1、人体工程学人体工程学人体工程学基础人体工程学基础 人类要认识世界，改造环境，其前提条件是必须先要能够感知到身边的一切。而这离不开人的感觉系统，由此人可以感受世界，实现人与环境的互动。人的感觉系统由神经系统和感觉器官组成，环境所提供的刺激直接作用于人的眼耳口鼻皮肤等感觉器官产生各种刺激，再由神经系统将这些刺激传送至大脑，经过大脑分析后产生种种复杂的心理。第一节第一节 人体生理学基础人体生理学基础 困扰古代哲学家的问题是，灵魂与身体之间存在着怎样的联系，灵魂是什么？现代科学研究表明，我们所有的思想，活动，直觉，都缘于神经系统的电学化过程，可以说神经系统是人体生命活动的调节中枢。一、人体感觉系统一、
2、人体感觉系统？（一）（一）神经系统神经系统 神经系统的组织单元和功能单元是神经，神经元之间的联系是通过电和化学媒介实现的。根据身体的结构和神经系统的功能，神经系统可以分为中枢神经系统和周围神经系统，前者包括脑、脑干和脊髓，后者由躯干神经系统和自律神经系统组成，前者包括感觉神经系统和运动神经系统，与感受器和运动器相连，后者分为交感神经系统和副交感系统，与内脏器官相连。交感神经交感神经副交感神经副交感神经器官器官循环器官循环器官呼吸器官呼吸器官消化器官消化器官泌尿器官泌尿器官 眼眼 瞳孔放大瞳孔放大 皮肤皮肤 汗腺分泌汗腺分泌 代谢代谢心跳加快加强，冠状血心跳加快加强，冠状血管舒张，皮肤内脏小血管
3、舒张，皮肤内脏小血管收缩。管收缩。心跳减慢、减弱，冠状心跳减慢、减弱，冠状血管收缩血管收缩支气管平滑肌舒张支气管平滑肌舒张支气管平滑肌收缩支气管平滑肌收缩分泌浓稠少量唾液，抑制分泌浓稠少量唾液，抑制胃肠运动，抑制胆囊收缩胃肠运动，抑制胆囊收缩分泌稀薄多量唾液，促进分泌稀薄多量唾液，促进胃肠运动，促进胆囊收缩胃肠运动，促进胆囊收缩抑制膀胱排尿抑制膀胱排尿瞳孔缩小瞳孔缩小促进肾上腺素分泌，代谢加强促进肾上腺素分泌，代谢加强促进胰岛素分泌促进胰岛素分泌促进膀胱排尿促进膀胱排尿 人对外界的刺激能做出相应的反应，这种现象被称为应激性。它是通过反射，在一系列的基本神经单位及神经元所形成的反射弧中完成的，当
4、刺激为感受器所接受，传入神经元和中枢神经元，刺激信号就变为指令信号，通过传出神经元到达效应器官而发生作用。一般的反射活动是在脊椎上完成的，大脑皮层产生高级反射，有意识和思维的功能，中枢神经系统包括脑和脊髓，是神经系统的高级部分，其中脑又分为大脑、小脑，间脑、脑干四个部分，大脑分为左右两个半球，依靠胼体相连，半球上布满了沟回，表面一层称大脑皮层。大脑皮层是一个极为复杂的组织，是细胞最为密集的地方，平均厚度1.5-4.5mm，皮层下面的髓质由传递各种信息的神经纤维所组成。皮层的各个区域管理不同的功能，被分为各个小区：视觉小区、听觉小区、嗅觉小区、语言区，躯体感受区和躯体运动区等。躯体运动区躯体运动
5、区躯体感觉区躯体感觉区视觉中枢视觉中枢听觉性语听觉性语言中枢言中枢视觉语言中枢视觉语言中枢听觉中枢听觉中枢运动性语运动性语言中枢言中枢书写语言中枢书写语言中枢中央沟中央沟 一般来说，大脑对人体的管理是一个倒置关系，左半大脑控制右半身的运动，右半大脑控制左半身运动，大脑上部控制人的下半身运动，而下半个大脑则相反，控制上半身运动，大脑的左半球偏重语言功能，逻辑的分析的和抽象的概念，右半球偏重非语言的综合的整体的空间和形象的思维，左脑是串行的线性的收敛的，右脑是并行的，整体的。（二）视觉生理基础 视觉器官是眼睛，是人体最精密，最灵敏的感觉器官，我们接受到的外界信息，80%是由眼睛来感知的，眼睛的构造
6、包括眼球、眼眶、结膜、外眼肌等组成部分，眼球直径约25mm，重为7g左右。（二）视觉生理基础角膜：眼球最前端圆形透明的部分就是角膜，角膜把进入眼球的光线折射到晶体上，晶体进一步把光线聚焦到眼底视网膜上。虹膜：角膜后面有颜色的那部分，其中间的孔称为瞳孔。虹膜是由有弹性的色素组织构成，通过调节瞳孔的大小来控制进入眼球光线的多少。虹膜中的肌肉组织根据光线的强弱来调节瞳孔的大小。晶体：虹膜后面有弹性的部分，它起到把来自物象的光线聚焦到视网膜上。视网膜：眼球底部对光敏感的里表层，它含有数以百万的光感细胞，这些细胞能把接受的光线，转换为电脉冲信号通过视神经传送给大脑。视网膜就好比照相机内的底片。外界物体发
7、出或反射的光线，通过眼睛的角膜、瞳孔进入眼球，穿过如放大镜般的晶状体，使光线聚集在眼底的视网膜上形成物体的像，图像刺激视网膜上的感光细胞，产生视觉冲动沿着视觉神经传到大脑的视觉中枢，在此进行信息的分析和整理，产生具有大小、形态、明暗、色彩和运动的视觉。视野与视距 视野：指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围。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。人眼区别不同颜色的原因：光的三原色学说（红绿蓝）三原色：分色光的三原色和色料的三原色。色光的三原色是：红、绿、蓝（实际是朱红、翠绿、蓝紫）；而色料的三原色是：红、黄、蓝（实际是
8、品红、淡黄、天蓝）。混色系统的理论根据是：任何色彩都可以由三原色混合而成 视觉特征1.水平运动速度大于垂直运动，且不宜疲劳2.视线变化习惯从左到右，从上到下3.人眼对尺寸和比例的估计水平方向好于垂直方向4.眼睛偏离视觉中心，人眼观察优劣顺序：左上，右上，左下，右下5.设计依据通常为双眼视野6.颜色对比与人眼辨色能力有一定关系（三）听觉生理基础外耳包括：中耳包括：内耳包括：耳廓、外耳道鼓膜、鼓室、听小骨(咽鼓管)半规管、前庭、耳蜗耳廓：外耳道：鼓膜：听小骨：咽鼓管：半规管：前庭：耳蜗：收集声波外界声波传入中耳的通道椭圆形的薄膜，厚度只有0.1mm，声波作用下，能产生振动，传向后面的鼓室。锤骨、镫
9、骨和砧骨，振动,把声音放大有听觉感受器有感受头部位置变动的位觉感受器保持两侧气压平衡 耳廓收集的_ 通过_，引起_的振动，这种振动能引起_的振动把声音放大后传到内耳，内耳中的_上的听觉感受器产生兴奋，并由_传到_，形成听觉，我们就听到声音了。声波外耳道鼓膜听小骨耳蜗听神经大脑皮层的听觉中枢听觉的形成过程但如果一个人由于听觉器官某一部分受了损伤，那么即使用助听器也很难再听到声音了，这就叫失聪。你、你爸、你爷爷三者相比较你们的听觉功能有什么差异吗？听觉通常会随年龄的增大而变得不敏感。这时也可以用助听器会听的清楚些。根据听觉的形成过程，谈谈完全“失聪”的原因可能有哪些？传导性耳聋：鼓膜，听小骨损伤或
10、发生障碍 1、急性中耳炎没有及时治疗。2、巨声或打耳光形成鼓膜内外压力差引起。3、潜水过深。神经性耳聋：1、听神经受损伤。2、药物影响等。洗头及游泳时，避免污水进入耳内，引起耳朵发炎。不要大力擤鼻涕。异物进入耳道时，切勿自行掏挖，以免弄伤耳膜，应尽快求医。避免长时间收听耳筒收音机或录音机，音量亦应调较至中度或以下。在噪音环境中，要用手掩着耳朵或戴上护耳用具。在医生指导下，才可服用药物，因为过量服用某些药物可能会导致耳鸣或失听。当发觉耳部不适时，例如痛楚或流脓，应尽快找医生诊治。（四）嗅觉生理基础 人的鼻子有外鼻，鼻腔和副鼻窦组成，鼻子有骨和软骨做支架，中部称为鼻背，下端为鼻尖，两侧扩大为鼻翼，
11、其中鼻腔被鼻中风格成为左右两半，内衬粘膜，由鼻翼围成的鼻腔部分为鼻前庭，生有鼻毛，可以阻挡灰尘吸入。嗅觉是一种感觉。它由两种感觉系统参与，即嗅神经系统和鼻三叉神经系统。嗅觉和味觉会整合和互相作用。嗅觉是一种远感，即使说它是通过长距离感受化学刺激的感觉。相比之下，味觉是一种近感。嗅觉的重要意义嗅觉的重要意义 味觉和嗅觉器官是我们的身体内部与外界环境沟通的两个出入口。因此，它们担负着一定的警戒任务。人们敏锐的嗅觉，可以避免有害气体进入体内(战争中毒气弹、石油液化气。在营养方面，人们根据分析器的分析活动，嗅觉和味觉协同活动，对不同的食物作出不同的反应。在听觉、视觉损伤的情况下，嗅觉作为一种距离分析器
12、具有重大意义。盲人、聋哑人运用嗅觉就象正常人运用视力和听力一样，他们常常根据气味来认识事物，了解周围环境，确定自己的行动方向。还没有公认的嗅觉理论。但是对嗅觉细胞及嗅神经纤维的电生理研究表明，每一个感受器可以对许许多多的气味刺激而不是只对某一特定性质的气味刺激起反应。因而人们推测，由大量的嗅感受器发出的不同神经冲动模式可能是确认气味性质和辨别气味的基础。嗅觉感受器的嗅细胞存在于鼻腔的最上端、淡黄色的嗅上皮内，它们所处的位置不是呼吸气体流通的通路，而是为鼻甲的隆起掩护着。带有气味的空气只能以回旋式的气流接触到嗅感受器，所以慢性鼻炎引起的鼻甲肥厚常会影响气流接触嗅感受器，造成嗅觉功能障碍。嗅觉是由
13、物体发散于空气中的物质微粒作用于鼻腔上的感受细胞而引起的。在鼻腔上鼻道内有嗅上皮，嗅上皮中的嗅细胞，是嗅觉器官的外周感受器。嗅细胞的粘膜表面带有纤毛，可以同有气味的物质相接触。嗅泡和嗅毛 嗅黏膜上皮细胞模式图嗅黏膜上皮细胞模式图特定气味的知觉 嗅觉可以说是最复杂的一种化学过程。当我们闻一种物体的时候，这个物体的气味就会刺激人类鼻子的气味神经敏感元，然后它把信息传送到神经细胞的嗅球，最后大脑的神经区域开始处理分辨出这种气味。人大约只能分辨出350种不同的嗅觉，远远少于能分辨出1000种气味的狗和老鼠。（五）肤觉生理基础 皮肤是人体面积最大的结构之一，具有各种技能和较高的再生能力，它是人体重要的肤
14、觉和触觉器官。皮肤由表皮真皮及皮下组织等三个主要的，和皮肤衍生物，汗腺毛发指甲等组成。皮肤具有散热和保温的作用，具有呼吸功能，当外界温度升高时，皮肤的血管就会扩张、充血，血液所携带的体热就会通过皮肤向外界发散，同时汗腺也会大量分泌汗液，通过排汗带走体内过多的热量，反之当外界环境寒冷时，皮肤的血管就会收缩，血量减少，皮肤温度降低，散热减慢，从而使体温保持恒定。皮肤也具有人体防卫功能，它使人体表面有了一层具有弹性的脂肪组织，缓冲人体受到的碰撞，可防止内脏和骨骼受到外界的直接侵害。皮肤内还有丰富的神经末梢，它是人体最大的一个感觉器官，对人的情绪发展也具有重要作用。皮肤广泛分布的神经末梢是自由神经末梢
15、，构成真皮神经网络，形成位于真皮中的感受器，可以产生触觉，温，冷，痛等各种感觉。除自由神经外，在皮肤中还存在着特殊结构的神经终端。如克劳斯末梢球长期被视为冷感受器。罗佛尼小体曾被视为热感受器，迈斯纳小体被视为机械感受器，巴西尼小体是最发达的皮肤感受器，它是振动信号的重要感受器。对于皮肤的结构和功能还存在着许多不同的看法，人体的皮肤除面部和额部受三叉神经的支配外，其余受三十一对脊神经的支配，构成完整的神经通路，传达皮肤的各种感觉。人体感觉系统的各感官均有明确的生理功能，然而在接受外部环境刺激的同时，又具有复杂的生理机制，通过神经共同参与认识外部事物，这也是心理活动的生理基础。二、血液循环系统二、
16、血液循环系统 人体的血液在全身始终沿着一定的管道按照一定的方向流动着，人体的血液循环系统由心脏和血管组成。血管包括动脉、静脉动脉、静脉和毛细血管毛细血管三种。体循环是血液由左心室进入主动脉，再流经全身的动脉、毛细血管网、静脉，最后经上、下腔静脉流入右心房的循环。在体循环中，血液通过毛细血管网和身体各部分的组织细胞进行物质交换：把运来的氧气和养料供给细胞利用，同时把细胞产生的二氧化碳等废物运走。整个血液循环系统可以分成以下三个部分：肺循环是血液由右心室进入肺动脉，再流经肺部的毛细血管网，最后由肺静脉流回左心房的循环。在肺循环中，当血液流经肺部毛细血管网时，进行气体交换：血液排出二氧化碳而获得氧气
17、。微循环：血液在毛细血管里的流动循环叫微循环，因为毛细血管而是完成任务的所在地，所以又叫末梢循环，人体内的毛细血管有一千亿到一千六百亿根，它对人体健康有着极为重要的作用。肺动脉肺动脉肺部毛细血肺部毛细血管管肺静脉肺静脉主动脉主动脉全身各处全身各处毛细血管毛细血管上下腔静脉上下腔静脉静脉血静脉血动脉血动脉血 血液循环系统将各种极速运动全身各处。激素是各种信号而分子。各种细胞从血液中接到不同的信号，是全身活动配合成一个完整的整体。因此血液循环不仅是人体生命的运输线，也是生命活动的通信网。我们使用的家具如果尺度不合理，则会影响血液循环，造成身体局部麻痹。血液循环是抗重力循环，人的头和脚是散热气，如果
18、地面的材料蓄热系数低，如水泥或石头地面，我们就容易觉得冷，反之如果采用毛毯，实木这种蓄热系数高的材料，我们则不一有冷感，我们在设置空调系统时也应虑到人体血液循环的特点，以保证人身体健康。三、人体运动系统和人体力学三、人体运动系统和人体力学（一）（一）运动系统运动系统 人体运动系统的生理特点，与人的姿势，人体的功能尺寸和人体活动的空间尺度相关，从而影响家具设备操作装置和支撑物的设计。（一）运动系统 人体运动系统由骨骼，关节，肌肉组成。骨骼是人体的支架，人体共有206块骨头，占人体重量的60%，他们一块一块的连接在一起组成了骨骼，支撑着人体，决定了身体的基本形，人体骨头按形状可分为长骨、短骨和扁骨
19、。骨骼连接的方式有两种：一种是通过韧带和软骨的连接方式，其活动性很小或不能活动，另一种通过关节来连接，连接处运动灵活。人的骨骼分为中轴骨和四肢骨两个部分，中轴骨包括头颅骨，脊柱，胸骨，和肋骨，是人体的支架，保护着重要的脏器和中枢神经系统，四肢骨是人体的运动系统的主要部分，肌肉附着在四肢骨上，根据大脑指令进行收缩牵动骨骼完成运动能力。人体内有三种类型肌肉：骨骼肌：通过腱与骨骼相连。收缩能力强，但不能持久，其活动能随人的意志运动，也称随意肌。骨骼肌有两种作用，一种是静力作用，如维持站立，保持静平衡；另一种是重力作用，肌肉收缩产生各种动作，如哭、笑、走、跑等。平滑肌：构成人体某些脏器的管壁，其活动不
20、受意志支配，故称不随意肌。心肌：分布在心脏的房、室壁上，组成心肌层，也属不随意肌。关节和韧带，关节是人体杠杆的重要连接方式和连接结构，关节的主要结构包括关节面，关节囊，关节腔三个部分，在关节内外还有一些韧带帮助维持关节的稳定性和防止关节的异常活动，不同部位的关节功能不同，结构也不同，如提拉重物时，肘关节向内活动，为使腿后蹬有力，膝关节只能向后曲。骨骼关节和肌肉的共同作用，完成人体活动的各种动作，如果室内局部设计不合理或不符合人体运动的科学规律，就会对人体造成伤害。（二）人体力学（1）人体骨骼力学模型 人体运动系统的各组成部分造就了人的空间形态，同时也维持了人的内力和重力平衡。它类似于一个钢筋混
21、凝土的结构，其中骨骼相当于钢筋，肌肉相当于混凝土，它们共同作用，不仅支撑了人体的各个器官，还承担外来的负荷，而这种力的传递就是通过关节和韧带来实现的，人的重力最终主要传导至足上，而人的下肢骨骼结构则巧妙的适应了这个特点，足弓向三脚架一样支撑着整个身体，将重力传导至三个点上，极为合理，足弓还可以缓冲行走对人体产生的震荡和冲击，保护人体。（2）人的姿势立姿弯臂时的力量分布不同体力下的蹬力立姿直臂时的拉力与推力分布（3）力的传递 由于姿势不同，力的传导路线是不一样的，一般的说，重力主要通过头、颈、胸、腰、骨盆、大腿、小腿、足这个路线向下传递，最后传递到支撑面上。各支撑面的压力线分布不同，压力大小是有区别的，所以在支撑面设计时应力求使压力分布均匀，如椅子的坐面设计，床垫设计等，这样可变集中荷载为均匀荷载，从而满足人体舒适性的要求。（4）运动和疲劳 疲劳是指在劳动生产过程中，作业能力出现明显下降，或由于厌倦而不愿意继续工作的一种状态。通常把疲劳分为两种，即肌肉疲劳（或称体力疲劳）和精神疲劳（或称全身疲劳、脑力疲劳）。新鲜肌肉的收缩和松弛；同一块肌肉，中等刺激后；同一块肌肉，强刺激后；同一块肌肉很强刺激后
