人機(jī)工程學(xué)60470

1、111404203 杭祝伊一什么是靜態(tài)肌肉施力？如何避免造成疲勞原因？靜態(tài)肌肉施力：無論是人體自身的平衡穩(wěn)定或人體的運(yùn)動(dòng)，都離不開肌肉的機(jī)能。肌肉的機(jī)能是收縮和產(chǎn)生肌力，肌力可以作用于骨，通過人體結(jié)構(gòu)再作用于其他物體上，稱為肌肉施力。肌肉較長時(shí)間保持一種特定的收縮狀態(tài)、穩(wěn)定地消耗能。肌肉施力有兩種方式：（1）動(dòng)態(tài)肌肉施力：（2）靜態(tài)肌肉施力。靜態(tài)施力和動(dòng)態(tài)施力的生理區(qū)別：對血液流動(dòng)的影響。靜態(tài)施力的不良效應(yīng)：生理效應(yīng)：更大的能量消耗；心率加快；需要更長的恢復(fù)時(shí)間。引發(fā)的病癥：勞累性疼痛、長時(shí)間疼痛肌肉施力的類型和靜態(tài)肌肉施力特征 1）靜態(tài)肌肉施力 依靠肌肉等長收縮維持姿勢；應(yīng)盡量避免 2）施力

2、大小與持續(xù)時(shí)間的關(guān)系 肌肉有節(jié)奏地收縮與舒張，血液輸送量比平時(shí)提高幾倍； 肌肉負(fù)荷不應(yīng)超過最大肌力的15%，這時(shí)血液循環(huán)基本正常 肌肉負(fù)荷最大肌力時(shí)，血液循環(huán)中斷忍耐時(shí)間與用力水平的關(guān)系T = 1.2 / ( f 0.15 ) 0.618 1.21其中:T為忍耐時(shí)間(min)f=所需要的力/最大收縮力.試計(jì)算：一名普通工人用右手提12.2KG的物品，大約只能持續(xù)多長時(shí)間？設(shè)右手最大收縮力為240N試用書上的公式再次計(jì)算:T = -90+126/P 36/P2 +6/P3其中:T為忍耐時(shí)間(s)P =所需要的力/最大收縮力如何避免造成疲勞原因？1 獲得最大肌力 1. 在運(yùn)動(dòng)的中間位置獲得最大肌力

3、 2. 在緩慢的動(dòng)作中獲得最大肌力 運(yùn)動(dòng)越慢，可獲得的肌力就越大。根據(jù)骨骼肌的收縮機(jī)理的滑行學(xué)說，運(yùn)動(dòng)較慢時(shí)，細(xì)微絲和粗微絲之間的分離與結(jié)合發(fā)生得較慢，結(jié)合效果較好，因而可產(chǎn)生較大肌力。2 雙手的動(dòng)作應(yīng)同時(shí)而對稱3 盡量降低人體的動(dòng)作等級(jí)4 連續(xù)的曲線動(dòng)作定位運(yùn)動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系 突變的直線運(yùn)動(dòng)（圖左）與連續(xù)曲線運(yùn)動(dòng)（圖右）5 合理的作業(yè)速率與節(jié)奏 例如，在負(fù)荷一定的情況下，步行速度為60 mmin時(shí)的O2需要量最少，此速度就稱為該步行作業(yè)的經(jīng)濟(jì)速率。最適宜的作業(yè)速率（工作節(jié)奏）：銼金屬：每分鐘6078下；鑿：每分鐘60下；手搖曲柄：每分鐘35轉(zhuǎn)；腿踏曲柄：每分鐘6072轉(zhuǎn)；鏟：每分鐘14

4、17次。 在經(jīng)濟(jì)速率下工作，機(jī)體不易疲勞，持續(xù)時(shí)間最長。順著動(dòng)作的次序，把材料和工具擺放在合適的位置，是保持動(dòng)作節(jié)奏的關(guān)鍵。 實(shí)行自主速率還是規(guī)定速率，會(huì)對作業(yè)者產(chǎn)生不同的心理影響。研究表明，自主速率優(yōu)于規(guī)定速率。因?yàn)樽鳂I(yè)能力在一天當(dāng)中是變化的，因此作業(yè)速率應(yīng)依作業(yè)能力的變化而變化。6 使操作者處于一種合理的姿勢7 充分考慮不同體位時(shí)的用力特點(diǎn) 立姿操作時(shí)的操縱力 坐姿工作時(shí)不同方向上腳的推力8 去除不必要的動(dòng)作與動(dòng)作限制 1. 去除不必要的動(dòng)作 2. 利用慣性 利用慣性、重力、彈力等進(jìn)行動(dòng)作，可減少動(dòng)作投入，提高動(dòng)作效率。例如，要把二樓倉庫內(nèi)的成品搬運(yùn)裝車，如果從樓梯使用人工搬運(yùn)，則費(fèi)時(shí)費(fèi)力

5、而且效率低下。如果使用電梯搬運(yùn)，則可能路線迂回，而且投入較大。若能設(shè)計(jì)搬運(yùn)滑道，利用重力使成品從二樓直接滑到車上，另一個(gè)人在車上進(jìn)行整理，效率可大大提高。 3. 去除不必要的動(dòng)作限制 在工作現(xiàn)場應(yīng)盡量創(chuàng)造條件使作業(yè)者的動(dòng)作沒有限制，這樣在作業(yè)時(shí)，心理才會(huì)處于較為放松的狀態(tài)而減少疲勞，提高效率。比如，當(dāng)工作臺(tái)上擺放零件的容器容易傾倒，作業(yè)者在取零件時(shí)動(dòng)作的輕重必須特別注意，則取零件的動(dòng)作效率必受影響。此時(shí)，改變?nèi)萜髦匦摹⒅蚊?、擺放位置等進(jìn)行改善。 要在產(chǎn)品的劃線區(qū)域內(nèi)涂漆，超出區(qū)域范圍不可涂漆，否則會(huì)成為不良品。如果單純要求作業(yè)人員在工作中盡量小心，動(dòng)作會(huì)變慢，而未必能達(dá)到目的。若能把劃線區(qū)域

6、周邊用模板遮住，待涂漆完成后再揭去模板，這樣，作業(yè)人員在作業(yè)過程中不必?fù)?dān)心超出范圍，動(dòng)作速度一定會(huì)大幅提高，而且涂漆造成的不良品也會(huì)大大減少。9 合理安排負(fù)荷 1. 負(fù)荷應(yīng)小于最大肌力的15% 2. 不超過最大能量消耗的13 3. 勞動(dòng)強(qiáng)度與微氣候條件、休息時(shí)間匹配 4. 雙手和雙腳的負(fù)荷分配 縫紉機(jī)就是手腳并用的一個(gè)典型的例子。但要注意： （1）除非力量要求很高，手被工作占用時(shí)才用腳； （2）手動(dòng)時(shí)，腳不應(yīng)該動(dòng)，但可以踩住腳踏板，否則容易發(fā)生跌倒事故； （3）踩腳踏板時(shí)應(yīng)該采用坐姿，否則產(chǎn)生一邊腳站立的情形而容易疲勞也容易發(fā)生事故。10 不要在重體力勞動(dòng)之后立即做精確工作 違反此原則的典型實(shí)

7、例是：裝配工人上班后先為工作站準(zhǔn)備原材料，將笨重的零件箱搬到工位旁邊，然后開始精確的手工裝配。零件箱搬運(yùn)工作使工人產(chǎn)生了疲勞而影響到手工裝配的精確度以及速度。 解決的辦法是使用低技能工人有規(guī)律地補(bǔ)充零件箱；其次是安排工人在下班前搬運(yùn)下一班所需的零件。二分析指針式儀表的顯示面設(shè)計(jì)并舉例在設(shè)計(jì)指針式儀表時(shí)，主要是設(shè)計(jì)和選擇好刻度盤指針、字符和色彩匹配并符合人的感覺特征。設(shè)計(jì)時(shí)所要考慮的人機(jī)工程學(xué)參數(shù)主要有如下幾點(diǎn):1、使用者與顯示裝置之間的觀察距離；2、根據(jù)使用者所處的觀察位置，顯示裝置是否布置在最佳視區(qū)范圍；3、選擇有利于顯示與認(rèn)讀的型式，以及考慮顏色和照明條件。儀表的形式：開窗式、圓形式和半圓

8、式、直線式（水平直線式、垂直直線式）儀表設(shè)計(jì)l 儀表的分類：l 開窗式l 特點(diǎn)：顯露刻度少，識(shí)讀范圍小，視線集中，眼睛移動(dòng)路線短，誤讀率低。l 設(shè)計(jì)要求: 觀察口至少可以看到相鄰兩個(gè)有刻有數(shù)字的刻度線，否則會(huì)引起混淆；l 圓形和半圓形：眼睛對這兩個(gè)形狀掃描路線短，視線較集中，誤讀準(zhǔn)確，優(yōu)于直線形；l 直線形 水平優(yōu)于豎直?？潭缺P的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表明開窗式讀范圍小，視線集中，眼睛掃描路線短，誤讀率低，因此優(yōu)于其他四種形式。圓形式和半圓形式的誤讀率雖高于開窗式，但它給出長期以來人們觀察儀表所形成的習(xí)慣，因此，圓形式和半圓形式優(yōu)于直線式。由于眼睛的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是水平運(yùn)動(dòng)比垂直運(yùn)動(dòng)速度快準(zhǔn)確度高，故水平直線式又

9、優(yōu)于垂直直線式。列出了五種顯示器讀數(shù)準(zhǔn)確度的比較，可以為儀表設(shè)計(jì)和選擇時(shí)作為重要的參考依據(jù)。五種顯示器讀數(shù)準(zhǔn)確度比較顯示器類型最大可見度盤尺寸（cm）讀數(shù)錯(cuò)誤率（%）開窗式4.230.5圓形5.4010.9半圓形11.016.6水平直線形18.027.5垂直直線形18.035.5儀 表 刻 度 盤二、刻度盤的大小 刻度盤尺寸增大時(shí)，刻度、刻度線和指針、字符均可增大可提高清晰度。標(biāo)記數(shù)量增加，最小直徑也增大?？潭缺P直徑過小，刻度標(biāo)記過于密集，信息過于集中，不利于認(rèn)讀。表尺寸過大，視力分散，掃描路線過長，視敏度下降?？潭缺P的大小取決于標(biāo)記的數(shù)量和觀察者距離；刻度盤的最佳尺寸應(yīng)根據(jù)觀察者的最佳視角來

10、確定；刻度盤的最佳視角為2.5°5°，故一般刻度盤外廓尺寸D與視距L的關(guān)系可為： L/D = 11 23 刻度標(biāo)記的數(shù)量刻度盤的最小允許直徑（mm）觀察距離500 mm時(shí)觀察距離900 mm時(shí)38507010015020030025.425.425.436.454.472.8109.025.432.545.564.398.0129.6196.0刻度盤直徑（mm）觀察時(shí)間（秒）平均反應(yīng)時(shí)間（秒）讀錯(cuò)率2544200.820.720.750.760.720.756412刻度設(shè)計(jì)刻度大小、刻度線的類型、刻度線的寬度和長短l 1、刻度大小 l 根據(jù)人眼的最小分辨能力和刻度盤的材料來

11、確定。l 刻度的最小值一般在12.5mm，必要時(shí)?。籰 人眼直接讀刻度時(shí)，刻度的最小尺寸不小于0.61mm之間。l 采用放大鏡讀數(shù)時(shí)：刻度大小為、（為放大倍數(shù)）。l 鋼和鋁的最小材料為，黃銅和鋅白銅為.l 、刻度線的類型 l 刻度線一般有三級(jí)：l 長刻度線、中刻度線和短刻度線（如a,b所示），三者之間有明顯的區(qū)別。l 單刻度線、雙刻度線、遞增式刻度線l 遞增式刻度線開鍋牲可以減少誤讀誤差刻度線的寬度刻度線寬度占刻度間距的515%，10%左右識(shí)讀誤差最小，普通刻度線寬通常取為0.1±0.02毫米，遠(yuǎn)距離觀察時(shí)，可取為0.60.8毫米，高精度裝置時(shí)，可取為 0.00150.11毫米。 動(dòng)

12、態(tài)刻度盤或者瞬間觀察的刻度，采用寬線刻度線：為滿足人觀察時(shí)最佳視角，線寬采用倍的線間距，同時(shí)增加刻度標(biāo)記與的對比度?？潭染€長度l 刻度線長度選擇是否合適，對識(shí)讀準(zhǔn)確性關(guān)系很大，同時(shí)受照明條件和視距的限制，當(dāng)視距L一定時(shí)，l 長刻度線的長度/90 短刻度線的長度L/200l 中刻度線的長度=L/125 刻度線間距L/600l 參考下表選取刻度線 視 距（mm）長刻度線長度（mm）中刻度線長度（mm）短刻度線長度（mm）500500900900180018003600360060005.610.219.839.966.84.17.114.228.447.52.34.38.617.328.7刻度線間

13、距儀表的最小刻度表示量表所需的最小單位，如需讀到“秒”，刻度上顯示的最小單位為秒，秒以下的刻度應(yīng)略去。實(shí)驗(yàn)得出：儀表的讀數(shù)隨刻度間距的增大而增大。間距臨界值：通常在視角為10附近，在視距為750時(shí)，間距相約取1-2.5，同時(shí)與觀察時(shí)間越短，間距越大，當(dāng)觀察時(shí)間為0.5-0.25秒時(shí)，取2.3-3.8為佳。表示當(dāng)視距為710毫米時(shí)，普通刻度標(biāo)記的三種刻度線間的最小尺寸關(guān)系。 3、刻讀方向 刻讀方向是指刻度盤上刻度值遞增順序和認(rèn)讀方向。其設(shè)計(jì)必須遵循視覺運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而形式可依刻度盤的不同而不同：一般情況是，水平直線型從左到右，豎直直線型從下到上，圓形順時(shí)針方向安排刻度?？潭?、刻度線與單位值的關(guān)系 1

14、、最小刻度不標(biāo)數(shù)，最大的刻度必及標(biāo)數(shù)；2、指針運(yùn)動(dòng)式儀表、標(biāo)示的數(shù)字應(yīng)當(dāng)呈豎直狀；對表盤運(yùn)動(dòng)的儀表數(shù)字則應(yīng)沿經(jīng)向布置；3、為了避免指針對標(biāo)數(shù)的遮擋，在條件允許時(shí)，數(shù)字應(yīng)放在刻度標(biāo)記的外側(cè)，若條件不允許才放在刻度標(biāo)記的內(nèi)側(cè)，但刻度線間距應(yīng)適當(dāng)增大。4、指針在表盤外側(cè)的儀表，數(shù)字應(yīng)一律設(shè)置在刻度的內(nèi)側(cè)；5、開窗式儀表窗口的大小至少應(yīng)當(dāng)足以顯示被指示的數(shù)字及其前后兩側(cè)的兩個(gè)數(shù)字。以便看清指示運(yùn)動(dòng)的方向和趨勢；6、對于圓形儀表，不論儀表刻度盤運(yùn)動(dòng)還是指針運(yùn)動(dòng)刻度標(biāo)數(shù)的順序應(yīng)按順時(shí)針方向依次增大，0位常設(shè)置在時(shí)鐘的12點(diǎn)位置，以符合人的認(rèn)讀習(xí)慣。7、刻度盤上標(biāo)數(shù)應(yīng)盡量取整數(shù)，避免采用小數(shù)或分?jǐn)?shù)，更要避免

15、需要挽算后才能讀出的標(biāo)數(shù)。8、每一刻度線最好為被測量的一個(gè)單位值或2個(gè)、5個(gè)單位值或1、2、5×10n倍（n為整數(shù)）個(gè)單位值。 9、對扇形儀表可使用刻度標(biāo)記長度隨數(shù)字增大而漸加長的遞增式刻度線 5、儀表字符設(shè)計(jì) 儀表字符包括數(shù)字、字母、漢字和專用符號(hào)，刻度的功能通過字符加以完備，字符的形狀、大小和位置對識(shí)讀效率有很大影響，字符設(shè)計(jì)力求清晰給人印象深刻。 （a）字符的形狀要求 1、突出“形”，避免相似性：如8 和3在寫法上要區(qū)別。 2、字符形狀的要求是簡單顯眼，可多用直線和尖角，加強(qiáng)字體本身特有的筆劃，不用草體和裝飾。3、使用拉丁或英文字母時(shí)，一般情況下應(yīng)用大寫印刷體，因大寫字線清晰。

16、4、使用漢字時(shí)，最好是仿宋字和黑體字的印刷體，其筆劃規(guī)整，清晰易辨。字體特征l 儀表體突出字體特征可降低誤讀率（b）字符的大小要求 按最佳視角設(shè)計(jì)，在刻度大小已定的條件下，字符應(yīng)盡量大，一般字符高度為觀察距離的L/200（如下表所示），可按下式近似計(jì)算。H = 式中 H字符高度mm， L視距mm 眼睛的最小視角（分） 字寬的確定視角取1030左右，當(dāng)視距一定時(shí)，字體的寬度如下確定：1、高/寬=3：2確定，拉丁字母高寬比取5：3.5；2、字體的筆劃寬與字高比為1：81：6；3、夜間采用發(fā)光字的情況下，采用1：1的方形字較好；4、熒光屏顯示，數(shù)字字符的高寬比常用2：1或1：1，其筆劃寬與字高之比為

17、1：8或1：10。照明和對比條件字體筆劃寬/字高低照度下字母與背景的明度對比較低進(jìn)時(shí)明度對比值大于1：12（白底黑字）明度對比值大于1：12（黑底白字）黑色字母于發(fā)光的背景上發(fā)光字母于黑色的背景上字母具有較高的明度視距較大而字母較小的情況下粗粗中粗中中細(xì)粗中細(xì)極細(xì)粗中粗1：51：51：61：81：81：101：51：81：101：121：201：51：6不同照明條件和對比度下數(shù)字、字符的筆劃寬6、指針設(shè)計(jì) 大小、寬窄、長短和配色設(shè)計(jì)儀表指針一般應(yīng)注意如下幾個(gè)問題。（a）形狀 頭尖尾平中間寬或者 長三角形指針的形狀要簡潔、明快、有明顯的指示性形狀，不應(yīng)有裝飾。指針針尖與最短的刻度線相同，并盡量與刻度板貼近，高精度儀表要求指針與刻度板在責(zé)罵一平面內(nèi)，長度合適，通常指針針尖距刻度1.6左右為宜。（b）寬度1、針尖的寬度與最短刻度等寬2、針體覆蓋在刻度標(biāo)記上的儀表，針體的寬度不大于刻度間距3、針尾主要是起平衡作用，寬度由平衡要而定。4、指針不接觸但要盡量貼近盤面（尤其對精度要求較高的儀表）提高認(rèn)讀的準(zhǔn)確性。（c） 長度1、針尖貞刻度距離恰當(dāng)，離開刻度標(biāo)記1.6毫米左右；2、圓形刻度盤的指針長度不要超過它的半徑，需要超過半徑時(shí)，其超過部分的顏色應(yīng)與盤面的顏色相同。3、指針的顏色與盤面顏色