自然科学体力工作负荷PPT学习教案

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1、会计学1人体活动的最基本特征有三个：力量、耐力和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。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本节将着重介绍人体活动的力量特征和耐力特征。征。第1页/共70页人能够发挥出力的大小，决定于人体的姿势、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。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。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，手部力量人的操作是由手和脚来完成。因此，手部力量和脚

2、部力量在所有各类力量中起着重要的作用。和脚部力量在所有各类力量中起着重要的作用。第2页/共70页1.1.手部力量手部力量1 1）握力：握力的大小在很大程度上反映手的用）握力：握力的大小在很大程度上反映手的用力能力。握力大小因年龄、性别等因素的变化而有很力能力。握力大小因年龄、性别等因素的变化而有很大的差异。表大的差异。表3-13-1是根据对一组被试的测定所得到的是根据对一组被试的测定所得到的实验结果。实验结果。从表从表3-13-1可以看出，人体力量与人的年龄、性别可以看出，人体力量与人的年龄、性别有关，年龄和性别对力量有很大的影响。有关，年龄和性别对力量有很大的影响。第3页/共70页年龄年龄/

3、 /岁岁男性男性女性女性人数人数左手左手/N/N右手右手/N/N人数人数左手左手/N/N右手右手/N/N4 45 55 56 66 67 77 78 88 89 99 91010101011111111121212121313131314141414151515151616161617171717181820202424252529293030一一343435353939404044444545494950505454555559596060以上以上1010424213313312812821721714814812512512412415115124324318418418618616316

4、39898149149122122929264645252616122223737262619.619.634.334.344.144.157.8257.8281.3481.3491.1491.14115.64115.64127.4127.4178.36178.36200.9200.9239.12239.12276.36276.36303.8303.8308.7308.7392392392.98392.98393.96393.96378.28378.28371.42371.42375.34375.34347.9347.9344.96344.96305.76305.7628.4228.4238.

5、2238.2255.8655.8669.5869.5896.0496.04104.86104.86125.44125.44142.1142.1194.04194.04219.52219.52254.8254.8298.9298.9321.44321.44335.16335.1643.543.5425.32425.32421.4421.4398.86398.86397.88397.88403.76403.76370.44370.44364.56364.56315.56315.566 6282812012012l12l2232231221221481481011011441441531531001

6、009797494988883030313117171616282821218 8232315.6815.6820.5820.5827.4427.4440.1840.1852.9252.9262.7262.7280.3680.3695.0695.06144.06144.06167.58167.58198.94198.94209.72209.72209.72209.72231.28231.28237.16237.16254.8254.8242.06242.06236.18236.18231.28231.28237.16237.16220.5220.5195.02195.0219.619.628.

7、4228.4236.2636.2650.9650.9665.6665.6675.4675.4695.0695.06113.68113.68160.72160.72186.2186.2221.48221.48230.3230.3229.32229.32248.92248.92251.86251.86267.54267.54249.9249.9246.96246.96245.98245.98247.94247.94237.16237.16198.94198.94表表3-13-1男女握力平均值男女握力平均值第4页/共70页2 2）手的操纵力）手的操纵力。手的操纵力与人的。手的操纵力与人的作业姿势、用

8、力方向作业姿势、用力方向等因素有关。等因素有关。坐姿手操纵力：坐姿手操纵力：图图3-13-1坐姿工作时不同角度的臂力测定坐姿工作时不同角度的臂力测定第5页/共70页立姿手操纵力：立姿手操纵力：图图3-23-2立姿操纵时手的拉力和推力立姿操纵时手的拉力和推力第6页/共70页卧姿手操纵力：卧姿手操纵力：表表3-33-3卧姿不同肘角时手的最大臂力卧姿不同肘角时手的最大臂力第7页/共70页常见手部操作动作及其力量极限：常见手部操作动作及其力量极限：图图3-43-4常见手部操作动作及其力量极限推荐值常见手部操作动作及其力量极限推荐值第8页/共70页2.2.脚部力量脚部力量脚产生的力的大小与下肢的位置、姿

9、势和方向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有关。一般坐姿时，右脚最大蹬力平均可达2568N,2568N,左脚为左脚为2362N2362N；膝部伸展角度在；膝部伸展角度在1300130015001500或或1600160018001800之间时，脚蹬力最大。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女性脚力。脚力控制器的操纵力最大不应超过264N264N。否则易疲劳。右脚使用力的大小、速度和准确性。否则易疲劳。右脚使用力的大小、速度和准确性都优于左脚。都优

10、于左脚。操作频繁的作业应考虑双脚交叉作业。操作频繁的作业应考虑双脚交叉作业。第9页/共70页一般把人体能够在较长时间内保持特定工作水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。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，如图性的反比关系，如图3-53-5所示。所示。第10页/共70页一、体力工作负荷的定义一、体力工作负荷的定义第11页/共70页二、体力工作负荷的测定二、体力工作负荷的测定1.1.生理变化测定生理变化测定生理

11、变化测定主要通过吸氧量、肺通气量、心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。和心率指标。第12页/共70页经常的测定项目：乳酸和糖原的含量。体力负经常的测定项目：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，即所谓的荷对人体尿蛋白含量有明显的影响，即所谓的“运动运动性尿蛋白性尿蛋白”现象。现象。第13页/共70页3.3.主观感觉测定主观感觉测定图图3-63-6自认劳累分级量表自认劳累分级量表

12、主观感觉测定是通过如图主观感觉测定是通过如图3-63-6所示的自认劳累分所示的自认劳累分级量表进行评价。经过多次修改，目前普遍使用的是级量表进行评价。经过多次修改，目前普遍使用的是1515点（点（6 62020点）量表，该量表的特征是要求操作者点）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。根据工作中的主观体验对承受的负荷程度进行评判。第14页/共70页一、基础代谢量一、基础代谢量基础代谢量，是人在绝对安静下基础代谢量，是人在绝对安静下( (平卧状态平卧状态) )维维持生命所必须消耗的能量。持生命所必须消耗的能量。第15页/共70页正常人的基础代谢率比较稳定，一

13、般不超过正正常人的基础代谢率比较稳定，一般不超过正常平均值的常平均值的15%15%。我国人体表面积的公式为：。我国人体表面积的公式为：体表面积体表面积(m(m2 2)=0.0061)=0.0061身高身高(cm)+0.0128(cm)+0.0128体体重重(kg)-0.1529(8-1)(kg)-0.1529(8-1)基础代谢量基础代谢量= =基础代谢率平均值基础代谢率平均值(B)(B)人体表面人体表面积积(S)(S)持续时间持续时间(t)=BSt(8-2)(t)=BSt(8-2)第16页/共70页二、安静代谢量二、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安静代谢量是指机体为了保持各

14、部位的平衡及某种姿势所消耗的能量。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。通常以基础代及某种姿势所增加的代谢量两部分。通常以基础代谢量的谢量的2020作为维持体位平衡及某种姿势所增加的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代谢量，因此，安静代谢量应为基础代谢量的120120。安静代谢率记为。安静代谢率记为R R，R R1.2B1.2B。安静代谢量安静代谢量=RSt=RSt1.2BSt(8-3)1.2BSt(8-3)式中，为安静代谢率（式中，为安静代谢率（kJ/(mk

15、J/(m2 2h)h)；为人体表面；为人体表面积（）；为持续时间（积（）；为持续时间（h h）。）。第17页/共70页三、能量代谢量三、能量代谢量人体进行作业或运动时所消耗的总能量，叫能人体进行作业或运动时所消耗的总能量，叫能量代谢量。量代谢量。能量代谢量包括基础代谢量，维持体位增加的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。能量代谢率记为谢率记为M M。能量代谢量能量代谢量=MSt(8-4)=MSt(8-4)式中，式中，M M

16、为量代谢率（为量代谢率（kJ/hmkJ/hm2 2）；为人体表面）；为人体表面积（积（m m2 2）；为测定时间（）；为测定时间（h h）。）。第18页/共70页四、相对代谢率四、相对代谢率RMRRMR为了消除作业者之间的差异因素，常用相对代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。相对代谢率记为谢率这一相对指标衡量劳动强度。相对代谢率记为RMRRMR。第19页/共70页五、相对代谢率资料五、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资料，专家们已经积累了大量的系统

17、的相对代谢率数据。可以对研究的某项具体作业，观察分代谢率数据。可以对研究的某项具体作业，观察分析作业者的动作、负荷和疲劳等方面的特征，然后析作业者的动作、负荷和疲劳等方面的特征，然后与现有的资料加以对照比较，即可以判断确定该项与现有的资料加以对照比较，即可以判断确定该项作业的值。有关判定生产作业活动的资料见表作业的值。有关判定生产作业活动的资料见表3-53-5。日常作业活动的值参考资料见表日常作业活动的值参考资料见表3-63-6。第20页/共70页动作动作部位部位动作细分动作细分RMR被检查者感觉被检查者感觉调查者观察调查者观察工作举例工作举例手指手指动作动作非意识的机械性非意识的机械性动作动

18、作00.5手腕感到疲劳，但习惯手腕感到疲劳，但习惯后不感到疲劳后不感到疲劳完全看不出疲劳感完全看不出疲劳感拍电报为拍电报为0.3记录为为记录为为0.5有意识的动作有意识的动作0.51工作时间长后有疲劳感工作时间长后有疲劳感看不出有疲劳感看不出有疲劳感拨电话号码为拨电话号码为0.7盖章为盖章为0.9手指手指动作动作手指动作连带到手指动作连带到小臂小臂1.02.0认为工作很轻不太疲认为工作很轻不太疲劳劳看不出有疲劳感看不出有疲劳感电脑操作为电脑操作为1.3电钻电钻(静作业静作业)为为1.8手指动作连带大手指动作连带大臂臂2.03.0常想休息常想休息有明显工作感，是较小的有明显工作感，是较小的体力劳

19、动体力劳动抹光混凝土为抹光混凝土为2.0上肢上肢动作动作一般动作方式一般动作方式3.04.0开始不习惯时劳累习惯开始不习惯时劳累习惯后不太困难后不太困难摆动虽大些，但用力不大摆动虽大些，但用力不大轻筛为轻筛为3.0电焊为电焊为3.0稍用力动作方式稍用力动作方式4.05.5局部疲劳，不能长时间局部疲劳，不能长时间连续动作连续动作使用整个上肢，用力明显使用整个上肢，用力明显装汽车轮胎为装汽车轮胎为4.5粗锯木料为粗锯木料为5.0全身全身动作动作一般动作方式一般动作方式5.56.5要求工作要求工作3040min后休后休息息作业者呼吸急促作业者呼吸急促拉锯为拉锯为5.8和泥为和泥为6.0动作较大，用力

20、动作较大，用力均匀均匀6.58.0连续工作连续工作20min感到胸中感到胸中难受，但再干轻的工作难受，但再干轻的工作能继续做能继续做作业者呼吸急促。脸变色，作业者呼吸急促。脸变色，出汗出汗锯硬木为锯硬木为7.5短时间内集中全短时间内集中全身力量身力量8.09.5工作工作56min后，什么工后，什么工作也不能做了作也不能做了作业者呼吸急促、流汗、作业者呼吸急促、流汗、脸色难看、不爱说话脸色难看、不爱说话用尖镐劳动为用尖镐劳动为8.5推推200kg三轮车为三轮车为9.5繁重作业繁重作业10.012.0工作不能持续工作不能持续5min以上以上急喘、脸变色、流汗急喘、脸变色、流汗用全力推车为用全力推车

21、为10.0挖坑为挖坑为12.4极繁重作业极繁重作业12.0以上以上用全力只能忍耐用全力只能忍耐lmin，实在没有力气了实在没有力气了屏住呼吸作业，急喘，有屏住呼吸作业，急喘，有明显的疲劳感明显的疲劳感推倒物料为推倒物料为17.0表表3-53-5生产作业活动的资料生产作业活动的资料第21页/共70页作业或活动内容作业或活动内容RMR值值作业或活动内容作业或活动内容RMR值值睡眠睡眠安静坐姿安静坐姿坐姿：灯泡钨丝的组装坐姿：灯泡钨丝的组装念、写、读、听念、写、读、听拍电报拍电报电话交换台的交换员电话交换台的交换员打字打字谈话：坐着谈话：坐着(有活动时有活动时0.4)站着站着(腿或身体弯曲时腿或身体

22、弯曲时0.5)打电话打电话(站站)用饭、休息用饭、休息洗脸、穿衣、脱衣洗脸、穿衣、脱衣乘小汽车乘小汽车乘汽、电车乘汽、电车(坐坐)乘汽、电车乘汽、电车(站站)、扫地、洗、扫地、洗手手使用计算器使用计算器洗澡洗澡邮局盖戳邮局盖戳使用缝纫机使用缝纫机在桌上移物在桌上移物用洗衣机用洗衣机基础代谢量的基础代谢量的80 90 00.10.20.30.41.40.20.30.40.40.50.50.61.02.20.60.70.91.01.01.21.2使用计算机使用计算机步行选购步行选购准备、做饭及收拾准备、做饭及收拾邮局小包检验工作邮局小包检验工作骑车骑车(平地平地180m/min)做广播体操做广播体

23、操擦地擦地整理被褥整理被褥下楼下楼(50m/min)上楼上楼(45m/min)慢步慢步(40m/min)(50m/min)散步散步(60m/min)(70m/min)步行步行(80m/min)(90m/min)(100m/min)(120m/min)跑步跑步(150m/min)马拉松马拉松万米跑比赛万米跑比赛1.31.61.62.42.93,03.54.35.32.66.51.31.51.82.12.73.34.27.08.08.514.516.7表表3-63-6日常作业的资料日常作业的资料第22页/共70页能量产生和消耗可以从人体消耗的氧量上反应能量产生和消耗可以从人体消耗的氧量上反应出来。

24、作业时人体所需的氧量取决于劳动强度大小，出来。作业时人体所需的氧量取决于劳动强度大小，劳动强度越大，需要氧量也越多。因此，以体力为主劳动强度越大，需要氧量也越多。因此，以体力为主的作业，可以利用人在作业中的耗氧量计算作业时耗的作业，可以利用人在作业中的耗氧量计算作业时耗能量。能量。第23页/共70页一、氧债及其补偿一、氧债及其补偿氧需：单位时间所需的氧量（氧需能否得到满氧需：单位时间所需的氧量（氧需能否得到满足主要取决于循环系统和呼吸系统的功能）。足主要取决于循环系统和呼吸系统的功能）。氧上限：血液在单位时间内所能供应的最大氧氧上限：血液在单位时间内所能供应的最大氧量（成年人的氧上限一般不超过

25、量（成年人的氧上限一般不超过3L/min3L/min，有锻炼者可，有锻炼者可达到达到4L/min4L/min）。）。第24页/共70页氧债：氧需和供氧量之差（如图）。氧债：氧需和供氧量之差（如图）。b)b)氧需超过氧上限氧需超过氧上限a)a)氧需小于氧上限氧需小于氧上限第25页/共70页二、静态作业的氧需二、静态作业的氧需静态作业的特征是能量消耗水平不高，但容易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，通常每分钟不超过1L1L。但在作业停止后数分钟内，。但在作业停止后数分钟内，氧耗不像

26、动态作业那样迅速降低，而是先升高，然后氧耗不像动态作业那样迅速降低，而是先升高，然后再逐渐降低到安静水平。具体如图再逐渐降低到安静水平。具体如图3-83-8所示。所示。第26页/共70页三、氧耗量的测定与计算三、氧耗量的测定与计算相对代谢率相对代谢率(RMR)(RMR)指标通过作业中氧耗量来计算指标通过作业中氧耗量来计算，计算公式如下：（要注意，对恢复期还氧债部分的，计算公式如下：（要注意，对恢复期还氧债部分的氧耗量不能忽略）氧耗量不能忽略）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

27、重、身高计基础代谢氧的消耗量可以通过由体重、身高计算的体表面积值查表求出算的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安静时氧的消耗量，一般以基础代谢氧消耗量的的1.21.2倍来计算倍来计算第27页/共70页第28页/共70页图图3-83-8静态作业的氧消耗动态静态作业的氧消耗动态依作业时的相对代谢率指标评价劳动强度标准依作业时的相对代谢率指标评价劳动强度标准的典型代表是日本能率协会的划分标准，它将劳动的典型代表是日本能率协会的划分标准，它将劳动强度划分为强度划分为5 5个等级。如表个等级。如表3-83-8所示。所示。第29页/共70页作业的越高，规定的作业率应越低。作业的越高

28、，规定的作业率应越低。2.72.7适宜的作业；适宜的作业；444的作业不能连续进行；的作业不能连续进行；77的作业应实行机械化。的作业应实行机械化。第30页/共70页性别性别等级等级主作业的主作业的RMR8h8h劳动能耗量劳动能耗量/kJ/kJ一天能耗量一天能耗量/kJ/kJ男男A AB BC CD DE E0 01 11 12 22 24 44 47 77 71111230323033852385238523852523452345234523473277327732773279085908590859085108441084477467746921192119211921110676106

29、76106761067612770127701277012770146541465414654146541632916329女女A AB BC CD DE E0 01 1l l2 22 24 44 47 77 7111119261926301430143014301442704270427042705945594559455945745374537453745389188918690869088039803980398039929592959295929510970109701097010970124771247712477124771394213942不同劳动强度的能耗量与相对代谢率指标对照

30、不同劳动强度的能耗量与相对代谢率指标对照资料见表资料见表3-93-9。该资料为日本劳动研究所发表。该资料为日本劳动研究所发表。第31页/共70页三、以劳动强度指数分级三、以劳动强度指数分级第32页/共70页1.1.定义定义本标准采用下列定义。本标准采用下列定义。1 1）能量代谢率）能量代谢率energymetabolicradeenergymetabolicrade（M M）2 2）劳动时间率）劳动时间率workingtimerate(T)workingtimerate(T)3 3）体力劳动性别系数）体力劳动性别系数sexcoeffcientofphysicalwork(S)sexcoeffc

31、ientofphysicalwork(S)4 4）体力劳动方式系数）体力劳动方式系数waycoefficientofphysicalwork(W)waycoefficientofphysicalwork(W)5 5）体力劳动强度指数）体力劳动强度指数intensityindexofphysicalwork(I)intensityindexofphysicalwork(I)第33页/共70页体力劳动强度级别体力劳动强度级别体力劳动强度指数体力劳动强度指数151515201520202520252525体力劳动强度分为四级，如表体力劳动强度分为四级，如表3-103-10所示。所示。第34页/共70

32、页1 1）平均能量代谢率）平均能量代谢率M M计算方法计算方法第35页/共70页单项劳动能量代谢率计算如下：单项劳动能量代谢率计算如下：每分钟肺通气量每分钟肺通气量3.03.07.3L7.3L时采用式：时采用式：1gM1gM0.0945x0.0945x0.537940.53794每分钟肺通气量每分钟肺通气量8.08.030.9L30.9L时采用式：时采用式：lg(13.26lg(13.26) )1.1648-0.0125x1.1648-0.0125x每分钟肺通气量每分钟肺通气量7.37.38.0L8.0L时采用上面两式的时采用上面两式的平均值。平均值。上式中，上式中，M M为能量代谢率（为能量

33、代谢率（kJkJminminm m2 2）；）；x x为为单位体表面积气体体积，单位体表面积气体体积，L Lminminm m2 2。第36页/共70页2 2）劳动时间率）劳动时间率T T计算方法计算方法每天选择接受测定的工人每天选择接受测定的工人2 23 3名，记录自上名，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时间。每个测定对象应连续记录3 3天，取平均值，天，取平均值，求出劳动时间率求出劳动时间率(T)(T)。第37页/共70页3 3）体力劳切强度指数计算方法）体力劳切强度指数计算方法体力劳动强度指数计算

34、公式：体力劳动强度指数计算公式：I=TI=TM MS SW W1010式中：式中：I I体力劳动强度指数；体力劳动强度指数；T T劳动时间率，；劳动时间率，；M M8h8h工作日平均能量代谢率，工作日平均能量代谢率，KJKJminminm m2 2；S S性别系数：男性性别系数：男性1 1，女性，女性1.31.3；W W体力劳动方式系数：搬体力劳动方式系数：搬1 1，扛，扛0.400.40，推，推/ /拉拉0.050.05；其中，净作业时间比率可通过抽样测定，取其平均值。其中，净作业时间比率可通过抽样测定，取其平均值。第38页/共70页四、以氧耗、心率等指标分级四、以氧耗、心率等指标分级根据研

35、究表明，以能量消耗为指标划分劳动强根据研究表明，以能量消耗为指标划分劳动强度时，耗氧量、心率、直肠温度、出汗率、乳酸浓度度时，耗氧量、心率、直肠温度、出汗率、乳酸浓度和相对代谢率等具有相同意义。典型代表是国际劳工和相对代谢率等具有相同意义。典型代表是国际劳工局局19831983年的划分标准，它将工农业生产的劳动强度划年的划分标准，它将工农业生产的劳动强度划分为分为6 6个等级，见表个等级，见表3-113-11。第39页/共70页劳动强度等级劳动强度等级很轻很轻轻轻中等中等重重很重很重极重极重耗氧量耗氧量/(l/min)/(l/min)O O5 5O.5O.51.01.01.01.01.51.5

36、1.51.52.02.02.O2.O2.52.52.52.5能量消耗能量消耗/(kJ/min)/(kJ/min)lO.5lO.510.5-10.5-20.920.920.920.931.431.431.431.441.941.941.941.952.352.352.352.3心率心率/(beats/min)/(beats/min)7575100100100100125125125125150150150150175175175175直肠温度直肠温度/37.537.53838383838.538.538.538.539393939排汗率排汗率/(ml/h)/(ml/h)2002004004004

37、00400600600600600800800800800第40页/共70页五、最大能量消耗界限五、最大能量消耗界限一般，人体的最佳工作负荷是指在正常情境中一般，人体的最佳工作负荷是指在正常情境中，人体工作，人体工作8h8h不产生过度疲劳的最大工作负荷值。最不产生过度疲劳的最大工作负荷值。最大工作负荷值通常以能量消耗界限、心率界限以及最大工作负荷值通常以能量消耗界限、心率界限以及最大摄氧量的百分数表示。大摄氧量的百分数表示。第41页/共70页国外一般认为，能量消耗国外一般认为，能量消耗20.93kJ/min20.93kJ/min、心率、心率(110(110115)beats/min115)be

38、ats/min、吸氧量为最大摄氧量的、吸氧量为最大摄氧量的33%33%左左右时的工作负荷为最佳负荷。右时的工作负荷为最佳负荷。对于重强度劳动和极重对于重强度劳动和极重( (很重很重) )强度劳动，只有强度劳动，只有增加工间休息时间即通过劳动时间率来调整工作日中增加工间休息时间即通过劳动时间率来调整工作日中的总能耗，使的总能耗，使8h8h的能耗量不超过最佳能耗界限。为了的能耗量不超过最佳能耗界限。为了补充体内的能量贮备，就必须在作业过程中，插入必补充体内的能量贮备，就必须在作业过程中，插入必要的休息时间。要的休息时间。第42页/共70页一、体力疲劳及其分类一、体力疲劳及其分类体力疲劳是指劳动者在

39、劳动过程中，出现的劳体力疲劳是指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。觉症状的现象。体力疲劳根据身体使用部位可分为局部疲劳和体力疲劳根据身体使用部位可分为局部疲劳和全身疲劳。根据活动时间长短和活动强度的高低，全身疲劳。根据活动时间长短和活动强度的高低，可分为短时间剧烈活动后产生的疲劳和长时间中等可分为短时间剧烈活动后产生的疲劳和长时间中等强度作业后产生的疲劳，后一种疲劳在人机系统中强度作业后产生的疲劳，后一种疲劳在人机系统中比较普遍。比较普遍。第43页/共70页二、疲劳的产生与积累二、疲劳的产生与积累体

40、力疲劳是随工作过程的推进逐渐产生和发展体力疲劳是随工作过程的推进逐渐产生和发展的。按照疲劳的积累状况，工作过程一般分为四个的。按照疲劳的积累状况，工作过程一般分为四个阶段：阶段：1 1）工作适应期。）工作适应期。2 2）最佳工作期。）最佳工作期。3 3）疲劳期。）疲劳期。4 4）疲劳过度积累期。）疲劳过度积累期。第44页/共70页疲劳的积累过程可用疲劳的积累过程可用“容器容器”模型来说明，图模型来说明，图3-93-9为为“容器容器”模型示意图。从图中可以看到，操作模型示意图。从图中可以看到，操作者的疲劳受很多因素影响，最典型的是以下五个方者的疲劳受很多因素影响，最典型的是以下五个方面。面。第4

41、5页/共70页1 1）劳动强度与工作持续时间。劳动强度是决）劳动强度与工作持续时间。劳动强度是决定疲劳出现时间以及疲劳积累程度的主要因素。定疲劳出现时间以及疲劳积累程度的主要因素。2 2）作业环境条件。环境条件包括许多方面，）作业环境条件。环境条件包括许多方面，如照明，噪声、振动、微气候、空气污染、色彩布置如照明，噪声、振动、微气候、空气污染、色彩布置等。等。3 3）劳动制度和生产组织方式。不合理的劳动）劳动制度和生产组织方式。不合理的劳动制度和生产组织方式不利于人体保持最佳工作能力。制度和生产组织方式不利于人体保持最佳工作能力。第46页/共70页4 4）身体素质。不同的作业者身体素质不同。）

42、身体素质。不同的作业者身体素质不同。5 5）营养、睡眠等。营养和睡眠是影响操作者）营养、睡眠等。营养和睡眠是影响操作者疲劳状况的另一类因素，生活条件差，营养不良，长疲劳状况的另一类因素，生活条件差，营养不良，长期睡眠不足的个体，其工作能力受到明显的影响，容期睡眠不足的个体，其工作能力受到明显的影响，容易产生疲劳。易产生疲劳。6 6）其他作业者本身的因素，如熟练程度、操）其他作业者本身的因素，如熟练程度、操作技巧、对工作的适应性、年龄以及劳动情绪等影响作技巧、对工作的适应性、年龄以及劳动情绪等影响因素也都会带来生理疲劳。因素也都会带来生理疲劳。第47页/共70页三、疲劳产生的机理三、疲劳产生的机

43、理疲劳的类型不同，发生的机理也不同。对于疲疲劳的类型不同，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。述几种论点。1.1.物质累积理论物质累积理论短时间大强度作业产生的疲劳，主要是肌肉疲短时间大强度作业产生的疲劳，主要是肌肉疲劳。大量研究表明，短时间大强度作业后，肌肉中的劳。大量研究表明，短时间大强度作业后，肌肉中的ATPATP、CPCP含量明显下降。含量明显下降。ATPATP、CPCP浓度下降至一定水平浓度下降至一定水平时必定导致肌肉进行糖酵解以再合成时必定导致肌肉进行糖酵解以再合成ATPATP。糖酵解伴。糖

44、酵解伴随乳酸的产生和积累。这种物质在肌肉和血液中大量随乳酸的产生和积累。这种物质在肌肉和血液中大量累积，使人的体力衰竭，不能再进行有效的作业。累积，使人的体力衰竭，不能再进行有效的作业。第48页/共70页2.2.力源消耗理论力源消耗理论随着劳动过程的进行，能量不断消耗，人体内随着劳动过程的进行，能量不断消耗，人体内的的ATPATP、CPCP浓度和肌糖原含量下降。人体的能量供应浓度和肌糖原含量下降。人体的能量供应是有限的，当可以转化为能量的能源物质是有限的，当可以转化为能量的能源物质“肌糖原肌糖原”储备耗竭或来不及加以补充时，人体就产生了疲储备耗竭或来不及加以补充时，人体就产生了疲劳。劳。第49

45、页/共70页3.3.中枢系统变化理论中枢系统变化理论作业过程中，除了作业过程中，除了ATPATP、CPCP浓度和肌糖原含量不浓度和肌糖原含量不断下降以外，同时还伴随着血糖的降低和大脑神经抑断下降以外，同时还伴随着血糖的降低和大脑神经抑制性递质含量上升。由于血糖是大脑活动的能力供应制性递质含量上升。由于血糖是大脑活动的能力供应源，它的降低将引起大脑活动水平的降低，即引起中源，它的降低将引起大脑活动水平的降低，即引起中枢神经疲劳。枢神经疲劳。第50页/共70页4.4.生化变化理论生化变化理论全身性体力疲劳是由于作业及环境引起的体内全身性体力疲劳是由于作业及环境引起的体内平衡状态紊乱。人体在长时活动

46、过程中必会出汗。出平衡状态紊乱。人体在长时活动过程中必会出汗。出汗导致体液丢失。一旦体液减少到一定程度，则循环汗导致体液丢失。一旦体液减少到一定程度，则循环的血量也将减少，从而引起活动能力下降。同时，汗的血量也将减少，从而引起活动能力下降。同时，汗液排出时还伴随着盐的丢失，这会影响血液的渗透压液排出时还伴随着盐的丢失，这会影响血液的渗透压和神经肌肉的兴奋性，结果导致疲劳。和神经肌肉的兴奋性，结果导致疲劳。第51页/共70页5.5.局部血流阻断理论局部血流阻断理论静态作业时，肌肉等长收缩来维持一定的体位静态作业时，肌肉等长收缩来维持一定的体位，虽然能耗不多，但易发生局部疲劳。这是因为肌肉，虽然能

47、耗不多，但易发生局部疲劳。这是因为肌肉收缩的同时产生肌肉膨胀，且变得十分坚硬，内压很收缩的同时产生肌肉膨胀，且变得十分坚硬，内压很大，将会全部或部分阻滞通过收缩肌肉的血流，于是大，将会全部或部分阻滞通过收缩肌肉的血流，于是形成了局部血流阻断。人体经过休整、恢复，血液循形成了局部血流阻断。人体经过休整、恢复，血液循环正常，疲劳消除。环正常，疲劳消除。第52页/共70页事实上，疲劳产生的机理，可能会是如上事实上，疲劳产生的机理，可能会是如上5 5种理种理论的综合影响所致。人的中枢神经系统主管人的注意论的综合影响所致。人的中枢神经系统主管人的注意力、思考、判断等功能，不论脑力劳动还是体力劳动力、思考

48、、判断等功能，不论脑力劳动还是体力劳动，最先、最敏感地反映出来的是中枢神经的疲劳，继，最先、最敏感地反映出来的是中枢神经的疲劳，继之反射运动神经系统也相应出现疲劳，表现为血液循之反射运动神经系统也相应出现疲劳，表现为血液循环的阻滞、肌肉能量的耗竭、乳酸的产生、动力定型环的阻滞、肌肉能量的耗竭、乳酸的产生、动力定型的破坏。的破坏。第53页/共70页四、疲劳测定方法四、疲劳测定方法为了测定疲劳，必须有一系列能够表征疲劳的为了测定疲劳，必须有一系列能够表征疲劳的指标。作为测定疲劳的方法应满足：指标。作为测定疲劳的方法应满足：1 1）测定结果应当是客观的表达，而不依赖于作）测定结果应当是客观的表达，而

49、不依赖于作业者的主观解释。业者的主观解释。2 2）测定的结果应当定量化表示疲劳的程度。）测定的结果应当定量化表示疲劳的程度。3 3）测定方法不能导致附加疲劳，或使被测者分）测定方法不能导致附加疲劳，或使被测者分神。神。4 4）测定疲劳时，不能导致被测者不愉快或造成）测定疲劳时，不能导致被测者不愉快或造成心理负担或病态感觉。心理负担或病态感觉。1.1.疲劳测定方法应满足的条件疲劳测定方法应满足的条件第54页/共70页2.2.疲劳特征疲劳特征疲劳可以从三种特征上表露出来：疲劳可以从三种特征上表露出来：1 1）身体的生理状态发生特殊变化。例如：心率）身体的生理状态发生特殊变化。例如：心率、血压、呼吸

50、及、血压、呼吸及血液中的乳酸含量等发生变化。血液中的乳酸含量等发生变化。2 2）进行特定作业时的作业能力下降。例如：对）进行特定作业时的作业能力下降。例如：对特定信号的反映特定信号的反映速度、正确率、感受能力下降，工作绩效下降速度、正确率、感受能力下降，工作绩效下降等。等。3 3）疲劳的自我体验。）疲劳的自我体验。第55页/共70页3.3.疲劳测定方法疲劳测定方法1 1）生化法）生化法通过检查作业者的血、尿、汗及唾液等液体中通过检查作业者的血、尿、汗及唾液等液体中乳酸、蛋白质、血糖等成分含量的变化来判断疲劳。乳酸、蛋白质、血糖等成分含量的变化来判断疲劳。2 2）工作效绩测定）工作效绩测定随着疲

51、劳程度的加深，操作者的工作能力明显随着疲劳程度的加深，操作者的工作能力明显下降。这样，操作者的工作效绩，包括完成产品的数下降。这样，操作者的工作效绩，包括完成产品的数量、质量以及出现错误或发生事故的概率等，都可作量、质量以及出现错误或发生事故的概率等，都可作为疲劳评定的指标。为疲劳评定的指标。第56页/共70页4.4.生理心理测试法生理心理测试法1 1）膝腱反射机能测定法。这是通过测定由疲劳）膝腱反射机能测定法。这是通过测定由疲劳造成的反射机能钝化程度来判断疲劳的方法。造成的反射机能钝化程度来判断疲劳的方法。2 2）触二点辨别阈值测定法。用两个短距离的针）触二点辨别阈值测定法。用两个短距离的针

52、状物同时刺激作业者皮肤上二点，当刺激的二点接近状物同时刺激作业者皮肤上二点，当刺激的二点接近某种距离时，被试仅感到是一点，似乎只有一根针在某种距离时，被试仅感到是一点，似乎只有一根针在刺激。这个敏感距离称作触二点辨别阈或两点阈。刺激。这个敏感距离称作触二点辨别阈或两点阈。第57页/共70页3 3）皮肤划痕消退时间测定法。用类似于粗圆）皮肤划痕消退时间测定法。用类似于粗圆笔尖的尖锐物在皮肤上划痕，即刻显现一道白色痕笔尖的尖锐物在皮肤上划痕，即刻显现一道白色痕迹，测量痕迹慢慢消退的时间，疲劳程度越大，消迹，测量痕迹慢慢消退的时间，疲劳程度越大，消退得越慢。退得越慢。4 4）皮肤电流反应测定法。测定

53、时把电极任意）皮肤电流反应测定法。测定时把电极任意安在人体皮肤的两处，以微弱电流通过皮肤，用电安在人体皮肤的两处，以微弱电流通过皮肤，用电流计测定作业前后皮肤电流的变化情况，可以判断流计测定作业前后皮肤电流的变化情况，可以判断人体的疲劳程度。人体疲劳时皮肤电传导性增高，人体的疲劳程度。人体疲劳时皮肤电传导性增高，皮肤电流增加。皮肤电流增加。第58页/共70页5 5）心率值测定法。心率，即是心脏每分钟跳）心率值测定法。心率，即是心脏每分钟跳动的次数。心率随人体的负担程度而变化，因此，可动的次数。心率随人体的负担程度而变化，因此，可以根据心率变化来测定疲劳程度。以根据心率变化来测定疲劳程度。6 6

54、）色名呼叫时间测定法。这是通过检查作业）色名呼叫时间测定法。这是通过检查作业者识别颜色并能正确呼出色名的能力，来判断作业者者识别颜色并能正确呼出色名的能力，来判断作业者疲劳程度。疲劳程度。7 7）勾消符号数目测定法。将五种符号共）勾消符号数目测定法。将五种符号共200200个个，随机排列，在规定的时间内只勾掉其中一种符号，随机排列，在规定的时间内只勾掉其中一种符号，要求正确无误。这是一个辨识、选择、判断的过程，要求正确无误。这是一个辨识、选择、判断的过程，敏锐快捷程度受制于体力、脑力状态。因此，从勾掉敏锐快捷程度受制于体力、脑力状态。因此，从勾掉符号数目的多少可以判别疲劳程度。符号数目的多少可

55、以判别疲劳程度。第59页/共70页8 8）反应时间测定法。反应时间，是指从呈现）反应时间测定法。反应时间，是指从呈现刺激到感知，直至做出反应动作的时间间隔。反应时刺激到感知，直至做出反应动作的时间间隔。反应时间的变化，可反映被试中枢系统机能的钝化和机体疲间的变化，可反映被试中枢系统机能的钝化和机体疲劳程度。劳程度。9 9）闪光融合值测定法。融合值与闪光值的平）闪光融合值测定法。融合值与闪光值的平均值称为闪光融合值，一般在均值称为闪光融合值，一般在30Hz30Hz55Hz55Hz之间。人的之间。人的视觉系统的灵敏度，与人的大脑兴奋水平有关。疲劳视觉系统的灵敏度，与人的大脑兴奋水平有关。疲劳后，兴

56、奋水平降低，亦即中枢系统机能钝化，视觉灵后，兴奋水平降低，亦即中枢系统机能钝化，视觉灵敏度降低。敏度降低。第60页/共70页5.5.疲劳症状调查法疲劳症状调查法该法通过对作业者本人的主观感受即自觉症状该法通过对作业者本人的主观感受即自觉症状的调查统计，来判断作业疲劳程度。该方法简易、省的调查统计，来判断作业疲劳程度。该方法简易、省时，不仅切实可行，且具有较高的精确性。值得强调时，不仅切实可行，且具有较高的精确性。值得强调的是，调查的症状应真实，有代表性，尽可能调查全的是，调查的症状应真实，有代表性，尽可能调查全作业组人员。另外，选择量表时应注意量表的信度和作业组人员。另外，选择量表时应注意量表

57、的信度和效度。效度。第61页/共70页五、疲劳的一般规律五、疲劳的一般规律1 1）疲劳可以通过休息恢复。）疲劳可以通过休息恢复。2 2）疲劳有累积效应。）疲劳有累积效应。3 3）疲劳程度与生理周期有关。）疲劳程度与生理周期有关。4 4）人对疲劳有一定的适应能力。）人对疲劳有一定的适应能力。第62页/共70页六、降低疲劳的途径六、降低疲劳的途径1 1）合理设计工作环境）合理设计工作环境工作环境包括：照明、色彩、噪声、振动、微工作环境包括：照明、色彩、噪声、振动、微气候条件、粉尘及有害气体等。气候条件、粉尘及有害气体等。2 2）改进设备和工具）改进设备和工具采用先进的生产技术和工艺，提高设备的机械

58、采用先进的生产技术和工艺，提高设备的机械化、自动化水平，是提高劳动生产率，减轻劳动强化、自动化水平，是提高劳动生产率，减轻劳动强度，彻底改善劳动条件的根本措施。工具和辅助设度，彻底改善劳动条件的根本措施。工具和辅助设备的改进，可以减少静态作业，减轻劳动强度，提备的改进，可以减少静态作业，减轻劳动强度，提高工作效率。高工作效率。1.1.改善工作条件改善工作条件第63页/共70页3 3）改进工作方法）改进工作方法a.a.采用合适的工作姿势。需要设计合理的工作采用合适的工作姿势。需要设计合理的工作场地和工作位置，研究合理的工作姿势。设备、工场地和工作位置，研究合理的工作姿势。设备、工具的安置要合理。

59、具的安置要合理。b.b.采用经济作业速度。经济速度，就是进行某采用经济作业速度。经济速度，就是进行某项作业时消耗最小能量的作业速度。在这个速度下项作业时消耗最小能量的作业速度。在这个速度下，作业者不易疲劳，持续工作时间最长。，作业者不易疲劳，持续工作时间最长。c.c.选择最佳的作业方法。操作者作业过程中的选择最佳的作业方法。操作者作业过程中的用力原则是：将力投入到完成某种动作的有用功上用力原则是：将力投入到完成某种动作的有用功上去。这样可以延缓疲劳的到来或者在某种程度上减去。这样可以延缓疲劳的到来或者在某种程度上减少疲劳。少疲劳。第64页/共70页1 1）疲劳后身体的恢复）疲劳后身体的恢复疲劳

60、恢复过程包括体内产能物质及体液等其他疲劳恢复过程包括体内产能物质及体液等其他成分的恢复；疲劳物质的消除等。成分的恢复；疲劳物质的消除等。2.2.合理确定休息时间和休息方式合理确定休息时间和休息方式2 2）休息时间的确定）休息时间的确定a.a.以能耗指标确定。以能耗指标确定。设作业时实际能耗量为设作业时实际能耗量为M M，工作日总工时为，工作日总工时为T T，其中实际劳动时间为其中实际劳动时间为T T劳，休息时间为劳，休息时间为T T休，则休，则/rTTT劳休（%）/wTTT劳（%）TTT劳休第65页/共70页因为在一个周期中，实际劳动时间为因为在一个周期中，实际劳动时间为100.47kJ100

61、.47kJ能量贮备被耗尽的时间，所以能量贮备被耗尽的时间，所以=100.47(M-16.75)T劳由于要求总的能量消耗满足平均能量消耗不超由于要求总的能量消耗满足平均能量消耗不超过过16.75KJ/min16.75KJ/min，所以，所以(1)16.75MTT劳休16.75T MTT劳劳休/116.75rMTTT劳休1/1wrTTTT劳第66页/共70页b.b.综合各因素考虑确定。综合各因素考虑确定。综合考虑休息时间的长短、次数和时刻，还与综合考虑休息时间的长短、次数和时刻，还与作业性质、紧张程度、作业环境等相关因素。作业性质、紧张程度、作业环境等相关因素。3 3）休息方式）休息方式休息方式可

62、分为：积极休息（交替休息），积休息方式可分为：积极休息（交替休息），积极休息比消极休息使工作效率恢复快约极休息比消极休息使工作效率恢复快约60%60%70%70%；消；消极休息（安静休息），重体力劳动一般采取这种休息极休息（安静休息），重体力劳动一般采取这种休息方式。方式。第67页/共70页3.3.改进生产组织与劳动制度改进生产组织与劳动制度1 1）休息日制度）休息日制度休息日制度直接影响劳动者的休息质量与疲劳休息日制度直接影响劳动者的休息质量与疲劳的消除。的消除。2 2）轮班制度）轮班制度轮班制分为单班制、两班制、三班制或四班制轮班制分为单班制、两班制、三班制或四班制等。应当根据行业的特点、劳动性质及劳动者身心需等。应当根据行业的特点、劳动性质及劳动者身心需要安排轮班方式。要安排轮班方式。第68页/共70页第69页/共70页