第八章體力工作負荷

第八章體力工作負荷

羅紫洋黃煒恒尹金成本章內(nèi)容人體活動力量與耐力體力工作負荷及其測定體力工作時的能量消耗作業(yè)時氧耗動態(tài)勞動強度分級體力疲勞及其消除第一節(jié)人體活動力量與耐力人體活動的最基本特征有三個：力量、耐力和能量代謝，三者聯(lián)系密切。

本節(jié)將著重介紹人體活動的力量特征和耐力特征。一、人體活動力量

人能夠發(fā)揮出力的大小，決定于人體的姿勢、著力部位以及力的作用方向。施力部位可把人體力量分為手部力量、腳（含腿）部力量、背部力量和頸部力量。人的操作是由手和腳來完成。因此，手部力量和腳部力量在所有各類力量中起著重要的作用。（1）握力。握力是一種重要的手部力量，握力的大小在很大程度上反映手的用力能力。下表是通過一組實驗所得到的男女握力平均值數(shù)據(jù)（一）手

部

力

量

手的操縱力與人的作業(yè)姿勢、用力方向等因素有關。1）坐姿手操縱力（圖8-1坐姿工作時不同角度得比例測定）2）立姿手操縱力（圖8-2立姿操縱時手的拉力和推力）3）臥姿手操縱力（圖8-3臥姿時不同肘角伸臂的臂力測定）4）常見手部操作動作及其力量極限（圖8-4為常見手部操作動作及其力量極限推薦值）圖8-1坐姿工作時不同角度的臂力測定圖8-2立姿操縱時手的拉力和推力圖8-3臥姿時不同肘角伸臂的臂力測定圖8-4常見手部操作動作及其力量極限推薦值（二）

腳

部

力

量

腳產(chǎn)生的力的大小與下肢的位置、姿勢和方向有關。一般坐姿時，右腳最大蹬力平均可達2568N,左腳為2362N；膝部伸展角度在1300～1500或1600～1800之間時，腳蹬力最大。一般來說，右腳腳力大于左腳；男性腳力大于女性腳力。腳力控制器的操縱力最大不應超過264N。否則易疲勞。右腳使用力的大小、速度和準確性都優(yōu)于左腳。操作頻繁的作業(yè)應考慮雙腳交叉作業(yè)。二、人體活動的耐力

一般把人體能夠在較長時間內(nèi)保持特定工作水平的能力稱為耐力。研究表明，隨著活動持續(xù)時間的增加，人體力量出現(xiàn)下降。人體力量與持續(xù)時間之間存在一種非線性的反比關系，如右圖所示。第二節(jié)體力工作負荷及其測定一、體力工作負荷的定義體力工作負荷是指人體單位時間內(nèi)承受的體力工作量的大小。工作量越大，人體承受的體力工作負荷強度越大。人體的工作能力是有一定限度的。

對操作者承受負荷的狀況進行準確評定，既能保證工作量，又能防止操作者在最佳工作負荷水平外超負荷工作，是人機系統(tǒng)設計的一項重要任務。

二、體力工作負荷的測定

（一）生理變化測定

生理變化測定主要通過吸氧量、肺通氣量、心率、血壓和肌電圖等生理變量的變化來測定體力工作負荷。生理變化的測定也可以使用某些派生的吸氧量和心率指標。在體力工作負荷變化時，心肺功能是最容易引起變化的生理變量。大量的研究表明，吸氧量、肺通氣量、心率及血壓隨著工作負荷水平的增加而增加。一般來說，體力負荷越大，人體在活動中氧債越大，心率恢復到活動前水平所需的時間越長?？蛇\用上述生理指標和生化指標的變化測定人體工作負荷水平，體力工作負荷可以從生理變化、生化變化、主觀感覺等三個方面進行測定。（二）生化變化測定

經(jīng)常的測定項目：乳酸和糖原的含量。體力負荷對人體尿蛋白含量有明顯的影響，即所謂的“運動性尿蛋白”現(xiàn)象。（三）主觀感覺測定

主觀感覺測定是通過如圖8-6所示的自認勞累分級量表進行評價。經(jīng)過多次修改，目前普遍使用的是15點（6—20點）量表，該量表的特征是要求操作者根據(jù)工作中的主觀體驗對承受的負荷程度進行評判。第三節(jié)體力工作時的能量消耗一、基礎代謝量基礎代謝量，是人在絕對安靜下(平臥狀態(tài))維持生命所必須消耗的能量。人體能量代謝速率，隨人所處的條件不同而不同。為了進行比較，生理學上規(guī)定了人處的一定的條件叫基礎條件，即人清醒而極安靜（臥床）、空腹（食后10h以上）、室溫在20℃左右在基礎條件下的能量代謝叫做基礎代謝，用單位時間消耗的能量表示。為了表示方便，將單位時間、單位面積的耗能記為代謝率，他的單位是KJ/(㎡?h)?；A代謝率的符號記為B體內(nèi)能量的產(chǎn)生、轉移和消耗叫做能量代謝。能量代謝按機體所處狀態(tài)，可以分為三種：基礎代謝量、安靜代謝量、能量代謝量。表8-4我國正常人基礎代謝率的平均值單位：KJ/(㎡?h)

11~1516~1718~1920~3031~4041~5051以上男性195.5193.4164.9157.8158.7154.1149.0女性172.5181.7154.1146.5146.9142.3138.6實際測定結果表明，基礎代謝率隨著年齡、性別等生理條件不同而有差異。通常，男性的基礎代謝率高于同齡的女性。幼年比成年高，年齡越大，代謝率越低。年齡/

歲性別正常人的基礎代謝率比較穩(wěn)定，一般不超過正常平均值的15%。我國人體表面積的公式為：

體表面積(m2)=0.0061×身高(cm)+0.0128×體重(kg)-0.1529

基礎代謝量=基礎代謝率平均值(B)×人體表面積(S)×持續(xù)時間(t)=BSt

二、安靜代謝量安靜代謝量是指機體為了保持各部位的平衡及某種姿勢所消耗的能量。安靜代謝量包括基礎代謝量和為維持體位平衡及某種姿勢所增加的代謝量兩部分。通常以基礎代謝量的20％作為維持體位平衡及某種姿勢所增加的代謝量，因此，安靜代謝量應為基礎代謝量的120％。安靜代謝率記為R，R＝1.2B。安靜代謝量=RSt＝1.2BSt式中，為安靜代謝率（kJ/(m2·h)；為人體表面積（㎡）；為持續(xù)時間（h）。三、能量代謝量人體進行作業(yè)或運動時所消耗的總能量，叫能量代謝量。能量代謝量包括基礎代謝量、維持體位增加的代謝量和作業(yè)時增加的代謝量三部分。也可以表示為安靜代謝量與作業(yè)時增加的代謝量之和。能量代謝率記為M。能量代謝量=MSt式中，M為量代謝率（kJ/hm2）；為人體表面積（m2）；為測定時間（h）。四、相對代謝率RMR為了消除作業(yè)者之間的差異因素，常用相對代謝率這一相對指標衡量勞動強度。相對代謝率記為RMR。五、相對代謝率資料計算能量代謝量時，首先必須準備必要的相對代謝率資料，專家們已經(jīng)積累了大量的系統(tǒng)的相對代謝率數(shù)據(jù)?？梢詫ρ芯康哪稠?/p>