累积损伤疾病的预防与合理的工具设计

1第四章累积损伤疾病与操作工具设计随着越来越广泛的计算机使用、生产的自动化的开展，人们越来越倾向于忽略大量的工作仍然涉及体力劳动和人工操作这样一个事实。挖掘、建筑和制造等职业经常要求工人以高的体力消耗去完成工作；由于过度伸展而导致的背部疾病在很多职业中都很普遍，占了所有职业损伤的25%〔美国劳动统计部，1982〕。甚至一些与重体力劳动没有直接关系的职业，如专业技术人员、管理人员和行政人员、办事员和效劳人员也同样会有职业损伤。调查结果说明，计算机操作人员比从事其他职业的人遭受更多的颈部和腕部损伤。本章将讨论在完成工作时人的运动系统的活动，在此根底上分析造成累积损伤疾病的原因，并给出操作工具设计的一些原那么，从而降低操作人员的累积损伤。第一节、累积损伤疾病及其原因操作者在进行作业时，为了到达操作的要求，必须付出一定量的力。这种力就是操纵力。人的操纵力有一定的数值范围，可据此设计各种操纵系统。人发挥操纵力的大小，取决于人的操作姿势、着力部位、力的作用方向和方式等。在长期从事某项作业时，不断重复某一作用姿势〔施以相同的操纵力〕，往往会导致局部肌肉的损伤。累积损伤疾病及其重要性：简而言之，累积损伤疾病指由于不断重复使用身体某部位而导致的肌肉骨骼的疾病。其病症可表现为手指、手腕、前臂、大臂和肩部的腱和神经的软组织损伤，也可表现为关节发炎或肌肉酸痛。通过分析名词“累积损伤疾病〞，我们也可以了解其含义：累积指这种损伤是由于年复一年地不断对身体某一部位施加压力而逐渐造成的。并且这种累积是建立在每次的压力都会对相关的软组织或关节产生一定的损耗〔即损伤〕的根底上。疾病表示这种损伤是不正常的状态。在澳大利亚和英国，累积损伤疾病被称作“重复性紧张损伤〞。累积损伤疾病已越来越引起人们的关注。据统计，仅在美国，每年与手部工具有关的损伤超过260,000，其相关的医疗费用高达4亿美元。按照美国劳工部的统计，1986年在对10,000名肉类包装工人的调查中有480人受到累积损伤疾病的困扰。同年，在所有的工业疾病和损伤中，累积损伤疾病占了１.8%。更值得关注的是，很多累积损伤疾病没有导致明显的疾病或损伤，而是表现为作业生产率的下降和质量的降低。从1980年以来，澳大利亚的累积损伤疾病一直在增加，1985和1986年新南威尔士每年的事故率高达7，000件。其中办公室工作人员的增长率最高——特别是一些键盘操作人员，长期的伏案工作和敲击键盘很容易造成脊椎损伤与手指关节的损伤。但与其他职业相比，办公室工作人员的发病率仍然是比拟低的：在1987年，每1000名办公室工作人员中有6例累积损伤疾病，而对于从事钢铁和电子工业的生产工人，这一比例到达了78‰〔美国，Pheasant,1991〕。随着分工的开展，累积损伤疾病在各国和各领域均呈现上升趋势，Armstrong等在1982年指出，累积损伤疾病的发病率几乎是130/200,000工作小时〔200,000工作小时近似于200个工人工作半年〕，它降低了生产率，更对人体造成了损伤。所以各种职业病已越来越引起人们的广泛关注，有些国家还成立了专业的组织探讨如何预防累积损伤疾病，并通过互联网分享各种经验及如何使工具设计更合理。各产生龟累积幸损伤园疾病货的原责因么不同劲的作醋业会说导致悼不同冠表现考形式怒的累悉积损笋伤。路比方刮，人妻体正龄常的跪腰部干是松丰弛状让态下劫侧卧皮的曲撒线形偶状。瓜在这眼种状塘态下恳，各迟椎骨堤之间城的间漠距正挑常，凝椎间屠盘上汇的压太力轻佛微而女均匀才，椎低间盘酿对韧冈带几瞧乎没墨有推酱力作墙用，胳人最峰感舒皂适。可人体灯作弯梯曲活撒动时准，各世椎骨富之间长的间埋距发慰生变费化，夕椎间厘盘那么乒受推突挤和授摩擦勉，并厨向韧霸带作橡用推匠力。撤韧带污被拉敏伸，六致使楚腰部羊感到惠不舒隐适。袜腰弯通曲变油形越掉大，琴不舒稳适感避越严桐重。瞒长期越的这敢种弯计曲活华动就拒会导红致腰您部的武劳损棒。同孝样，搁在作袋业操绑纵时校，都牛会造沟成手区、手嚼臂、合脚及这腿部滥的肌炊肉酸猴痛或数关节羽损伤棉。肥虽然子损伤懒的表竹现形菊式各弊不相仆同，连但各蛙种累纪积损搁伤都瘦与受躺力、忌重复渠、姿景势与皇休息涨密切驴相关章。吴受力哨：人域体某吊部位准的受偷力是培造成张累积戒损伤钥的必端要条宵件之圾一，百外力浆的不贿断挤穴压会冰使软铺组织今、肌脱肉或申关节捷的运醋动无喉法保均持在在舒适闸的状盛态。酿一般废来说晒，重膏负荷尸的工跪作使劳肌肉魂很快碎产生傲疲劳渠而且幸需要福较长拼的时委间来职恢复丸。骨线骼肌辈需要奔重新员恢复筛弹力婚，缺婶乏足退够的圾恢复动休息港时间浊会造义成软茫组织砌的损么伤。弄如果流对于墓肌肉息骨骼陵结构姨的压锻力太磨大，摇很明酸显骨歉骼、泰皮肤较和肌魂肉将好会被蚀拉伤罚，但傅同时剧腱和致神经治由于嫌压力都受到私的损壳伤就圆不是捕很容喂易引远起注啄意了惠。另寇外，纱作业裳时手敢工操益纵工筹具的各震动童也会兰引起朋血管弹的收传缩。缘2、柔重复前铅任务砍重复姨的越脆多，呀肌肉克收缩回的越灯快、茶越频俩繁。奔这是扮因为俭高速山收缩帮的肌肺肉比躁低速葵收缩法的肌地肉产裤生的遗力量奸要小草，所截以重映复率萌高的引工作扶要求筋更多阅的肌参肉施倘力，惰因此旦也需免要更流多的框休息治恢复梨时间废。在患这种碧情况朗下，狂缺乏腥足够添的休较息时园间就续会引疲起组滴织的这紧张冰。人购体的职累积鹿损伤违都是技由于悔重复骡施力垦于身韵体特呢定部任位而笋造成讯的。滑3、危姿势钞娇不正蚕确的责作业安姿势庸也是塑造成间累积严损伤要的重嫌要原木因之罗一，吃作业叫姿势闹决定杰了关左节的湾位置邻是否校舒适狸。使驱关节删保持碎非正永常位面置的御姿势雕会延谷长对塞相关池组织陡的机腔械压证力。福作业呜姿势焦应满城足人车的用欢力原瓣那么：号所有盏动作币应该骗是有胳节律临的，兆各个创关节搭要保届持协忌调，鸭这可客减轻农疲劳悔；在潮操纵纱时，崭各关卧节的暂协同注肌群共与拮海抗肌讨群的秤活动连要保秘持平恢衡，友才能距使动丰作获对得最络大的份准确写性；懂瞬时核用力经要充怖分利吐用人宿体的啦质量眉作尽酸可能猪快的蝇运动梅；大升而稳拴定的冷力量叛取决威于肌团体的替稳定乒性，守而不浑是肌脆肉的灿收缩仅；任称何动颗作必跟须符拔合解雨剖学比、生阁理学歼和力杜学的半原理员。肠作业驳中应索防止怕的姿反势包叨括：刊使肌骑肉和氧肌腱吐超负和荷；鹊造成察操纵虑关节筑不平稼稳或倚不对聚称的驳方式值；涉场及肌虚肉群赔的静篇态负诉荷〔承会延彻长肌躬肉群纸的收药缩〕弦。秩4、姑休息瓜欧没有见足够跳的休善息时病间意午味着域肌肉思缺乏伙充足戴的恢晓复时挎间。而结果弱会引炮起乳曲酸的贺积聚漠和产浆生能组量的秋物质侨的过键渡消所耗，交从而结使肌既肉疲强劳，应力量染变小备，反路应变裤慢。折疲劳盯肌肉迫的持杀续工私作增孟加了鸽软组魄织损扇伤的巡可能盟性。刺充分乓的休球息可沈以使禾肌肉超恢复密自然袋状态矩。蛛所以供，要油控制冻人体炒的累田积损栽伤疾絮病，开就要雪考虑类作业仗姿势贷的合朵理性尊、避翼免过黎度重膨复作动业和着提供时充足钥的休抢息时拌间。闹第二友节粥与手待有关非的累裳积损贸伤疾自病帖手工震操纵去一般秋要涉揪及手喂、腕吐、臂柄等部颂位，阶只有芽了解帅各部掘位用粥力的遭特点板和规扎律，久保证惹所设宇计的鼓控制朽器的辽操纵播力在并人的鸡用力范限度翻范围疼之内歪，才尸能避腐免操沃纵困悟难或杰给人捆体带王来损寸伤。功上肢衰的操骄纵力岭：韵人体蓄的上重肢包争括：伟肩、燃大臂呢、小佩臂、姑手腕姑和手从，各民部位揉的协教调配刚合完藏成各意种手按工作永业。尤人在伐用力枯的时涛候，接肘关快节肌影肉群胞屈曲班时所标产生礼的力吧大小魄，依齿赖于变手的龄方向君，实贪验表饼明当所手掌既面向钟肩部锄时，泄产生胁的力宴最大犯。提尽取重锅物的盾时候戚，必史须用嫩体重师与负翁荷作看对抗堪性的伏平衡蜂。对黄于人浑体的洁上肢登，指闭、腕湿、肘傅、肩晚关节远作依额次活选动时浮，指授关节磨力量鱼最小别，但涌精确烟性最抖高；智肩关泰节力辩量最秒大，升但准怪确性病最低察。吴〔一镜〕手菌臂的扯坐姿冻操纵乐力：发如图遗4.迷1通级过在叶不同理角度腊对健锦康男步子的俱臂力汗进行同测量盲，可俱以得膏出手项臂在柏各种益不同蔬角度望上的器操作锈力〔来表4君.1漆〕。志宪滩象界表4著.1本阿坐姿洽时手肢臂在扯不同清角度酿和方逮向上数的操惯纵力玉绘单雄位：许牛顿范手臂巾的角暮度贯〔度给〕畅拉力使推力团左手做右手她左手番右手爽18察0滋15影0住12成0悔90认60指向戒村后删向前消52滤0狡50嚷0鸽42腔0啊36深0支27罪0黑54畜0蕉55垮0杰47讽0袍39嫌0筛28醒0授54欢0详50岭0溪44疏0糟37柄0播36步0提62向0痕55竖0缠46织0屡39毒0录41说0柴18劈0慕15谱0刚12忆0府90忙60节向上拐向下素12帆7胶21更0坝22节0热22沈0蜡21读0随19谷0豪22岭0照27蒙0野24茅0判24亭0劝19溪0眉22丝0贼24谢0某24兽0梢22购0妥22律0磁24磁0晒28景0慨28洗0折24请0蓄18倡0舱15产0找12先0村90勺60次向内为侧萌向外堡侧惠19恳0失21诞0推20按0砌21厨0割22哄0额22技0露24衫0拴24慌0佣22页0重23枣0尿13仇0什13朗0种13锡0脏15废0减14侄0汗15享0策15遣0存15虑0唱16俘0骗19刚0毫从实华验结识果可碗以得苹出手见臂操胃纵力蛇的一银般规乐律为怒：撤左手椅力量菊小于垮右手煮；虎手臂羽处于而侧面稀下方歉时，央推拉蛙力都遮较弱浪，但盛其向冰上和穿向下野的力株较大胁；绒拉力换略大擦于推改力；泰向下笨的力样略大摄于向占上的印力；图4.1手臂的坐姿操纵力〔侧视图，俯视图〕用向内称的力骂大于莫向外射的像图4.1手臂的坐姿操纵力〔侧视图，俯视图〕阵〔二当〕手丘臂的粒立姿泛操纵造力王图4巡-2同为立孩姿操雹作时晓手臂界在不杆同方蛮向、欠不同揭角度逆上的舌拉力父和推透力。那由图翠可知诉，手浪臂在晨肩的炸下方藏18汉0度形和肩召的上饱方零养度位拉置上赢产生州最大茶拉力东；在旧肩的没上方膨零度臂位置嚼产生洲最大龄推力探。因百此，楼推拉厨形式组的操剩纵装令置应痒尽量疯安装包在上备述能静产生朝最大垮推拉携力的凶位置蠢上。失1、粪手的码握力蝴初一般栽人右仓手的煎握力木大于船左手会。实祝验测筒得一风般青寒年男辈子右抛手平遵均瞬牢间最箩大握搜力约德为5满50予牛顿络；左阀手为赚42絮1牛隆顿。昂保持卷1分妨钟后屋，右存手平遮均握佩力降帽至2殊74都牛顿屯。左参手降林至2喘44幸牛顿哨。由糕此可画见，瓣握力斯与手炒的姿船势与择持续岭时间葬有关蛋。声当操妙作者级紧握启操纵苗机构株时，基还要善考虑扁握紧茄强度兴。握补紧强途度是亚人能嚼够施磨加在誓手柄同上的鼓最大仇握紧李力〔爽可用同测力跪计量扔器〕做。在恩设计芬手工昆工具遗、夹献具和直操纵继机构夹时都才需要坦考虑锯握紧济强度夕的数侦值。贿年龄着在3俊0岁统以上愤时，姐可用宣下式诞〔经牌验公术式〕僚近似阅计算贩手操算纵的引握紧芹强度徐：禽GS傲=6栗08笨－芝2.椅94互A男〔牛酸顿〕躬式中赖疫GS艳须——赔手操定纵的稻握紧呼强度吐A受——狱年龄照〔单者位：誉年〕图4.2立姿时手的操纵力芬利用端手柄赌操作纸时，泊最适身合的棉操纵岭力大番小与晴手柄武距地冒面的窗高度剧、操搂纵方肺向、叉左右恢手等类因素告有关逆。图4.2立姿时手的操纵力艳2、管拉力备与推绸力富在闷立姿级手臂第水平榨向前哪自然庭伸直窗的情准况下霜，男咐子平旅均瞬燕时拉定力可爽达6棉89节牛顿宵，女湖子平熟均瞬制时拉具力为在37沸8牛雨顿。漏假设手斩作前图后运饺动时易，拉轧力要嘉比推讯力大辣。瞬膊时最嫌大拉扬力可勤达1佳07闪8牛酿顿，暴连续怕操作观的拉急力约造29榜4牛挪顿。略当手耗作左摘右方效向运愧动时皇，那么副推力喜大于讲拉力取，最哲大推没力约样为3毒92喇牛顿丹。而宇最大愚操纵我力产催生在概控制泪手柄轮离座避位靠迟背为展57轻0~末66扫0毫拘米的粒范围榜内。卖图4欠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