8人因工程学第八章-体力工作负荷

静 态 作 业 的 氧 消 耗 动 态
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第三节 作业时氧耗动态
三、氧耗量的测定与计算 相对代谢率(RMR)指标通过作业中氧耗量来计算，计算公式如
下： RMR 作业时的氧耗量 安静时的氧耗量
基础代谢氧消耗量
➢ 其中作业时的氧耗量直接作业过程中测得 ➢ 基础代谢氧的消耗量可以通过由体重、身高计算的
男性 195.5 193.4 164.9 157.8 158.7 154.1 149 女性 172.5 181.7 154.1 146.5 146.9 142.3 138.6
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第二节 体力工作时的能量消耗
3、基础代谢量的计算 基础代谢量 =基础代谢率平均值(B)×人体表面积(S)× 持续时间(t)=B·S·t 4、我国人体表面积的公式为： 体表面积(m2)=0.0061×身高(cm)+0.0128×体重(kg)-0.1529
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第五节 劳动强度分级
（1）劳动时间率T的计算——抽样测定，取其平均值
每天选择接受测定的工人2～3名，记录自上工开始至下工为止 整个工作从事各种劳动与休息的时间。每个测定对象应连续记录3
天，取平均值，求出劳动时间率T。
工作日内净劳动时间（min）
T (%) ＝——————————————— ×100%
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第五节 劳动强度分级
以能量代谢为标准进行劳动强度分级可以把千差万别的作业 进行统一定义。对劳动强度分级的能量消耗指标主要有两种： ◆ 相对指标，即相对代谢率RMR。 ◆ 绝对指标，如8h的能量消耗量，劳动强度指数等。
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第五节 劳动强度分级
一、以相对代谢率指标分级（划分为5个等级） RMR <2.7：适宜的作业； RMR <4：可以持续工作，但考虑精神疲劳也应安排适当休息； RMR >4：不能连续进行； RMR >7：应实行机械化。 RMR越大，日作业时间越短。
1.5～ 2.0
2.O～ 2.5
2.5～
能耗/(kJ/min) ～lO.5 心率/(beats/min) 直肠温度/℃ 排汗率/(ml/h)
10.520.9
20.9～ 31.4
31.4～ 41.9
75～100 100～125 125～150
37.5～38 38～38.5
200～400 400～600
工作日总工时（min） ∑[各单项劳动占用的时间（min）] ＝————————————————×100%
工作日总工时（min）
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第五节 劳动强度分级
（2）平均能量代谢率（M）计算
N
M
TiMi Tj M j
M i1
j 1
T
每分钟肺通气量3.0～7.3L时采用式： 1gM＝0.0945x – 0.537 94 每分钟肺通气量8.0～30.9L时采用式： lg(13.26—Ｍ)＝1.1648 -
人的操作是由手和脚来完成。
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第一节 人体活动力量与耐力
（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。 （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 ②立姿手操纵力 ③卧姿手操纵力 ④常见手部操作动作及其力量极限
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第一节 人体活动力量与耐力
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第六节 体力疲劳及其消除
二、疲劳的产生与积累 1、按照疲劳的积累状况，分为四个阶段： （1）工作适应期
（2）最佳工作期 （3）疲劳期 （4）疲劳过度积累期
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第六节 体力疲劳及其消除
2、操作者的疲劳受影响的典型因素 （1）劳动强度与工作持续时间 （2）作业环境条件 （3）劳动制度和生产组织方式 （4）身体素质 （5）营养、睡眠等 （6）其他作业者本身的因素
>25
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第五节 劳动强度分级
四、以氧耗、心率等指标分级 研究表明, 以能耗量为指标来划分劳动强度时，耗氧量、心
率、直肠温度、排汗率、乳酸浓度和相对代谢率等具有相同的 意义。
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第五节 劳动强度分级
表2 评价劳动强度的指标和分级标准
劳动强度等级 很轻
轻
中等
重
很重 极重
耗氧量/(L/min)
～O．5 O.5～1.0 1.0～1.5
二、以能耗量指标分级 不同劳动强度的能耗量与相对代谢率指标对照资料见表8-9。
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第五节 劳动强度分级
三、以劳动强度指数分级 1、体力劳动强度指数计算方法
I=T·M·S·W·10
式中：I——体力劳动强度指数； T——劳动时间率，％； M——8h工作日平均能量代谢率，KJ／min·m2； S——性别系数：男性＝1，女性＝1.3； W——体力劳动方式系数：搬＝1，扛＝0.40， 推/拉=0.05；
RMR 能量代谢量 安静代谢量
基础代谢量
能量代谢量＝RMR基础代谢量+1.2基础代谢量＝RMR 1.2基础代谢量
RMR 能量代谢率 安静代谢率 M R
基础代谢率
B
M B RMR R B RMR 1.2B RMR 1.2 B
五、相对代谢率资料 22
见例8-1
第三节 作业时氧耗动态
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41.9～ 52.3 52.3 ～
150～ 175
175～
38.5～ 39
39～
600～ 800
800～
第六节 体力疲劳及其消除
一、体力疲劳及其分类 1、体力疲劳：劳动者在劳动过程中，出现的劳动机能衰退，作 业能力下降，有时伴有疲倦感等自觉症状的现象。 2、分类 ①根据身体使用部位：局部疲劳和全身疲劳。 ②根据活动时间长短和活动强度的高低：急性疲劳（短时间剧 烈活动后产生的疲劳）和慢性疲劳（长时间中等强度作业后产 生的疲劳）。
2
第三章 体力工作负荷 本章重点
1、能量消耗量的计算 2、动态作业时的氧耗特点 3、体力工作负荷的测定方法
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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。 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。
施力部位可把人体力量分为手部力量、脚（含腿）部力量、 背部力量和颈部力量。
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第六节 体力疲劳及其消除
（二）疲劳特征及测定方法 1、疲劳特征： ①身体的生理状态发生特殊变化。
②进行特定作业时的作业能力下降。 ③疲劳的自我体验。 2、主要测定方法： （1）生化法 （2）工作效绩测定 （3）生理心理测试法 （4）疲劳症状调查法
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第二节 体力工作时的能量消耗
二、安静代谢量 机体为了保持各部位的平衡及某种姿势所消耗的能量。安
静代谢率记为R，R＝1.2B。 安静代谢量= R·S·t＝1.2BSt
R为安静代谢率（kJ/(m2·h)；S为人体表面积（㎡）；t为 持续时间（h）。
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第二节 体力工作时的能量消耗
三、活动代谢量 活动代谢量是指工作中增加的能量代谢。 活动代谢量的大小和劳动强度直接相关，是评价作业负荷
着脚离开人体中心对称线向外偏转的程度有关。脚产生的力的大 小与下肢的位置、姿势和方向有关。
1、一般坐姿时，右脚最大蹬力平均可达2568N，左脚为2362N， 但是脚力控制器的操纵力最好不超过264N。 2、膝部伸展角度在130°～150°或160°～180°之间时，脚蹬 力最大。
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第一节 人体活动力量与耐力
3、一般情况下，右脚脚力大于左脚，且右脚使用力的大小、速 度和准确性都优于左脚；脚步力量，立姿大于坐姿；男性脚力大 于女性脚力。 4、操作频繁的作业应考虑双脚交叉作业。 5、有靠背支持可产生最大力
二、人体活动的耐力 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。
1、坐姿
推力最佳方向：
向前180° 向下120°
拉力最佳方向：
★
向后150° 向上120°
拉力略大于推力，向下的力 略大于向上的力，向内的力略大 于向外的力。
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第一节 人体活动力量与耐力
★
立姿操纵时手的最7 大拉力和推力
第一节 人体活动力量与耐力
（二）脚部力量 脚产生的操纵力一般都是以压力的形式出现，压力的大小随
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第二节 体力工作时的能量消耗
体内能量的产生、转移和消耗叫做能量代谢。能量代谢按机 体所处状态，可以分为三种：基础代谢量、安静代谢量、活动 代谢量。
能量代谢
基础代谢－维持生命所必须的 安静代谢－安静时维持某一自然姿势时 活动代谢－作业时的能量代谢量
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第二节 体力工作时的能量消耗
一、基础代谢量 是人在绝对安静下(平卧状态)维持生命所必须消耗的能量。 1、基础条件
一、动态作业的氧耗 1、氧需：单位时间所需的氧量。 2、氧上限：血液在单位时间内所能供应的最大氧量。 3、氧债：氧需和供氧量之差（如图）
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第三节 作业时氧耗动态
氧需小于氧上限
氧需大于氧上限
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第三节 作业时氧耗动态
二、静态作业的氧耗 静态作业的特征是能量消耗水平不高，但容易发生疲劳。即
使劳动强度很大，氧需也达不到氧上限，通常每分钟不超过1L。
体表面积值查表求出 ➢ 安静时氧的消耗量，一般以基础代谢氧消耗量的1.2
倍来计算
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第四节 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。 二、 体力工作负荷的测定 （一）生理变化测定 主要通过生理变量的变化来测定体力工作负荷。（能量消耗） （二）生化变化测定 经常的测定项目：乳酸和糖原的含量。 （三）主观感觉测定 普遍使用的是15点（6—20点）量表
人清醒而极安静、空腹、室温在20℃左右。 2、代谢率
将单位时间、单位面积的耗能记为代谢率，单位为kJ/(m2·h)。 基础代谢率记为B。
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第二节 体力工作时的能量消耗
我国正常人基础代谢率的平均值 单位： KJ/(m2·h)
年龄/岁 性别
11～15 16～17 18～19 20～30 31～40 41～50 51以上
0.0125x 每分钟肺通气量7.3～8.0L时采用上面两式的平均值。
上式中，M为能量代谢率（kJ／min·m2）；x为单位体表面积每
分钟呼气量，L／min·m2。
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第五节 劳动强度分级
2、以劳动强度指数分级
表1 体力劳动强度分级
体力劳动强度级别
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
体力劳动强度指数
≤15 >15～20 >20～25
第三章 体力工作负荷
伴随着工业的发展，体力劳动者的作业能力及影响因素已 成为人因工程研究的重要内容。明确人的劳动负荷能力，是合 理安排生产、保证效率、保护劳动者健康的需要，也是作业等 级划分的依据。
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第三章 体力工作负荷
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
人体活动力量与耐力 体力工作时的能量消耗★ 作业时的氧耗动态★ 体力工作负荷及其测定 劳动强度 体力疲劳及其消除★
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第六节 体力疲劳及其消除
三、疲劳产生的机理 疲劳的类型不同，发生的机理也不同。对于疲劳现象的解
释在学术界未能达成共识，目前主要有下述几种论点。 1、物质累积理论 2、力源消耗理论 3、中枢系统变化理论 4、生化变化理论 5、局部血流阻断理论
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第六节 体力疲劳及其消除
四、疲劳测定方法 （一）疲劳测定方法应满足的条件 ①测定结果应当是客观的表达。 ②测定的结果应当定量化表示疲劳的程度。 ③测定方法不能导致附加疲劳，或使被测者分神。 ④测定时，不能导致被测者不愉快或造成心理负担或病态感觉。
的关键指标。
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第二节 体力工作时的能量消耗
四、能量代谢量 人体进行作业或运动时所消耗的总能量，叫能量代谢量。 能量代谢量包括基础代谢量，维持体位增加的代谢量和作
业时增加的代谢量三部分。
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第二节 体力工作时的能量消耗
基础代谢量(A)、安静代谢量(B)、能量代谢量(C)的关系
基础代谢量 维持体位所增加的代谢量 作业所增加的代谢量
随着活动持续时间的增加，人体力量出现下降。两者存在一种非 线性的反比关系。
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第二节 体力工作时的能量消耗
体力劳动中的生理表征 (1)呼吸得更快更深，氧耗量增加； (2)心率增加, 伴随着循环能力的增加, 使每分钟的血流量增 加； (3)血压升高； (4)体温增加, 温度的增加加快了新陈代谢的化学反应, 保证 更多的化学能转化为机械能； (5)能量消耗增大，血液中的乳酸增多。
安 静代谢量 能量代谢量
活动代谢量
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第二节 体力工作时的能量消耗
能量代谢量的计算 能量代谢量=M·S·t
M为能量代谢率（kJ/ h·m2 ）；S为人体表面积（m2）；t为测 定时间（h）。
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第二节 体力工作时的能量消耗
四、相对代谢率RMR
为了消除作业者之间的差异因素，常用相对代谢率这一 相对指标衡量劳动强度。相对代谢率记为RMR。