體力工作負(fù)荷換算標(biāo)準(zhǔn)

章體力工作負(fù)荷

2021/6/271

1人體活動(dòng)力量和耐力

2體力工作負(fù)荷及其測(cè)定

3能量消耗及氧耗

4勞動(dòng)強(qiáng)度

5體力疲勞及其消除主要內(nèi)容2021/6/272一、人體活動(dòng)力量

人體力量在人體活動(dòng)中起到重要的作用，人體用力有一定的限度，力的大小決定于人體的姿勢(shì)、著力部位以及力的作用方向。這些為人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

人體力量分為手部力量、腳部力量、背部力量和頸部力量。8.1人體活動(dòng)力量與耐力人體活動(dòng)的最基本特征有三個(gè)：力量、耐力和能量代謝，三者聯(lián)系密切。2021/6/273

1、手部力量

（1）握力握力的大小反映手的用力大小，常用握力大小的測(cè)量來(lái)挑選操作者或?qū)Σ僮髡叩挠昧顩r加以評(píng)定。握力大小平均值見(jiàn)表1。8.1人體活動(dòng)力量與耐力圖1自行車(chē)的剎車(chē)2021/6/2748.1人體活動(dòng)力量與耐力閘把施閘力／N相對(duì)握力／％減速度說(shuō)明60100．1g控制下坡速度350700．6g全剎車(chē)5001000．8g緊急全剎車(chē)

注：g＝9．8m／s22021/6/275（2）手的操縱力坐姿手操縱力規(guī)律：右手力量大于左手；拉力大于推力；向下的力略大于向上的力；向內(nèi)的力略大于向外的力。8.1人體活動(dòng)力量與耐力圖2坐姿工作時(shí)不同角度的臂力測(cè)定2021/6/276立姿手操縱力規(guī)律：手臂的最大拉力產(chǎn)生在肩的下方180°的方位上，手臂的最大推力則產(chǎn)生在肩的上方0°方向上。8.1人體活動(dòng)力量與耐力圖3立姿操縱時(shí)手的拉力與推力

a、最大拉力b、最大推力2021/6/2778.1人體活動(dòng)力量與耐力圖4立姿彎臂時(shí)的力量分布

2021/6/278臥姿手操縱力

下圖不同肘角伸臂的臂力測(cè)定及最大臂力值如表1。8.1人體活動(dòng)力量與耐力圖5臥姿時(shí)不同肘角伸臂的臂力測(cè)定2021/6/279常見(jiàn)手部操縱動(dòng)作及其力量極限8.1人體活動(dòng)力量與耐力圖6常見(jiàn)手部操作動(dòng)作及其力量極限推薦值（單位9.8N）2021/6/27102、腳部力量一般坐姿時(shí)，右腳最大蹬力平均可達(dá)2568N,左腳為2362N；膝部伸展角度在130～150°或160～180°之間時(shí)，腳蹬力最大。腳力控制器的操縱力最大不應(yīng)超過(guò)264N。操作頻繁的作業(yè)應(yīng)考慮雙腳交叉作業(yè)。8.1人體活動(dòng)力量與耐力圖7蹬力較大的腳操縱器作業(yè)2021/6/27118.1人體活動(dòng)力量與耐力圖8坐姿的蹬力及在各個(gè)角度時(shí)的壓力比值2021/6/2712二、人體活動(dòng)的耐力

耐力是人體能夠較長(zhǎng)時(shí)間保持特定工作水平的能力。人體力量與持續(xù)時(shí)間之間存在一種非線(xiàn)性的反比關(guān)系。8.1人體活動(dòng)力量與耐力圖9肌肉力量與持續(xù)時(shí)間的關(guān)系2021/6/2713一、體力工作負(fù)荷定義

體力工作負(fù)荷是人體單位時(shí)間內(nèi)承受的體力工作量的大小。對(duì)操作者的體力工作負(fù)荷的狀況進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)定，既能保證工作量，又能防止超負(fù)荷工作，是人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要任務(wù)。

8.2體力工作負(fù)荷及其測(cè)定2021/6/2714二、體力工作負(fù)荷的測(cè)定1、生理變化測(cè)定通過(guò)測(cè)定吸氧量、肺通氣量、心率、血壓和肌電圖等生理變化來(lái)測(cè)定體力工作負(fù)荷。2、生化變化測(cè)定通過(guò)測(cè)定人體內(nèi)乳酸和糖原的變化來(lái)測(cè)定。3、主觀(guān)感受測(cè)定通過(guò)自認(rèn)勞累分級(jí)量表（RPE）進(jìn)行評(píng)價(jià)。8.2體力工作負(fù)荷及其測(cè)定67891011121314151617181920非常非常輕非常輕比較輕有點(diǎn)重重非常重非常非常重2021/6/2715一、能量代謝基礎(chǔ)代謝－人在基礎(chǔ)條件下（清醒、靜臥、空腹、室溫20°）所必須的能量代謝?；A(chǔ)代謝率是以單位時(shí)間、單位體表面積消耗的能量來(lái)表示B，KJ/(m2.h)?；A(chǔ)代謝的計(jì)算公式基礎(chǔ)代謝量＝基礎(chǔ)代謝率平均值（B）×體表面積（S）×持續(xù)時(shí)間（t）＝BSt其中：體表面積（m2

）S＝0.0061×身高（cm）＋0.0128×體重（kg）－0.15298.3能量消耗及氧耗2021/6/2716安靜代謝－作業(yè)或勞動(dòng)前，僅僅為了保持身體各部分的平衡及某一姿勢(shì)條件下的能量代謝。安靜代謝率記為R，R＝1.2B。安靜代謝量=1.2BSt能量代謝量－人體作業(yè)或運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗的總能量,它與勞動(dòng)強(qiáng)度直接有關(guān)。能量代謝量＝安靜代謝量＋作業(yè)代謝量

8.3能量消耗及氧耗2021/6/2717二、能量代謝率

1、相對(duì)能量代謝率RMR

“相對(duì)代謝率”來(lái)消除個(gè)體間的差異，記為RMRRMR＝作業(yè)代謝率/基礎(chǔ)代謝率＝（能量代謝率－安靜代謝率）/基礎(chǔ)代謝率用RMR衡量勞動(dòng)強(qiáng)度比較準(zhǔn)確。能量代謝率＝安靜代謝率＋作業(yè)代謝率＝1.2×基礎(chǔ)代謝率＋RMR×基礎(chǔ)代謝率＝基礎(chǔ)代謝率×（1.2＋RMR）

M=(RMR+1.2)B

2、相對(duì)能量代謝率資料如表8.3能量消耗及氧耗2021/6/2718三、氧耗（1）氧債及其補(bǔ)償人體作業(yè)開(kāi)始時(shí)，呼吸和循環(huán)系統(tǒng)不能馬上工作，肌肉處于缺氧狀態(tài)。這種氧需與供氧之差為氧債。8.3能量消耗及氧耗圖10氧債及其補(bǔ)償b)氧需超過(guò)氧上限a)氧需小于氧上限2021/6/2719（2）氧耗量的測(cè)定與計(jì)算人體的能耗與氧耗成正比?？梢詮娜梭w消耗的氧量上反映能量代謝。

“相對(duì)代謝率”

RMR可以通過(guò)氧耗計(jì)算：

RMR＝（作業(yè)耗氧量－安靜耗氧量）/基礎(chǔ)代謝耗氧量作業(yè)時(shí)耗氧量可以在作業(yè)中直接測(cè)定。通過(guò)呼出的氣體的化學(xué)成分分析?；A(chǔ)代謝耗氧量可以通過(guò)體重、身高計(jì)算的體表面積查表8-7得。8.3能量消耗及氧耗2021/6/2720一、勞動(dòng)強(qiáng)度

勞動(dòng)強(qiáng)度：作業(yè)者在生產(chǎn)過(guò)程中體力消耗及緊張程度。強(qiáng)度不同，能量消耗不同。用能量消耗（相對(duì)代謝率）或勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)作為勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)的指標(biāo)。二、國(guó)外的勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)

國(guó)外常用標(biāo)準(zhǔn)以能量消耗（相對(duì)代謝率）為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。以相對(duì)代謝率為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，典型代表是日本能率協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)。

8.4勞動(dòng)強(qiáng)度2021/6/2721日本勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)工種示例油漆工、車(chē)工木工電焊工勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)1、手指作業(yè)，精神作業(yè)2、坐位姿勢(shì)多變，立位重心不移動(dòng)3、疲勞屬于精神或姿勢(shì)方面電話(huà)交換員修理儀表制圖極輕勞動(dòng)RMR0～1.0作業(yè)特點(diǎn)輕勞動(dòng)1.0～2.01、手指作業(yè)為主的上肢作業(yè)2、以一定速度長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)作業(yè)3、局部產(chǎn)生疲勞司機(jī)修理器具打字員中勞動(dòng)2.0～4.01、幾乎立位，身體水平移動(dòng)2、上肢作業(yè)用力3、可持續(xù)幾小時(shí)重勞動(dòng)4.0～7.01、全身作業(yè)為主，全身用力2、全身疲勞,10～20min想休息冶煉工、煉鋼土建工極重勞動(dòng)7.0以上1、短時(shí)間全身用強(qiáng)力快速作業(yè)2、呼吸困難，2～5min想休息伐木工大錘工8.4勞動(dòng)強(qiáng)度2021/6/27228.4勞動(dòng)強(qiáng)度以氧耗量、心率等為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，典型代表是國(guó)際勞工局1983劃分的標(biāo)準(zhǔn)。勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)很輕～0.5中等0.5～1.01.0～1.51.5～2.52.0～2.5輕重很重極重2.5～耗氧量/（L/min）～10.510.5～20.920.9～31.431.4～41.941.9～52.3能量消耗（kJ/min）52.3～75～100100～125125～150150～175175～心率/（次/min）37.5～3838～38.538.5～39直腸溫度（℃）39～200～400400～600600～800排汗率（ml/h）800～2021/6/2723三、我國(guó)的勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)

1997年，我國(guó)制定按勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)劃分的《體力勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)（GB3869-1997）》,該標(biāo)準(zhǔn)以勞動(dòng)時(shí)間率和工作日平均能量代謝為標(biāo)準(zhǔn)制定。

勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)計(jì)算公式I＝T×M×S×W×10I：勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)T：勞動(dòng)時(shí)間率=工作日內(nèi)凈作業(yè)時(shí)間/工作日總工時(shí)M：8小時(shí)工作日平均能量代謝率(KJ/min.m2)

S：性別系數(shù)，男性為1，女性為1.3

W：體力勞動(dòng)方式（搬1，扛0.4，推/拉0.05）8.4勞動(dòng)強(qiáng)度與疲勞2021/6/2724平均能量代謝率M將各工種一個(gè)工作日內(nèi)的各種活動(dòng)和休息加以歸類(lèi)，求出各項(xiàng)活動(dòng)與休息時(shí)的能量代謝率，分別乘以相應(yīng)的累計(jì)時(shí)間，得出總的能量消耗值，在除以工作日總工時(shí)，即得出工作日平均能量代謝率。勞動(dòng)強(qiáng)度級(jí)別勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)Ⅰ≤15ⅡⅢⅣ15～2020～25

≥25對(duì)應(yīng)勞動(dòng)輕勞動(dòng)中勞動(dòng)重勞動(dòng)極重勞動(dòng)8.4勞動(dòng)強(qiáng)度與疲勞2021/6/2725四、最大能量消耗界限人體的最佳工作負(fù)荷：在正常情況下，人體工作8h不產(chǎn)生過(guò)度疲勞的最大工作負(fù)荷。最佳工作負(fù)荷一般以能量消耗界限20.93KJ/min、心率界限（110～115次/min）和吸氧量為最大攝氧量的百分?jǐn)?shù)33％。我國(guó)的能量消耗界限，一個(gè)工作日（8h）的總能量消耗應(yīng)為

5860.4～6697.6kJ，最多不能超過(guò)8372kJ。德國(guó)學(xué)者E.A米勒：一般人可以連續(xù)勞動(dòng)480分鐘，中間不休息的最大能量消耗界限是16.8KJ/min，稱(chēng)為耐力水平，如果作業(yè)時(shí)的能量消耗超出此界限，就要用肌體的能量?jī)?chǔ)備。作業(yè)后也必須通過(guò)休息來(lái)補(bǔ)充能量?jī)?chǔ)備。8.4勞動(dòng)強(qiáng)度2021/6/2726一、體力疲勞

1、定義

操作者在進(jìn)行體力作業(yè)過(guò)程中，出現(xiàn)勞動(dòng)機(jī)能衰退，作業(yè)能力下降，并伴有疲倦感等自覺(jué)癥狀的現(xiàn)象。

2、特點(diǎn)

疲勞不僅是生理反應(yīng)，而且還包括大量的心理因素、環(huán)境因素等；心理上的某種不適應(yīng)或不滿(mǎn)會(huì)提前加速疲勞的出現(xiàn)。

3、分類(lèi)

局部疲勞和全身疲勞。8.5體力疲勞及其消除2021/6/2727二、疲勞的產(chǎn)生1、工作過(guò)程的四個(gè)階段工作適應(yīng)期最佳工作期疲勞期疲勞過(guò)度積累期8.5體力疲勞及其消除2021/6/27282、疲勞產(chǎn)生的原因8.5體力疲勞及其消除圖11疲勞積累容器模型2021/6/2729三、疲勞產(chǎn)生的機(jī)理物質(zhì)積累理論肌肉疲勞主要是肌肉中的ATP、CP含量下降，糖元分解成乳酸，并大量積累在肌肉和血液中，使人的體力衰竭。中樞變化理論作業(yè)過(guò)程中，除了ATP、CP濃度和肌糖元含量下降，伴隨血糖的降低，抑制了大腦活動(dòng)水平，引起大腦興奮性降低。8.5體力疲勞及其消除2021/6/2730四、疲勞測(cè)定方法測(cè)量疲勞的目的是研究疲勞與勞動(dòng)產(chǎn)值之間的關(guān)系，測(cè)定人體對(duì)不同緊張水平的反應(yīng)，以滿(mǎn)足發(fā)展生產(chǎn)和改善勞動(dòng)條件的需要。1、生化法（檢查作業(yè)者的體內(nèi)乳酸、蛋白質(zhì)、血糖的成分）2、工作業(yè)績(jī)測(cè)定（觀(guān)察產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量）8.5體力疲勞及其消除2021/6/27318.5體力疲勞及其消除3、生理心理測(cè)試法（1）反應(yīng)時(shí)測(cè)驗(yàn)反應(yīng)時(shí)測(cè)驗(yàn)是一種時(shí)間測(cè)量值，指刺激與反應(yīng)之間的時(shí)間距離，由簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí)測(cè)量（單一刺激），復(fù)雜反應(yīng)時(shí)。

圖12反映時(shí)測(cè)定儀2021/6/2732（2）心率值測(cè)定法（作業(yè)時(shí)的平均心率；作業(yè)時(shí)的最高心率；作業(yè)結(jié)束到心率恢復(fù)為安靜時(shí)止的恢復(fù)時(shí)間。）（3）勾銷(xiāo)符號(hào)數(shù)目測(cè)定法（4）膝腱反射機(jī)能測(cè)定法（5）閃光融合值測(cè)定法4、疲勞癥狀調(diào)查法該法通過(guò)對(duì)作業(yè)者本人的主觀(guān)感受即自覺(jué)癥狀的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，來(lái)判斷作業(yè)疲勞程度，見(jiàn)表8-15。8.5體力疲勞及其消除2021/6/2733五、疲勞的一般規(guī)律疲勞可以通過(guò)休息恢復(fù)疲勞有累積效應(yīng)疲勞程度與生理周期有關(guān)（生理周期機(jī)能下降時(shí)，人容易疲勞）人對(duì)疲勞有一定的適應(yīng)能力8.5體力疲勞及其消除2021/6/2734六、降低疲勞的途徑1、改善工作條件（1）合理設(shè)計(jì)工作環(huán)境照明、色彩、噪聲、振動(dòng)、微氣候的改善。（2）改進(jìn)設(shè)備和工具，提高自動(dòng)化程度（3）改進(jìn)工作方法采取合適的工作姿勢(shì)采用經(jīng)濟(jì)作業(yè)速度選擇最佳的作業(yè)方法（搬運(yùn)方法和操作的合理化）8.5體力疲勞及其消除2021/6/27352、合理確定休息時(shí)間和休息方式8.5體力疲勞及其消除圖13不同休息制度對(duì)工效的影響2021/6/2736（1）休息時(shí)間的確定

德國(guó)學(xué)者E.A米勒：一般人可以連續(xù)勞動(dòng)480分鐘，中間不休息的最大能量消耗界限是16.75KJ/min，如果作業(yè)時(shí)的能量消耗超出此界限，就要用肌體的能量?jī)?chǔ)備。作業(yè)后也必須通過(guò)休息來(lái)補(bǔ)充能量?jī)?chǔ)備。米勒的標(biāo)準(zhǔn)能量?jī)?chǔ)備為：100.47KJ，如果要避免疲勞積累，則工作加上休息時(shí)間的平均能量消耗不能超出16.8KJ/min.8.5體力疲勞及其消除2021/6/2737

按照米勒的標(biāo)準(zhǔn)能量?jī)?chǔ)備100.47KJ來(lái)計(jì)算勞動(dòng)時(shí)間：

T＝T勞＋T休休息率：Tr＝T休/T勞實(shí)際勞動(dòng)率：Tw=T勞/T一個(gè)周期內(nèi)，實(shí)際勞動(dòng)時(shí)間為100.47kJ能量?jī)?chǔ)備耗盡的時(shí)間，所以：T勞＝100.47/(M-16.75)M為作業(yè)時(shí)實(shí)際的能耗量。8.5體力疲勞及其消除由總的能量消耗滿(mǎn)足平均能量消耗不超過(guò)16.75kJ/min，T勞M=(T勞＋T休)×16.8T休=(M/16.75-1)T勞Tr＝T休/T勞=M/16.8-1Tw=T勞/T=1/(1+T休)2021/6/2738例題能量消耗為25.1KJ/min的作業(yè)，試求實(shí)際