第3章 人体运动系统

骨与关节运动
骨与关节运动
骨的主要功能有以下几方面： ⑴ 骨与骨通过关节连接成骨骼，构成人体支架，支撑人体的软组织（如肌肉、内部器官）， 与肌肉共同维持人体的外形； ⑵ 骨构成体腔的壁，如颅腔、胸腔、腹腔与盆腔等，以保护其内脏器官，并协助内脏器官活 动； ⑶ 骨的肌肉收缩，牵动骨且绕关节运动，使人体形成各种活动姿势和操作动作，骨成了人体 运动的杠杆。
第3章 人体运动系统
HUMAN MOTOR SYSTEM
01 肌肉生理特征
CONTENTS
02 骨与关节运动
目
录
03
人体运动
04
人体操作动作分析
01
肌肉生理特征 Physiological Characteristics Of Muscles
肌肉生理特征
人的运动系统由肌肉、骨骼和关节三部分组成，它们各自发挥着不同的作用：骨是运动的 杠杆，关节是运动的枢纽，肌肉是运动的动力。三者在神经系统的支配和调节下协调一致，共 同准确地完成各种动作。
作业台面倾斜度对静态施力影 响也较大。采用倾斜的作业台面能 改善作业身体姿势，颈部弯曲变少， 从而能减轻工作疲劳和不适。研究 表明，坐姿时头的前倾角度17°～ 29°，立姿时8°～22°是较舒适的 范围。在操控键或物件的放置定位 时，要把使用频率较高的安放在距 身体较近的位置，越大越离身体近， 以减少静态施力，如图所示。
② 静态施力的生理影响 在静态作业的情况下，人体会产生一些
相应的生理变化，与动态施力相比较，静态 施力会造成能量消耗加大、肌肉酸痛、心率 加快和恢复期延长等生理现象。造成这些现 象的主要原因是供氧不足，糖的代谢无法释 放足够的能量以合成高能的磷酸化合物；其 次是肌肉内累积了大量的乳酸，需要更多的 氧气进行氧化。据研究发现，学生手提书包 比背书包要多消耗一倍多的能量，这主要是
肌肉生理特征
肌肉生理特征
减少静态施力的设计要点概括如下： A、避免弯腰或其他不自然的身体姿势，身体和头向两侧静态施力危害会更大； B、避免抬手过高造成降低操作精度和影响人发挥技能的姿势； C、坐着比站着工作好，工作椅应使操作者易改变坐、站姿势； D、双手操作应相反或对称，有益于神经控制； E、当手不得不在较高位置时应使用支撑物。
3.2.2骨杠杆 肌肉收缩是运动的基础，但单凭肌肉
的收缩并不能产生运动，必须借助骨杠杆 的作用，方能产生运动。人的骨杠杆原理 和机械杠杆完全一样。在骨杠杆中，关节 是支点，肌肉是动力源，肌肉与骨的附着 点称之为力点，而作用于骨上的阻力（如 自重、操作力等）的作用点称为重点（阻 力点）。 人体活动主要有三种骨杠杆wk.baidu.com式： ①平衡杠杆———支点位于重点与力点之
人体所有的功能活动（如学习、工作、休闲）都离不开运动系统的参与，这个系统由骨、 关节和肌肉三种器官组成，其占据人体自身重量的60%。
3.1肌肉生理特征 3.1.1肌肉分类及其运动特征
人体的肌肉依据其形状构造、 分布和功能特点可分为三种类型。 第一类是骨骼肌，通过肌腱与骨骼 相连。骨骼肌的收缩性较强，其运 动受神经系统支配，人体运动主要 与骨骼肌有关，但用力不能持久。 还有平滑肌、心肌另外两种。人体 工程学研究的主要是骨骼肌，人体 骨骼肌共有四百多块，约占成年男
肌肉生理特征
肌肉生理特征 3.1.2肌肉施力 ① 肌肉施力分类
无论是人体自身的平衡稳定或人体的运动，都离不开肌肉的机能。肌肉的机能是收缩和产 生肌力，肌力可以作用于骨，通过人体结构再作用于其他物体上，称为肌肉施力。肌肉施力有 两种方式：一种是动态肌肉施力，就是肌肉运动时收缩和舒张交替进行；另一种是静态肌肉施 力，它是肌肉保持收缩状态的运动方式。 这两种施力方式对人体血液循环的影响各不相同，动态施力时，其作业可以持续较长时间而不 会疲劳。而静态施力时，收缩的肌肉压迫血管，阻止血液进入肌肉，由于缺乏物质能量、代谢 物不能正常排出而引起肌肉疲劳。
肌肉生理特征 ④ 减少静态施力的常见设计方法
不管人体采用哪种工作姿势，静态施力在很大程度上是无法避免的，但我们可以通过合 理的设计手段来减少静态施力。最常用的就是要避免“不自然”的身体姿势。如传统老式键盘 在使用中要求人手腕部采取“扭曲”的姿势，用不了多长时间就会感觉手臂麻木，长期使用者 患腱鞘炎疾病的概率非常高，如图所示。新式分体键盘在中间一分为二，每部分的键位都倾斜 一定角度，以保持手腕部的顺直自然。因为这样的设计减少了静态肌力的产生，所以长时间使 用也不容易感到疲劳，如图所示，如新式的工业遥控器采用背带式的携带方式、操纵杆的倾斜 布局，这些都是减少静态施力的成功设计，如图所示。
肌肉生理特征
肌肉生理特征
③ 静态施力极限 根据研究，静态施力时，肌肉供血受阻的大小与肌肉产生的力成正比。当用力大小达到最
大肌力的60%时，血液输送几乎完全中断。在用力是最大肌力的15%～20%时，血液循环保持正 常，在这样的情况下，即使是静态肌力，也可以维持一段时间；在用力是最大肌力的50%时， 肌肉收缩的时间最长只能维持一分钟。因此，在设计作业动作时，应该尽量减少静态肌力的产 生，且肌肉施力应小于该肌肉最大肌力的15%。 研究发现不同人群肌力大小有较大区别：女性各种肌力均小于男性。其中左、右手握力及臂提 举力、肩提举力、腰拉力女性占男性比例分别为50. 6%、54. 0%、49. 60%、54. 8%、46. 40%。 年龄区别上，各种肌力以40岁组较高。职业区别上，男性工人、学生肌力略高于行政人员，而 女性工人高于学生。
肌肉生理特征
立姿作业的台面高度应该低于人立姿肘部高度的5～10厘米，人肘部高度约为其身高的 63%；坐姿作业台面高度应该和人坐姿时的肘部高度持平。但不管你是坐姿还是站姿，如果你 从事的是精密操作，如珠宝加工、手工绘图等工种，作业台面都应该高于肘部，以保证作业者 无需向前弯下腰或脖子就能看清楚，如图所示。
02
骨与关节运动 Bone And Joint Movement Bed furniture
3.2骨与关节运动 人体在神经系统的支配下， 通过肌肉、关节和骨骼的协 调配合，能进行不同难度的 运动，如跑步、打太极和跳 舞等。 3.2.1骨的功能
骨是体内坚硬而有生命 力的器官。人体共有206块骨， 可分为躯干骨、上肢骨、下 肢骨和颅骨四部分，其占人