色相配时的易辨认顺序： 测试
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。
Prepared by PhD H. Y . Huang, Dongguan Universi第ty1o7f第页T十七e页c，/h共共6n9页o。6l9og页y
α=2arctg(D/2L)
α— 物体的距离；
视力：眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度，
以临界视角的倒数来表示。
视力 =1/ 能够分辨的最小物体的视角
Prepared by PhD H. Y . Huang, Dongguan Univer第sit9y页第o九f页/，共T共6e9页6c。h9n页ology
? 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 。
? 听觉通道适用的场合
传递比较简单简短的信息
反应时运
动时实验
传递要求立即作出快速响应的信息
作业情况要求操作者不断走动的场合
所处环境不适合使用视觉通道的场合
虽适合视觉传递，但视觉通道已过载的场合
……
Prepared by PhD H. Y . Huang, Dongguan Univer第sity20o第f页二十T页，/e共共c69h页n。6o9l页ogy
第3章 人体感知(gǎnzhī)与运动特征
?3.1 人在系统(xìtǒng)中的功能 ?3.2 视觉机能(jīnéng)及其特征 ?3.3 听觉机能及其特征 ?3.4 其他感觉机能及其特征 ?3.5 神经系统机能及其特征 ?3.6 人的信息处理系统 ?3.7 运动系统的机能及其特征
?3.8 人体的忍耐力 (选讲）
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 ；
颜色相配时的易辨认顺序： 测试
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。
Prepared by PhD H. Y . Huang, Dongguan Universi第ty1o7f第页T十七e页c，/h共共6n9页o。6l9og页y
α=2arctg(D/2L)
α— 物体的距离；
视力：眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度，
以临界视角的倒数来表示。
视力 =1/ 能够分辨的最小物体的视角
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? 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 。
? 听觉通道适用的场合
传递比较简单简短的信息
反应时运
动时实验
传递要求立即作出快速响应的信息
作业情况要求操作者不断走动的场合
所处环境不适合使用视觉通道的场合
虽适合视觉传递，但视觉通道已过载的场合
……
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人体感知与运动特征
亮度均匀而且不产生阴影，否则，眼睛的频繁明暗调节，不仅会 增加眼睛的疲劳，而且会引起错误操作。 7、眩光
物体表面产生的刺眼和耀眼的强烈光线，称为眩光。
26
8、对比感度
Cp
L p Lp
Lp Lo Lb
1 Sc Cp
式中：CP ——临界对比度 △Lp——临界亮度差 Lp——背景亮度 Lo ——物体的亮度 SC——对比感度
46
等响曲线
返回
47
响度与响度级的关系
48
3.3.3 听觉的物理特性 • （声音：音调、强度、音色） 1 .频率响应（感受性） • 人耳能听闻的频率比为fmin/fmax=1：1000； • 频率感受的上限随着年龄的增长而逐年连续下降，见图3-10； • 听觉的频率响应特性对听觉传示装置的设计是很重要的。
6
图3-2反射弧和信息链
7
2. 信息链 人机系统的信息在人的神经系统中的循环过程形成信
息链。见图3-2（b）。
8
3.1.3 感觉通道与适用的信息 人机系统中的最常用的感觉通道是视觉通道（80%）、听觉通道（
14%）和触觉和其他通道（6%）。其适用场合参阅表3-1。
9
返回 10
3.2 视觉机能及其特征
一般应根据观察目标的大小和形
状以及工作要求确定视距，普通 操作的视距范围在38～76cm之间 ，在56cm处最为适宜。
20
图3-6 人的垂直视野
在垂直面内，标准视线为水平视线 ，最大固定视野为115°，标准视 线上方50°，下方70°，扩大的视 野为150°，站立时的自然视线低 于水平线10°，坐着时自然视线代 于水平视线15°；人在很低松驰的 状态中，站着和坐着时的自然视线 偏离标准视线分别是30°和38°。 因此，人在轻松的时刻观看展览时 ，展示物的位置在低于标准视线 30°的区域里。
物体表面产生的刺眼和耀眼的强烈光线，称为眩光。
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8、对比感度
Cp
L p Lp
Lp Lo Lb
1 Sc Cp
式中：CP ——临界对比度 △Lp——临界亮度差 Lp——背景亮度 Lo ——物体的亮度 SC——对比感度
46
等响曲线
返回
47
响度与响度级的关系
48
3.3.3 听觉的物理特性 • （声音：音调、强度、音色） 1 .频率响应（感受性） • 人耳能听闻的频率比为fmin/fmax=1：1000； • 频率感受的上限随着年龄的增长而逐年连续下降，见图3-10； • 听觉的频率响应特性对听觉传示装置的设计是很重要的。
6
图3-2反射弧和信息链
7
2. 信息链 人机系统的信息在人的神经系统中的循环过程形成信
息链。见图3-2（b）。
8
3.1.3 感觉通道与适用的信息 人机系统中的最常用的感觉通道是视觉通道（80%）、听觉通道（
14%）和触觉和其他通道（6%）。其适用场合参阅表3-1。
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返回 10
3.2 视觉机能及其特征
一般应根据观察目标的大小和形
状以及工作要求确定视距，普通 操作的视距范围在38～76cm之间 ，在56cm处最为适宜。
20
图3-6 人的垂直视野
在垂直面内，标准视线为水平视线 ，最大固定视野为115°，标准视 线上方50°，下方70°，扩大的视 野为150°，站立时的自然视线低 于水平线10°，坐着时自然视线代 于水平视线15°；人在很低松驰的 状态中，站着和坐着时的自然视线 偏离标准视线分别是30°和38°。 因此，人在轻松的时刻观看展览时 ，展示物的位置在低于标准视线 30°的区域里。
人机工程学(第三版)第3章-人体感知与运动系统
成。反射活动的全部构造组成反射弧；反射弧 具有五个根本环节，即感受器 传入神经元 中间神经元 传出神经元 放应器，见图 3-2〔a〕。
2. 信息链 人机系统的信息在人的神经系统中的循环过程
形成信息链，见图3-2〔b〕。 3.1.3 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。
人的感觉通道的信息传输速率见图3-18。
2.采样 采样间隔取决于刺激的频率。
假设刺激的变化频率为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 识别工作—数码、字母、斜线 搜寻定位—颜色、数码、外形 计数工作—数码、颜色、外形 比较或验证—各方法几乎没有区分
编码方式的优劣参阅表3-3。
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，得之于力则失之于速度，反之亦然。因 此，最大的力气与最大的运动范围两者是相冲突的。
3.7.2 主要关节的活动范围
关节的活动范围有肯定的限度，人体处于舒适时，关 节必定处在肯定的舒适调整范围内，参阅表3-4。
肌体的出力范围 肌体所能发挥的力气大小取决于： 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。
3.2 视觉机能及其特征
3.2.1 视觉刺激 视觉的适宜刺激是光。人的两眼可以感受到的光波
只占整个电磁光谱的一小局部，其波长为380~780nm， 见图3-3。 3.2.2 视觉系统
视觉是由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动完成 的，见图3-4 。
眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为21~25mm的 球体，其根本构造与照相机类似，见图3-5 。
2. 信息链 人机系统的信息在人的神经系统中的循环过程
形成信息链，见图3-2〔b〕。 3.1.3 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。
人的感觉通道的信息传输速率见图3-18。
2.采样 采样间隔取决于刺激的频率。
假设刺激的变化频率为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 识别工作—数码、字母、斜线 搜寻定位—颜色、数码、外形 计数工作—数码、颜色、外形 比较或验证—各方法几乎没有区分
编码方式的优劣参阅表3-3。
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，得之于力则失之于速度，反之亦然。因 此，最大的力气与最大的运动范围两者是相冲突的。
3.7.2 主要关节的活动范围
关节的活动范围有肯定的限度，人体处于舒适时，关 节必定处在肯定的舒适调整范围内，参阅表3-4。
肌体的出力范围 肌体所能发挥的力气大小取决于： 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。
3.2 视觉机能及其特征
3.2.1 视觉刺激 视觉的适宜刺激是光。人的两眼可以感受到的光波
只占整个电磁光谱的一小局部，其波长为380~780nm， 见图3-3。 3.2.2 视觉系统
视觉是由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动完成 的，见图3-4 。
眼睛是视觉的感受器官，人眼是直径为21~25mm的 球体，其根本构造与照相机类似，见图3-5 。
第三章 人体感知及其特征
色视野：图3-10，p53
6. 暗适应和明适应
暗适应：人从明亮环境突然变化到黑暗环境时，视觉逐步适 应于黑暗环境的过程 。 暗适应一般经历4～6min可基本适应，完全适应大 约需经过30～50min。 暗适应过程中，瞳孔直径2mm→8mm，光通量增加16倍。锥 状细胞转换为杆状细胞起作用。如猫的眼睛。
3.5 记忆、思维
3.5.1 记忆
瞬时记忆（感觉记忆、感觉存储） 工作记忆（短时记忆、操作记忆） 长时记忆
人类的记忆非常庞大，但并不完美：1）我们在长时记忆中 处理大量庞杂的信息，但往往当我们需要提取某一信息时， 还是会遇到麻烦；2）尽管我们的信息存储能力很强大，但 我们还是经常会忘记一个人名或数字，仅仅是在听到或看到 后的几秒钟。
《人因工程》
第3章 人体感知及其特征
内容大纲
感觉与知觉的特征 视觉机能及其特征 听觉机能及其特征 其他感觉机能及其特征 记忆、注意、思维和想象 人的个性心理特征
3.1 感觉与知觉的特征
3.1.1 感觉与知觉的概念
1 感觉 感觉是有机体对客观事物的个别属性的反映，是感觉器官 受到外界的光波、声波、气味、温度、硬度等物理与化学 刺激作用而得到的主观经验。 2 知觉 知觉是人对事物的各个属性、各个部分及相互关系的综合 的整体的反映。 3 感觉与知觉的区别与联系 感觉所反映的只是事物的个别属性。如形状、大小、颜色 等。通过感觉还不知道事物的意义，知觉反映的是包括各 种属性在内的事物的整体，通过知觉，可以知道所反映的 事物的意义。 感觉反映个别，知觉反映整体，感觉是知觉的基础，知觉 是感觉的深入。
3.4 其他感觉机能及其特征
3.4.1 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，见图3-15和图3-16。 2. 温度觉 3. 痛觉 3.4.2 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。
第3章人体感知与运动系统
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。
听觉通道适用的场合
传递比较简单简短的信息
反应时运 动时实验
传递要求立即作出快速响应的信息
作业情况要求操作者不断走动的场合
所处环境不适合使用视觉通道的场合
虽适合视觉传递，但视觉通道已过载的场合
……
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不同分贝水准声音示例
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3.3 听觉机能及其特征
3.3.3 听觉的物理特性
课堂 测试实验
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
25
3.3 听觉机能及其特征
1. 动态范围
听觉声强的动态范围=正好可忍
受的声强 / 正好能听见的声强。
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2
3.1 人在系统中的功能
3.1.1 人是系统中的重要“环节”
把操作者 作为人机系统 中的一个“环 节”来研究， 人与外界发生 联系的主要是 三个子系统， 即感觉系统、 神经系统、运 动系统，如右 图所示。
15
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16
6. 暗适应和明适应。暗适应与明适应曲线如下图所示。
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人体感知与运动特征课件
大小，然后调整步伐和行走路径以避开障碍物。
03
技能学习与发展
感知与运动的协同作用在技能学习和发展过程中具有重要意义。通过反
复实践和感知反馈，人体能够逐渐熟练掌握各种运动技能，提高运动表
现。
04
人体感知与运动特征在实践中的 应用
体育运动中的感知与运动特征
运动员的感知能力
在体育运动中，运动员需要具备敏锐的感知能力，包括视觉、听觉和触觉等。例如，篮球运动员需要准确感知队 友和对手的位置和动作，以便做出快速而准确的决策。
运动特征与康复效果
根据患者的具体情况和需求，制定个 性化的康复训练计划，结合特定的运 动特征，如柔韧性、协调性等，有助 于加快康复进程，提高康复效果。
虚拟现实技术中的感知与运动特征应用
虚拟现实中的感知体验
虚拟现实技术能够模拟真实或虚构的环境，为用户提供沉浸式的感知体验。通过视觉、听觉、触觉等 多感官的交互，增强用户在虚拟环境中的感知能力。
平衡性运动：以提高身体平衡能 力和协调性为主要目标，如太极 拳、单脚站立、平衡木等。
有氧运动：以提高心肺功能为主 要目标，如慢跑、游泳、骑自行 车等。
柔韧性运动：以改善关节灵活性 和肌肉伸展性为主要目标，如瑜 伽、舞蹈、体操等。
这些分类和内容有助于我们更全 面地了解人体运动特征，为后续 的学习和实践打下坚实基础。
02
人体运动特征概述
人体运动的研究意义
深化对人体运动规律的认识
研究人体运动特征有助于我们更深入地理解人体运动的规律，进 一步揭示人体运动的本质。
提高运动表现与健康水平
通过掌握人体运动特征，可以更有针对性地指导运动训练，提高运 动表现，同时促为体育、医疗、康复等相关产业提供科学依 据和技术支持。
第3章 人体感知与运动系统
5
4、感知的产生
6
5、感受器（感觉器官）
传统上将眼、耳、鼻、舌、肤、平衡等有 关的器官称之为感觉器官。 人生活在不断变化的外部条件中，故能够 被机体感受的外界变化称之为刺激
7
3.1.2 感觉的基本特性
1、刺激 （1）刺激三要素：
刺激强度、作用时间、强度－时间变化率 （2）适宜刺激： 感觉器官对外界刺激最敏感的能量形式。
3.4 其他感觉机能及其特征
3.4.1 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，形成各种感觉。皮肤觉又分为： 1. 触觉 触觉是微弱的机械刺激触及了皮肤浅层的触觉感受 器而引起的。通过触觉人可以辨别物体的大小、形状、 硬度、光滑度及表面机理等机械性质。 对皮肤施以适当的刺激，将引起皮肤表面下的组 织产生位移（小到0.001mm），激发触的感觉。 触觉感受器在体表的各处有所不同，舌尖、唇部 和指尖等处较为敏感，背部、腿和手背等处较差。
3.方向敏感度（双耳效应） （1）时差：∆t=声源到两耳的时间差。人耳可觉察到的声 信号入射的最小偏角为3°。 （2）人耳对不同频率、不同方向的声音的感受能力不同， 见图3-12。由于头部的掩蔽效应，造成声音频谱的改变。 4.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。
同时输入两个相等强度的听觉信息，对其中一个 信息的辨别能力将降低50%；不同感觉器官的影响是 不同的，听觉信息对视觉信息的干扰比较大。
相互作用对交通信息设计的效果有着重要作用。
11
5、对比
同一感觉器官接受两种完全不同但属同一类的刺 激物的作用，而使感受性发生变化的现象被称为 对比。
例如，同样是灰色，在白色背景上看起来显 得颜色深一些，而在黑色背景上则显得颜色浅一 些；左手放入热水，右手放入冰水，然后双手同 时放入温水中，左手感觉凉，而右手感觉热。 6、余觉 刺激消失以后，感觉仍然可以存在较短短的时间， 这种现象叫余觉。
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人机工程学 Ergonomics
第三章 人体感知与运动特征
B 刺激的辨别难度对反应时间的影响
红和橙 （ 加 25%红） 红和橙 （ 加 50%红） 红和橙 （ 加 75%红） 1 0 和 1 3 mm 线段 1 0 和 12.5mm 线段
要辨别 的刺激
白和黑
红和绿
红和黄
红和橙
平均反 应时间 （ms）
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第三章 人体感知与运动特征 2. 骨杠杆 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。
第三章 人体感知与运动特征
表3-9 不同感觉器官的反应时间
感觉器官 触觉 反应时间（ms） 110-160
听觉 视觉
冷觉 温觉 嗅觉 痛觉 味觉
120-160 150-200
150-230 180-240 210-390 400-1000 330-1100
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第三章 人体感知与运动特征
（4）显示器及操纵器的设计。
人机工程学
Ergonomics
第三章 人体感知与运动特征 4.人的主体因素 习俗、个体差异（性别、年龄）、疲劳等个人生 理、心理状况。
年龄与反应时间的关系
年 龄 20 100 30 104 40 112 50 116 60 161
反应时间相对值
人机工程学
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第三章 人体感知与运动特征
图3-25 不同区域内手指敲击运动速度差异
人机工程学 Ergonomics
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第三章 人体感知与运动特征
3.8.3 运动准确性
运动时间、运动类型、运动方向、操作方式
1
运动速 度与准 确性
速度越慢，
2
盲目定位 的准确性
正前方盲目定位 准确性最高；右 方优于左方；同 一方位，下中方 优于上方。
图T5 影响人体能的因素
人机工程学 Ergonomics
第三章 人体感知与运动特征 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、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 人机工程学 Ergonomics
第三章 人体感知与运动特征
表3—8 人体各部位动作速度与频率限度
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“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。
人机工程学 Ergonomics
第三章 人体感知与运动特征 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）刺激的数目、颜色；表3-12 B
人机工程学
Ergonomics
第三章 人体感知与运动特征
反应动作距离与动作时间
出手距离（cm） 平均反应时间 （ms） 标准差（ms） 20 525 50 40 596 71 返回
60 670 74
人机工程学
Ergonomics
第三章 人体感知与运动特征
图3-24 手向各方向运动时间差异
人机工程学 Ergonomics
图3-27 不同方位盲目定位运动准确性
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第三章 人体感知与运动特征
图3-28 手臂运动方向对连续控制运动准确性影响
见图3-27 人机工程学
3
运动方向 与准确性
水平方向，左 右运动； 垂直方向，上
4
操作方式 与准确性
见图3-29
准确性越高
见图3-26
下运动；
见图3-28 Ergonomics
第三章 人体感知与运动特征
图3-26 速度—准确性特性曲线
人机工程学 Ergonomics
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第三章 人体感知与运动特征
第三章 人体感知与运动特征
表3-13 人体各部位动作一次的最少平均时间
动作部位 抓取 手 旋转 脚 腿 躯干 直 线 的 克服阻力的 直 线 的 脚 向侧 面 弯 倾 曲 斜 动作特点 最少平均时间/s
直线的 曲线的
克服阻力 不克服阻力
0.07 0.22
0.72 0.22 0.36 0.72 0.36 0.72～1.46 0.72～1.62 1.26 返回
人 体 上 部 及 上 肢 பைடு நூலகம் 定 姿 势 活 动 角 度 范 围
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3.7.3 肢体的出力范围
（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
垂直方 向的操 纵动作 ，从上 往下的 运动速 度比从 下往上 的运动 速度快 。
顺时针 方向的 操作动 作比逆 时针方 向的操 作动作 ，速度 更快， 更加习 惯 。
一般人 的手操 纵动作 ，右手 比左手 快，而 右手的 动作， 向右运 动比向 左运动 快。
其 他 功 能
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2
3 水平方 向的操 纵动作 ，前后 运动速 度比左 右运动 速度快 ，旋转 运动比 直线运 动更灵 活。
4
5
6 向身体 方向的 运动比 离开身 体方向 的运动， 速度更 快，但 后者的 准确性 高。
人体躯 干和肢 体在水 平面的 运动比 在垂直 面的运 动速度 快。
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图3-20 人体骨杠杆
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第三章 人体感知与运动特征 3.7.2 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3-5。
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表B5 人体各部分的最大运动频率
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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。
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第三章 人体感知与运动特征 3.8.1 反应时间
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表3—6
身体主要部位肌肉所产生的力（单位：N，20～30岁）
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%。
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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3-6
2、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。
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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。 人机工程学 Ergonomics 返回
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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
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影响反应时间的主要因素
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；
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第三章 人体感知与运动特征 3.8.2 运动速度 用完成动作的时间来评定（Td）
1. 动作特点 Td缩短。
表3-13
2. 目标距离：距离增加，Td增长，宽度增加， 3. 运动方向 图3-24 图3-25
4. 动作轨迹特征 5. 负荷重量：最大运动速度与负荷重量成反比。