闭式全面罩呼吸器人因工程学设计研究综述

闭式全面罩呼吸器作为潜水员水下生命支持系统的核心,其人因工程学设计的优劣直接关系到水下作业人员的安全和作业绩效。受水下环境的限制传统陆上工效学研究的原理、方法仅部分适用于潜水装具工效学研究。水下湿式人因工程研究需要在传统陆上人机工效学的基础上综合考虑水下各种因素的影响有针对性地开展综合测评。为此,以近年来国内外闭式全面罩呼吸器人因工程学设计技术的文献为基础,综述了国内外基于人体尺寸的面罩设计研究进展,介绍了我国现阶段头面部尺寸相关标准;在闭式呼吸器设计人因测评方面,国内外研究主要聚焦于面罩密封性、佩戴舒适性、面窗视野、水下视觉、鼓鼻性能及呼吸阻力等指标;可实时显示潜水深度、最大下潜深度、作业时间、氧分压等关键参数的呼吸器平视显示系统对保障水下特种潜水作业有一定的指导作用;同时对我国呼吸器产品及检测标准进行了现状分析。通过对闭式全面罩呼吸器人因工程学设计的研究总结,以期为我国潜水装具及潜水技术的发展提供参考。

基于行为学和眼动数据的全海深载人潜水器人机交互界面评估

目的:通过分析不同界面位置下的人员行为学指标和眼动数据,为全海深载人潜水器舱室界面设计提供参考。方法:由E-prime软件呈现模拟全海深载人潜水器舱室界面7个区域的视觉刺激。视觉刺激过程中记录受试对象对刺激反应的正确率和反应时间,同时连续记录受试对象的视觉停留时间、视觉摄入次数、视觉摄入平均时间、平均瞳孔直径、眼跳幅度、眼跳平均加速度和眼跳平均速度等眼动数据。结果:正确率由高到低的区域依次为3、6、7、2、1、4、5;反应时间由快到慢的区域依次为3、2、4、6、7、1、5;区域3和区域4的停留时间均较其他区域显著延长,差异有统计学意义( P<0.05或 P<0.01);区域3和4的视觉摄入次数均较其他区域显著增多,差异有统计学意义( P<0.05或 P<0.01);区域3的视觉摄入平均时间较其他区域显著延长,差异有统计学意义( P<0.05或 P<0.01);区域6和7的平均瞳孔直径较除区域3外的其他区域显著降低,差异有统计学意义( P<0.05或 P<0.01);不同区域间的眼跳幅度、眼跳平均加速度和眼跳平均速度两两比较差异无统计学意义( P>0.05)。 结论:建议全海深舱室界面设计时优先考虑将关键信息的显示位置布局在区域3和4,重要信息布局在区域1、2和5,次重要信息布局在区域6和7。

全海深载人潜水器不同驾驶位人员的下肢循环和肌肉疲劳分析

目的:分析全海深载人潜水器舱室不同驾驶位人员长时间保持不规则体位后的下肢血流量和表面肌电图变化,为舱室设计提供参考。方法:研究分为主驾驶坐位、副驾驶坐位和副驾驶观察位三部分。不同驾驶位的方案1为有挡板支撑,方案2为无挡板支撑。单次主驾驶坐位试验时长为2 h,单次副驾驶坐位和副驾驶观察位试验时长均为1 h。分别在主驾驶位、副驾驶位及观察位测定受试对象的下肢血流量、斜方肌、竖脊肌及股直肌的表面肌电图。结果:与主驾驶静息对照值相比,主驾驶坐位两个方案的下肢血流量均有所增加,且方案2的下肢血流量较方案1有减小趋势;与副驾驶静息对照值相比,副驾驶坐位两个方案和副驾驶观察位两个方案的下肢血流量均显著增加,差异有统计学意义( P<0.01);主驾驶坐位方案2中竖脊肌在2 h时的平均频率较方案1显著增加,差异有统计学意义( P<0.05);与副驾驶静息对照值相比,副驾驶坐位两个方案和副驾驶观察位两个方案的斜方肌、竖脊肌和股直肌表面肌电平均频率和平均功率显著增加,差异有统计学意义( P<0.05或 P<0.01);与副驾驶坐位和观察位方案1相比,副驾驶坐位和观察位方案2的股直肌平均频率和平均功率有不同程度的升高趋势。 结论:全海深载人潜水器舱室内如配置可伸缩的活动挡板,可以兼顾副驾驶坐位和观察位的生理特征,减低肢体疲劳,提高作业绩效。