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人机安全实验指导书常熟理工学院化学与材料工程学院安全工程专业二〇一三年六月实验一人体生理参数测量、统计一实验目的1、学习人体测量仪器的用法，测量人体的静态尺寸；2、学习人体尺寸在产品设计中的应用。二实验内容1测量人体静态尺寸；2根据统计学原理求各测量尺寸的均值、方差，并得到第5、95百分位的大小；三实验仪器及器材人体测高仪、人体测量用直角规、人体测量用弯脚规、人体秤。四实验步骤1学习使用各测量仪器；2将测量的各项静态尺寸填入下表；3计算均值、方差、标准差，并算出5、50、95百分位数的人体测量数据。每位同学分别测出自己的身高、坐高、体重,列入表格。8-10个同学一组计算出均值、方差、标准差。五、实验结果分析表1－1测量人体主要尺寸（mm）及体重（kg）序号体重身高立姿眼高肘高坐高坐姿眼高坐姿膝高肩宽胸厚头最大长足宽足长均值方差标准差5％50%95％实验二手指灵活性手腕动觉方位测试（一）手指灵活性测试一、实验目的测定手指与手指尖灵活性测定被测者手指、手、手腕灵活性的实验，同时也可测定手和眼的协调能力。二、实验内容测定手指和手指尖完成工作所需要的时间。三、实验仪器：EP707手指灵活性测试仪组成：机箱有六位计时器、附件盒及配件接插口。手指灵活测试配件插板，手指尖灵活测试配件插板。技术参数：1、计时范围：0～9999.99秒2、手指灵活性测试量：100个孔3、手指尖灵活性测试量：M6、M5、M4、M3螺钉各25个四、工作原理及其使用方法：手指灵活性测试，主要测试手指的灵活性和手指尖的灵活性二类。手指灵活性测定的常用方法是：被试用一把镊子钳，把数十根金属针分别插入一块具有数十只小孔的板内。以完成任务所用时间作为检测的指标。手指尖灵活性测定的常用方法是：安装或拆卸螺母的操作，即是在一块板上装有数十根不同尺寸的螺栓，被试的任务就是装上垫片再旋上螺母。或者将旋有螺母的螺栓上，旋下螺母。以完成任务所用时间作为检测的指标。本实验所用的手指灵活测试仪就是选用了以上方案，仪器中配置了精确统计时间的计时器、并精选了螺栓的品种及数量，使其更趋实用，实验也更为方便。五、实验步骤：手指灵活性操作部件的第一根插针插入左上方孔的信号经整形送入电脑芯片开始记时，当最后一根插针(即第二十五根)插入右下方孔的信号经整形送入电脑芯片仃止记时，所用时间经锁存、驱动以数码显示。实验一）手指灵活性测试1、将手指灵活性测试板（上有100个小孔）插入机箱。打开附件盒，露出插针盒。2、接通电源，被试利手握着镊子，坐在测试板前。3、实验指导语；这是一个测量手指灵活性的实验。你面前的手指灵活测试板上有100个孔，插针盒里有100根插针，你的任务是用镊子将盒中的插针插入孔中。插的顺序是从左至右，从上至下，即第一根插在第一排的最左边的一个孔，第二根插在第一排的从左数第二个孔，以此类推，第100根插在最后一排最右边的一个孔。要求你插得快并要插到位，（即插到底）。4、被试理解指导语后，即可操作实验。当第一根插针插入第一排最左边的一个孔时，仪器内的计时器开始计时，当最后一根插入最后一排最右边的一个孔时，停止计时。显示被试完成任务所用时间。5、主试记录实验结果。实验二）手指尖灵活性测试1、将手指尖灵活性测试板（上有100个螺栓），插入机箱。打开附件盒，露出螺帽盒。2、接通电源，被试坐在测试板前。3、实验指导语；这是一个测量手指尖灵活性的实验。你面前的手指尖灵活测试板上有100个螺栓，附件盒里有100个不同规格的螺帽，你的任务是用手将盒中的螺帽拧入对应的螺栓中。拧入的顺序是从左至右，从上至下，即第一个螺帽拧在第一排的最左边的一个螺栓上，第二个螺帽拧在第一排的从左数第二个螺栓上，以此类推，第100个螺帽拧在最后一排最右边的一个螺栓上。要求你拧得快并要拧到位，即拧到底。4、被试理解指导语后，即可操作实验。当第一个螺帽拧入第一排最左边的一个螺栓时，仪器内计时器开始计时，当最后一个螺帽拧入最后一排最右边的一个螺栓时，停止计时。显示被试完成任务所用时间。5、主试记录实验结果。实验三）比较非利手指灵活性1、将手指灵活性测试板（上有100个小孔），插入机箱。打开附件盒，露出插针盒。2、接通电源，被试非利手握着镊子，坐在测试板前。3、实验指导语；这是一个测量手指灵活性的实验。你面前的手指灵活测试板上有100个孔，插针盒里有100根插针，你的任务是用非利手握着镊子将盒中的插针插入孔中。插的顺序是从左至右，从上至下，即第一根插在第一排的最左边的一个孔，第二根插在第一排的从左数第二个孔，以此类推，第100根插在最后一排最右边的一个孔。要求你插得快并要插到位，即插到底。4、被试理解指导语后，即可操作实验。当第一根插针插入第一排最左边的一个孔时，仪器内计时器开始计时，当最后一根插入最后一排最右边的一个孔时，停止计时。显示被试完成任务所用时间。5、主试记录实验结果。六、实验结果分析1、列表整理各5次的练习结果。2、绘制个人的练习曲线。七、讨论1、根据实验一）、实验三）结果分析利手与非利手的差异。2、根据练习曲线，分析手指及手指尖动作技能形成的进程及趋势。（二）动觉方位辨别测试一、实验目的通过动觉方位辨别仪的测试，测定个体前臂位移的动觉感受性。二、实验基本原理动觉是身体运动和位置状态的一种内部感觉。动觉感受器分布在肌肉和肌腱内，感受器中的刺激来自肌肉的收缩和伸展。并反映出一动作的强度、速度和轨迹的信息。正因为各类的感受器的存在，保证了人体能确切而精细的完成所需要的动作。一个完整的动觉过程，往往是一个不断反馈的过程。也就是一个完整的动作，往往是先作暂时性的运动，然后再根据环境的影响去逐步调整而完成的。例如一个完善的投掷动作须把握方向、射角及初速度，而这三项中的前两项就是靠动觉方位的正确判断而决定的。动觉方位辨别效果决定于先天作用及后天的训练。一个好的运动员除先天的秉赋以外，后天尚需经大量的训练、逐步调整自身，才能达到高的水平。三、实验仪器实验仪器名称：EP207动觉方位辨别仪（见下图）组成：1，带有半圆刻度的底板和圆心轴相连的滑动臂。2，九个制止器座套，分布在底座0、30、50、70、90、110、130、150、180度的位置上。并配有三个制止器。3，滑动臂下面有活动挡块，两侧有螺钉限位。可调滑动臂指针与下上行度数间的差。技术指标：1，动作移动可测范围：0～180度2，分辨精度：1度3，复制定位：0、30、50、70、90、110、130、150、180度共九个4，复制定位精度：1度四、实验内容及步骤使用方法：1、新装仪器前准备：用户打开仪器箱，取出底板和滑动臂，将滑动臂的轴芯插入底板的中心轴套，并在轴芯的螺纹端拧上固定螺帽。当感到滑动臂旋转自如，又没有明显的上下窜动时，拧紧固定螺帽上的小螺钉。2、被试把胳臂放在滑动臂上，根据被试的手臂长短，选择合适的螺孔，拧入夹紧杆（夹紧杆装在中指和食指间对应滑动臂上的螺孔中）。3、滑动臂的位置是用臂下红色指针对准底板上的刻度值所表示的。为使制止器的位置基本上与刻度对应，该作以下调整；a．先将滑动臂放在底板左侧。b．在底板90度的制止器座套中，插入制止器。c．顺时针调节滑动臂，碰到制止器时，观看红色指针对应刻度值。d．如刻度值小于90，逆时针拧松左侧限位螺钉直至红色指针对准90刻度值。反之顺时针拧紧限位螺钉。e．再将滑动臂放在底板右侧。f．在底板90度的制止器座套中，插入制止器。g．逆时针调节滑动臂，碰到制止器时，观看红色指针对应刻度值。h．如刻度值小于90，顺时针拧紧右侧限位螺钉直至红色指针对准90刻度值。反之逆时针拧松限位螺钉。4、作为训练或复制实验时，可用制止器插在所需角度的制止器座套中，作为基准。5、作为方位估计实验时，无需制止器即可实验。实验程序：第一项：复制实验1．在按使用方法1、2、3的基础上作好准备。2．主试随机的选择复制角度（即在九个带有制止器座套中选用），插入制止器，先让被试在排除视觉作用下，练习五次。作为被试在标准刺激状况下的练习。3．然后拔除制止器，复制练习结果。4．实验指导语；这是一个动觉复制测试。先给你一个标准位，可练习五次，练习中自我感觉手臂在标准位时的各关节所处的部位、肌肉的收缩程度。练习结束，将取除挡块，你根据练习时的感觉，复制到原部位。要求做到误差角度越小越好。共做六个标准位。5．主试记录被试在每一个标准位时的复制值。第二项：反馈条件下的动觉训练效果1．按“第一项”中的1、2、3的步序操作。2．实验指导语：这是一个动觉复制测试。先给你一个标准位，可练习五次，练习中自我感觉手臂在标准位时的各关节所处的部位、肌肉的收缩程度。练习结束，将取除挡块，你根据练习时的感觉，复制到原部位。复制后我将告诉你偏离的方位及角度，你可做修正再复制。共做十次。3．主试记录被试在此标准位时的各次反馈后的复制值。五、实验结果列表统计各种实验结果（格式见下表）。实验条件实验方式30度50度70度90度110度130度第一项第二项六、实验报告要求1．绘制实验第二项的反馈状况下的练习曲线。2．比较各角度的误差值。实验三运动时反应时测定一、实验目的1、检验优势手的反应时与运动时是否相关；2、学习测量运动时的方法；3、比较运动目标在不同方位运动时的差异。二、实验内容1、测量不同次数的反应时平均值、运动时平均值；2、计算反应时的平均数和正确的运动时的平均数的相关系数。三、实验仪器：EP206运动时反应时测定仪组成：被试操作面板上具有一个反应键，八个均布半圆的运动目标键，及对应的八个目标指示灯。主试操作面板上具有八位数码显示、五种实验次数设置键、结果轮流显示的功能键及初始状态复位键。技术参数：1、每次反应时间的计时范围：0.0001～999.9999s2、每次运动时间的计时范围：0.0001～9.9999s3、计时分辨率：0.0001s4、可设置的实验次数：10、20、30、40、50次5、运动目标：8个四、工作原理及其使用方法：在动作技能的心理实验研究中时间是一个重要的变量。研究动作技能的时间问题，须区别两个概念：反应时间和运动时间。反应时间：是从呈现剌激到外部开始反应之间所需要的时间。是剌激与反应之间的时间间隔，即反应潜伏期。它和剌激呈现前的准备工作相关，是知觉的一种表现。运动时间：是运动开始到运动完成所需要的时间；是反映运动过程所需的时间，所以它和运动的距离及击中目标的难度密切相关；是运动的一种形式。因为知觉和运动是两种性质不同的过程，所以反应时间和运动时间不应该有显著的相关。该论点曾由Henry（1961）的研究认为反应时间和运动时间的相关是0。Hodgkins（1962）对6岁至84岁的被试的研究说明反应时间和运动时间没有关系。Slaten-Ham_mel（1952）和L.E.Smith（1961）的报告，也支持上述论点。认为两者无显著相关。杨博民教授曾用80名被试，对简单反应时间和运动时间做了比较研究，结果表明，二者的相关系数如果用手反应为0.21，用脚反应为0.29，虽然达到了显著水平，但因相关系数太小，对于预测来说还是没有多大意义的。然而，Kerr（1966）Pieason和Rash（1959）和Hipple（1954）的研究报告中指出反应时间和运动时间之间有显著的相关。本书作者在被试的实验中却发现反应时间和运动时间的比例，会因被试的性格而变化，尤其在运动目标有多种选择的情况下更为明显。反应灵敏的被试（外向性格者）反应时间占的比例小、反之稳重的被试（内向性格者）反应时间占的比例相对前者要大得多。根据实验所需，主试按控制键确定内容、次数。按控制软件设定顺序呈现剌激，被试作出相应的反应，信号经整形送入电脑芯片，以辨别正误及反应时间、运动时间。最后统计多次结果，经锁存、驱动由数码管显示，如装有打印机可打出各次及汇总统计结果。使用方法：1、联接220V电源，EP206—P因配有打印功能，应先用连线将打印机和主机联接，然后再将主机和打印机连接到220V电源。2、接通电源开关，显示“SEL”。（EP206—P型应先打开主机电源开关，然合再打开打印机的电源）。3、设置实验次数，