人因工程 第8章 体力工作负荷.ppt

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1、第八章体力工作负荷主要内容了解不同姿势下人体活动力量；了解体力工作负荷测定方法，重点是生理变化测定；掌握体力作业时人的能量消耗规律；掌握劳动强度测定方法（绝对、相对指标）；掌握疲劳产生机理、影响因素，疲劳测定，消除措施。劳动的分类劳动体力劳动脑力劳动体力劳动（能量）手工劳动（技能和时间）事务性劳动（技能和时间）脑力劳动（知识）能量供应人在作业过程中所需要的能量，是分别由三种不同的能源系统——ATP-CP（三磷酸腺苷-磷酸肌酸）系统、乳酸能系统和有氧氧化系统提供的。三个系统的供能状况与体力劳动的关系如下页所示。供能状况与体力劳动的关系能量代谢的测定方法人体能量的产生和消耗称为能量代谢。能量

2、代谢的测定方法有直接法和间接法两种。目前一般采用间接法。间接法的基本原理是，能量代谢可通过人体的氧耗量反映出来，因此，首先测得单位时间内糖、脂肪等能源物质在体内氧化时的氧耗量和二氧化碳的排出量，求得两者之比（呼吸商），由此在推算某一时间或某项作业所消耗的能量。能量代谢从事劳动所需要的能量，最终来源于糖、脂肪、蛋白质的氧化分解。在能源物质的氧化分解过程中，人体必须不断地吸入氧，并不断地排出二氧化碳。不同的能源物质在体内氧化时，其呼吸商是不同的。同时，各种能源物质在体内氧化时，每消耗1L氧所产生的热量（氧热价）也是不同的。人体代谢所产生的能量等于消耗于体外做功的能量和在体内直接、间接转化为热

3、的能量的总和。在不对外做功的条件下，体内所产生的能量等于由身体发散出的能量，从而使体温维持在相对恒定的水平上。第一节人体活动力量与耐力人体活动的最基本特征有三个：力量、耐力和能量代谢，三者联系密切。本节将着重介绍人体活动的力量特征和耐力特征。一、人体活动力量人能够发挥出力的大小，决定于人体的姿势、着力部位以及力的作用方向。人体力量按施力部位不同可分为手部力量、脚（含腿）部力量、背部力量和颈部力量等。人的操作是由手和脚来完成。因此，手部力量和脚部力量在所有各类力量中起着重要的作用。一、人体活动力量(一)手部力量（1）握力：握力的大小在很大程度上反映手的用力能力。握力大小因年龄、性别等因素的

4、变化而有很大的差异。表8-1是根据对一组被试的测定所得到的实验结果。从表8-1可以看出，年龄和性别对人体力量有很大的影响。一、人体活动力量（2）手的操纵力。手的操纵力与人的作业姿势、用力方向等因素有关。1）坐姿手操纵力（图8-1坐姿工作时不同角度的臂力测定）2）立姿手操纵力（图8-2立姿操纵时手的拉力和推力）3）卧姿手操纵力（图8-3卧姿时不同肘角伸臂的臂力测定）4）常见手部操作动作及其力量极限（图8-4为常见手部操作动作及其力量极限推荐值）一、人体活动力量（二）脚部力量脚产生的力的大小与下肢的位置、姿势和方向有关。一般坐姿时，右脚最大蹬力平均可达2568N，左脚为2362N；膝部伸展角

5、度在130°～150°或160°～180°之间时，脚蹬力最大。一般来说，右脚脚力大于左脚；男性脚力大于女性脚力。脚力控制器的操纵力最大不应超过264N。否则易疲劳。右脚使用力的大小、速度和准确性都优于左脚。操作频繁的作业应考虑双脚交叉作业。二、人体活动的耐力一般把人体能够在较长时间内保持特定工作水平的能力称为耐力。研究表明，随着活动持续时间的增加，人体力量出现下降。人体力量与持续时间之间存在一种非线性的反比关系，如图8-5所示。第二节体力工作负荷及其测定一、体力工作负荷的定义体力工作负荷是指人体单位时间内承受的体力工作量的大小。工作量越大，人体承受的体力工作负荷强度越大。人体的工作能力是

6、有一定限度的。对操作者承受负荷的状况进行准确评定，既能保证工作量，又能防止操作者在最佳工作负荷水平外超负荷工作，是人机系统设计的一项重要任务。二、体力工作负荷的测定（一）生理变化测定生理变化测定主要通过吸氧量、肺通气量、心率、血压和肌电图等生理变量的变化来测定体力工作负荷。生理变化的测定也可以使用某些派生的吸氧量和心率指标。血压、心率正常值人体血压正常的效应值应该是：收缩压（高）90-140毫米汞柱之间；舒张压（低）60-90毫米汞柱之间如果成人收缩压大于或等于160mmHg，舒张压大于或等于95mmHg为高血压；收缩压<90毫米汞柱或舒张压<60毫米汞柱，即为低血压。正常成人心率60-

7、100次/分,平均72；女性稍快；儿童平均约90次/分,婴幼儿130次/分；老年人较慢平均55-60次/分二、体力工作负荷的测定（二）生化变化测定经常的测定项目：乳酸和糖原的含量。体力负荷对人体尿蛋白含量有明显的影响，即所谓的“运动性尿蛋白”现象。（三）主观感觉测定主观感觉测定是通过如图8-6所示的自认劳累分级量表进行评价(P154)。经过多次修改，目前普遍使用的是15点（6—20点）量表，该量表的特征是要求操作者根据工作中的主观体