„Ergonomia”
„Wykład 3”
Prezentacja jest współfinansowana przez
Unię Europejską w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego w projekcie
pt.
„Podyplomowe studia techniczne dla przedsiębiorców i pracowników
przedsiębiorstw”
Prezentacja dystrybuowana jest bezpłatnie
Politechnika Łódzka, ul. Żeromskiego 116, 90-924 Łódź, tel. (042) 631
20 93
http://tech.edp.org.pl/
WYKŁAD 3
PARAMETRY CHARAKTERYZUJĄCE
SYLWETKĘ CZŁOWIEKA
Dr inż. Krzysztof Buchalski
Instytut Pojazdów Konstrukcji i Eksploatacji
Maszyn
Politechnika Łódzka
Łódź 2007
3
1. Antropometria
2. Pozycja ciała przy pracy.
3. Antropometryczne zasady
kształtowania
obszarów pracy.
4
1. Antropometria
Podstawowa metoda współczesnej antropologii (nauki o człowieku). Nazwa
„
antropometria
" wywodzi się z greckich słów
anthropos - człowiek
,
metrem -
miara
.
Wykonywane pomiary antropometryczne opisują sylwetkę:
-
wyprostowaną -
zajmuje się tym
antropometria klasyczna
: statyczna i dynamiczna,
-
naturalną -
jaką przyjmuje człowiek podczas wykonywanej czynności, zajmuje się tym
antropometria
ergonomiczna
.
W antropometrii klasycznej pomiary obejmujące:
-
ciało z wyjątkiem głowy
- noszą nazwę sematometrii;
-
głowę -
kefalometrii;
-
kości
- osteometrii.
Masa ciała, cechy anatomiczne człowieka, jego predyspozycje
fizyczne i psychiczne
, ze względu na swą stosunkowo małą
elastyczność
warunkują zagadnienie kształtowania struktury
przestrzennej miejsca pracy oraz jego elementów składowych
.
5
Zadaniem antropometrii jest przełożenie rozmiarów i kształtów ciała człowieka na
liczby i określone stosunki ilościowe.
Goniometria:
Dział antropometrii (
gonion - kąt, metron - miara
) zajmujący się
pomiarami
kątów między różnymi odcinkami ciała ludzkiego lub kości.
Charakterystyka antropometrii (goniometrii) statycznej i
dynamicznej.
a.)
Antropometria (goniometria) statyczna-
(
pomiar wielkości kątów między
płaszczyznami
i odcinkami ciała lub kości
), zajmuje się pomiarem
cech w
pozycjach nieruchomych (stojącej, siedzącej,
leżącej).
Dokonywane pomiary można podzielić na:
-
pomiary wysokości
(wysokość ciała, długość kończyn dolnych itd.),
-
pomiary długości
(ramienia, tułowia, kończyny górnej itd.),
-
pomiary szerokości i głębokości
(barków, bioder itd.),
- pomiary obwodów
(głowy, szyi, pasa itd.),
-
średnicy chwytu rękojeści
;
-
współrzędnych sklepienia stopy
;
-
kątów między palcami ręki
;
- inne.
Pomiary antropometryczne statyczne są wykonywane względem stałych punktów
antropometrycznych
.
6
b.)
Antropometria (goniometria) dynamiczna -
(
pomiar zakresów ruchu w
poszczególnych stawach organizmu:
tułowia,
kończyn górnych i dolnych
). Pomiary te
określają
możliwości zasięgów oraz rozpiętości
ruchów.
Pomiary cech dynamicznych (
) obejmują:
- kąty odchylenia kończyn górnych i dolnych (całych i ich części):
w dół, w
górę, w
lewo
i prawo
,
- kąty odchylenia i skrętów głowy,
- kąty skrętu kończyn i ich części,
- kąty odchylenia grzbietowego i podeszwowego stopy,
- kąty odchylenia ręki zaciśniętej na uchwycie cylindrycznym.
7
Rys. 7.1. Zakres ruchów możliwych do wykonania przez niektóre
części ciała
8
Cechy dynamiczne
dają odpowiedź dotyczącą zasięgu i rozpiętości ruchu
. Dla uzyskania
jednoznaczności wyników pomiarów, wykonuje się je w ściśle określonych miejscach na
powierzchni ciała człowieka. Noszą one nazwę
punktów antropometrycznych
. Ich
rozmieszczenie przedstawia
.
Pomiary przeprowadzone mogą być w trzech płaszczyznach (
):
-
A
strzałkowo-środkowej
, która dzieli ciało na stronę lewą i prawą;
-
B
czołowej
, która przebiega wzdłuż osi głowy i dzieli ciało na część brzuszną i
grzbietową;
-
C
poziomej
, która dzieli ciało na część górną i dolną.
Rys.7.2.
Rozmieszczenie
punktów
antropometrycznych
na ciele człowieka
Rys. 7.3. Położenie płaszczyzn pomiarowych w
antropometrii
9
W każdej z tych płaszczyzn wykonuje się szereg pomiarów poszczególnych cech
antropometrycznych
. Aby wyniki pomiarów mogły być zastosowane dla ogółu,
opracowano je w oparciu o metody statystyczne. Populacja ludzka podlega
rozkładowi normalnemu (krzywa Gaussa - rys 7.4). W rozważaniach przyjmuje
się jedynie 90% tego rozkładu odrzucając po 5% skrajnych wartości. Dla
potrzeb ergonomii przyjęto stosować trzy charakterystyczne wielkości: dwie
skrajne (
kwanty-centyl 5 i 95
) oraz medianę.
Rys. 7.4. Rozkład populacji ludzkiej
10
Unifikacja metod pomiarowych pozwala zarówno na uzyskanie jednorodnych
materiałów liczbowych, jednoznacznego interpretowania danych oraz
opracowania unifikalnych norm do projektowania: narzędzi, wytworów lub
stanowisk pracy.
Najczęściej dane antropometryczne służą do:
- określenia obszarów pracy,
- zasięgów ruchów,
- rozpiętości ruchów,
- doboru ludzi w przypadku techniki makietowania.
Wskazują na związki jakie zachodzą pomiędzy proporcjami:
- szerokości, długości całego ciała jak i jego poszczególnych elementów.
- uwzględniają także wpływ pozycji ciała na wartości cech mierzonych.
W procesie projektowania powinna być zachowana następująca kolejność
postępowania
:
- należy odpowiedzieć na pytanie dla jakich użytkowników rozważany projekt będzie
przeznaczony i
na tej podstawie dobrać kwantyl roboczy,
- na podstawie atlasu antropometrycznego dokonać wyboru najodpowiedniejszej cechy,
- uwzględniając zarazem dominację wartości ze względu na płeć uwzględnić tendencję
wzrostową
młodego pokolenia, a zatem ocenić aktualność zastosowanego atlasu
antropometrycznego,
przyjąć zapas (luz) projektowanego elementu konstrukcyjnego.
Stosowane są następujące oznaczenia:
K - wymiar konstrukcyjny,
L - niezbędny dystans, luz, zapas miejsca,
0 - mężczyźni,
1 - kobiety.
Dla przykładu podano zapis wysokości osi wziernika: k < [71,0,5] + L
11
W procesie projektowania, dostosowanie wymiarów mniej jest skomplikowane, gdy
mamy do czynienia tylko z jednym wymiarem. Gorzej, gdy w grę wchodzą różne
wymiary, a najtrudniej, gdy dotyczą kilku płaszczyzn (np.: kabina pilota).
Przy projektowaniu stanowisk pracy z wykorzystaniem danych antropometrycznych
stosuje się następujące metody:
statystyczną - polegającą na wykonywaniu badań doświadczalnych dopasowania urządzeń do
użytkownika z uwzględnieniem wszystkich zainteresowanych w warunkach zbliżonych do
rzeczywistych,
manekinów płaskich (fantomów) - w oparciu o model płaski przedstawiający sylwetkę
człowieka w skali 1:1 z zachowaniem dokładnych proporcji poszczególnych części ciała
człowieka, z uwzględnieniem płci i wartości progowych lub mediany. Wady: praca jest
zjawiskiem dynamicznym, a traktowana jest tu w sposób statyczny, nie ma informacji o
subiektywizmie pracownika, brak orientacji o zmęczeniu użytkownika.
graficzną - wykorzystuje możliwości komputera, podaje wiele wariantów, a przy zastosowaniu
odpowiedniego kryterium, pozwala na wybór wersji najbardziej optymalnej,
eksperymentalną - wykonywane są modele stanowiska w skali 1:5, 1:50 lub rzeczywistym,
bada się relacje grup co najmniej 5 osobowych z reprezentacji kwantyli progowych i
mediany - wyniki charakteryzują się subiektywizmem.
Należy zaznaczyć, że żadna z przedstawionych metod nie jest rozwiązaniem
ostatecznym. Każda z nich powinna być na końcu zweryfikowana w warunkach
rzeczywistych przez użytkowników.
12
W przypadku braku tablic antropometrycznych, znając średnie
wartości wzrostu dla danej populacji możemy wykorzystać
zależności dotyczące proporcji w budowie ciała ludzkiego (
rys.7.5
)
Rys. 7.5 Proporcje ciała
człowieka
13
Przegląd wybranych wymiarów
antropometrycznych:
Strukturalne wysokości ciała w pozycji
stojącej:
1.01 WYSOKOŚĆ CIAŁA
1.02 WYSOKOŚĆ PODSTAWY
SZYI
1.03 WYSOKOŚĆ BARKOWA
1.08 WYSOKOŚĆ RYLCOWA
1.09 WYSOKOŚĆ KOLANOWA
Nume
r
Cechy
Nazwa Cechy
Wielkości
obliczone z
danych* [mm]
Wielkości z Tablic
Antropometrycznych**
[mm]
Centyle
Centyle
5
50
95
5
50
95
1.01
Wysokość ciała
165
7
1790
188
0
1623
1741
1862
1.02
Wysokość podstawy szyi
138
0
1460
166
0
1311
1416
1516
1.03
Wysokość barkowa
139
7
1475
160
0
1334
1436
1547
1.08
Wysokość rylcowa
800
860
955
774
850
927
1.09
Wysokość kolanowa
487
530
563
454
506
574
14
Funkcjonalne wysokości ciała w pozycji
stojącej:
2.01 WYSOKOŚĆ PŁASZCZYZNY WIDZENIA
2.02 WYSOKOŚĆ ŚRODKA GŁÓWKI 2.06
WYSOKOŚĆ ŁOKCIA
2.10 WYSOKOŚĆ ŚRODKA RZEPKI
Num
er
Cech
y
Nazwa Cechy
Wielkości
obliczone z
danych* [mm]
Wielkości z Tablic
Antropometrycznych**
[mm]
Centyle
Centyle
5
50
95
5
50
95
2.01
Wysokość płaszczyzny widzenia
155
0
1680
178
0
1494
1620
1745
2.02
Wysokość środka główki ramieniowej
138
0
1490
160
1
1334
1436
1547
2.06
Wysokość łokcia
103
3
1110
122
0
1005
1082
1179
2.10
Wysokość środka rzepki
470
530
600
454
506
574
15
Wysokość ciała w pozycji siedzącej
3.01 WYSOKOŚĆ SIEDZENIOWA
3.02 WYSOKOŚĆ PŁASZCZYZNY WIDZENIA OD
SIEDZISKA
3.03 WYSOKOŚĆ PODSTAWY SZYI OD SIEDZISKA 3.06
WYSOKOŚĆ ŁOKCIA OD SIEDZISKA
3.07 WYSOKOŚĆ LORDOZY LĘDŹWIOWEJ OD
SIEDZISKA
3.08 WYSOKOŚĆ GÓRNEJ POWIERZCHNI UDA OD
SIEDZISKA
3.10 WYSOKOŚĆ ZGIĘCIA PODKOLANOWEGO OD
PODSTAWY
Num
er
Cech
y
Nazwa Cechy
Wielkości
obliczone z
danych [mm]
Wielkości z Tablic
Antropometrycznych
[mm]
Centyle
Centyle
5
50
95
5
50
95
3.01
Wysokość siedzeniowa
860
930
980
819
895
955
3.02
Wysokość płaszczyzny widzenia od
siedziska
740
820
870
699
770
833
3.03
Wysokość podstawy szyi od siedziska
630
670
705
595
649
711
3.06
Wysokość łokcia od siedziska
225
260
330
172
223
278
3.07
Wysokość lordozy lędźwiowej od
siedziska
155
220
288
114
201
321
3.08
Wysokość górnej powierzchni uda od
siedziska
120
140
160
112
138
168
3.10
Wysokość zgięcia podkolanowego od
podstawy
420
490
550
414
456
499
16
Szerokości
ciała w pozycji stojącej
:
4.01 NAJWIĘKSZA SZEROKOŚĆ RAMION
Num
er
Cech
y
Nazwa Cechy
Wielkości
obliczone z danych
[mm]
Wielkości z Tablic
Antropometrycznych
[mm]
Centyle
Centyle
5
50
95
5
50
95
4.01
Największa szerokość ramion
443
470
520
403
457
505
17
Długości odcinków ciała w pozycji siedzącej:
6.07 DŁUGOŚĆ ŁOKIEĆ-DŁOŃ
6.08 ODLEGŁOŚĆ POŚLADKI-BRZUCH
6.09 ODLEGŁOŚĆ POŚLADKI-KOLANO
Num
er
Cech
y
Nazwa Cechy
Wielkości
obliczone z
danych [mm]
Wielkości z Tablic
Antropometrycznych
[mm]
Centyle
Centyle
5
50
95
5
50
95
6.07
Długość łokieć-dłoń
330
360
459
319
355
391
6.08
Odległość pośladki-brzuch
199
250
300
232
287
348
6.09
Odległość pośladki-kolano
554
620
655
562
621
683
18
Sięgi w pozycji stojącej i
siedzącej:
7.01 SIĄG GÓRNY
7.02 SIĄG BOCZNY
7.03 SIĄG PRZEDNI
7.04 SIĄG DOLNY
7.05 SIĄG GÓRNY W POZYCJI SIEDZĄCEJ
7.06 SIĄG DOLNY W POZYCJI SIEDZĄCEJ
Nume
r
Cechy
Nazwa Cechy
Wielkości obliczone
z danych [mm]
Wielkości z Tablic
Antropometrycznych [mm]
Centyle
Centyle
5
50
95
5
50
95
7.01
Siąg górny
2110
227
0
2320
2051
2221
2240
7.02
Siąg boczny
1680
180
0
1990
1635
1753
1889
7.03
Siąg przedni
801
872
950
845
925
1005
7.04
Siąg dolny
627
690
740
573
632
695
7.05
Siąg górny w pozycji siedzącej
1270
139
0
1490
1254
1355
1470
7.06
Siąg dolny w pozycji siedzącej
125
180
230
139
201
256
* dane pochodzą z badań przeprowadzonych przez studenta Wydziału Zarządzania Wojciecha
Szeląga na grupie studentów w roku 1997,
Jak łatwo zauważyć w przeciągu niespełna 30 lat wzrosły wymiary charakterystyczne populacji.
** wg Atlasu Antropometrycznego z roku 1968,
19
Sposób posługiwania się tablicami antropometrycznymi
Tablice antropometryczne zawierają wartości kwantyli progowych (C5 i
C95)
i medialnych C50 obliczone dla 90% populacji.
Układ tablic jest następujący:
1.
rubryka pierwsza
– numer porządkowy wymiaru wg kartoteki macierzystej
Instytutu
Wzornictwa Przemysłowego
2.
rubryka druga
– cechy antropometryczne
3.
rubryki 3-8
– wartości wymiarów z uwzględnieniem płci i podziału na
kwantyle;4
4.
rubryki 3-5
dotyczą wymiarów mężczyzn;
5.
rubryki 6-8
dotyczą wymiarów kobiet.
Sposób posługiwania się tablicami ilustrują przykłady 1 i 2.
Symbol wartości wymiaru atropometrycznego (reprezentujący w zapisach operacji
antropometrycznych wartości wymiaru) składa się
z
:
- numeru porządkowego
- oznaczenia płci
( - mężczyzna),
( - kobieta)
- oznaczenia kwantyla (5, 50 ,95).
Zapisuje się go następująco np. [159 5]
20
Przykład 1
21
Przykła
d 2
22
Nr wymiaru
Kwantyl
Cecha
Mężczyźni
Kobiety
5
50
95
5
50
95
18
Długość ręki
165
181
196
152
167
182
22
Szerokość ręki
81
87
96
69*
79*
89*
24
Długość dłoni
63
77
99
57
73
92
54
Średnica chwytu cylindrycznego
35
41
46
34
39
44
55
Długość stopy
236
257
278
216
233
253
61
Wysokość podłużnego sklepienia stopy
68
80
97
63
79
94
62
Kąt powstały między stopą a golenią, przy stopie
podniesionej do góry
50
59
70
51
63
80
63
Kąt powstały między stopą a golenią, przy stopie
opuszczonej w dół
114
126
136
120
130
144
67
Szerokość stopy
80
93
106
71
83
94
68
Wysokość łokcia w pozycji stojącej
1005
*
1082*
1179*
933*
1004*
1070*
69
Wysokość ciała w pozycji wyprostowanej
1160
*
1778*
1890*
1536*
1636*
1740*
70
Długość przednia tułowia
429
495
574
393
464
518
71
Wysokość płaszczyzny widzenia w pozycji
stojącej
1494
1620
1745
1402
1495
1591
72
Wysokość wyrostka barkowego
1334
1436
1547
1230
1317
1410
92
Długość kończyny górnej przy wyprostowanych
palcach
687*
777*
852*
632*
707*
783*
93
Długość ramienia
310
349
383
286
315
349
94
Długość przedramienia
204
235
273
189
213
239
95
Największa szerokość ramion przy rękach
opuszczonych wzdłuż tułowia
403
457
505
362
405
460
96
Zasięg górny ręki, w pozycji stojącej przy
zwiniętych palcach
1940
2106
2272
1781
1913
2055
97
Zasięg górny ręki w pozycji stojącej przy
wyprostowanych palcach
2051
2221
2408
1879
2015
2152
98
Zasięg boczny ręki, w pozycji stojącej, przy
zwiniętych palcach (mierzony od płaszczyzny
symetrii)
721
779
844
657
711
780
Wybór z tablic antropometrycznych (wielkości liniowe podano w milimetrach, wielkości kątowe w
stopniach)
23
Nr wymiaru
Kwantyl
Cecha
Mężczyźni
Kobiety
5
50
95
5
50
95
99
Zasięg boczny ręki, w pozycji stojącej, przy
wyprostowanych palcach (mierzony od
płaszczyzny symetrii)
823
876
946
737
796
853
100
Rozpiętość rąk przy wyprostowanych palcach
1635
1753
1889
1475
1952
1706
101
Rozpiętość rąk przy zwiniętych palcach
1450*
1577*
1705*
1321*
1439*
1576*
102
Długość kończyny górnej przy zwiniętych palcach
615
673
736
545
602
657
105
Rozstaw łokci przy wyprostowanych palcach rąk
783*
852*
958*
715*
778*
883*
107
Zasięg przedni przy wyprostowanych palcach
(pozycja stojąca)
845*
925*
1005*
758*
835*
924*
122
Wysokość ciała w pozycji siedzącej
833*
907*
980*
798*
861*
916*
123
Wysokość podkolanowa w pozycji siedzącej (udo
przylegające na całej długości do siedziska)
388*
428*
488*
361*
402*
448*
124
Wysokość wyrostka barkowego w pozycji siedzącej
547*
596*
668*
515*
566*
625*
125
Wysokość płaszczyzny widzenia w pozycji siedzącej
711*
779*
840*
691*
732*
781*
126
Wysokość podłopatkowa w pozycji siedzącej
364*
463*
531*
350*
432*
489*
127
Wysokość lędźwiowa w pozycji siedzącej
115*
214*
324*
121*
194*
292*
128
Wysokość łokcia w pozycji siedzącej
194*
225*
301*
198*
240*
292*
129
Wysokość górnej powierzchni kolana w pozycji
siedzącej
500*
544*
606*
471*
517*
567*
130
Długość przednia uda w pozycji siedzącej
253
335
476
246
321
442
131
Grubość uda w pozycji siedzącej mierzona od
siedziska do najwyższego punktu na udzie
115*
146*
171*
115*
139*
169*
132
Głębokość siedzeniowa
(podkolanowa) uda
480*
536*
588*
441*
486*
552*
133
Zasięg przedni ręki w pozycji siedzącej, przy
zwiniętych palcach
736*
836*
898*
667*
772*
836*
134
Zasięg przedni ręki w pozycji siedzącej, przy
wyprostowanych palcach
841
924
1006
754
843
925
24
Nr
wymiar
u
Kwantyl
Cecha
Mężczyźni
Kobiety
5
50
95
5
50
95
135
Zasięg ręki w pozycji siedzącej (od
płaszczyzny siedziska), przy
palcach zwiniętych
116
9
125
9
136
8
108
6
116
5
126
5
136
Zasięg górny ręki w pozycji
siedzącej (od płaszczyzny
siedziska), przy palcach
wyprostowanych
125
4
135
5
147
0
115
5
124
7
134
2
137
Zasięg dolny ręki w pozycji
siedzącej, przy zwiniętych palcach
307
375
438
364
424
478
138
Zasięg dolny ręki w pozycji
siedzącej przy wyprostowanych
palcach
197
260
340
253
313
370
141
Zasięg boczny ręki w pozycji
siedzącej, przy zwiniętych palcach
(mierzony od płaszczyzny symetrii
ciała)
722
779
842
657
711
780
142
Zasięg boczny ręki w pozycji
siedzącej, przy rozprostowanych
palcach (mierzony od płaszczyzny
symetrii ciała)
819
876
944
737
796
853
144
Największa szerokość ud w pozycji
siedzącej
302
353
420
302
372
423
145
Największa szerokość bioder w
pozycji siedzącej
330
364
405
333
374
429
154
Szerokość dłoni z przylegającym do
niej kciukiem
95
102
114
82
91
100
155
Maksymalna grubość dłoni (z
kciukiem)
42
49
57
34
44
52
158
Zasięg dolny ręki w pozycji stojącej,
przy wyprostowanych palcach
573
632
695
545
600
660
159
Zasięg dolny ręki w pozycji stojącej,
przy zwiniętych palcach
675
*
768
*
846
*
653
*
722
*
785
*
167
Szerokość ciała w pozycji stojącej
ze swobodnie opuszczonymi rękami
454
514
585
393
450
522
168
Szerokość ciała w pozycji siedzącej
ze swobodnie opuszczonymi rękami
395
487
570
349
432
531
Dane antropometryczne na podstawie Batogowska A., Słowikowski J., Atlas antropometryczny dorosłejludności Polski dla potrzeb projektowania. „Prace i materiały”, zeszyt 149, IWP, Warszawa 1994
Dane antropometryczne oznaczone * wg Nowak E., Atlas antropometryczny populacji polskiej – dane do projektowania, IWP, Warszawa 2000
25
26
27
28
29
30
2. Pozycja ciała przy pracy.
Wraz ze zmianą pozycji ciała zmienia się geometria człowieka i jego
możliwości dynamiczne. Istnieje wiele pozycji w jakich ciało człowieka musi
pozostawać podczas wykonywania czynności zawodowych.
Jako zasadnicze przyjmuje się pozycje:
- stojącą,
- siedzącą,
- leżącą.
Istnieją też formy pośrednie (klęcząca, kuczna itp.).
Podczas wykonywanej pracy, pozycja, jaką przyjmuje pracownik jest wynikiem koordynacji
mięśniowo-nerwowej całego organizmu. Musi on ponieść pewien koszt fizjologiczny by
utrzymać ciało w określonej pozycji.
Najmniejszy koszt występuje dla pozycji leżącej w
stanie odpoczynku i wynosi 64,8 kcal /godz
.
Jak wykazały badania fizjologiczne, każda inna pozycja pociąga za sobą wzrost tego kosztu,
ponoszonego jedynie na utrzymanie w niej ciała. I tak:
- w pozycji siedzącej organizm zużywa już o 4,0% energii więcej,
- w pozycji klęczącej organizm zużywa już o 8,5% energii więcej,
- w pozycji stojącej organizm zużywa już o 12,0% energii więcej.
Powyższe dane dotyczą postawy nie wymuszonej.
Stan wymuszenia może spowodować
wzrost wydatkowania energii do 60%.
Pomimo tak małego kosztu fizjologicznego, pozycja
leżąca w trakcie wykonywania czynności roboczych nie może być przyjęta za
najkorzystniejszą ponieważ:
- stwarza ograniczenie swobody ruchów (zwłaszcza dla kończyn górnych),
- zwiększa udział wysiłku statycznego (rąk, głowy, czy też innych mięśni).
31
Pozycja siedząca charakteryzuje się:
- dużą stabilizacją tułowia (ograniczenie ruchów pozornych, pozwalających
utrzymać
ciało w danej pozycji),
- najlepszą koordynacją ruchową kończyn,
- odciążeniem kończyn dolnych, a nieraz i górnych (oparcia przy siedziskach),
- odciążenie układu krwionośnego.
Zalety te oraz stosunkowo najniższy koszt energetyczny kwalifikują pozycję siedzącą jako
najergonomiczniejszą
. Należy jednak zaznaczyć, że długotrwałe zajmowanie nawet
najwygodniejszej pozycji, może być dla pracownika uciążliwe, a nawet powodować wiele
dolegliwości. Potęguje to konieczność utrzymania sylwetki w pozycji wymuszonej
(nienaturalnej).
Dlatego też zalecana jest zmiana zajmowanej pozycji na inną (chociaż
chwilowa).
Podczas pracy w pozycji siedzącej obciążone są mięśnie:
grzbietu, brzucha i ud
.
Spotykanymi dolegliwościami są zmiany w kręgosłupie szyjnym oraz guzy krwawnicze
odbytu.
Podczas pracy w pozycji stojącej
obciążone są mięśnie: nóg i grzbietu,
w wyniku czego część krwi (20-25%) gromadzi się w kończynach
dolnych, co w efekcie zmniejsza dokrwienie całego organizmu, czyli
wpływa niekorzystnie na przemianę materii zachodzącą w komórkach
ustroju.
Prowadzi to też do:
obrzęków, zastoi i rozszerzenia żył. Ma
wówczas miejsce zniekształcenie stawów kolanowych, trwałe
skrzywienie kręgosłupa w odcinku piersiowym. Może to powodować
utrudnienie w oddychaniu.
Pozycja stojąca:
Podczas pozycji leżącej,
występuje jednakowa wartość ciśnienia krwi we wszystkich
częściach organizmu. Ten korzystny efekt charakterystyczny jest jednak jedynie dla
okresu wypoczynku.
Wykonanie jakiejkolwiek czynności roboczej stwarza duże
niedogodności, przez ograniczenie swobody ruchu (np. praca rękami uniesionymi do
góry). Ma wówczas miejsce szybsze męczenie się w wyniku występowania elementów
statycznych podejmowanego wysiłku.
Pozycja leżąca:
32
WNIOSEK:
Z punktu widzenia fizjologii pracy, każdej z zajmowanych
pozycji przez ciało stawia się warunek swobody i
naturalności.
Za racjonalną przyjmuje się pozycję wymagającą
najmniejszego wydatku energetycznego, czyli taką, która w
minimalnym stopniu angażuje układ mięśniowy i nerwowy.
Jest nią pozycja przemienna z przewagą siedzącej.
33
3. Antropometryczne zasady
kształtowania obszarów pracy
Obszar pracy, czyli przestrzeń robocza, jest to zbiór punktów, na które
pracownik oddziaływuje podczas pracy. Istnieje podział obszaru pracy na:
-
teoretyczny
, który wyznaczany jest zasięgiem rąk pracownika,
bez
zmiany jego pozycji ciała i miejsca,
-
rzeczywisty
- wyznacza go zasięg rąk przy ruchu tułowia.
Obszar pracy jest charakteryzowany przez:
•
wymiary, asymetrię i kształt ciała
(proporcje: szerokości, długości ciała
i jego
elementów, oparte na danych antropometrii statycznej),
•
strefy pracy dla rąk i nóg
(oparte na danych antropometrii
dynamicznej),
•
strefy obserwacji i identyfikacji wzrokowej
wynikające z budowy
anatomicznej
człowieka i jego możliwości psychofizycznych.
34
Kształt ciała i jego wymiary zależą od:
- budowy kośćca, masy mięśni i tkanki tłuszczowej, oraz ich rozłożenia,
- wieku,
- płci,
- pokolenia,
- warunków:
geograficznych regionalnych i środowiskowych (sposób odżywiania,
charakter pracy, stopień aktywności ruchowej).
W oparciu o dokładne pomiary antropometryczne wyodrębniono 4 typy budowy ciała
człowieka
(rys 7.6.):
-
pykniczny (krępy),
charakteryzujący się: szeroką i krótką głową oraz szyją,
prostymi, wysuniętymi do przodu ramionami, beczkowatym,
otłuszczonym
tułowiem, krótkimi kończynami górnymi i dolnymi, delikatnymi i
kształtnymi
dłońmi i stopami, małymi, głęboko osadzonymi oczami,
skłonnością do
łysienia, skórą zaróżowioną,
-
leptosomiczny (szczupły)
- owalna (tzw. ptasia) głowa o wydłużonej części
środkowej twarzy i niedorozwoju jej części dolnej, nos cienki, szyja
długa,
cienkie, słabo umięśnione kończyny, płaski tułów i klatka
piersiowa, duże
owłosienie, skóra blada,
-
atletyczny
- głowa owalna (w kształcie jaja), silnie rozwinięty układ
kostnomięśniowy, szyja długa i mocna, ramiona szerokie, klatka
piersiowa
wypukła, grube kości i skóra,
- dysplastyczny
, który obejmuje grupy:
- eunochoidów
: nadmierny wzrost, silnie owłosiona głowa o
kształcie
wieżowatym, szerokie biodra,
- eunochidów z otłuszczeniem
: policzków, szyi i żołądka; o
twarzach
rozdętych, krótkich nosach,
-
infantylnych i niedorozwiniętych
, charakteryzujących się
proporcjami
dziecięcymi, z niedorozwojem tułowia.
35
Rys. 3.1 Typy budowy ciała człowieka:
1 – pykniczny
(gr. pyknós ‘gruby’)
,
2 - leptosomiczny,
3 - atletyczny
Z typem budowy ciała
skorelowana jest działalność gruczołów dokrewnych, układu
krwionośnego. Z kolei skład chemiczny krwi warunkuje wykształcenie się określonego typu
temperamentu
, czyli schematu zachowania się i działania danej jednostki. Każdy
temperament składa się z różnej jakości podstawowych cech.
Mimo zróżnicowania dyspozycji człowieka, można wyróżnić w nich podstawowe rodzaje:
-
wrażliwość zmysłową
, którą cechuje: ostrość słuchu, wzroku, smaku, węchu,
dotyku,
kinestezji, wrażliwość na barwy,
-
uzdolnienia motoryczne
, czyli siła i zręczność kończyn, siła i szybkość ruchów
ciała, duża
koordynacja ruchów,
-
zdolności psychiczne
reprezentowane przez: pamięć, wyobraźnie, myślenie,
kojarzenie.
36
Tempo i rytm procesów psychicznych wyraża się w
jakości
percepcji, sposobie reakcji, gestykulacji, czy myślenia
.
Kretchmer wyróżnia 3 typy temperamentów:
•
cyklotymiczny - warunkowany przez pykniczny typ budowy ciała,
•
schizotymiczny - związany z typem leptosomicznym,
•
wiskozyjny - łączy się z atletycznym typem budowy ciała.
cyklotymia (gr. kýklos ‘koło’ + thymós ‘dusza, duch’) psych. występowanie naprzemiennie
stanów głębokiego przygnębienia, apatii i nadmiernej wesołości, aktywności przedzielanych
stanami Cyklotymik, człowiek o pyknicznej budowie ciała, odznaczający się łatwością współżycia i
kontaktu z otoczeniem orazskłonnością do cyklicznie występujących stanów podniecenia i
depresji
typ leptosomiczny zob. astenik.
w psychologii: charakteryzujący się leptosomią (wątłą, smukłą budową ciała), mający usposobienie
charakterystyczne dla astenika; asteniczny
astenik psych. «człowiek o smukłej i wątłej budowie ciała, odznaczający się nieśmiałością i
drażliwością»
• asteniczny • asteniczna
Astenik, wg typologii E. Kretschmera, typ człowieka o smukłej budowie ciała, słabo rozwiniętych
mięśniach, wąskiej klatce piersiowej i stosunkowo małej masie ciała. Z usposobienia jest
nieśmiały i drażliwy (typ schizotymiczny).
Już w starożytności interesowano się ludzkimi cechami, wówczas jednak
klasyfikowano je jako różnice temperamentu. Hipokrates (460 – 377
p.n.e.) wyróżnił 4 typy temperamentu:
•
sangwinicy,
•
flegmatycy,
•
cholerycy,
•
melancholicy.
37
Krótka charakterystyka typów osobowości:
Flegmatyk (gr. phlegmatikos - „pełen śluzu")
to człowiek odznaczający się
mało
dynamicznym usposobieniem
, nie ulegający gwałtownym emocjom, słabo reagujący
na podniety, ale wytrwały w działaniu i konsekwentny w uczuciach. Typ flegmatyczny
charakteryzuje się małą pobudliwością, jest zrównoważony i opanowany.
Fizjologiczną podstawę temperamentu flegmatyka stanowi silny i zrównoważony typ
układu nerwowego.
Choleryk (gr. chole - „żółć")
- to człowiek
wybuchowy, o silnych i szybko powstających
reakcjach uczuciowych
; odznaczający się dużą energią życiową i brakiem
opanowania. Reakcje choleryka są niewspółmierne do bodźca. Fizjologiczną
podstawę temperamentu choleryka stanowi silny, niezrównoważony (przewaga
procesu pobudzania nad procesem hamowania) typ układu nerwowego.
Melancholik (gr. melancholikos - „smutny")
- to człowiek
o usposobieniu łagodnym,
biernym, którego cechuje brak impulsywności, silne, wolno narastające reakcje
uczuciowe
. Melancholik w działaniu jest mało odporny i niewytrwały. Typ
melancholika cechuje się małą ruchliwością, apatią, przewlekłymi stanami
przygnębienia. Fizjologiczną podstawę temperamentu melancholika stanowi tzw.
słaby typ układu nerwowego.
Sangwinik (łac. sanguis - „krew")
- to człowiek
o żywym, pogodnym, uczuciowym,
aktywnym usposobieniu, wrażliwy, o silnych i szybkich reakcjach
. Sangwinik łatwo
dostosowuje się do zmiennych warunków życia, jest odporny na trudności. W
typologii wyższej czynności nerwowej. Odpowiada mu silny zrównoważony i ruchliwy
typ układu nerwowego.
38
Niektórzy psychologowie opierają się jeszcze na
bardziej rozszerzonym podziale
.
W codziennym życiu występują pewne schematy postępowania,
które określa się mianem charakterów. Odmiany charakterów
są uwarunkowane temperamentem i typem budowy ciała, poza
atletycznym,
który
nie
ma
wyodrębnionych
swoich
charakterów. Dokładniejsze informacje na ten temat można
znaleźć w literaturze psychologicznej.
Populacja ludzka wykazuje asymetrię ciała:
• morfologiczną,
• dynamiczną,
• funkcjonalną.
U osób praworęcznych notuje się:
• większe wymiary: lewej strony głowy, prawej ręki, lewej nogi,
• wyższą funkcję i strukturę lewej półkuli mózgu,
• większą częstotliwość i precyzję ruchów w ręce prawej,
• większą siłę w ręce prawej i lewej nodze.
U leworęcznych - zamiennie.
39
Wykonanie przez człowieka ruchu dokonuje się w
obszarze zwanym
strefą pracy
.
Wielkość i kształt strefy zależą od:
• części ciała użytej do ruchu: jedna z kończyn (która), obie, palce,
• rodzaju wykonywanego ruchu,
• cech ruchu: szybkości, precyzji i kierunku,
• rodzaju wykonywanej pracy,
• wartości użytej siły i częstości manipulacji,
• płaszczyzny pracy ( , ) i jej położenia.
• pozycji ciała jaką przyjmuje człowiek w czasie wykonywania pracy,
Wyznaczenie strefy oparte jest na zasięgu i
rozpiętości całych kończyn i ich części.
Rozróżnia się
zasięg:
•
normalny
- zakreślony przez przedramiona przy nieruchomym
tułowiu,
•
maksymalny
- zakreślony przez wyciągniętą rękę i palce przy
nieruchomym tułowiu.
40
Zasięgi mogą być wykreślane dla płaszczyzny i , dla
różnych pozycji ciała. Rozpiętości ruchów
swobodnych podane są w atlasie
antropometrycznym ludności dorosłej. Wykreślenie
zasięgów pozwala na określenie typu strefy pracy:
I
- optymalna, która może być wyznaczona z zasięgu normalnego
wspólnego dla obu rąk,
II
- dopuszczalna, określona przez zasięg maksymalny, wspólny dla
obu rąk,
III
- dopuszczalna dla prac wykonywanych przez każdą rękę z osobna,
IV
- możliwa lecz nie zalecana, wyznaczona przez zasięg maksymalny
dla każdej ręki oddzielnie.
W każdej z tych stref dopuszczalne jest wykonywanie
tylko ściśle określonych czynności. I tak w strefie:
I
- czynności precyzyjne, ruchy podstawowe,
II
- czynności mniej precyzyjne, ruchy podstawowe,
III
- ruchy pomocnicze,
IV
- ruchy pomocnicze o małej częstości występowania.
41
Ww. strefy przedstawione są na rys. 3.2.
Z wykonywaną czynnością wiąże się wielkość użytej siły. Granice siły
podczas ruchu zmieniają się w zależności od położenia ciała, kierunków
ruchu, zasięgu ruchów oraz innych czynników.
Rys. 3.2 Rodzaje zasięgów
kończyn
górnych i stref pracy
Z wykonywaną czynnością wiąże się wielkość
użytej siły. Granice siły podczas ruchu
zmieniają się w zależności od położenia ciała,
kierunków ruchu, zasięgu ruchów oraz innych
czynników.
„Ergonomia”
„Wykład 3”
Prezentacja jest współfinansowana przez
Unię Europejską w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego w projekcie
pt.
„Podyplomowe studia techniczne dla przedsiębiorców i pracowników
przedsiębiorstw”
Prezentacja dystrybuowana jest bezpłatnie
Politechnika Łódzka, ul. Żeromskiego 116, 90-924 Łódź, tel. (042) 631
20 93
http://tech.edp.org.pl/
43
Dziękuję za
uwagę