第4_章作业能力和作业疲劳_

2020/5/20,1,4.1人体作业的基本特征4.2劳动强度及其分级4.3作业疲劳与及其消除,第4章作业能力与作业疲劳,2020/5/20,2,教学基本要求,了解能量代谢的来源，劳动强度的划分，疲劳的测定掌握能量代谢的分类和相对能量代谢，作业时氧消耗状态正确理解疲劳的概念，降低疲劳的措施,2020/5/20,3,4.1人的作业特性,能量代谢作业时氧消耗的动态作业能力的动态分析,2020/5/20,4,体力劳动能量来源,人的劳动，从生理学角度来说，是体力劳动和脑力劳动相结合进行的，不过不同的工作，体脑劳动有所侧重而已。由于骨骼肌约占体重的40%，故体力劳动的消耗较大。体力劳动时，骨骼肌活动的能量有三个途径供给：l）ATPCP系列2）需氧系列3）乳酸系列,2020/5/20,5,供能状况与体力劳动的关系,2020/5/20,6,4.1.1能量代谢,基础代谢量安静代谢量能量代谢量,2020/5/20,7,1.基础代谢量,基础代谢量，是人在绝对安静下(平卧状态)维持生命所必须消耗的能量。基础代谢率（BMR，basalmetabolicrate）是指人在进餐12h后，在清晨清醒地静卧于18oC25oC环境中，并保持神经松弛，体位安定，各种生理活动维持在较低水平下的代谢率。,2020/5/20,8,基础代谢计算,正常人的基础代谢率比较稳定，一般不超过正常平均值的15%。我国人体表面积的公式为：人体表面积(m2)=0.0061身高(cm)+0.0128体重(kg)-0.1529基础代谢量=基础代谢率平均值(B)人体表面积(S)持续时间(t)=BSt,2020/5/20,9,2.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及某种姿势所增加的代谢量两部分。安静代谢量=RSt1.2BSt一般在工作前或后进行测定。,2020/5/20,10,3.活动代谢,活动代谢量指人体进行作业或运动时所消耗的总能量。活动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。能量代谢量=MSt最紧张的脑力劳动的能量代谢量不会超过安静代谢量的10%，而肌肉活动的能耗量却可高出基础代谢的1025倍。它和体力劳动强度直接相关，对研究劳动管理（工资、定额、制度等）和劳动卫生学都是极为重要的。,2020/5/20,11,4.相对代谢率RMR,为了消除个人之间的差别，采用劳动代谢量和基础代谢量之比来表示某种体力劳动的强度。这一指标称为能量代谢率（RMR，RelativeMetabolicRate）。,2020/5/20,12,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，然后与现有的资料加以对照比较，即可以判断确定该项作业的RMR值。有关判定生产作业活动的资料见表4-1。日常作业活动的RMR值参考资料见表4-2。,2020/5/20,13,表4-1生产作业活动的资料,返回,2020/5/20,14,表4-2日常作业的资料,2020/5/20,15,2020/5/20,16,4.1.2作业时氧消耗状态,作业时人体所需要的氧量取决于劳动强度。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）。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3L/min，有锻炼者可达到4L/min。氧债：氧需和实际供氧量之差。,2020/5/20,17,在作业开始2一3min内，呼吸和循环系统的活动尚不能满足氧需;肌肉活动所需的能量是在缺氧条件下产生的。其后，当呼吸和循环系统的活动逐渐加强，氧的供应得到满足，即进人稳定状态下工作，这样作业一般能维持较长的时间。,作业时氧消耗动态（一）,2020/5/20,18,若劳动强度较大，氧需超过氧上限，机体处于供氧不足的状态下工作，肌肉内的贮能物质(糖原)迅速消耗，作业就不能持久,偿清氧债：非乳酸氧债（恢复ATP、血红蛋白、肌红蛋白筹所需的氧）可在2一3min内得到补偿;而乳酸氧债则需较长时间才能得到完全补偿,恢复期一般需10min左右，也可长达lh以上.,作业时氧消耗动态（二）,2020/5/20,19,影响能量消耗的因素,工作类型工作方法工作姿势工作率工具设计,2020/5/20,20,不同工作能量消耗,P189,2020/5/20,21,工作方法,2020/5/20,22,工作姿势,2020/5/20,23,作业者的作业能力可以用一天内的作业能力来反映，而一天内作业能力的变化规律，又可以用一天内劳动生产率的变化规律间接反映。一天内的典型劳动生产率变化规律一般呈现三个阶段：入门期、稳定期和疲劳期，还有一个终未激发现象。以脑力劳动和神经紧张型为主的作业不表现上述规律。,4.1.3作业能力的动态分析,2020/5/20,24,劳动生产率的典型曲线,1：入门期；2：稳定期；3：疲劳期；4：终末激发期,劳动生产过程,2020/5/20,25,4.2劳动强度及其分级,劳动强度是指作业者在生产过程中体力消耗及紧张程度。劳动强度的大小可以用耗氧量、能消耗量、能量代谢率及劳动强度指数等加以衡量。为了区分强度的大小，划分成等级是必要的。,2020/5/20,26,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5个等级。,作业时的RMR越高，规定的作业率应越低。2.7适宜的作业；4的作业不能连续进行；7的作业应实行机械化。,以相对代谢率指标分级,2020/5/20,27,表4-3日本对劳动强度的分级,2020/5/20,28,中等强度作业，氧需不超过氧上限。中等强度又分为6级：很轻、轻、中等、重、很重和极重6级。大强度作业，指氧需超过氧上限，即在氧债大量积累的情况下作业，如爬坡负重、手工挥镐或锻打。这种作业只能持续10余分钟，不会更长。极大强度作业，指完全在无氧条件下的作业，氧债可能等于氧需。只在短跑、游泳比赛时才出现这类情况，持续时间不超过2分钟。,以氧耗、心率等指标分级国际劳工局,2020/5/20,29,典型代表是国际劳工局1983年的划分标准。,2020/5/20,30,中国于1983年制订了按劳动强度指数划分的体力劳动强度分级国家标准（GB3869-83），如表4-4所示。该标准是以劳动时间率和工作日平均能量代谢率为标准制订的，能比较全面地反映作业时人体负荷的大小,表4-4体力劳动强度分级,中国的劳动强度分级,2020/5/20,31,能量代谢率、劳动时间率和体力劳动强度指数的计算方法,体力劳切强度指数计算方法,体力劳动强度指数计算公式：I=TMSW10式中：I体力劳动强度指数；T劳动时间率；M8h工作日平均能量代谢率，KJminm2；S性别系数：男性1，女性1.3；W体力劳动方式系数：搬1，扛0.40，推/拉0.05；10计算常数。其中，净作业时间比率可通过抽样测定，取其平均值。,2020/5/20,32,一般，人体的最佳工作负荷是指在正常情境中，人体工作8h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、心率界限以及最大摄氧量的百分数表示。国外一般认为，能量消耗20.93kJ/min、心率(110115)beats/min、吸氧量为最大摄氧量的33%左右时的工作负荷为最佳负荷。中国医学科学院卫生研究所:一个工作日（8h）的总能量消耗应在5880-6720kJ之间，最多不超过8400kJ。若在不良劳动环境中进行作业，上述能耗量还应降低20%。,最大能量消耗界限,2020/5/20,33,4.3作业疲劳,作业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觉症状的现象。作业疲劳是劳动生理的一种正常表现，它起着预防机体过劳的警告作用。疲劳程度的轻重决定于劳动强度的大小和持续劳动时间的长短。,2020/5/20,34,4.3.1作业疲劳分类,个别器官疲劳全身性疲劳智力疲劳技术性疲劳心理性疲劳,2020/5/20,35,表4-6疲劳部位与职业的关系,2020/5/20,36,动态肌肉施力是对物体交替进行施力与放松，使肌肉有节奏地收缩与舒张。在动态肌肉施力的情况下进行的作业称为动态作业；动态肌肉施力时，肌肉有节奏地收缩和舒张，这对于血液循环而言，相当于一个泵的作用，肌肉收缩时将血液压出肌肉，舒张时又使新鲜血液进入肌肉，此时血液输送量比平常提高几倍，有时可达静态输入肌肉血液量的1020倍。血液的大量流动不但使肌肉获得了足够的糖和氧，而且迅速排除了代谢废物。因此，只要选择合理的作业节奏，动态作业可以延续时间而不产生疲劳。心脏的工作就是动态作业，心肌从不“疲劳”。,动态作业,2020/5/20,37,静态肌肉施力是依靠肌肉等长收缩所产生的静态性力量，较长时间地维持身体的某种姿势，致使肌肉相应地作较长时间的收缩。在静态肌肉施力的情况下进行的作业称为静态作业；静态肌肉施力时，肌肉收缩时产生的内压对血流会产生影响，收缩达到一定程度时，甚至会阻断血流；由于收缩的肌肉组织压迫血管，阻止血液进入肌肉，肌肉无法从血液中得到糖和氧的补充，不得不依赖于本身的能量贮备，对肌肉影响更大的是代谢废物不能迅速排除，积累的废物造成肌肉酸痛，引起肌肉疲劳。由于酸痛难忍，静态作业的持续时间受到限制。,静态作业,2020/5/20,38,上图：由于动态作业，肌肉周期性收缩与松弛，类似泵的作用效果，可保证血流正常。下图：静态作业，肌肉持续收缩，血流受阻，影响氧和其它能量的供给。,2020/5/20,39,长时间或反复弯腰、身体扭曲；长时间手持和抓握作业；长时间双手身前或手臂悬空抬起；单侧肢体承重或单手操作；长时间站立一个工作位置；推拉重物；长时间、高频率地使用一组肌肉。,常见的静态作业：,2020/5/20,40,由于静态施力需要更大能耗，心率也加快，血压升高，需要更不良作业姿势和体位：长时间恢复。我们需要协调好静态与动态施力，避免如下：长时间或反复弯腰、身体扭曲、半坐位；长时间抬手作业或上臂举着作业；避免负荷不均衡，单侧肢体承重或单手操作；避免头部和眼睛的不自然姿态；避免长时间手前伸；避免静止不动。,避免静态施力,尽量避免肌肉的静态负荷,静态负荷容易引起肌肉疲劳。,2020/5/20,41,应激stress,应激是个体在觉察需求与满足的能力不平衡时，倾向于通过整体心理和生理反应，所表现出来的作用的适应过程。应激源：工作、环境人际关系、家庭等。应激是个体对环境威胁和挑战的一种适应和应对过程，其结果可以是适应的和不适应的；应激效应：焦虑、恐惧、抑郁和愤怒等。适当的应激有利于提高操作绩效。,2020/5/20,42,4.3.2疲劳产生原因,（1）工作环境因素：包括工作强度、工作速度、工作方式以及工作持续时间等，它们是引发疲劳最客观、最直接的原因。（2）生理因素：在同一环境中的人们对疲劳的感觉性也不一样，性别、年龄都是能够导致对生理疲劳和心理疲劳的感受不同的因素。（3）心理因素：个体的情绪、兴趣、态度、动机、意志等都会对疲劳发生作用和影响。,2020/5/20,43,疲劳的一般规律,（1）疲劳可以通过休息恢复。（2）疲劳有累积效应。（3）疲劳程度与生理周期有关。（4）人对疲劳有一定的适应能力。,2020/5/20,44,疲劳可以从三种特征上表露出来：身体的生理状态发生特殊变化。例如：心率、血压、呼吸及血液中的乳酸含量等发生变化。进行特定作业时的作业能力下降。例如：对特定信号的反映速度、正确率、感受能力下降，工作绩效下降等。疲劳的自我体验。,4.3.3疲劳测定,2020/5/20,45,常用的疲劳测定方法,(1)生化法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。(2)工作效绩测定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，都可作为疲劳评定的指标。,(3)生理心理测试法膝腱反射机能检查法,两点刺激敏感阈限检查法,频闪融合阈限检查法,连续色名呼叫检查法等.(4)他觉观察及主诉症状调查法,2020/5/20,46,表4-7疲劳的测定方法,2020/5/20,47,肌腱反射机能检查法,用小硬橡胶锤，按照规定的冲击力敲击被测者的膝部，依据小腿弹起的角度的大小来评价疲劳程度。被测者疲劳程度不同，发射运动钝化程度也不同。角度大小？疲劳程度？一般认为：5-10度，轻度疲劳；10-15度，中度疲劳；15-30度，重度疲劳,2020/5/20,48,触觉两点阈值测定,采用两个近距离的针状物同时刺激皮肤表面，当两个刺激点间的距离小到刚刚使被测者感到是“一点”时的距离，称为两点刺激敏感阈限。作业机体疲劳是感觉机能迟钝，两点刺激敏感阈限增大。不同的人反应不一样，一个人在不同的年龄阶段，反应也不一样。,2020/5/20,49,表4-7身体不同部位的两点阈值单位：mm,2020/5/20,50,闪光融合值测定,具体做法是先从低频闪烁做起，这时视觉可见仪器内光点不断闪光。当增大频率，视觉刚刚出现闪光消失时的频率值叫闪光融合阈；光点从融合阈值以上降低闪光频率，当视觉刚刚开始感到光点闪烁的频率值叫闪光阈。它和融合阈的平均值叫临界闪光融合值。量纲为Hz，一般在30Hz55Hz之间。人体疲劳后闪光融合值降低，说明视觉神经出现钝化。这一方法对在视觉显示终端（VDT）前面