震動(dòng)運(yùn)動(dòng)與方位知覺(jué)

1、第十五章 震動(dòng)運(yùn)動(dòng)與方位知覺(jué),一世紀(jì)來(lái)，人類(lèi)發(fā)明了各式各樣的交通工具，雖帶來(lái)了便捷，但在過(guò)去未曾經(jīng)歷的新環(huán)境及速度下運(yùn)動(dòng)，有必要對(duì)震動(dòng)、加速度、運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)加以探討。,第十五章 震動(dòng)運(yùn)動(dòng)與方位知覺(jué),15.1 全身震動(dòng)15.2 加速度15.3 運(yùn)動(dòng)時(shí)的定向力喪失與錯(cuò)覺(jué)15.4 無(wú)重力狀態(tài)15.5 動(dòng)暈癥,15.1全身震動(dòng),15.1.1 全身震動(dòng)之測(cè)量：震動(dòng)來(lái)自不不同方位，如表15.1。圖15.1說(shuō)明汽車(chē)及飛機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率頻譜密度(

2、可顯示震動(dòng)環(huán)境的能量分配)。圖15.2說(shuō)明不同交通工具在整個(gè)頻率範(fàn)圍的總能量。,表15.1 震動(dòng)方位之命名,圖15.1 汽車(chē)和飛機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率頻譜密度,圖15.2 各種交通工具運(yùn)行時(shí)的加速度變化範(fàn)圍,15.1全身震動(dòng),15.1.2 共振效應(yīng)：每一物體皆有共振頻率，當(dāng)一物體以共振頻率震動(dòng)時(shí)，此誤會(huì)已一各比原有震動(dòng)幅度還大的最大振幅震動(dòng)。圖15.3說(shuō)明人體於坐姿與站姿時(shí)(腿部吸收震動(dòng))對(duì)不同頻率的外來(lái)震動(dòng)增大及減弱效應(yīng)。圖15.4

3、說(shuō)明坐姿時(shí)，肌肉放鬆與收緊之震動(dòng)效應(yīng)。,圖15.3 人體對(duì)垂直震動(dòng)的機(jī)械反應(yīng),圖15.4 坐姿男性身軀肌肉放鬆和收緊下對(duì)肩膀垂直震動(dòng)振幅的效應(yīng),15.1全身震動(dòng),15.1.3 全身震動(dòng)的影響美國(guó)太空總署制定了一種不舒適程度的比率量表，如表15.2。(1 DISC表示50%的人對(duì)此震動(dòng)感到不舒服)圖5.15說(shuō)明坐姿時(shí)垂直震動(dòng)下所經(jīng)驗(yàn)的「等不舒適曲線」。震動(dòng)對(duì)視覺(jué)績(jī)效、肌肉穩(wěn)定性及精確度會(huì)產(chǎn)生影響。,表15.2 不同DISC水準(zhǔn)下，感

4、到不適的旅客百分比,圖15.5 坐姿受試者體驗(yàn)正弦垂直震動(dòng)時(shí)的等不舒適曲線,15.2加速度,15.2.1 加速度之測(cè)量15.2.2 加速度之效應(yīng)15.2.3 加速度耐受力與防護(hù)15.2.4 減速度及其防護(hù),15.2.1 加速度之測(cè)量,加速度分為直線加速度、徑向加速度(切線加速度)、角加速度(加速度涉及方向之改變稱之)。圖15.7說(shuō)明直線加速度的三個(gè)方向。表15.3說(shuō)明加速度方向與所用符號(hào)。,圖15.7 直線加速度的三個(gè)方向,

5、表15.3 加速度命名法,15.2.2 加速度之效應(yīng),各方向加直線速度對(duì)人體生理效應(yīng)：向上加速度：如火箭升空，生理效應(yīng)如圖15.8。向下加速度：如雲(yún)霄飛車(chē)快速下降，生理效應(yīng)p531。向前加速度：如飛機(jī)起飛，生理效應(yīng)如圖15.9。圖15.10顯示向前加速度時(shí)，身體部位移動(dòng)之閾限。圖15.11說(shuō)明暴露120秒後動(dòng)脈氧氣之飽和度，說(shuō)明如p533。向後加速度：如緊急煞車(chē)，生理效應(yīng)如p533。側(cè)向加速度：很少發(fā)生。徑向加速度：生理效

6、應(yīng)如圖15.12。,圖15.8 向上加速度(+Gz)效應(yīng),圖15.9 向前加速度(+Gx)效應(yīng),圖15.10 向前加速度(+Gx)對(duì)各種身體動(dòng)作的閾限,圖15.11 暴露+Gx120秒後的動(dòng)脈氧飽和度,圖15.12 徑向加速度的效應(yīng),15.2.3 加速度耐受力與防護(hù),圖15.13說(shuō)明不同方向直線加速度之自願(yuàn)耐受平均時(shí)間。增加耐受力方法：1.姿勢(shì)：圖15.4說(shuō)明不同姿勢(shì)影響加速度耐力的比較。2.M1動(dòng)作：彎腰、胸腹及四肢用力，同時(shí)

7、緩慢吐氣。3.穿抗G衣。,圖15.13不同方向直線加速度的自願(yuàn)耐受平均時(shí)間,圖15.14 不同姿勢(shì)影響加速度耐力的比較,15.2.4 減速度及其防護(hù),減速度常為突然發(fā)生，如車(chē)禍場(chǎng)合。防護(hù)方法：1.安全帶：減少死亡率35%。2.背向座椅：可承受40G衝擊，常用於飛機(jī)與火車(chē)。3.安全氣囊。,15.3運(yùn)動(dòng)時(shí)的定向力喪失與錯(cuò)覺(jué),15.3.1 地面定向能力15.3.2 空中定向能力與錯(cuò)覺(jué)15.3.3 定向力喪失之防範(fàn),15.3.1

8、 地面定向能力,人體的平衡器官眼睛內(nèi)耳前庭器： (1)半規(guī)管 (2)耳石器皮膚及關(guān)節(jié)自體感受器,15.3.2 空中定向能力與錯(cuò)覺(jué),美國(guó)空中災(zāi)難死亡事件，定向力喪失約為16%，常見(jiàn)的錯(cuò)覺(jué)：1.旋轉(zhuǎn)錯(cuò)覺(jué)：死亡螺旋因半規(guī)管對(duì)定角加速度產(chǎn)生錯(cuò) 覺(jué)加以改正所產(chǎn)生，如圖15.15。2.Coriolis錯(cuò)覺(jué)：在飛機(jī)打地靶拉升動(dòng)作時(shí)，特別容易 產(chǎn)生(因頭部劇烈動(dòng)作，平衡器官產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，下意識(shí) 校正飛機(jī)

9、)，如圖15.16。3.傾斜錯(cuò)覺(jué)：如圖15.17。4.眼重力錯(cuò)覺(jué)：如圖15.18。5.眼旋轉(zhuǎn)錯(cuò)覺(jué)：P539。6.光源自動(dòng)錯(cuò)覺(jué)：P541。7.其他視錯(cuò)覺(jué)：P541。,圖15.15 死亡螺旋,圖15.16 柯氏(Coriolis)錯(cuò)覺(jué),圖15.17 傾斜錯(cuò)覺(jué),圖15.18 眼重力錯(cuò)覺(jué),15.4無(wú)重力狀態(tài),15.4.1 對(duì)生理機(jī)能之影響：肌肉萎縮與脫鈣(可藉運(yùn)動(dòng)改善) 、從輕度跌倒感到嚴(yán)重反胃與嘔吐(約一週適應(yīng))、約增高3%。圖15