课件：第三章第三节人体生物力学特性安全人机工程学湖南工学院.ppt

一般地说，在坐姿的情况下，脚的伸展力大于屈曲力，右脚的操纵力大于左脚的操纵力，男的脚力大于女的脚力。 表3-4为脚的操纵力比较。 脚别 屈曲力 伸展力 男 女 男 女 右脚 左脚 326 299 234 209 478 421 344 299 二 人体运动的速度与准确度 内容： （一）肢体的动作速度 （二）人体运动的精度 （一） 肢体的动作速度 肢体动作速度的大小，基本上取决于肢体肌肉收缩的速度。 肌肉收缩的速度取决于： 1.中枢神经系统（根据需要时而使慢肌纤维收缩，时而使快肌纤维收缩，从而改变肌肉的收缩速度） 2.肌肉收缩时所发挥的力量和阻力的大小（发挥的力量愈大，外部阻力愈小，则收缩速度愈快） 3.取决于动作方向和运动轨迹等特征（不同的动作特点对运动速度影响十分显著，表5-5至5-7 给出人体不同部位运动速度与频率值） 表3-5 人体各部位运动速度与频率限度 动作速度或频率 数值 单位 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 35 8.8～17 3～5 9.42～29.46 0.72～1.62 0.8 1.0～1.2 0.36～0.72 cm·s-1 cm·s-1 次·s-1 r·s-1 次·s-1 Hz 次·s-1 次·s-1 表3-6 动作速度表 动作部位 动作特点 动作一次最少的平均时间/s 手 直线的 抓取动作 旋转动作 曲线的 克服阻力 不克服阻力 0.07 0.22 0.72 0.22 脚 直线的 克服阻力的 0.36 0.72 腿 直线的 脚向侧面 0.36 0.72～1.45 躯干 弯曲 倾斜 0.72～1.62 1.26 表3-7 人体各部分的最大频率 动作部位 动作最大频率 /(次·min-1) 动作部位 动作最大频率 /(次·min-1) 手 手指 前臂 204～406 360～431 160～292 臂 腿 脚 99～344 300～373 330～400 THANK YOU SUCCESS * * 可编辑 1 2 3 4 5 6 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。 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。 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。 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。 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。 人体运动速度的规律 （ 二） 人体运动的精度 通常，人体运动的精度比速度更为重要 人体运动精度主要考虑两方面的内容，即具有视觉反馈的运动精度和没有视觉反馈的运动精度。 对于具有视觉反馈的运动精度，主要与运动时间有关。如果给予足够的时间，运动精确性都会较高。 对于没有视觉反馈的运动精度的问题就要复杂一些，也是人机工程研究的重点。出现没有视觉反馈的控制，可能是由于当时环境过于黑暗或者是由于当时人的关注点不在人的动作。还有一种情况是由于运动速度过快，无法利用视觉进行控制。 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。 手臂运动方向对连续控制运动准确性影响 水平方向，左右运动的准确性高； 垂直方向，上下运动的准确性高。 不同控制操作方式对准确性影响 有利于快速、准确动作的安全人机工程设计 在进行安全人机系统设计时，为了使动作速度、频率和准确性、灵活性很好的结合，必须遵循下面的规律： (1) 人体劳动时，不论长时间或短时间的连续动作，都应在最有利的位置开始和结束。 (2) 操作者沿曲线的、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。 (3) 具有急剧改变方向的曲线或直线的动作，应该尽量采用流畅而连续的动作。 (4) 手在水平内动作比在垂直面内的动作要准确 (5)人在工作时动作的次数应尽量减少，频率应降低 (6)一些重要的作业尽可能由一个人的动作完成。 (7)最重要的和常用的装置或工具应当放在最有利范围之内。 (8)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。 (9)从一个操纵位置到另一个操纵位置的动作应当平稳，不允许有跳跃式动作。 (10)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，这时采用直线形式的轨迹要灵活些。 三??人体各部分的操纵力 内容： （一）人体用力的原则 （二）影响人体作用力的因素 （一）人体用力的原则 1、人用力的一般原则 （1）所有动作应该是有节律的，各个关节要保持协调，则可减