人体的特性参数

人体的特性参数 Revised final draft November 26, 2020

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人体的特性参数

【大纲考试内容要求】：

熟悉人体特性参数及人的心理因素。

【教材内容】：

(二)人体的特性参数

1、人体特性参数

与产品设计和操纵机器有关的人体特性参数很多，归纳起来有如下4类：

1)静态参数

静态参数是指人体在静止状态下测得的形态参数，也称人体的基本尺度，如人体高度及各部分长度尺寸。

2)动态参数

动态参数是指在人体运动状态下，人体的动作范围，主要包括肢体的活动角度和肢体所能达到的距离等两方面的参数。如手臂、腿脚活动时测得的参数。

3)生理学参数

生理学参数主要是指有关的人体各种活动和工作引起的生理变化，反映人在活动和工作时负荷大小的参数，包括人体耗氧量、心脏跳动频率、呼吸频率及人体表面积和体积等。

4)生物力学参数

生物力学参数主要指人体各部分(如手掌、前臂、上臂、躯干(包括头、颈)、大腿和小腿、脚等)出力大小的参数，如握力、拉力、推力、推举力、转动惯量等。

2. 人体劳动强度参数。

（1）能量代谢率。

能量代谢率= 劳动代谢率／基础代谢率

所谓基础代谢率是指劳动者在绝对安静横卧状态下，为维持生命，在单位时间内所需的最低能量消耗量。

劳动代谢率是指劳动者在劳动时的能量消耗量与安静时的能量消耗量之差除以劳动时间。安静时的能量消耗量大体为基础代谢量的120％。能量消耗量可通过测定劳动时呼出气中的O2及CO2的比例，算出劳动者O2的消耗量折算得到。能量代谢率RMR的经验计算公式为：

LogRMR＝0．0945x-O．53794 (4—2)

log(13．26-RMR)=1．1648-0．0125x (4—3)

式中X——每平方米体表面积每分钟呼气量，即x＝每分钟呼气量／每平方米体表面积。按上式分别求出各项劳动与休息时的能量代谢率，分别乘以相应的累积时间，最后得出一个工作日各种活动和休息时的能量消耗值，再把各项能量消耗值总计除以工作日总工时，即得出工作日平均能量代谢谢率。

（2）耗氧量(单位L／min)。

人在作业时因耗能量增加，需氧量也必增多，每分钟的需氧量称为耗氧需。人体每分钟内能供应的最大氧量称为最大耗氧量，正常成人一般不超过3L，常锻炼者可达到4L以上。人的最大耗氧量为：

Omax=(56．592-0．398 A)W×10-5 (4—4)

Omax可作为允许最大体力消耗的标志。

（3）心率F(单位min-1)。

在其他条件相同时，有时也用心率的变化来评价劳动强度，人的最大心跳速率为：

Fmax=209．2—0．94A3：(4－5)

d．劳动强度指数I 。

劳动强度指数I是区分体力劳动强度等级的指标，指数大反映劳动强度大，指数小反映劳动强度小。体力劳动强度按I大小分为4级：

Ⅰ级(I≤15)为轻劳动；

Ⅱ级(I＝15～20)为中等强度劳动；

Ⅲ级(I＝20～25)为重强度劳动；

Ⅳ级(I>25)为“很重”体力劳动。

I的经验计算公式为：

I＝3T+7M (4—8)

式中T——劳动时间率＝工作日净劳动时间(min)／工作日总工时(min)，％；

M——8h工作日能量代谢率；

3——劳动时间的计算系数；

7——能量代谢率的计算系数。

通过以上经验公式计算的I，基本上能正确反映生理负荷大小。

能量代谢率、耗氧量、心率及劳动强度指数分级标准见表4—20

表4——1 劳动强度分级

(三)

1．疲劳的定义

疲劳分为肌肉疲劳(或称体力疲劳)和精神疲劳(或称脑力疲劳)两种。肌肉疲劳是指过度紧张的肌肉局部出现酸痛现象，一般只涉及大脑皮层的局部区域。而精神疲劳则与中枢神经活动有关．它是一种弥散的、不愿意再作任何活动和懒惰的感觉，意味着肌体迫切需要休息。

2．产生疲劳的原因及消除途经

1)疲劳的原四

超过生理负荷的激烈动作和持久的体力或脑力劳动、作业环境不良、单调乏味的工作、不良的精神因素、肌体状况不良以及长期劳逸安排不当等人的生理、心理因素及管理方面的因素，都是造成疲劳的原因。另外，机器本身在设计制造时，没有按人机工程学理论设汁或设计不周，也是人体过早出现疲劳的原因。

2)消除疲劳的途径

消除疲劳的途径归纳起来有以下几方面；在进行显示器和控制器设计时应充分考虑人的生理心理因素；通过改变操作内容、播放音乐等手段克服单调乏味的作业；改善工作环境，科学地安排环境色彩、环境装饰及作业场所布局，合理的温湿度，充足的光照等；避免超负荷的体力或脑力劳动，合理安排作息时间，注意劳逸结合等。

3)疲劳的测定

①主观感觉调查表法。列一个由若干两种截然相反状态组成的表，让劳动者作出回答记号以表明他在特定瞬间的主观感觉。

②分析脑电图。利用脑电图仪观测并记录大脑部分脑电波(α，β，γ，δ和θ等5种波形)的周期(波率)、振幅<波幅)和相位，以及波形分布、对称性、节率性等，可以判断劳动者肌体处

于何种机能状态。通常把α波、θ波增加，β波减少，作为疲劳和思睡的指标。这种脑电图分析法，目前，由于遥控和遥测技术的发展，脑电图已能用于现场调查，并以成功地用于追踪坐姿操作，如对车辆驾驶人员的疲劳研究。

⑧测定闪频值(CFF)。对于工作期间精神一直处于高度紧张状态的工种(如电话员、机场调度员等)、视力高度紧张的工种以及枯燥无味单调重复的工种，其工作前后的闪频值有不同程度的变化，一般可达—6H2。故可以此来判断一个人的疲劳程度。

④智能测验。智能测验包括理解能力、判断能力和运动反应等功能测验。例如通过测量劳动者的简单反应时间或复杂反应时间的变化，决定他是否出现疲劳。若出现疲劳，则反应时间会增加。再如测量握力和肌耐力，可以衡量运动反应功能，若全身乏力、疲倦，则握力和肌耐力则有所下降。

③精神测验。这项测验主要是测定劳动者的精神集中程度(即大脑皮层所处的机能状态)、视觉感知的准确性和运动反应的速度等。例如让劳动者计算一定难度的数学题，观察并比较劳动前后其完成的时间和正确率；测验劳动者记忆力的变化；测定其联想，即思维能力的变化，当疲劳时，思维能力也随之降低。

⑧连续拍摄人体动作的变化。在人的肢体上固定一个发光物体，将人在劳动中的动作连续拍摄下来，实验发现随着疲劳的增长，人的多余动作增多，动作速度变慢，动作幅度减小，动作周期性的准确程度降低。用此法可以对各种不同疲劳程度进行准确的测定。现已有由机器控制的测算人的动作速度的专用设备。将一台摄像机连接在上面，由计算机系统自动打印出该动作时间内动作速度偏离标准的数值，根据动作速度的变化情况来确定疲劳的程度。

人的心理因素

二、人的心理因素

据事故统计资料表明，由人的心理因素而发生的事故约占70％～75％，或者更多。

(一)能力

能力是指一个人完成一定任务的本领，或者说，能力是人们顺利完成某种任务的心理特征。能力标志着人的认识活动在反映外界事物时所达到的水平。影响能力的因素很多，主要有感觉、知觉、观察力、注意力、记忆力、思维想象力和操作能力等。

1．感觉、知觉和观察力

感觉是大脑对直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反映。

知觉则是大脑对感觉的客观事物的整体反映，即对感觉到的客观事物所做出的反应。

观察是有目的、有计划，比较持久地认识某种对象的知觉过程，是一个知觉、思维、言语等综合作用的智力活动过程，它在感知中占有很重要的地位。