ВКР20161 (1221274), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Минимальные и максимальные значения антропометрических характеристик используются с учетом характера выполняемой рабочей операции или выбора параметра приспособления; в тех случаях, когда оператор что-то должен доставать, до чего-то дотянуться, выбирают минимальные значения, а при определении размеров сидения, высоты ниши ног и т.п. – максимальные.
Вместе с тем поза «стоя» требует больших энергетических затрат и менее устойчива из-за поднятого центра тяжести, поэтому в этой позе быстрее наступает утомление.
Рабочая поза «сидя» имеет целый ряд преимуществ: резко уменьшается высота центра тяжести над точкой опоры, благодаря чему возрастает
устойчивость тела, значительно сокращаются энергетические затраты организма для поддержания такой позы, вследствие этого она является менее утомительной[11].
Рисунок 5.3 – Схема биомеханического анализа рабочей позы
при устойчивой (а и б) и неустойчивой (в и г) позах: а, в – стоя; б, г – сидя
Рабочая поза выбрана правильно, если проекция общего центра тяжести лежит в пределах площади опоры.
Если в процессе работы действует небольшая группа мышц, то предпочтительнее поза «сидя»; при работе большой группы мышц – поза «стоя».
Всякая поза, проекция центра тяжести которой выходит за границы площади опоры, будет вызывать значительные мышечные усилия, т.е. статические напряжения (рисунок 5.3, в и г). Длительные статические напряжения мышц могут вызвать быстрое утомление, снижение работоспособности, профзаболевания (искривление позвоночника, расширение вен, плоскостопие) и травматизм. При проектировании рабочего места необходимо учитывать следующее: если при прямой позе «сидя» мышечную работу принять равной единице, то при прямой позе «стоя» мышечная работа составляет 1,6 единицы при наклонной позе «сидя» – 4 единицы, а при наклонной позе «стоя» – 10 единиц. Статичная поза утомительнее, нежели динамическая [11].
Наиболее важнымимоментамиопределяющимивыбор рабочей позы являются:
а) применяемое усилие в процессе работы;
б) степень подвижности рабочего, обусловленная характером и конкретным содержанием технологического процесса;
в) величина рабочей зоны и соотношение между антропометрическими характеристиками человека и пространственной организацией рабочих мест.
В тех случаях, когда в процессе работы происходит смена поз, учитывают следующие требования: сохранять одинаковое положение рабочего по отношению к рабочей поверхности, как при работе стоя так и при работе сидя, а так же создавать необходимые условия свободного перехода от одной позы к другой и прежде всего за счет выбора наиболее рациональных геометрических размеров рабочей поверхности средств подмащивания [11].
Часть пространства рабочего места, в котором осуществляются трудовые процессы, может быть разделена на рабочие зоны. Рабочая поза будет наименее утомительна только при условии, если рабочая зона сконструирована правильно.
В соответствии с рабочими зонами и антропометрическими данными проектируются рабочие места в любом производственном процессе и любые машины и механизмы, обслуживаемые человеком.
Органы управления могут быть ручными и ножными. Предпочтительнее управление ручное, причем выгоднее использовать регуляторы, которые приводятся в движение рукой к себе или от себя. Следует иметь в виду, что движения руки к себе более быстрые, но менее точные, тогда как от себя – более точные, но менее быстрые.
Если органы управления не требуют усилий, то оператор «не чувствует» рукоятки и действует очень неточно. Для предотвращения дрожания руки и повышения точности движений требуется определенный момент сопротивления рукоятки в пределах 3–16,7 Нм. Для ножных педалей при полном их нажатии момент сопротивления должен составлять от 20 до 80 Нм [11].
Ножные органы управления используют тогда, когда требуются большие усилия и небольшая точность: включение – выключение, грубая регулировка напряжения или тока и т.п.
При ручном управлении максимальные усилия могут быть приложены к рычагам, которые захватываются стоящим оператором на уровне плеча, а сидящим на уровне локтя, поэтому органы управления, которые используются наиболее часто, следует располагать на высоте между локтем и плечом.
5.4 Характеристики основных форм деятельности человека
На рисунке 5.4 изображены основные формы деятельности человека.
Рисунок 5.4 – Основные формы деятельности человека
Деятельность человека носит самый разнообразный характер. Несмотря на это, ее можно разграничить на три основные группы по характеру выполняемых человеком функций. В любом случае субъектом деятельности является человек, а объектом – окружающая среда.
Физическая тяжесть работы определяется энергетическими затратами в процессе трудовой деятельности и подразделяется на следующие категории: легкие, средней тяжести и тяжелые физические работы.
Легкие физические работы (категория 1) подразделяются на две категории: 1а, при которой энергозатраты составляют до 120 ккал/ч (139 Вт), и 1б, при которой энергозатраты равны 121–150 ккал/ч (140–174 Вт) [11].
К категории 1а относятся работы, проводимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим усилием. К категории 16 относятся работы, проводимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим усилием.
Физические работы средней тяжести (категория 2) подразделяются на две категории: 2а, при которой энергозатраты составляют 175–232 Вт, и 2б, при которой энергозатраты равны 233–290 Вт. [11].
К категории 2а относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенных физических усилий [11].
К категории 2б относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением и перенесением тяжестей массой до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжение.
Тяжелые физические работы характеризуются расходом энергии более 250 ккал/ч (290 Вт). К этой категории относятся работы, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и перенесением значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий [11].
Физическая работа требует значительной мышечной активности. Она подразделяется на два вида: динамическую и статическую. Динамическая работа связана с перемещением тела человека, его рук, ног, пальцев в пространстве; статическая работа связана с воздействием нагрузки на верхние конечности, мышцы корпуса и ног при удерживании груди, при выполнении работы стоя или сидя.
Динамическую физическую работу, в которой в процессе трудовой деятельности задействовано более 2/3 мышц человека, называют общей, при участии в работе от 2/3 до 1/3 мышц человека (мышцы только корпуса, ног, рук) называют региональной, при локальной динамической физической работе задействовано менее 1/3 мышц человека [11].
Таблица 5.4 – Энергетические затраты на поддержание рабочей позы
| Позы | Количество затрачиваемой энергии, кДж/мин |
| Сидя | 1,3 |
| На коленях | 2,1 |
| На корточках | 2,1 |
| Стоя | 2,5 |
| Стоя в наклоне более, чем на 15 % и другие позы | 3,4 |
Энергетические затраты организма при выполнении физической и умственной работы формируют тепло и массообмен организма человека со средой обитания (производственной средой).Функционирование организма требует протекания в нем химических и биохимических процессов в достаточно строгих температурных пределах. Для температуры тела этот интервал находится в пределах 36,5–37,0°С [11].
В процессе взаимодействия человека с окружающей средой температура тела может значительно изменяться, что связано с температурой, влажностью, подвижностью воздуха в производственной среде, а также тепловой радиацией от различных видов оборудования, используемых в производственной среде. Приспособление организма человека к изменениям параметров состояния окружающей среды выражается в способности протекания в нем процессов терморегуляции.
Терморегуляция – это совокупность физиологических и химических процессов в организме человека, направленных на поддержание постоянства температуры тела (36–37 °С). Это обеспечивает нормальное функционирование организма, способствует протеканию биохимических процессов в организме человека [11].
Различают острые и хронические формы нарушения терморегуляции. Острые формы нарушения терморегуляции:
-
тепловая гипертермия – теплоотдача при влажности воздуха 75–80% легкое повышение температуры тела, обильное потоотделение, жажда, небольшое учащение дыхания и пульса. При более значительном перегреве возникает также одышка, головная боль и головокружение, затрудняется речь и др.;
-
судорожная болезнь – преобладание нарушения водно-солевого обмена протекает в виде судорог различных, особенно икроножных мышц и сопровождается большой потерей пота, сильным сгущением крови. Вязкость крови увеличивается, скорость ее движения уменьшается и поэтому клетки не получают необходимого количества кислорода;
-
тепловой удар – дальнейшее протекание судорожной болезни – протекает с потерей сознания, повышением температуры тела до 40–41°С, слабым учащенным пульсом. Признаком тяжелого поражения при тепловом ударе является полное прекращение потоотделения [11].
Тепловой удар и судорожная болезнь могут заканчиваться и смертельным исходом.
Хронические формы нарушения терморегуляции приводят к изменениям в состоянии нервной, сердечно-сосудистой и пищеварительной системы человека, формируя производственно-обусловленные заболевания.
При эксплуатации технических систем в любой области среды обитания человек-руководитель управляет не техническими компонентами системы или отдельной машиной, а другими людьми. Управление осуществляется как непосредственно, так и опосредованно – через технические средства и каналы связи. К этой категории относятся организаторы, руководители различных уровней, лица, принимающие ответственные решения, обладающие соответствующими знаниями, опытом, навыками принятия решения, интуицией и учитывающие в своей деятельности не только возможности и ограничения технических систем и их компонентов, но и в полной мере особенности подчиненных – их возможности и ограничения, состояния и настроения. Основной режим деятельности руководителя – оперативное мышление.
5.5 Работоспособность человека
Для производительной и безопасной деятельности существенное значение, помимо ощущения, восприятия, памяти, внимания и прочих психических процессов, представляют готовность к работе и психическое напряжение.
Готовность к работе зависит от устойчивых образований – знаний, опыта, способностей и психического состояния на конкретном этапе деятельности, характеризующих состояние психики в данный момент. Эффективность деятельности человека базируется на уровне психического напряжения, именуемого стрессом.
Под стрессом принято понимать состояние психической напряженности, вызываемое трудностями и опасностями, возникающими у человека при решении важной для него задачи.
Первая стадия развития стресса-стадия мобилизации адаптационных возможностей организма, т.е. стадия реакции на стрессор. За первоначальной реакцией следует стадия «резистентности» - сбалансированное расходование адаптационных резервов. Это вторая стадия. При этом поддерживается практически не отличающееся от нормы существование организма в условиях повышенного требования к его адаптационным системам. Ввиду того, что энергетические возможности организма не беспредельны, и если стрессор продолжает действовать, наступает третья стадия – стадия «истощения» или дистресс [11].
Факторы, вызывающие состояния стресса, именуются стрессорами. Различают:
-
физиологические агрессоры – чрезмерная физическая нагрузка, высокая (низкая) температура, болевые стимулы, затруднение дыхания и т. п.
-
психологические стрессоры – факторы, действующие своим сигнальным значением: угрозой, опасностью, информационной перегрузкой, необходимостью принятия особо ответственных решений, резкой переменой стратегии поведения.
Работоспособность проявляется в поддержании заданного уровня деятельности в течение определенного времени и обусловливается двумя основными группами факторов – внешними и внутренними. Внешняя информационная структура сигналов (количество и форма предъявления информации); характеристика рабочей среды (удобство рабочего места, освещенность, температура и т. п.); взаимоотношения в коллективе. Внутренние уровень подготовки, тренированность, эмоциональная устойчивость. Предел работоспособности – величина переменная; изменение ее во времени называют динамикой работоспособности. Вся деятельность протекает по фазам (рисунок 5.1).
Рисунок 5.1 – Фазы работоспособности человека в течение
рабочего дня
-
Предрабочее состояние (фаза мобилизации) – субъективно выражается в обдумывании предстоящей работы (идеомоторный акт), вызывает определенные предрабочие сдвиги в нервно-мышечной системе, соответствующие характеру предстоящей нагрузки.
-
Врабатываемость или стадия нарастающей работоспособности (фаза гиперкомпенсации) – период, в течение которого совершается переход от состояния покоя к рабочему, т. е. преодоление инертности покоя системы и налаживание координации между участвующими в деятельности системами организма.
-
Период устойчивой работоспособности. Эффективность труда в этот период максимальная. В этот период наблюдается равновесное потребление и расходование кислорода.
-
Период утомления (фаза декомпенсации). Характеризуется снижением продуктивности, замедляется скорость реакции, появляются ошибочные и несвоевременные действия, физиологическая усталость.
-
Период возрастания продуктивности за счет эмоционально-волевого напряжения.
-
Период прогрессивного снижения работоспособности и эмоционально-волевого напряжения.
Седьмым периодом является период восстановления. Необходим организму для покрытия кислородного долга и восстановления работоспособности. Продолжительность определяется тяжестью проделанной работы, величиной кислородного долга, величиной сдвигов в нервно-мышечной системе. После легкой однократной работы период может длиться 5 минут. После тяжелой однократной работы 60–90 минут, а после длительной физической нагрузки восстановление может наступить через несколько дней [11].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
