人机工程学01课件

人机工程学Ergonomics第五章：人的作业能力与疲劳

5.1人体作业时的能量代谢

人体能量的产生机理

骨骼肌活动的能量来自细胞中的贮能元——三磷酸腺苷(ATP)。

ATP十H2O→ADP十Pi十29.3kJ/mol第五章：人的作业能力与疲劳补充ATP的过程

1.ATP——CP系列肌细胞中的ATP由磷酸肌酸(CP)与二磷酸腺苷合成予以补充：CP十ADPCr(肌酸)十ATPATP一CP系列提供能量的速度极快，但由于CP在人体内的贮量有限，其产能过程只能维持肌肉进行大强度活动几秒钟。

第五章：人的作业能力与疲劳2.需氧系列在中等劳动强度下，ATP以中等速度分解，又通过糖和脂肪的氧化磷酸化合成得到补充

葡萄糖或脂肪十氧ATP在合成的开始阶段，以糖的氧化磷酸化为主，随着持续活动时间的延长，脂肪的氧化磷酸化转为主要过程。

第五章：人的作业能力与疲劳3.乳酸系列

靠无氧糖酵解产生乳酸的方式提供能量的方法，称为乳酸系列：葡萄糖(糖原)ATP+乳酸

目前还认为乳酸是一种致疲劳性物质，所以乳酸系列提供能量的过程不可能持续较长时间。

第五章：人的作业能力与疲劳第五章：人的作业能力与疲劳第五章：人的作业能力与疲劳作业时人体的耗氧动态

作业时人体所需要的氧量的大小，主要取决于劳动强度和作业时间，劳动强度越大，持续时间越长，需氧量也越多。

第五章：人的作业能力与疲劳氧债与劳动负荷的关系当需氧量超过最大摄氧量时，人体能量的供应依赖于能源物质的无氧糖酵解，造成体内的氧亏负，这种状态称为氧债。第五章：人的作业能力与疲劳高强度劳动对人体的影响当作业中劳动强度过大，心肺功能的生理惰性通过调节机能逐渐克服后，需氧量仍超过最大摄氧量时，稳定状态即被破坏。体力作业若使劳动者氧债衰竭，可导致血液中的乳酸急剧上升，PH下降。这对肌肉、心脏、肾脏以及神经系统都将产生不良影响。

第五章：人的作业能力与疲劳能量代谢和能量代谢率人体能量产生和消耗称为能量代谢。

能量代谢分为三种：即基础代谢、安静代谢和活动代谢。

第五章：人的作业能力与疲劳基础代谢生理学将人清醒、静卧、空腹(食后10h以上)、室温在20℃左右这一条件定为基础条件；人体在基础条件下的能量代谢称为基础代谢；单位时间内的基础代谢量称为基础代谢率，用BR表示。它反映单位时间内人体维持最基本的生命活动所消耗的最低限度的能量。

第五章：人的作业能力与疲劳安静代谢

作业或劳动开始之前，仅为了保持身体各部位的平衡及某种姿势条件下的能量代谢。通常也可以常温下基础代谢量的120%作为安静代谢量。安静代谢率用RR表示。

第五章：人的作业能力与疲劳活动代谢

人在从事特定活动过程中所进行的能量代谢。实际活动中所测得的能量代谢率(用AR表示)，不仅包括活动代谢率，也包括基础代谢率与安静代谢率。MR=AR－RR第五章：人的作业能力与疲劳相对能量代谢率

为了消除劳动者个体之间差异因素，常用活动代谢率与基础代谢率之比即相对能量代谢率来衡量劳动强度的大小。

第五章：人的作业能力与疲劳简易方法近似计算人在体力劳动中的能量消耗

AR＝RR＋MR＝1.2×BR＋RMR·BR＝(1.2＋RMR)×BR总能耗MΣ＝(1.2十RMR)×BR×体表面积(B)×活动时间（t）

第五章：人的作业能力与疲劳影响能量代谢的因素作业方法不同，能量消耗不同

作业类型、作业方法、作业姿势、作业速度等

第五章：人的作业能力与疲劳第五章：人的作业能力与疲劳第五章：人的作业能力与疲劳第五章：人的作业能力与疲劳第五章：人的作业能力与疲劳第五章：人的作业能力与疲劳能量代谢的测定

第五章：人的作业能力与疲劳作业时人体的调节与适应

第五章：人的作业能力与疲劳能量代谢的测定第五章：人的作业能力与疲劳作业时人体的调节与适应神经系统的调节与适应

长期从事同一项作业活动，通过复合条件反射逐渐形成该项作业操作的自觉习惯的逻辑平衡潜意识，称为动力定型(DynamicStereotype),也称习惯定型。建立动力定型应循序渐进，注意节律性和重复性。

第五章：人的作业能力与疲劳心血管系统的调节与适应

最大心率与安静心率之差称为心搏频率储备，可用来表示体力劳动时心率可能增加的潜在能力。心率通常可作为衡量劳动强度的一项重要指标。第五章：人的作业能力与疲劳心输出量心脏每搏动一次，由左心室射入主动脉的血量称为每搏输出量。血压

血压是血管内的血液对于单位面积血管壁的侧压力，通常多指血液在体循环中的动脉血压第五章：人的作业能力与疲劳第五章：人的作业能力与疲劳血液的重新分配

第五章：人的作业能力与疲劳心血管系统的调节与适应第五章：人的作业能力与疲劳其他系统的调节与适应呼吸系统作业时呼吸的频率随作业强度的增强而增加,肺通量的变化;尿液代谢的变化；汗腺变化调节体温和促进代谢；体温的变化第五章：人的作业能力与疲劳脑力劳动和持缠警觉作业的特点

脑力作业的生理变化特征

脑细胞中贮存的糖原甚微，其能量要靠血液输送来的葡萄糖通过氧化磷酸化过程来提供。因此，腋组织对缺氧、缺血非常敏感。脑力劳动时，血糖和尿量无任何影响，对排汗的量与质以及体温均无明显影响。

第五章：人的作业能力与疲劳不同脑力劳动的代谢率第五章：人的作业能力与疲劳持续警觉作业

持续警觉通常是在刺激环境单调和脑力活动以注意为主的条件下，长时间保持的警觉状态。在持续警觉作业中，信号漏报是衡量作业效能下降的指标。第五章：人的作业能力与疲劳信号频率与效能第五章：人的作业能力与疲劳觉醒状态与效能第五章：人的作业能力与疲劳体力劳动强度分级国外的劳动强度分级

第五章：人的作业能力与疲劳国外的劳动强度分级第五章：人的作业能力与疲劳国外的劳动强度分级第五章：人的作业能力与疲劳国外的劳动强度分级第五章：人的作业能力与疲劳我国的劳动强度分级

第五章：人的作业能力与疲劳ye用下列公式计算：当肺通气量x值在3.0一7.3L/(min·m2)时，

ye＝10（0.0945x-0.53794）

当肺通气量x值在8.0一30.9L/(min-m2)时，

ye＝13.26－10（1.1648-0.0125x）

当肺通气量在7.3一8.0