Человеческий фактор. Том 5 - Крёмер К.
ISBN 5-03-001817-4
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 2.9. «Нейтральное положение», принимаемое телом в невесомости [11].
могает определить контуры так называемых легких стульев. Эта «нейтральная» поза может быть позой, при которой минимальны усилия мышц, действующих на части тела, находящиеся в равновесии.
При нормальных условиях для здоровых людей положение тела считают подходящим, если оно удовлетворяет двум требованиям. Во-первых, необходимо, чтобы вес частей тела передавался (через кинематическую цепь) наименее напряженным «образом. Это означает, например, для сидящего человека, что
Биомеханика тела человека
45
подголовник, высокая спинка, подлокотники и сиденья должны брать на себя вес головы, рук, туловища и бедер, в то время как вес нижней части ног и ступней передается на пол или подставку для ног. Примером этого служит оборудование рабочего места, в частности сиденье в компьютерном центре. Во-вторых, требуется, чтобы силам, которые развиваются главным образом руками и (или) ногами по отношению к внешним объектам, противостояли на возможно коротком расстоянии силы реакции, действующие со стороны опор. Типичным примером этого является водитель автомобиля, усилия ног которого зависят от силы реакции нижней части спинки кресла.
Для ручного перемещения тяжестей, особенно их подъема с пола, наиболее подходящей является поза с согнутыми коленями и слегка наклоненным вперед туловищем с последующим распрямлением ног и спины и движением туловища назад при подъеме груза перед собой и близко к телу [12]. Это уменьшает биомеханическое напряжение частей тела до минимума. Опасными позами при ручном перемещении тяжестей являются особенно те, в которых спина сильно согнута и происходит поворот позвоночника в сторону. Однако, чтобы избежать повреждений, вызванных перенапряжением, более предпочтительно обеспечить эргономически спланированное рабочее место и оборудование, которые делают ненужным напряженный подъем, опускание, надавливание, подтягивание и перенос [13, 14]. Инструкции по технике безопасного подъема тяжестей являются значительно менее эффективными, чем эргономически правильно организованная работа.
2.8. Эргономические модели: резюме
Модель служит упрощением реальной сложной системы, разработанным и используемым для лучшего понимания исходной системы. Из-за того что биомеханика тела человека достаточно сложна, а биомеханика — относительно молодая наука, единой биомеханической модели тела человека в настоящее время не существует, хотя с помощью моделирования удается объяснить многие явления. Основываясь на теоретических «моделях», можно разработать систематические «процедуры», которые дают правильные «методики» биомеханических измерений [10].
В нескольких недавних публикациях представлены обзоры Уровней развития в определенных разделах биомеханики. Например, биомеханика удара описана Кингом и Чау [6] в 1976 г. В 1984 г. Кинг опубликовал обзор моделей скелетно-мышечной системы, включая походку человека. Также в 1984 г. Чэффин и Андерссон обсуждали статическое и динамическое моделирование биомеханики подъема, детальный критический обзор ко-
46 Глава 2
торой был выполнен в работе [1] в 1980 г. Фактически книга Чэффина и Андерссона является первой, в которой объединены все имеющиеся данные. В 1982 г. Крёмер сделал короткий обзор современного состояния и будущих направлений развития эргономических моделей человек — оборудование интерфейса. Что касается более практической стороны, то сентябрьский номер 1982 F. журнала «Journal of IEEE Computer Graphics» содержит ряд статей, в которых обсуждаются методы мультипликации, полезные для изображения движений тела.
Существует много других биомеханических моделей, например мягких тканей, сердечно-сосудистой системы, клеточных и микроскопических биологических элементов. Однако всеобъемлющей модели биомеханики человека не существует; в действительности даже главные биомеханические переменные (например, сила мышцы) пока не были хорошо смоделированы. Таким образом, эта довольно молодая, но быстро развивающаяся научная и инженерная дисциплина находится в постоянном движении. Биомеханика пока еще во многом использует методы и данные тех отраслей знаний, от которых она произошла, например анатомии, ортопедии и физиологии, в сочетании с механическими аспектами, но сейчас она быстро развивается в самостоятельную дисциплину. Даже в ее современном состоянии она может дать инженеру и проектировщику много информации и может служить обширным руководством в вопросах, касающихся правильного проектирования систем, внутри которых люди могут работать с удобством и в безопасности.
Литература
1. Ayoub М. М., Mital A., Asfour S. G., Bethea N. J., Review, evaluation and comparison of models for predicting lifting capacity, Human Factors, 22, 257—269 (1980).
2. Chaffin D. B., Andersson Q. B. J„ Occupational biomechanics, New York. Wiley, 1984.
3. Kamon E., Kiser D., Pytel J.t Dynamic and static lifting capacity and muscular strength of steelmill workers, American Industrial Hygiene Association Journal, 43, 863—857 (19®2).
4. Kazarian L., Injuries to the human spinal column: Biomechanics and injury classification, Exercise and Sport Science Reviews, 9, 297—352 (1981).
