人因工程学第二章——人体生理特征

图2-3
A-大脑半球外侧面
大脑皮层分区图
B-大脑半球内侧面
图2-4 躯体感觉区和运动区
第一节 神经系统与感知


一、神经系统 （四）周围神经系统 周围神经系统是由脑和脊髓发出，其末梢分布 于身体各器官和组织的神经系统，它包括脊神 经、脑神经和植物神经。 周围神经的功能有：


接受来自体内外的各种刺激并将其传导至中枢神经； 传递由中枢神经发出的指令并完成运动反应。

三条主要的沟裂将大脑分为额叶、顶叶、颞 叶、枕叶等4叶。
大脑皮层




大脑皮层是统一机体的最高神经中枢。人的大 脑皮层大约含有140亿个神经细胞，在垂直切 面上大致分六层排列。 大脑皮层的各个不同区域在功能上具有不同的 分工，如感觉区和运动区。这种功能上的分工 不是绝对的。 1909年，K.Brodmann——大脑皮层分区图。 1950年，Penfield—躯体感觉区和运动区定 位图

脊髓功能：（1）传导功能；（2）反射功 能。

脑：是中枢神经的最高部位，位于颅腔 内，由大脑半球、间脑、中脑、脑桥、 延髓和小脑组成。
脑 干


通常把中脑、脑桥和延髓合称为脑干， 有时也将间脑列入脑干。 脑干参与传导上、下行神经冲动，是大 脑半球与脊髓之间的联络通路。
延 髓

延髓是脊髓的延续，它不仅是食物反射 （如唾液分泌、咀嚼、吞咽等）和某些 防御反射（喷嚏、咳嗽、呕吐等）的中 枢，而且是呼吸和循环系统的反射性自 动调节中枢，故有“生命中枢”之称。
二、能量代谢的测定方法 通常能耗以千卡（kal）表示。 两种方法的公式换算： 1L/min=W×10-3cm3/(kg · min) 式中：W——体重（kg）
第三节 能量代谢



三、能量代谢与能量代谢率 人体代谢所产生的能量等于消耗于体外做功的 能量和在体内直接、间接转化为热的能量的总 和。 在不做功的条件下，体内所产生的能量等于由 身体发散出的能量，从而使体温维持在恒定的 水平上。 能量代谢分为三种：基础代谢、安静代谢和活 动代谢。
第二节 人体的运动系统

一、骨骼 成人全身共有206块骨。分为躯干骨、 颅骨和四肢骨三部分。躯干骨又包括椎 骨、肋骨和胸骨，各椎骨借骨连接构成 脊柱。
图 2 12 人 体 骨 骼
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第二节 人体的运动系统

二、关节 骨与骨以结缔组织相连接构成关节。 1。不动关节——软骨 2。动关节——绝大多数 3。半动关节——如耻骨联合
第一节 神经系统与感知


一、神经系统 （二）神经组织 突触：神经元之间发生接触并进行信息 传递的特殊联接装置。神经元之间通过 突触构成庞大的、复杂的神经网络系统。 突触由突触前膜、突触间膜和突触后膜 三部分组成。
第一节 神经系统与感知

一、神经系统 （三）中枢神经系统 脊髓：是中枢神经系统的最低部位。
第二节 人体的运动系统


三、肌肉 骨骼肌有4种物理特性： 收缩性； 伸展性； 弹性； 粘滞性。
第二节 人体的运动系统




四、操作动作与作业姿势 （一）作业姿势的基本类型分4大类34 种： 立姿——7种； 端坐姿——14种； 靠椅坐姿——10种； 卧姿——3种。
第二节 人体的运动系统
第一节 神经系统与感知

二、听觉、触觉和嗅觉 （一）听觉 声音与测量



声波的频率 人耳一般对20-20000Hz频率范围内 的声音较敏感。 声音的强度 声强是与人对响度的感觉有关的。 基本单位—贝尔B，常用的是分贝 dB感知

第一节 神经系统与感知


一、神经系统 （二）神经组织 人的神经组织主要是由神经元和神经胶质细胞 组成。 神经元也称神经细胞，完整的神经系统由成百 万的神经细胞组成 。一个神经元由三个部分 组成：


包含有细胞核的细胞体，它是神经元代谢和营养的 中心； 由细胞体向外伸出的呈树枝状的短突部分——树突； 由细胞体向外伸出的一条细长的单突——轴突。
脑 桥


脑桥位于延髓上方、小脑腹侧，是联系 小脑两半球上、下行神经纤维的桥梁。 脑桥参与或完成头面部肌肉的运动以及 某些感觉的形成。
中脑、间脑、小脑

中脑位于脑桥上方，是视、听运动的反射中枢。 间脑位于脑干上方，由丘脑和下丘脑组成。

丘脑是大脑皮质下的低级感觉中枢。 下丘脑是调节内脏活动和内分泌活动的较高级中枢。
第二章 人体生理特性
Ch2 Physiological Characteristic of the Human Body

第一节 神经系统与感知 第二节 人体的运动系统 第三节 能量代谢 第四节 心血管与呼吸系统 第五节 人体的忍耐力
第一节 神经系统与感知


一、神经系统 （一）神经系统的组成及其功能 神经系统是由包括大脑和脊髓的中枢神 经以及遍布全身各处的周围神经所组成。 神经系统是人体的主导系统，全身各器 官、系统均在神经系统的统一控制和调 节下互相影响、互相协调，以保证人体 的统一及其与外界环境的相对平衡。
基础代谢



生理学将人清醒、静卧、空腹（食后 10h以上）、室温20左右这一条件定为 基础条件。 人在基础条件下的能量代谢称为基础代 谢。它反映单位时间内人体维持最基本 的生命活动所消耗的最低限度的能量。 通常以每小时每平方米体表面积消耗的 热量来表示，记作kcal/(h · m2)
安静代谢

二、听觉、触觉和嗅觉 （一）听觉 耳朵解剖图

外耳 中耳 内耳 声波到感觉的转化
图2-5 耳的解剖示意图
第一节 神经系统与感知


二、听觉、触觉和嗅觉 （一）听觉 屏蔽-屏蔽是指环境中的一种声音使得耳 朵对另一种声音的敏感度降低的现象。 屏蔽的影响随屏蔽的声音和被屏蔽声音 的类型（纯音、复合音、白噪音、语音） 的不同而变化。
图2-7 人的视觉系统
图2-8 眼睛结构示意图
第一节 神经系统与感知



二、视觉机能及其特征 （三）视觉机能 1．视角与视力 2．视野与视距 3．中央视觉和周围观觉 4．双围视觉和立体视觉 5．色觉与色视野 6．暗适应和明适应
图2-9.1 人的水平视野
图2-9.2 人的垂直视野
第三节 能量代谢




人体能量的产生和消耗称为能量代谢。 一、能量供应 人在作业过程中所需能量分别由三种不 同的能源系统提供（P31表2-1）： ATP-CP（三磷酸腺苷-磷酸肌酸）系统； 乳酸能系统； 有氧氧化系统。
Cr的产生三种途径：



1。ATP—Cp系列。 产生 优点：快速、大量 ATP 缺点：Cp非常有限 Cp + ADP ATP + Cr 2。需氧系列：糖 + 氧气（血液传送） ATP 优点：ATP充足，无副作用；缺点：需要氧气 3。无氧糖酵解：糖原 ATP + 乳酸 优点：不需要氧气； 缺点：糖原有限，乳酸易致疲劳；产能效率低，不 经济。
第一节 神经系统与感知

二、听觉、触觉和嗅觉 （二）皮肤感觉 皮肤有三种感觉系统：


（1）压力感觉 （2）痛觉 （3）温度变化的感觉

多数情况下，人都是利用手和指头作为 信息的主要感受体。
第一节 神经系统与感知


二、听觉、触觉和嗅觉 （三）嗅觉 在日常生活中人们常使用嗅觉来表达一 些其他器官不能表达的信息。 嗅觉器官很简单，但它的工作过程仍然 是个谜。
糖原（元）

糖原贮存于肌肉中，称肌糖元。每千克 肌肉中可含肌糖元15克，肌肉约占体重 40％，如体重75千克，肌肉为30千克， 则糖元总贮量为450克。
能量的产生
产能：补充ATP的过程 ATP+H20 ADP+Pi+29.3KI/mol

C 重物箱 A
地点
B
地点
能量的产生（续）



1。第一阶段：劳动者空手走到B点。 轻度体力劳动，用到需氧系列。 2。第二阶段：在B点把C拾起。 用到Cr-Cp系列，需短时间大量 ATP，增加Cp系列产能。 3。第三阶段：重度体力阶段，负重C从 B走到A，氧气含量高，用到无氧糖酵解。



二、能量代谢的测定方法 通常能耗以千卡（kcal）表示。 氧耗量在两种表示方法： 一种是以每分钟所消耗的氧气的容积表 示，即每分钟氧多少升（L/min）； 另一种是以人每千克体重每分钟消耗的 氧气多少立方厘米氧气表示 [cm3/(kg · min)]
第三节 能量代谢


小脑位于颅后窝内，在延髓和脑桥的背侧、大 脑的后下方。小脑主要是维持身体的平衡、调 节与校正肌肉的紧张度和协调肌肉的运动。
大脑半球


大脑半球位于中枢神经系统的最高位， 被一条纵裂分为左、右两个半球，两半 球之间通过联合神经纤维——胼胝体连 合与沟通。 大脑表面有许多深浅不一的皱褶，凹陷 部位称为沟或裂，隆起部位称为回。
图2-13 关节的构造（膝关节）
第二节 人体的运动系统


二、关节 人体关节的所有运动可归纳为4种： 1。滑动运动——腕骨或跗骨 2。角度运动：屈伸和收展 3。旋转运动 4。环转运动
第二节 人体的运动系统

三、肌肉 肌肉可分为3种：骨骼肌、平滑肌和心肌 骨骼肌受人的意志支配，而平滑肌和心 肌不受人的意志支配。
图2-14 肌肉活动时能量来源的关系
第三节 能量代谢

二、能量代谢的测定方法 能量代谢的测定方法有直接法和间接法。 间接法的原理：首先测出单位时间内糖、 脂肪等能源物质在体内氧化时的氧耗量 和二氧化碳的排出量，求得两者之比 （呼吸商），再推算某一时间或某项作 业所消耗的能量。