人因工程第二章.ppt
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1、1,问 题,1、人因工程学的研究对象是( ) (1)人和机器设备。 (2)人、机器和环境。 (3)人、机器和环境的相互作用关系。 (4)人与广义环境的相互作用关系。 2、人因工程学的研究目的是( ) (1)使作业者获得良好的作业条件。 (2)使人和机器及环境达到合理的结合。 (3)使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点。 (4)使作业者如何达到安全、健康、舒适和工作效率的最优化。,2,21 体力劳动时的能量消耗,一、能量的产生,ATP,+,H2O,ADP,+,+,Pi,1. 产能定义:,2. 产能途径:,1)ATPCP系列,ATP,特征:提供能量速度极快,持续时间极短,不需氧参与,产生
2、 ATP的数量很少,适于短暂(10秒以下)剧烈活动。,2)需氧系列(人体活动能量最大的和最主要的产能源),特征:提供能量速度中,持续时间长,需氧参与,产生ATP的数 量几乎不受限制,适于中等强度作业的供能。,葡萄糖(脂肪)+ 氧,补充ATP的过程。,CP + ADP,ATP,磷酸肌酸激酶(CPK),ATP酶,+ Cr,3,3)乳酸系列,产生的有限,由补充,Cp有限当不够时,再通过补充, 这时出现假疲劳(产生乳酸) 。当产生的ATP=ATP1时停止,持续时间长出现真正疲。,例:跑步,特征:提供能量速度比较快,持续时间短,提供能量大,无需氧 参与,产生 ATP的数量有限,仅能维持剧烈活动几十秒。,
3、葡萄糖(糖元),ATP + 乳酸,磷酸果糖激酶,肌肉活动时能量的来源如图,一、能量的产生,4,3. 三种产能过程的特性比较,5,二、作业时的氧消耗,1)氧需:人体作业时,单位时间所需要的氧量叫氧需。,1. 基本概念,3)氧债:氧需与供氧量之间的差别叫氧债。,2)氧上限:血液在单位时间内所能供应的最大氧量叫氧上限。,2.氧消耗的动态变化规律,1)动态作业,动态作业时,人体的耗氧量是变化的,在开始的23min内,呼 吸和循环系统的功能还不能满足氧需,肌肉所需的能量是在缺氧条 件下产生的。此后呼吸和循环系统的功能逐渐加强,氧需逐渐得到 满足,进入稳定状态,进入稳定状态的作业可维持较长时间。作业 停止
4、后,机体的耗氧量并不能马上降到安静状态的耗氧水平,还将 继续消耗较多的氧以补偿氧债。,氧需能否得到满足,主要取决于循环系统的功能,其次取决于呼吸系统的功能。,6,A 氧 债 B 补 偿 氧 债,氧消耗的动态变化规律,安静氧需,7,氧消耗的动态变化规律,A 氧 债 B 补 偿 氧 债,安静氧需,8,任何作业均含有静态作业成分。静态作业所占的比重与作业者的姿势、 熟练程度有关;越熟练,不必要的静态作业就越少。 可通过改进工具,改进操作方法,来减少不必要的静态作业。,静 态 作 业 的 氧 消 耗 动 态变化规律,9,三、人体的能量代谢,1. 定义,能量代谢就是人体有关能量的产生、转移和消耗。,2.
5、 种类,1)基础代谢量:人在基础条件下,维持人最基本生理活动,所需 消耗的能量。,按机体所处的状态分为三种:,基础代谢率:单位时间内,单位体表面积所消耗的基础代谢量。 用B表示,单位:KJ/(m2.h),体表面积 S(m2) 0.0061身高(cm)0.0128 体重(kg)0.1529,基础代谢量=基础代谢率人体表面积持续时间BSt,我国正常人基础代谢率的平均值如表所示,10,3)能量代谢量:人体进行作业或运动时所需消耗的总能量。,能量代谢率:用M表示,能量代谢量MS t,2)安静代谢量:机体保持某部位的平衡及某种姿势所需消耗的能量。,安静代谢率: 用R表示 R=1.2B,安静代谢量RS t
6、1.2BS t,11,RMR (能量代谢量安静代谢量)/ 基础代谢量 (能量代谢率安静代谢率)/ 基础代谢率 (M1.2B)/B,由上式得: MB(RMR1.2),总能耗 B(RMR1.2)体表面积活动时间 (RMR1.2)基础代谢量,练习:,3. 相对代谢率(Relative Metabolic Rate, RMR),劳动强度不同,所消耗的能量不同,由于劳动者的体质差异,即使同样的劳动强度,不同劳动者的能量代谢也不同,为了消除个体差异,常用相对代谢率来衡量劳动强度。用RMR表示。,相对代谢率和能量代谢率是评价劳动强度指标。,不同作业的RMR如表8-5, 8-6所示。,RMR (作业时的氧消耗
7、量安静的氧消耗量)/ 基础的氧消耗量,12,4.能量代谢率的测定,2)间接法:通过测定人体消耗的氧量,再乘以氧热价。,1)直接法 P33 图2-8,M单位时间内氧气的消耗量(L/min)氧热价(KJ/L),氧热价:物质氧化时,每消耗1L 氧所产生的热量称为物质的氧热价。 而氧热价通过呼吸商查表可得。,呼吸商:肌体在同一时间内所产生的CO2量与消耗O2量的比值(CO2 / O2)。,练习,呼吸商- 氧热价,查表,13,练 习,为测定某作业的劳动强度等级,测得作业者在作业时的耗O2量为1.30 L/min,CO2的产生量为 1.05L/min,安静时的耗O2量为 0.24 L/min,CO2的产生
8、量为0.19 L/min。求该项作业的相对代谢率。,查表, 氧热价为20.15KJ/L,查表,氧热价位20.05KJ/L,解:,该项作业的相对代谢率是 5.34。,14,练 习,解: 能量消耗量= 4.7+ 5.6 +18 = 28.3(KJ/min),所以,若基础代谢量为4.7KJ/min,维持体位增加的代谢量为5.6KJ/min, 作业时增加的代谢量为18KJ/min。试求 RMR值。,能量消耗量=基础代谢量(1.2+RMR),15,例 题,基础代谢率为105 KJ/(m2min),能量代谢率为599 KJ/(m2h);若能量代谢率降到231 KJ/(m2h)时,试评价二者的劳动强度。,解
9、:RMR = (M-1.2B)/B=(599-1.2105)/105 = 4.5 RMR = (M-1.2B)/B=(231-1.2105)/105 = 1,根据劳动强度划分标准:前者属于重劳动;后者属于极轻劳动。,16,22 人体作业过程的调节与适应,一、神经系统, 习惯定型:若长期在同一环境中从事同一项作业活动,通过复合条件 反射逐渐形成该项作业操作的自觉习惯的逻辑平衡潜意识,称习惯定 型,又称动力定型(Dynamic Stereotype)。,二、心血管系统, 心率,1)作业时心率 安静时心率+40 2)脉压 脉压最大值的一半 3)收缩压 心率 4)血糖浓度 正常血糖浓度的一半,血压,呼
10、吸,判断能否继续作业的标志:,100mg/100ml 50mg/100ml,17,23 作业能力及其影响因素,一、作业能力,1. 概念:指完成某作业,作业者所表现的生理、心理、技能的综合性素质。,2. 表达方式,3. 变化规律,生产成果(产量、质量) = (作业能力,作业动机),18,4. 意义,1)合理安排休息,不要在没进入疲劳期就安排休息;,例如:,安排工作V:V工作能力时,会加速作业者的疲劳,甚至影响身体健康。 V工作能力时,达不到兴奋点,工作效率低,易出错。,终末激发(Terminal Motivation):快完成任务时,主观上为了赶任务或超额完成任务所激发的一种现象。终末激发所能维
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