作業(yè)姿勢(shì)的分類分析及抗疲勞方案

1、作業(yè)姿勢(shì)的分類分析作業(yè)姿勢(shì)大致可以分為五類，分別是坐姿作業(yè)，站姿作業(yè)和坐-立交替作業(yè)，和臥姿作業(yè)，蹲姿作業(yè)。這里重點(diǎn)介紹坐姿，站姿和坐立交替作業(yè)的特點(diǎn)，布局設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的參數(shù)數(shù)據(jù)，以及因此而對(duì)人體產(chǎn)生的疲勞度分析和各種消除疲勞的方式方法。因工業(yè)生產(chǎn)中臥姿和蹲姿作業(yè)使用較少和比較特殊，故這里暫且不予介紹！一坐姿作業(yè)坐姿作業(yè)的特點(diǎn)人體最合理的作業(yè)姿勢(shì)就是坐姿作業(yè)。下列作業(yè)宜采用坐姿作業(yè)。持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的靜態(tài)作業(yè)。此時(shí)需要支持身體的力較小，腿上消耗的能量和負(fù)荷較小，血液循環(huán)暢通，可以減少疲勞和人體能量的消耗。精密度要求高而又要求仔細(xì)的作業(yè)。因坐姿情況下，當(dāng)設(shè)備振動(dòng)或移動(dòng)時(shí)，人體具有較大的穩(wěn)定度和較好

2、的平衡度。需要手足并用，并對(duì)一個(gè)以上踏板進(jìn)行控制的作業(yè)。坐姿時(shí)，雙腳容易移動(dòng)，且可借助座椅支撐對(duì)腳控制器施以較大力量。坐姿工作面的設(shè)計(jì)工作面寬度視作業(yè)功能要求而定。若單供肘靠之用，最小寬度為100mm，最佳寬度為200mm；僅當(dāng)寫字面用，最小寬度為305mm,最佳寬度為405mm；作辦公桌用，最佳寬度為910mm；作試驗(yàn)臺(tái)用，視需要而定。為保證大腿容隙，工作面板厚度一般不超過50mm。坐姿臺(tái)面高度的設(shè)計(jì)臺(tái)面高度為88020毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離為120-250毫米，能區(qū)分直徑小于0.5毫米的零件。適合對(duì)視力強(qiáng)度、手臂活動(dòng)的精度和靈巧性要求都很高的作業(yè)，如鐘表組裝；臺(tái)面高度為8402

3、0毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離為250-350毫米，能區(qū)分直徑小于1毫米的零件，適合對(duì)視力強(qiáng)度要求較高的工作，如微型機(jī)械和儀表的組裝，精確復(fù)制和畫圖等；臺(tái)面高度為74020毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離小于500毫米，能區(qū)分直徑小于10毫米的零件，適合于一般的作業(yè)要求，如一般的鉗工工作、坐著的辦公工作等；臺(tái)面高度為68020毫米，作業(yè)者眼睛到被觀察物體的距離大于500毫米，適合于精度要求不高、需要較大力氣才能完成的手工作業(yè)，如包裝、大零件安裝、打字機(jī)上打字等。容膝空間的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)坐姿用工作臺(tái)時(shí)，必須根據(jù)腳可達(dá)到區(qū)在工作臺(tái)下部布置容膝空間，以保證作業(yè)者在作業(yè)過程中，腿腳能有方便的姿勢(shì)。

4、下圖和表列出了腿腳的七種姿勢(shì)（兩腿伸直，腳在右角上，腿在座位下彎曲，一只腳在前、一只腳在后，兩腿交叉，兩腳交叉，腳放在腳控制器上）和最小最佳的容膝空間尺寸。符號(hào)尺度部位尺寸最小最大a容膝孔寬度5101000b容膝孔高度640680c容膝孔深度460660d大腿空隙200240e容腿孔深度6601000椅面高度及活動(dòng)余隙工作座椅需占用的空間，不僅包括座椅本身的幾何尺寸，還包括了人體活動(dòng)需要改變座椅位置等余隙要求。椅面高度應(yīng)根據(jù)坐姿腘窩高和坐姿時(shí)高的第95百分位數(shù)值設(shè)計(jì)，矮身材的人可以通過腳踏板（腳墊）調(diào)整。一般椅面高度比工作面高度低270-290毫米時(shí)，上半身操作姿勢(shì)最方便。因此，椅面高度宜取4

5、2020毫米。座椅放置的深度距離（工作臺(tái)邊緣至固定壁面的距離），至少應(yīng)在810毫米以上，以便容易向右移動(dòng)椅子，方便作業(yè)者的起立與坐下等活動(dòng)。工作座椅的扶手至側(cè)面固定臂面的距離最小為610毫米，以利作業(yè)者自由伸展胳膊等。坐姿作業(yè)范圍坐姿作業(yè)的水平面作業(yè)范圍的設(shè)計(jì)如圖所示桌子邊緣q、由水平面域介于肩（最水平面布局行操作。例如，當(dāng)坐姿作業(yè)是小件組裝，要把8個(gè)部件裝配起米，則作業(yè)者面前至少需有250X250平方毫米的操作面積。供料箱應(yīng)分布在作業(yè)者前方大于250毫米處（即裝配區(qū)的周圍）和工作場(chǎng)所中心左方或右方410毫米之內(nèi)，并且不得高于工作面500毫米（最好在工作面上方250毫米處，以減輕肩部肌肉疲勞）

6、。經(jīng)常取用的物件應(yīng)置于操作面之前150300毫米之內(nèi)，使作業(yè)者無需向前彎曲身體就局拿到。大而重的物件需靠近場(chǎng)地前面，允許作業(yè)者有時(shí)（每小時(shí)幾次）到場(chǎng)外取物。二.立姿作業(yè)立姿作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)：需要經(jīng)常改變體位的作業(yè)。站著比頻繁的起坐消耗局較少些；常用的控制器分布在較遠(yuǎn)區(qū)域、需要手足有較大運(yùn)動(dòng)幅度的作業(yè)。因站姿時(shí)作業(yè)者可以走動(dòng)，可以看見或使用坐姿作業(yè)者夠不到的部件；需要用力較大的作業(yè)。立勢(shì)時(shí)手臂力量較大，易于操作大操縱桿。此外，立姿作業(yè)時(shí)，還有作業(yè)者可變換位置，減少疲勞和厭煩；可利用平展的工作面而無需任何容膝空間等重要優(yōu)點(diǎn)。立姿作業(yè)的缺點(diǎn)：不易進(jìn)行精確而細(xì)致的工作；不易轉(zhuǎn)換操作；立姿時(shí)肌肉要作出更多的功

7、以支持體重，故易引起疲勞；下肢負(fù)擔(dān)較重，長(zhǎng)期站立易引起下肢靜脈曲張等等。立姿作業(yè)的特點(diǎn)，空間的布局立姿作業(yè)時(shí)，人的活動(dòng)性比較大。為了保證作業(yè)者操作自由、動(dòng)作舒展，必須使站立位置有一定的活動(dòng)余隙。有條件時(shí)，可以適當(dāng)大些，場(chǎng)地較小時(shí)，一般應(yīng)滿足以下要求：站立用空間（作業(yè)者身前工作臺(tái)邊緣至身后墻壁之間的距離），不得小于760毫米，最好能達(dá)到910毫米以上；身體通過的寬度（身體左右兩側(cè)間距），不得小于510毫米，最好能保證在810毫米以上；身體通過的深度（在局部位置側(cè)身通過的前后間距），不得小于330毫米，最好能滿足380毫米；行走空間寬度（供雙腳行走的凹進(jìn)或凸出的平整地面寬度），不得小于305毫米，

8、一般須在380毫米以上；容膝容足空間。立姿作業(yè)雖不需要，但提供了容膝容足空間，可以使作業(yè)者站在工作臺(tái)前能夠曲膝和向前伸腳。一方面站著舒適，另一方面使身體可能靠近工作臺(tái)，擴(kuò)大上肢在工作臺(tái)上的可及深度。容膝空間最好有200毫米以上，容足空間最好達(dá)到150X150毫米以上；過頭頂余隙（地面至頂板的距離）。一些崗位的過頭頂余隙就是樓層的高臺(tái)，但許多大型設(shè)備常在機(jī)器旁建立比較矮小的操縱控制室，空間尺寸十分有限。如果過共頂余隙過小，心理上就產(chǎn)生壓迫感，影響作業(yè)的耐久性和正確性。過頭頂余隙最小應(yīng)大于2030毫米，最好在2100毫米以上，在此高度下不應(yīng)有任何構(gòu)件通過。坐-立交替作業(yè)坐立姿交替作業(yè)的特點(diǎn)為了克服

9、坐姿、立姿作業(yè)的缺點(diǎn)，在工作崗位上經(jīng)常采用坐立姿交替作業(yè)的方式。a.這種作此方式的優(yōu)點(diǎn)在于，能使作業(yè)者在工作中變換體位，從而避免由于身體長(zhǎng)時(shí)間處于一種體位而引起的肌肉疲勞。例如，長(zhǎng)時(shí)間的單調(diào)的坐姿作業(yè)會(huì)引起心理性疲勞，改成立姿適當(dāng)走動(dòng)，有助于維持工作能力，而長(zhǎng)時(shí)間的立姿作業(yè)會(huì)產(chǎn)生肌肉疲勞，坐下來就可以得到消除。b.因此，坐立姿交替作業(yè)能吸收各自的長(zhǎng)處，彌補(bǔ)各方面的短處，應(yīng)盡可能用坐立姿交替作業(yè)方式，代替單純的立姿作業(yè)方式。坐立姿作業(yè)空間布局設(shè)計(jì)a.坐-立姿作業(yè)空間設(shè)計(jì)用人體參量與選用原則，是在設(shè)計(jì)立姿作業(yè)空間的人體測(cè)量項(xiàng)目參數(shù)的基礎(chǔ)上，增加了坐姿腘窩高n和大腿厚i這兩個(gè)坐姿作業(yè)的設(shè)計(jì)參數(shù)，其布

10、局設(shè)計(jì)方法如圖所示。田兇面的的i的大腿厚度最大作業(yè)范圍和舒果相同。但坐-立姿交替作不同的。它是由立姿時(shí)i的第”5百分位數(shù)所確定旦是度及姿作業(yè)時(shí)板厚度和b.坐-立姿交替作業(yè)適作業(yè)范圍，業(yè)的工作座椅的坐面的工作面高度的。水平面和垂直立姿作業(yè)四.疲勞度的分析人體的力量是由人的肌肉系統(tǒng)提供的,為了在工作時(shí)省力,或不至于勞累過度,我們需要了解人體的肌肉系統(tǒng).人能夠運(yùn)動(dòng)是因?yàn)橛蟹植荚谌淼募∪?它差不多占人身體總重量的40%肌肉的一個(gè)最重要的特點(diǎn)是它可以縮短到正常尺寸的一半左右,這種現(xiàn)象我們稱之為肌肉收縮.肌肉收縮的功率隨著肌肉長(zhǎng)度的增加而增加.在肌肉的收縮過程中,機(jī)械能的產(chǎn)生是由消耗肌肉中貯存的化學(xué)能轉(zhuǎn)

11、化來的,肌肉工作實(shí)際上是一個(gè)化學(xué)能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化的過程.收縮的直接能源是在化學(xué)反應(yīng)中含有豐富的磷酸脂由高能狀態(tài)變?yōu)榈湍軤顟B(tài).產(chǎn)生能量的重要原料-葡萄糖和氧-在肌肉中只貯存了很少一部分,因此它們需要不斷地從血液中得到補(bǔ)充,因此是血液的供應(yīng)最后限制著肌肉運(yùn)動(dòng)的效率.在一塊肌肉處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),它對(duì)血液的需要量增加了好幾倍.為了滿足這個(gè)需求,血液循環(huán)系統(tǒng)開始發(fā)生一些變化:心跳加快而且有力,血壓增加,通向肌肉的血管開始擴(kuò)張.下面是斯切爾(Scherer)發(fā)現(xiàn)的人的肌肉在不同狀態(tài)下的血液的循環(huán)量.在不同狀態(tài)下肌肉的血液供應(yīng)量靜止時(shí)4毫升/分鐘/100克肌肉中等勞動(dòng)80毫升/分鐘/100克肌肉重體力勞動(dòng)150

12、毫升/分鐘/100克肌肉肌肉的負(fù)荷可以分為兩種形式.一種是動(dòng)態(tài)的(節(jié)奏性的)負(fù)荷,簡(jiǎn)稱為動(dòng)負(fù)荷.一種是靜止不動(dòng)的負(fù)荷,簡(jiǎn)稱為靜負(fù)荷.這兩種形式的肌肉負(fù)荷可以描述如下:動(dòng)負(fù)荷的特點(diǎn)是收縮,伸展,緊張或放松交替地進(jìn)行.反過來,靜負(fù)荷的特點(diǎn)是肌肉長(zhǎng)期處于收縮狀態(tài).這通常發(fā)生在保持某一姿式不動(dòng).在動(dòng)負(fù)荷的情形下,負(fù)荷可以由肌肉縮短的長(zhǎng)度與所施展的力的乘積來表示.在靜負(fù)荷狀態(tài)下,肌肉沒有伸展,而是保持在一個(gè)較高的緊張狀態(tài),力要保持相當(dāng)?shù)臅r(shí)間.在靜負(fù)荷時(shí),沒有看得見的功,也不能用重量*距離來測(cè)量.這很象電磁鐵.電磁鐵為了吸住一定的重量要消耗大量的能量,但外表好象沒做有用的功.動(dòng)負(fù)荷與靜負(fù)荷顯然有根本的不同

13、.在靜負(fù)荷中,血管被肌肉組織內(nèi)部壓力所壓迫,所以血液不再流入肌肉,相反在動(dòng)負(fù)荷中,正如走路一樣,肌肉的作用就象是血液循環(huán)系統(tǒng)的水泵一樣,收縮時(shí)把血液壓出肌肉,緊接著的松馳又把新的血液帶到肌肉中來.由于這種方法,血液的供應(yīng)比平時(shí)大好幾倍.事實(shí)上,肌肉可能接受比平時(shí)大10-20倍的血液.因此在動(dòng)負(fù)荷情況下,肌肉有充分的血液供應(yīng),始終保持著高能狀態(tài)的糖和氧,同時(shí)廢物被隨時(shí)帶走而在靜負(fù)荷狀態(tài)下，肌肉從血液中得不到足夠的糖和氧,不得不依賴于自己的貯存,而且更為不利的是廢物不能被排出.這些廢物積累起來,形成我們所感覺到的肌肉疲勞和酸疼.由于這個(gè)原因,在靜負(fù)荷狀態(tài)下,我們不能保持工作很長(zhǎng)一段時(shí)間.疼痛的感覺

14、將迫使我們放棄這項(xiàng)工作.相反,一個(gè)動(dòng)負(fù)荷可以保持很長(zhǎng)一段時(shí)間而不感到疲勞,條件是我們選擇一個(gè)合適的節(jié)奏.在人體中只有一塊肌肉事可以不停地工作而不被損壞和感到疲勞.這就是心臟的肌肉.在靜負(fù)荷時(shí),血液流動(dòng)所受到的阻力與靜負(fù)荷的值是成正比的.當(dāng)這個(gè)負(fù)荷達(dá)到了肌肉的最大力的60%時(shí),通向這塊肌肉的血液差不多完全被阻斷.當(dāng)負(fù)荷低于最大力的15-20%,血液流動(dòng)基本正常.許多專家們認(rèn)為,如果靜負(fù)荷不超過最大力的8%,那么人可以每天工作幾個(gè)小時(shí)而不感到疲勞.在大致相當(dāng)?shù)臈l件下,相對(duì)于動(dòng)負(fù)荷,靜負(fù)荷導(dǎo)致:更高的能量消耗;心跳的增加;需要更長(zhǎng)的恢復(fù)疲勞時(shí)間.靜負(fù)荷使肌肉產(chǎn)生疲勞，這種疲勞可以慢慢地發(fā)展成不可忍受

15、的疼痛.如果人的身體的某一部分每天都承受相當(dāng)?shù)撵o負(fù)荷,經(jīng)過較長(zhǎng)的一段時(shí)間,人就會(huì)或多或少地感覺到疼痛,這不僅涉及到肌肉,也涉及到骨骼,關(guān)節(jié),肌肉鍵及身體的其他結(jié)構(gòu).這一類問題統(tǒng)稱肌骨失調(diào).一些調(diào)查研究已經(jīng)表明靜負(fù)荷與下列疾病是相關(guān)的:1.關(guān)節(jié)浮腫;肌肉腱銷浮腫;肌肉腱節(jié)點(diǎn)附近發(fā)炎.關(guān)節(jié)的壞死,慢性關(guān)節(jié)炎.肌肉抽筋;脊椎毛病.一些不好的姿式也會(huì)造成一些不好的影響.工作姿式站在一個(gè)地方坐著沒有背靠坐椅太高坐椅太低站著或坐著時(shí)軀干前傾手臂向前或向側(cè)面伸出過度地向前或向后低頭手不自然地抓起東西可能影響的部位小腿,大腿,靜脈血管背部的肌肉膝蓋,小腿,腳部肩膀,脖子腰椎附近,脊椎肩膀,手臂,肩關(guān)節(jié)脖子,脊

16、椎功能的下降手臂,可能引起肌肉腱的發(fā)炎在站立時(shí),人的脊椎相對(duì)的直一些.在坐下時(shí),人的脊椎是彎曲的,而且在腰椎以下要承受較大的扭力。納切森(Nachemson)測(cè)出的在四種不同姿式下人的第三根腰椎與第四根腰椎之間的壓力,以站立時(shí)的壓力為100%,直著坐著時(shí),壓力為140,彎著身子坐下時(shí),壓力為190%,增加了近一倍.人的脊椎在短時(shí)間內(nèi)是能夠承受高于空手直立時(shí)所產(chǎn)生的壓力的.問題是坐著工作的人長(zhǎng)所累月地使脊椎超負(fù)荷運(yùn)行.由于尚不知道的原因,脊椎之間的脊椎盤慢慢地失去了彈性,功能開始下降,在嚴(yán)重的情況下,脊椎盤之內(nèi)的液汁甚至被擠出脊椎盤,使脊椎的功能徹底喪失.而不正確的坐姿,不合適的椅子更加快了這種

17、速度,為了減輕或恢復(fù)疲勞,除了應(yīng)限制每天的工作時(shí)間長(zhǎng)度外,還應(yīng)該在工作時(shí)間內(nèi)給予一定的休息時(shí)間.工人在工作時(shí)可以有四種方式休息.第一種方式是自發(fā)的休息,比如伸伸腰,向附近望一望等,這種休息一般都比較短.（當(dāng)然把工作停下來與旁邊的人聊天是另一個(gè)問題）.第二種休息是掩蓋性休息,例如擦一擦機(jī)器,打掃一下工作地,或找組長(zhǎng)商量一個(gè)不是很重要的問題等.第三種休息是工作任務(wù)性休息,這是由于前后工作的順序或工作使人不得不停下來等工作.第四種休息是規(guī)定的休息，如上午和下午的coffeebreak時(shí)間調(diào)查研究表明這四種休息方式是相關(guān)的,如果規(guī)定的休息時(shí)間和工作性休息時(shí)間很短,則自發(fā)的休息和掩蓋性休息就較多.休息方

18、式有兩種,一種是安靜休息,如坐著不動(dòng).一種是活動(dòng)休息.活動(dòng)休息就是交替工休息，如體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)交替，室內(nèi)工作與室外工作交替，坐位與立位交替等.研究發(fā)現(xiàn)，除了重體力者勞動(dòng)之外，對(duì)于做一般工作的工作,活動(dòng)休息比安靜休息使工作效率恢復(fù)速度快60-70%.自然我們推薦活動(dòng)性休息.總的來說，坐著操作和站著操作都有優(yōu)缺點(diǎn)的，最主要的是工作設(shè)計(jì)的好壞。如坐著沒法用背靠，軀干前傾，手臂向前或向側(cè)面伸出，手不自然地抓起東西等等，這些都是些很不推薦的動(dòng)作。而改為站著操作可解決上面問題。當(dāng)然站著操作也會(huì)增加靜負(fù)荷，但是從工作臺(tái)走到機(jī)器前這樣小范圍活動(dòng)，可以大大減速少它的影響。站著操作增加的走動(dòng)，與站著所減少的動(dòng)作相比，能量消耗只會(huì)少，并且容易恢復(fù)。所以，對(duì)某些操作，我們改為站著作業(yè)。很多以前坐著工作的作業(yè)員也是感覺站著工作更輕松些。當(dāng)然我們同時(shí)也增加中間休息時(shí)間，這個(gè)中間休息是相當(dāng)重要的，對(duì)減少疲勞有很大幫助。實(shí)際工作中，我們發(fā)現(xiàn)作業(yè)員有時(shí)為了趕時(shí)間，而沒有中間休息，這點(diǎn)很不好。應(yīng)該保證中間休息時(shí)間，而且最好是活動(dòng)休息。五