Человеческий фактор. Том 5 - Крёмер К.
ISBN 5-03-001817-4
Скачать (прямая ссылка):
Даже без груза любое поднятие руки при отведении или сгибе вперед при угле более 90° значительно увеличивает напряжение различных сухожильно-связочно-капсульных тканей, на что указывают сильно увеличенные пассивные моменты со-
Биомеханические аспекты проектирования рабочего места_6&
противления в конце волевого движения плеча [8]. Кроме того,, известно, что острый тендинит плечевых мышц может быть вызван большой скоростью движений руки, как это имеет место-при работе с объектами, которые необходимо встряхивать [25]. Поэтому в данном случае приемный контейнер должен быть размещен низко, чтобы минимизировать подъемы руки, когда угол отклонения от вертикали не превышает 50°.
Пределы протягивания руки вперед, зависимые от плеча и руки:
При протягивании руки вперед происходит поворот в плечевом суставе и локоть распрямляется. Если в руках держат груз, моменты этого груза относительно локтя и плеча могут стать большими по сравнению с моментами сил соответствующих мышц, которые могут развиться в обоих суставах. Если при-протягивании вперед руки и предплечья их поднимают до приблизительно горизонтального положения, то груз весом лишь 56 Н, удерживаемый в руках, будет создавать момент силы относительно плечевого сустава, равный максимальному моменту, развиваемому «средней» женщиной; груз весом 115 Н в этих условиях создает относительно плечевого сустава такой же момент, как при поднятии максимального для «среднего» мужчины груза. Из вышеизложенного становится очевидным, что такие грузы можно удерживать в этих положениях только в течение нескольких секунд, до того как разовьется утомление плеча. У более слабых и старых людей эти пределы переносимости будут еще меньше.
Чэффин [5] исследовал, как влияют на усталость плечевой мышцы изменяющиеся положения протянутой вперед руки и условия нагрузки на руку. Эти результаты показаны на рис. 3.6-в виде средних времен переносимости для пяти здоровых молодых мужчин. Времена переносимости вычисляли по сдвигам частоты ЭМГ и субъективным уровням боли.
В том же исследовании Чэффин [5] использовал подстраиваемую опору для локтя. Эта дополнительная опора для тела уменьшала момент нагрузки на плечи. В результате мышечное утомление развивалось затем в сгибающих мышцах локтя вместо плечевых мышц. Соответствующие средние времена переносимости представлены на рис. 3.7.
Из анализа всех этих данных следует, что грузы даже номинальных величин не следует удерживать в течение продолжительных периодов времени, особенно если рука или предплечье подняты и протянуты вперед. Это означает, что применение мягкой предплечной опоры существенно снижает нагрузку, создаваемую грузом, на плечо и локоть, как это утверждается в работах [5, 12, 20]. Усиливающие руку инструменты, используемые в течение рабочего дня (часто приме-
64 Глава 3
Рис 3.6. Среднее время до наступления значительного утомления (сильная боль) плечевой мышцы у молодых мужчин для различных положений при протягивании вперед руки. Локоть ничем не поддерживается. Чем больше протягивание, тем короче время переносимости [5].
няемые повторно при закручивании болтов во время сборки) или в течение продолжительных периодов (при сварке, распылении жидкостей или шлифовании), должны быть подвешены с использованием устройства, балансирующего инструмент для минимизации воздействия их веса [20]. Также не следует рабочие части или агрегаты поддерживать одной рукой, в то время как другая выполняет необходимую операцию. Хорошо спроектированное рабочее место должно обеспечиваться подстраиваемыми подставками, которые поддерживают рабочую часть в надлежащих ориентациях по отношению к оператору, принимая во внимание ее видимость и доступность для рук [5].
Биомеханические аспекты проектирования рабочего места_65
5 с
If
I ?
С S>
§ I
*§ Sj
51
is ^
Я>
f §
Ближнее
Распрям-- ленное
О
О 20 40 60 80 100 Вес груза, удерживаемого рукой, Н
,С *1
Изученные положения руки
Ближнее, локтевой угол - 55° / Среднее, локтевой угол = 90° J Распрямленное, локтевой Г угол = МО0 Под-\
Предплечье удерживают ло-1 горизонтально кот-
ники
Рис. 3.7. Среднее время до наступления значительного утомлення (сильная боль) мышц плеча и руки у молодых мужчин для различных положений руки и грузов в ней, если локоть находится на опоре. Чем дальше протягивание, тем короче время переносимости [5]
Что касается последнего, следует признать, что положения руки (предплечья) часто диктуются ориентацией кисти относительно длинной оси предплечья. Если кисть руки лежит ладонью вверх (супинация), то она обычно подводится близко к туловищу. Если задача требует, чтобы кисть была повернута ладонью вниз (пронация), то обычно руку еще более подводят и поднимают. Если кисть расположена в положении, которое уже требует, чтобы рука была поднята, то положение кисти ладонью вниз может содействовать этому подъему руки. Реализация этой взаимозависимости между ориентацией кисти и положением руки важна особенно при проектировании ручек на контейнерах, конфигураций ручных инструментов и рычагов машин. Что касается последних, если ручка управления или болт должны быть закручены по часовой стрелке, требуя ориентации кисти
