第四章 作业能力与产业疲劳

5)单调的作业易引起心理疲劳，立位时可以适当走动，有助于维持工作能力。
立位作业时应注意以下几 点
1)长期立位作业时，脚下应垫以柔软而有弹性的垫子，不要长时 间站立在石头、水泥地或铁地板上；
2)不宜长久停留在原位，应经常改变体位； 3)站立时应力求避免不自然的体位，以免肌肉做不必要的静力功。 立位工作的缺点是不易进行精确而细致的工作；不易转换操纵； 缺点：肌肉要做更多的功以维持体重，易引起疲劳； 站立时全身负担较重，尤其是下肢，长期站立后易以内器下肢静脉曲 张。
3.设计工具和设备的原则
1）尽量使用钻模、夹具或脚操纵的装 置，将手从所有的夹持工件的工作中解 放出来，做其他更为重要的工作。 2）尽可能将两种或多种工具组合为一 种。 3）应用手指操作时，必须按各手指的 自然能力分配负荷。
4）工具中各种手柄的设计，应尽量增大与手 的接触面，以便于施加较大的力。 5）机器设备上的各种杠杆、手轮和摇把等的 位置，应保证操作者尽量不改变或极少改 变身体位置（粗大费力的操作除外），并 应最大限度地利用机械力。
设计中
统高效率
人为了保证操作者的舒适和不易疲劳，必须保证人 的操作活动处于各人体部位活动舒适姿势的调节范围内 在有关的人机工程学设计标准中，又规定了人体各部位舒适姿势的调节范围， 见表7-1。该表中的身体部位及关节名称可参考相应的适宜图，见图7-3。
图 中 并列的三 个数字分 别表示最 小值、平 均值和最 大值。
• 50岁下降15%，60岁下降20%； • 65岁下降25%。腿部肌力下降比上肢更明显；
•
60岁的人手的力量下降16%，而胳膊和腿的力 量下降高达50%。
此外，人体所处的姿势是影响施力的重要因素， 作业姿势设计时，必须考虑这一要素。
•
人体在不同姿势下的施力 状态： a）为常见的操作姿势， 其对应的施力数值见表7-2， 施力时对应的移动距离见表 7-3； b）为常见的活动姿态，其 对应的施力大小见表7-4，施 力时相应的移动距离已标在 该图中。
身体上部或下部远离心脏， 重力缘故，血液流动往往 变得恶化
必须尽可能避免手的操作点过高的姿势或妨碍 血液循环的姿势，如蹲下的姿势或把头低下的前 屈姿势。
(3）同手、上肢、下肢、上半身等的运动关系 不用手的作业几乎是没有的，但在手指作业的场合需要采 取使手指自由运动的姿势。另外，在挥动铁锹或铲的时候， 需要整个上肢的运动。同样地，在搬运工作中，下肢的运动 成了中心。
二、 动作经济与效率法则
又称
动作经济原则
动作经济 与效率法则
是一 种为
保证动作经济 而又有效经验性法则
动作经济原则是吉尔雷斯首先提出的。许多学者又在他研究的基础上，改进、 发展了这些原则，其中最有成效的首推巴恩斯。他将动作经济原则归纳总结为三大 类共22条。这些原则是以人的生理、心理特点为基础，以减轻人在操作过程中的疲 劳为目的而建立的。这些原则不仅适用于工厂车间，而且适用于办公地点。
1.利用人体的原则
1）双手应同时开始，并同时完成动作。
2）除休息时间外，双手不应同时闲着。 3）双臂的动作应对称，方向相反，并同时进行。 4）双手和身体的动作应利用最低等级，以减少不必 要的体力消耗。
5）应利用力矩协助操作。一旦必须用力克服力矩时， 则应将其降低至最低限度。
6）在动作过程中，使用流畅而连续的曲线运动， 比用方向突然发生急剧变化的直线运动为佳。 7）抛物线运动比受约束或受控制的运动更快、更 容易、更精确。 8）动作既要从容、自然、有节奏和有规律，又要 避免单调，以免产生“餍足”的心理状态。 9）作业时眼睛的活动应该处于舒适的视觉范围内， 避免经常改变视距
图７ 姿势与肢体活动程度
作业姿势的设计原则
工作时体位正确可减少静态疲劳，有利于身体健康和工作质量并提高劳动生产率。
一、 作业姿势的选择
1.确定作业姿势的因素： 工作空间大小 与照明条件 体力负荷大小 及用力方向 操作时起、 坐的频率 工作台面的高度 合适的容膝空间
工作场所各物（包括仪器、工 具、加工、物件等的安放位置
强壮女人
27
强壮男人
42
瘦弱男人
19
瘦弱女人
12
B
C D
134
67 40
87
43 25
57
23 11
37
14 7
四、人体不同姿势的能 耗
100%
103～105％ 图５
108～110％
130～140％
150～160％
不同姿势的相对氧耗量
作业方法和作业姿势不同时，人的能量消耗也不同。图中表示几种不 同姿势的相对氧耗量。由图可知： 以仰卧式所需氧耗量为100%， 弯腰姿势氧耗量达到150%～160%，其氧耗量最大。
采取最为合理 最少疲劳 高效的姿势 因而就有必要了解 姿势和人体机能的关系
作业姿 势的要点
(1)同视觉的关系 降低眼睛 眼睛过高 蹲下的姿势、前屈的姿势、侧屈的姿势 形成足尖踮起的姿势
保持或反复做这样的姿势，是引起过早疲劳和降 低能力的原因。
（2）同循环的关系
伸长手抓电车拉手
长时间站着
手指发麻
脚出现浮肿
三、动作重构原则
研究的目的 寻求省力
动作经济与效 益法则
省时的操作方法
以提高作业效率 列出操作的全部动作 找出必不可省的动作
动作设计时
依据取消、合并、重排和简化的原则 按人的动作姿势的特性对作业操作动作进行重构
取消
1）取消所有可能取消的作业、步骤和动作（包括身体、足、手 或眼的动作）。
2）取消工作中的不规律性，使动作成为自发性的，并将各种物 品固定放置在操作者前面临近处。
作业能力 与产业疲劳
主 要 内 容
• • • •
一、作业姿势与人体机能 二、作业姿势的设计原则 三、作业姿势的设计要点 四、作业姿势设计的辅助手 段
感觉和知觉
人的感觉和知觉是有区别的。 一、概述 1. 感觉
定义 分类 感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反映。
人的视觉、触觉、嗅觉、味觉。。 本体觉：平衡觉、运动觉 内部器官的舒适、疼痛、饥饿等
操作姿态 活动姿态
图4 人在不同姿势下的施力 状态
表１
距离
a
人体发力时所移动的距离
强壮女人
62
强壮男人
64
瘦弱男人
58
瘦弱女人
57
b
c d e f
94
36 122 151 65
90
33 113 141 61
83
30 104 131 57
81
28 95 119 53
表２
施力
A
人体在各种状态时的力量
感觉和知觉的关系和区别
• 客观事物是首先被感觉，然后才能进一步被 知觉； • 感觉的性质较多取决于刺激物的性质，而知 觉受人的知识、经验、需要、动机、兴趣等 因素直接影响。
作业姿势与人体机能
动作姿态是联系人机两方面的纽带，是人-机 界面中最实质性的因素。只有对人的动作姿态特性 有所了解，才能谈得上处理好系统中的人机关系。 一、 作业姿势与人体机能的关系
应尽量避免一些不良体位，如静止不动的立位（特别是妇女）； 或反复弯腰（弯度超过了150）；弯腰并伴有躯干扭曲或半坐位； 经常或反复让一侧下肢承担体重；长期的两手前伸.
2. 立姿作业与坐姿作业的分析
（1）立姿操作 在下列情况下应采用立位操作：
1）须经常改变体位的操作，因为站着比频繁起坐动作消耗能量少； 2）常用的控制器分布在较大的区域，需要手足有较大幅度活动者； 3）在没有容膝空间的机器旁工作，坐着还不如站立舒服; 4）需要用力较大的作业，在站立时易于用力；
3）取消以手为持物工具的动作。
4）取消不方便或不正常的动作。 5）取消必须使用肌力才能维持的姿势。
6）取消必须使用肌力的工作，而以运输工具取代之。
7）取消危险的工作。 8）取消所有不必要的闲置时间。
合并
1）把必须突然改变方向的各种小动作， 结合成一个连续的曲线动作。 2）合并各种工具，使它们成为多用途的 工具。 3）合并可能的作业。 4）合并可能同时进行的动作。
⊿I
它与最初之比是一个常数,有：
I
=K
称为 韦伯定律
3. 适应 在刺激不变的情况下，感觉会逐渐减少以至消失，这种现象称为“适应”。 4. 相互作用 在一定条件下，各种感觉器官对其适宜刺激的感受能力都将受到其他刺激的 影响而降低，由此使感受性发生变化的现象称为感觉的相互作用。 5 . 对比 同一感受器官接受两种完全不同,但属同一类的刺激物的作用，而使感受 发生变化的现象称为对比。 6. 余觉 刺激取消以后，感觉可以存在一极短时间，这种现象叫“余觉”。
2.布置工作地点的 原则
1）应给以固定的工作地点，提供全部工具和材料。
2）工具和材料应放在固定地点，以减少寻找所造 成的人力和时间的浪费。
3）工具、物料和操纵装置应放在操作者的最大工 作范围内，并尽可能靠近操作者，但应避免放在操作 者的正前方。应使操作者手的移动距离越小和移动次 数越少越好.
4）应利用重力进给、料箱和容器传送物料，并尽 可能送到靠近使用的地方。
（2）坐姿操作 在下列作用中宜采 用坐姿操作：
1）持续时间较长的工作应尽可能采取坐姿操作，以免疲劳； 2）精确而细致的操作应采取坐姿，因在坐姿状态下，可完成较精 确的操作； 3） 需要手足并用的作业。 缺点：作业过程中不易改变体位，施力受到限制，工作范围有局限 性，长期久坐作业易引起脊柱弯曲等职业损伤。
三、知觉的基本特征
1、整体性 在知觉时，把有许多部分或多种属性组成的对象看作具有一定结构的统一整体， 这一特性称为知觉的整体性。 2、选择性
在知觉时，把某些对象从某背景中有限地区分出来，并予以清晰反映的特征， 称为知觉选择性。
3. 理解性 在知觉时， 用已获得的知识经验来理解当前的知觉对象的特征，称为 知觉的理解性。 4、恒常性 知觉的条件在一定范围内发生变化，而知觉的印象却保持相对不变的特性， 称之为知觉的恒常性。 5、错觉 错觉是对外界事物不正确的知觉。
身体的重心位置
作业姿势
保持平衡稳定的姿势
不能忽视重心问题
图中所示为考虑作业姿势时的中心
图1 立位工作姿势 的条件
二、人的肢体活动范围
人体动态测量数据 设计合理的操作 姿势提供依据
人在活动状态下测取的人肢体的各种活动范围 人体各部分活 动范围的测量
为保证系
以人体躯干不 活动为原则 操纵器都处在身体 躯干不活动时手足 所能及的范围内
运动的 中心
手指作业的场合：肘关节是它的中心 上肢运动： 肩关节是它的中心 下肢运动时： 股关节、膝关节是它们的中心 在上半身运动时：股关节成为它的中心
对于作业点的位置即作业姿势的决定方面，考虑它们 的中心点高度和运动部分的可动范围是极为重要的。
（4）同身体重心的关 系
用两手持重物上举时，上半身自然地会向后倾，这是因为重物 使人重心位置前移，人为防止身体的平衡遭到破坏而做出的适应。 在推车或拉车的场合下，身体的倾斜程度与车子的重量成正比。
不同的作业对 象，其操作姿势 是完全不同的， 当然操作者的能 耗也就不同，图 中表示各种作业 姿态相对应的能 耗，可见人从坐 姿操作到搬运重 物： 其能耗范围为1.6 ～16.2 kcal/min
图６ 各种作业姿态相对应的能耗 （kcal/min）
不同的姿势，人体肌肉活动程度的差异很大。图中是使用肌电仪调 查了不用椅子时各种坐姿的肢体活动程度的情况，表中各数值是以立正 姿势为100计算。显然，活动度增加，人体能耗也相应增大。
图2
肢体活动范围
图3
Hale Waihona Puke Baidu
人体各部位活动范围示 意图
三、人体的不同姿势的施力
• 肌力的大小因人而异，男性的力量比女 性平均大30%～35%。年龄是影响肌力的显著 因素。 • 男性的力量在20岁之前是不断增长的； • 20岁左右达到顶峰，这种最佳状态大约 可以保持10～15年，随后开始下降； • 40岁时下降5%～10%；
2. 知觉
定义
知觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状态整体的反映。
二、感觉的基本特征
1.适宜刺激 人体的各种感觉器官都有各自的最敏感的刺激形式，这种刺激形式称为 相应感觉器官的适宜刺激。
2. 感觉阈限
刚刚能引起感觉的最小刺激量，称为感觉阈下限 能产生正常感觉的最大刺激量，称为感觉阈上限； 能被感觉器官所感受的刺激强度范围，称为绝对感觉阈值。 人体的主要感觉阈值如下表所示:
5）工具和材料应按最佳动作顺序排列布置。 6）应尽量利用下滑运动传送物料，以避免操作者 用手处理已完工的工作。 7）应提供充足的照明。提供与工作台高度相适应 并能保持良好姿势的座椅。工作台与座椅的高度 应使操作者可以变换操作姿势，可以坐、立交替， 舒适感较好。 8）工作地点的环境色应与工作对象颜色有一定的 对比，以减少眼睛的疲劳。