Человеческий фактор. Том 5 - Крёмер К.
ISBN 5-03-001817-4
Скачать (прямая ссылка):
Чтобы избежать описанных состояний, необходимо учитывать, что скелетно-мышечная система хорошо приспособлена для выполнения повторных движений только при малых силовых нагрузках. И наоборот, когда нагрузки становятся большими, продолжительными или частыми по своей природе или когда возникает необходимость использовать неудобные позы, то мышцы, сухожилия, синовиальная жидкость, сумка и костные ткани сочленяющих структур становятся болезненными и воспаленными и начинают перерождаться.
Далее следует обсуждение различных рабочих мест и анализ оборудования контроля за машиной, что, думается, будет полезно для уменьшения вероятности возникновения и тяжести последствий ошибок проектирования.
3.4. Руководство для проектирования рабочего места н оборудования для управления машиной
Из предшествующего обсуждения следует, что, если требуются частые или продолжительные мышечные напряжения, необходимо позаботиться о том, чтобы свести к минимуму требуемую внешнюю нагрузку и избегать неестественных поз. В этом раз-
60
Глава 3
деле даются некоторые практические рекомендации, касающиеся размещения рычагов управления машиной и оборудования рабочего места вообще. В настоящее время оператор в промышленности работает, как правило, в сидячем положении, поэтому проблемы, связанные с плечом, рукой и шеей, будут обсуждены в первую очередь. Вслед за этим мы обсудим проблемы, связанные с положением рычагов управления машиной и уровнем рабочих поверхностей.
Зависимые от плеча ограничения на протягивание руки при работе выше уровня головы
Плечевой сустав представляет собой одну из наиболее сложных биомеханических структур, какую можно вообразить. Устройство типа «шар в ямке» плечевого сустава (который в действительности является «шаром» на сравнительно плоской «ямке») обеспечивает большую степень подвижности для руки и на самом деле служит истинным плечевым суставом. Кроме того, подвижность руки увеличивается посредством шести дополнительных суставов, которые образуют комплекс туловище — рука, иногда называемый плечевым поясом. Они позволяют плечевому суставу двигаться прямолинейно и вращаться, обеспечивая дополнительные возможности для манипуляций предметами. Внутренняя стабильность сустава приносится в жертву обеспечению такой экстремальной подвижности. Действительно, стабильность плечевого сустава при нормальных движениях в основном зависит от связок и суставных капсул, а также от обширной мускулатуры верхней части туловища. Подробно это описано Чэффином и Андерссоном [6].
Детально рассматривая условия при работе руками, следует особо подчеркнуть, что руки не должны протягиваться часта или их не следует держать в течение продолжительного времени выше плеч. Было показано, что операции, которые требуют таких действий с поднятыми руками, приводят к дегенеративным тендинитам в двуглавых и надостных мышцах [16, 2]. Если руку долго держать в поднятом положении (например, при сварке выше головы), то утомление плечевой мышцы и тендинит двуглавой мышцы следует рассматривать как главные поводы для беспокойства на данном рабочем месте, особенно для пожилых работников, у которых подвижность суставов уменьшена [17]. Было также показано при помощи метода анализа ЭМГ [14], что верхняя часть трапециевидной мышцы быстро утомляется и становится болезненной, когда рука сгибается и держится под углом 90° (на уровне плеча). Те же самые исследования показали, что мышечная усталость у некоторых мышц плеча развивалась в 10—20 раз медленнее, когда момент нагрузки, приложенной к плечу, составлял менее 20% момента силы сги-
Биомеханические аспекты проектирования рабочего места_6t
бания плеча по сравнению с тем, когда момент нагрузки составлял приблизительно 40% момента силы. Этот последний результат должен указывать на главный предмет беспокойства проектировщиков рабочего пространства, если рассматривать его с учетом того факта, что момент силы для плеча при сгибании и отведении существенно уменьшается, когда рука поднята, по сравнению с положением, когда она опущена вниз.
Влияние держания руки в различных поднятых положениях было измерено Чэффином [5] при помощи сдвигов частотного спектра ЭМГ и субъективной оценки боли, для того чтобы измерить времена переносимости боли у молодых здоровых мужчин. На рис. 3.4 и 3.5 иллюстрируются эти данные. Из этих ис-
Вес груза,удерживаемого руной, Н
Рис. 3.4. Среднее время до наступления значительного утомления (сильна* боль) плечевой мышцы для различных положений согнутой рукл у молодых мужчин. Чем больше угол сгиба, тем раньше развивается утомление-
€2 Глава 3
К
30° 60°
Рис. 3.5. Среднее время до наступления значительного утомления (сильная
боль) плечевой мышцы у молодых мужчин для различных углов отведения руки [5J.
следований сделано заключение, что длительная работа с поднятой рукой, особенно с поддерживаемым грузом, должна быть сведена к минимуму, для того чтобы избежать утомления мышц плеча и связанных с этим проблем с тендинитом [15]. Должно быть также очевидно, что при повторных напряжениях короткой длительности (может быть, несколько секунд) аналогичное мышечное утомление будет развиваться, если относительная нагрузка на мышцы превышает приблизительно 40% ожидаемой силы, а периоды покоя между сокращениями меньше десятикратной длительности периода сокращения.
