體力工作負荷換算標準匯總課件

1、 第八章 體力工作負荷 1 人體活動力量和耐力 2 體力工作負荷及其測定 3 能量消耗及氧耗 4 勞動強度 5 體力疲勞及其消除主要內(nèi)容一、人體活動力量 人體力量在人體活動中起到重要的作用，人體用力有一定的限度，力的大小決定于人體的姿勢、著力部位以及力的作用方向。這些為人機系統(tǒng)設(shè)計提供依據(jù)。 人體力量分為手部力量、腳部力量、背部力量和頸部力量。8.1 人體活動力量與耐力人體活動的最基本特征有三個：力量、耐力和能量代謝，三者聯(lián)系密切。 1、手部力量 （1）握力 握力的大小反映手的用力大小， 常用握力大小的測量來挑選操 作者或?qū)Σ僮髡叩挠昧顩r加 以評定。握力大小平均值見表1。8.1 人體活動力量

2、與耐力圖1 自行車的剎車8.1 人體活動力量與耐力閘把施閘力N相對握力減 速 度說 明601001 g控制下坡速度3507006 g全 剎 車50010008 g緊急全剎車 注：g98ms2 （2）手的操縱力坐姿手操縱力規(guī)律：右手力量大于左手；拉力大于推力；向下的力略大于向上的力；向內(nèi)的力略大于向外的力。8.1 人體活動力量與耐力圖2 坐姿工作時不同角度的臂力測定立姿手操縱力規(guī)律：手臂的最大拉力產(chǎn)生在肩的下方180的方位上，手臂的最大推力則產(chǎn)生在肩的上方0方向上。8.1 人體活動力量與耐力圖3 立姿操縱時手的拉力與推力 a、最大拉力 b、最大推力8.1 人體活動力量與耐力圖4 立姿彎臂時的力量

3、分布 臥姿手操縱力 下圖不同肘角伸臂的臂力測定及最大臂力值如表1。8.1 人體活動力量與耐力圖5 臥姿時不同肘角伸臂的臂力測定常見手部操縱動作及其力量極限8.1 人體活動力量與耐力圖6 常見手部操作動作及其力量極限推薦值（單位 9.8N） 2、腳部力量 一般坐姿時，右腳最大蹬力平均可達2568N,左腳為2362N；膝部伸展角度在130150或160180之間時，腳蹬力最大。 腳力控制器的操縱力最大不應(yīng)超過264N。 操作頻繁的作業(yè)應(yīng)考慮雙腳交叉作業(yè)。8.1 人體活動力量與耐力圖7 蹬力較大的腳操縱器作業(yè)8.1 人體活動力量與耐力圖8 坐姿的蹬力及在各個角度時的壓力比值 二、人體活動的耐力 耐力

4、是人體能夠較長時間保持特定工作水平的能力。 人體力量與持續(xù)時間之間存在一種非線性的反比關(guān)系。8.1 人體活動力量與耐力圖9 肌肉力量與持續(xù)時間的關(guān)系一、體力工作負荷定義 體力工作負荷是人體單位時間內(nèi)承受的體力工作量的大小。對操作者的體力工作負荷的狀況進行準確評定，既能保證工作量，又能防止超負荷工作，是人機系統(tǒng)設(shè)計的一項重要任務(wù)。 8.2 體力工作負荷及其測定二、體力工作負荷的測定1、生理變化測定通過測定吸氧量、肺通氣量、心率、血壓和肌電圖等生理變化來測定體力工作負荷。2、生化變化測定通過測定人體內(nèi)乳酸和糖原的變化來測定。3、主觀感受測定通過自認勞累分級量表（RPE）進行評價。8.2 體力工作負

5、荷及其測定6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20非常非常輕非常輕比較輕有點重重非常重非常非常重一、能量代謝基礎(chǔ)代謝人在基礎(chǔ)條件下（清醒、靜臥、空腹、室溫20）所必須的能量代謝。基礎(chǔ)代謝率是以單位時間、單位體表面積消耗的能量來表示B，KJ/(m2. h)。基礎(chǔ)代謝的計算公式基礎(chǔ)代謝量基礎(chǔ)代謝率平均值（B）體表面積（S）持續(xù)時間（t）BSt其中：體表面積（ m2 ）S0.0061身高（cm）0.0128體重（kg）0.15298.3 能量消耗及氧耗安靜代謝作業(yè)或勞動前，僅僅為了保持身體各部分的平衡及某一姿勢條件下的能量代謝。 安靜代謝率記為R，R1.2B。

6、安靜代謝量=1.2BSt能量代謝量人體作業(yè)或運動時消耗的總能量, 它與勞動強度直接有關(guān)。 能量代謝量安靜代謝量作業(yè)代謝量 8.3 能量消耗及氧耗二、能量代謝率 1、相對能量代謝率RMR “相對代謝率”來消除個體間的差異，記為RMR RMR作業(yè)代謝率/基礎(chǔ)代謝率 （能量代謝率安靜代謝率）/基礎(chǔ)代謝率 用RMR衡量勞動強度比較準確。 能量代謝率安靜代謝率作業(yè)代謝率 1.2基礎(chǔ)代謝率 RMR基礎(chǔ)代謝率 基礎(chǔ)代謝率（1.2RMR） M= (RMR+1.2)B 2、相對能量代謝率資料如表8.3 能量消耗及氧耗三、氧耗（1）氧債及其補償人體作業(yè)開始時，呼吸和循環(huán)系統(tǒng)不能馬上工作，肌肉處于缺氧狀態(tài)。這種氧需

7、與供氧之差為氧債。8.3 能量消耗及氧耗圖10 氧債及其補償b)氧需超過氧上限a)氧需小于氧上限（2）氧耗量的測定與計算人體的能耗與氧耗成正比?？梢詮娜梭w消耗的氧量上反映能量代謝。 “相對代謝率” RMR可以通過氧耗計算： RMR（作業(yè)耗氧量安靜耗氧量）/基礎(chǔ)代謝耗氧量作業(yè)時耗氧量可以在作業(yè)中直接測定。通過呼出的氣體的化學成分分析?；A(chǔ)代謝耗氧量可以通過體重、身高計算的體表面積查表8-7得。8.3 能量消耗及氧耗一、勞動強度 勞動強度：作業(yè)者在生產(chǎn)過程中體力消耗及緊張程度。 強度不同，能量消耗不同。 用能量消耗（相對代謝率）或勞動強度指數(shù)作為勞動強度分級的指標。二、國外的勞動強度分級 國外常用

8、標準以能量消耗（相對代謝率）為分級標準。以相對代謝率為分級標準，典型代表是日本能率協(xié)會的標準。 8.4 勞動強度日本勞動強度分級工種示例油漆工、車工木工電焊工勞動強度分級1、手指作業(yè)，精神作業(yè)2、坐位姿勢多變，立位重心不移動3、疲勞屬于精神或姿勢方面電話交換員修理儀表制圖極輕勞動RMR01.0作業(yè)特點輕勞動1.02.01、手指作業(yè)為主的上肢作業(yè)2、以一定速度長時間連續(xù)作業(yè)3、局部產(chǎn)生疲勞司機修理器具打字員中勞動2.04.01、幾乎立位，身體水平移動2、上肢作業(yè)用力3、可持續(xù)幾小時重勞動4.07.01、全身作業(yè)為主，全身用力2、全身疲勞,1020min想休息冶煉工、煉鋼土建工極重勞動7.0以上1

9、、短時間全身用強力快速作業(yè)2、呼吸困難，25min想休息伐木工大錘工8.4 勞動強度8.4 勞動強度以氧耗量、心率等為分級標準，典型代表是國際勞工局1983劃分的標準。勞動強度分級很輕0.5中等0.51.01.01.51.52.52.02.5輕重很重極重2.5耗氧量/（L/min）10.510.520.920.931.431.441.941.952.3能量消耗（kJ/min）52.375100100125125150150175175心率/（次/min）37.5383838.538.539直腸溫度（）39200400400600600800排汗率（ml/h）800三、我國的勞動強度分級 199

10、7年，我國制定按勞動強度指數(shù)劃分的體力勞動強度分級（GB3869-1997）,該標準以勞動時間率和工作日平均能量代謝為標準制定。 勞動強度指數(shù)計算公式ITMSW10I：勞動強度指數(shù)T：勞動時間率=工作日內(nèi)凈作業(yè)時間/工作日總工時M：8小時工作日平均能量代謝率(KJ/min.m2) S：性別系數(shù)，男性為1，女性為1.3 W：體力勞動方式（搬1，扛0.4，推/拉0.05）8.4 勞動強度與疲勞平均能量代謝率M將各工種一個工作日內(nèi)的各種活動和休息加以歸類，求出各項活動與休息時的能量代謝率，分別乘以相應(yīng)的累計時間，得出總的能量消耗值，在除以工作日總工時，即得出工作日平均能量代謝率。勞動強度級別勞動強度

11、指數(shù)151520 2025 25對應(yīng)勞動輕勞動中勞動重勞動極重勞動8.4 勞動強度與疲勞四、最大能量消耗界限人體的最佳工作負荷：在正常情況下，人體工作8h不產(chǎn)生過度疲勞的最大工作負荷。最佳工作負荷一般以能量消耗界限20.93KJ/min、心率界限（110115次/min ）和吸氧量為最大攝氧量的百分數(shù)33。我國的能量消耗界限，一個工作日（8h）的總能量消耗應(yīng)為 5860.46697.6kJ，最多不能超過8372kJ。 德國學者E.A米勒：一般人可以連續(xù)勞動480分鐘，中間不休息的最大能量消耗界限是16.8KJ/min，稱為耐力水平，如果作業(yè)時的能量消耗超出此界限，就要用肌體的能量儲備。作業(yè)后也

12、必須通過休息來補充能量儲備。8.4 勞動強度一、體力疲勞 1、定義 操作者在進行體力作業(yè)過程中，出現(xiàn)勞動機能衰退，作業(yè)能力下降，并伴有疲倦感等自覺癥狀的現(xiàn)象。 2、特點 疲勞不僅是生理反應(yīng)，而且還包括大量的心理因素、環(huán)境因素等；心理上的某種不適應(yīng)或不滿會提前加速疲勞的出現(xiàn)。 3、分類 局部疲勞和全身疲勞。8.5 體力疲勞及其消除二、 疲勞的產(chǎn)生1、工作過程的四個階段工作適應(yīng)期最佳工作期疲勞期疲勞過度積累期8.5 體力疲勞及其消除2、疲勞產(chǎn)生的原因8.5 體力疲勞及其消除圖11 疲勞積累容器模型三、疲勞產(chǎn)生的機理物質(zhì)積累理論肌肉疲勞主要是肌肉中的ATP、CP含量下降，糖元分解成乳酸，并大量積累在

13、肌肉和血液中，使人的體力衰竭。中樞變化理論作業(yè)過程中，除了ATP、CP濃度和肌糖元含量下降，伴隨血糖的降低，抑制了大腦活動水平，引起大腦興奮性降低。8.5 體力疲勞及其消除四、疲勞測定方法測量疲勞的目的是研究疲勞與勞動產(chǎn)值之間的關(guān)系，測定人體對不同緊張水平的反應(yīng)，以滿足發(fā)展生產(chǎn)和改善勞動條件的需要。1、生化法（檢查作業(yè)者的體內(nèi)乳酸、蛋白質(zhì)、血糖的成分）2、工作業(yè)績測定（觀察產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量）8.5 體力疲勞及其消除8.5 體力疲勞及其消除3、生理心理測試法（1）反應(yīng)時測驗反應(yīng)時測驗是一種時間測量值，指刺激與反應(yīng)之間的時間距離，由簡單反應(yīng)時測量（單一刺激），復雜反應(yīng)時。圖12 反映時測定儀（2）

14、心率值測定法（作業(yè)時的平均心率；作業(yè)時的最高心率；作業(yè)結(jié)束到心率恢復為安靜時止的恢復時間。）（3）勾銷符號數(shù)目測定法（4）膝腱反射機能測定法（5）閃光融合值測定法4、疲勞癥狀調(diào)查法 該法通過對作業(yè)者本人的主觀感受即自覺癥狀的調(diào)查統(tǒng)計， 來判斷作業(yè)疲勞程度，見表8-15。8.5 體力疲勞及其消除五、疲勞的一般規(guī)律疲勞可以通過休息恢復疲勞有累積效應(yīng)疲勞程度與生理周期有關(guān)（生理周期機能下降時，人容易疲勞）人對疲勞有一定的適應(yīng)能力8.5 體力疲勞及其消除六、 降低疲勞的途徑1、改善工作條件（1）合理設(shè)計工作環(huán)境照明、色彩、噪聲、振動、微氣候的改善。（2）改進設(shè)備和工具，提高自動化程度（3）改進工作方法

15、采取合適的工作姿勢采用經(jīng)濟作業(yè)速度選擇最佳的作業(yè)方法（搬運方法和操作的合理化）8.5 體力疲勞及其消除2、合理確定休息時間和休息方式8.5 體力疲勞及其消除圖13 不同休息制度對工效的影響（1）休息時間的確定 德國學者E.A米勒：一般人可以連續(xù)勞動480分鐘，中間不休息的最大能量消耗界限是16.75KJ/min，如果作業(yè)時的能量消耗超出此界限，就要用肌體的能量儲備。作業(yè)后也必須通過休息來補充能量儲備。米勒的標準能量儲備為：100.47KJ，如果要避免疲勞積累，則工作加上休息時間的平均能量消耗不能超出16.8KJ/min.8.5 體力疲勞及其消除 按照米勒的標準能量儲備100.47KJ來計算勞動

16、時間： TT勞T休休息率：Tr T休/T勞實際勞動率：Tw= T勞/T一個周期內(nèi)，實際勞動時間為100.47kJ能量儲備耗盡的時間，所以：T勞100.47/(M-16.75)M為作業(yè)時實際的能耗量。8.5 體力疲勞及其消除由總的能量消耗滿足平均能量消耗不超過16.75kJ/min，T勞M=(T勞T休) 16.8T休=(M/16.75-1) T勞Tr T休/T勞= M/16.8-1Tw= T勞/T=1/(1+ T休)例題能量消耗為25.1KJ/min的作業(yè)，試求實際勞動生產(chǎn)率T勞和休息率T休T勞=100.47 /(25.1-16.8)=12(min)Tr=(25.1/16.8-1)100%=49

17、%Tw =1/(1+0.49)=67%T休 =(25.1/16.8-1)126（min）說明：從事該強度的作業(yè)，連續(xù)作業(yè)12min后，應(yīng)安排6min的工間休息。（2）休息方式 積極休息消極休息.3、改進生產(chǎn)組織和勞動制度休息日制度輪班制度8.5 體力疲勞及其消除8.1 人體活動力量與耐力臥姿時不同肘角時手的最大臂力生產(chǎn)作業(yè)活動的RMR資料表8-7 基礎(chǔ)代謝氧消耗量比如體表面積為1.52m2的耗氧量：190ml/min 男女握力平均值日本產(chǎn)業(yè)衛(wèi)生學會的疲勞自覺癥狀的調(diào)查表姓名：年齡：記錄 年 月 日作業(yè)內(nèi)容：種類身體癥狀（A）精神癥狀（B）神經(jīng)感覺癥狀（C）1頭重頭腦不清眼睛疲倦2頭痛思想不集中眼睛發(fā)干、發(fā)滯3全