第八章体力工作负荷

第八章体力工作负荷

罗紫洋黄炜恒尹金成本章内容人体活动力量与耐力体力工作负荷及其测定体力工作时的能量消耗作业时氧耗动态劳动强度分级体力疲劳及其消除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。

本节将着重介绍人体活动的力量特征和耐力特征。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。人的操作是由手和脚来完成。因此，手部力量和脚部力量在所有各类力量中起着重要的作用。（1）握力。握力是一种重要的手部力量，握力的大小在很大程度上反映手的用力能力。下表是通过一组实验所得到的男女握力平均值数据（一）手

部

力

量

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（图8-1坐姿工作时不同角度得比例测定）2）立姿手操纵力（图8-2立姿操纵时手的拉力和推力）3）卧姿手操纵力（图8-3卧姿时不同肘角伸臂的臂力测定）4）常见手部操作动作及其力量极限（图8-4为常见手部操作动作及其力量极限推荐值）图8-1坐姿工作时不同角度的臂力测定图8-2立姿操纵时手的拉力和推力图8-3卧姿时不同肘角伸臂的臂力测定图8-4常见手部操作动作及其力量极限推荐值（二）

脚

部

力

量

脚产生的力的大小与下肢的位置、姿势和方向有关。一般坐姿时，右脚最大蹬力平均可达2568N,左脚为2362N；膝部伸展角度在1300～1500或1600～1800之间时，脚蹬力最大。一般来说，右脚脚力大于左脚；男性脚力大于女性脚力。脚力控制器的操纵力最大不应超过264N。否则易疲劳。右脚使用力的大小、速度和准确性都优于左脚。操作频繁的作业应考虑双脚交叉作业。二、人体活动的耐力

一般把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。研究表明，随着活动持续时间的增加，人体力量出现下降。人体力量与持续时间之间存在一种非线性的反比关系，如右图所示。第二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。工作量越大，人体承受的体力工作负荷强度越大。人体的工作能力是有一定限度的。

对操作者承受负荷的状况进行准确评定，既能保证工作量，又能防止操作者在最佳工作负荷水平外超负荷工作，是人机系统设计的一项重要任务。

二、体力工作负荷的测定

（一）生理变化测定

生理变化测定主要通过吸氧量、肺通气量、心率、血压和肌电图等生理变量的变化来测定体力工作负荷。生理变化的测定也可以使用某些派生的吸氧量和心率指标。在体力工作负荷变化时，心肺功能是最容易引起变化的生理变量。大量的研究表明，吸氧量、肺通气量、心率及血压随着工作负荷水平的增加而增加。一般来说，体力负荷越大，人体在活动中氧债越大，心率恢复到活动前水平所需的时间越长。可运用上述生理指标和生化指标的变化测定人体工作负荷水平，体力工作负荷可以从生理变化、生化变化、主观感觉等三个方面进行测定。（二）生化变化测定

经常的测定项目：乳酸和糖原的含量。体力负荷对人体尿蛋白含量有明显的影响，即所谓的“运动性尿蛋白”现象。（三）主观感觉测定

主观感觉测定是通过如图8-6所示的自认劳累分级量表进行评价。经过多次修改，目前普遍使用的是15点（6—20点）量表，该量表的特征是要求操作者根据工作中的主观体验对承受的负荷程度进行评判。第三节体力工作时的能量消耗一、基础代谢量基础代谢量，是人在绝对安静下(平卧状态)维持生命所必须消耗的能量。人体能量代谢速率，随人所处的条件不同而不同。为了进行比较，生理学上规定了人处的一定的条件叫基础条件，即人清醒而极安静（卧床）、空腹（食后10h以上）、室温在20℃左右在基础条件下的能量代谢叫做基础代谢，用单位时间消耗的能量表示。为了表示方便，将单位时间、单位面积的耗能记为代谢率，他的单位是KJ/(㎡・h)。基础代谢率的符号记为B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、能量代谢量。表8-4我国正常人基础代谢率的平均值单位：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实际测定结果表明，基础代谢率随着年龄、性别等生理条件不同而有差异。通常，男性的基础代谢率高于同龄的女性。幼年比成年高，年龄越大，代谢率越低。年龄/

岁性别正常人的基础代谢率比较稳定，一般不超过正常平均值的15%。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

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)=BSt

二、安静代谢量安静代谢量是指机体为了保持各部位的平衡及某种姿势所消耗的能量。安静代谢量包括基础代谢量和为维持体位平衡及某种姿势所增加的代谢量两部分。通常以基础代谢量的20％作为维持体位平衡及某种姿势所增加的代谢量，因此，安静代谢量应为基础代谢量的120％。安静代谢率记为R，R＝1.2B。安静代谢量=RSt＝1.2BSt式中，为安静代谢率（kJ/(m2·h)；为人体表面积（㎡）；为持续时间（h）。三、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。也可以表示为安静代谢量与作业时增加的代谢量之和。能量代谢率记为M。能量代谢量=MSt式中，M为量代谢率（kJ/hm2）；为人体表面积（m2）；为测定时间（h）。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。五、相对代谢率资料计算能量代谢量时，首先必须准备必要的相对代谢率资料，专家们已经积累了大量的系统的相对代谢率数据。可以对研究的某项