人因工效學(xué)講義

人類工效學(xué)（講義）

廖建橋編一九九四年九月

目錄

第一章概述...............................................1

第二章人體測量學(xué).......................................9

第三章人體的肌肉系統(tǒng)..................................23

第四章人體的神經(jīng)系統(tǒng)..................................37

第五章人的信息處理系統(tǒng)................................47

第六章工作地設(shè)計......................................67

第七章信息顯示........................................77

第八章控制器..........................................95

第九章人--計算機介面................................111

第十章重體力勞動.....................................123

第十-?章搬運..........................................143

第十二章疲勞...........................................151

第十三章腦力負(fù)荷.......................................165

第十四章照明...........................................181

第十五章噪音...........................................197

第十六章微氣候........................................219

第十七章環(huán)境污染與環(huán)境保護............................235

第十八章安全生產(chǎn)......................................251

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第一章概述

第一節(jié)人類工效學(xué)的定義

人類工效學(xué)是一門新興的邊緣學(xué)科，它作為一門獨立的學(xué)科已有四十多年了.人類

工效學(xué)這一名稱是根據(jù)英文"Ergonomics”翻譯過來的，"Ergonomics"這個詞是由兩個

希臘詞根組成的，ergo是出力，工作的意思，nomics是正?；?guī)律的意思.因此

Erginomics的含義是人的工作規(guī)律問題.也就是說，這門學(xué)科是研究人在生產(chǎn)和工作中

合理地，適度地勞動的問題.

在我國，這門學(xué)科尚處于初創(chuàng)階段，所用名稱也不一致.除用人類工效學(xué)這一名稱

外，也用工效學(xué)，人機工程等其他名稱.

國際工效學(xué)會給人類工效學(xué)下的定義為：”研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)，生

理學(xué)和心理學(xué)等方面的各種因素，研究人和機器及環(huán)境的相互作用條件下，在工作中，

家庭中和休假時，怎樣統(tǒng)一考慮工作效率，人的健康，安全和舒適等達到最優(yōu)化的問

題.“

我國在〈〈中國企業(yè)管理百科全書》》中，對人類工效學(xué)所下的定義為：“研究人和機

器，環(huán)境的相互作用及其結(jié)合，使設(shè)計的機器和環(huán)境系統(tǒng)適合人的生理，心理等特點，

達到在生產(chǎn)中提高效率，安全，健康和舒適的目的

關(guān)于人類工效學(xué)還有許多其他的定義，我們不在此一一贅述.從上面的定義我們

可以看出，人類工效學(xué)是研究人，機器，環(huán)境三者之間的關(guān)系，以便使人工作，學(xué)習(xí)，生

活的更有效，更安全，更舒適的一門介于心理學(xué)，生理學(xué)，人體測量學(xué)，工程技術(shù)和管

理之間的邊緣學(xué)科.

第二節(jié)人類工效學(xué)的內(nèi)容

由于人類工效學(xué)涉及到人的工作，學(xué)習(xí)和生活?，因此人類工效學(xué)的內(nèi)容非常多.

概括起來，主要包括以下幾個方面：

1人的能力.這包括人的基本尺寸，人的作業(yè)能力，各種器官功能的限度及影響

因素等.對人的能力有了了解，才可能在系統(tǒng)的設(shè)計中考慮這些因素，使人所承受的負(fù)

荷在可接受的范圍之內(nèi).例如，人的短期記憶容量是七個元素左右，在系統(tǒng)的設(shè)計中如

果某一工作對人的短期記憶有要求，就不能超過這?限度，否則人將會遺忘過多的信息，

導(dǎo)致錯誤的發(fā)生.再比如人在直立時向上推舉的平均最大力是人體重的100%,對人體無

傷害的最大舉力是15%左右.若某一工作的負(fù)荷超過這一值，不僅會影響人的工作效率，

甚至?xí)绊懭说纳硇慕】?

2人一機交往.”機〃在這里不僅僅代表機器，而是代表人所在的物理系統(tǒng)，包括

各種機器，電子計算機，辦公室，各種自動化系統(tǒng)等等.人類工效學(xué)的座右銘是“使機器

適合于人”.在人一機交往中，人類工效學(xué)的重點是工作地，各種顯示器和控制器的設(shè)計.批注（＞1］：系統(tǒng)以人懸本，使系統(tǒng)逾於人的基本生理及

隨著電子技術(shù)的進步和電子計算機的普及，人一計算機交往的研究在人類工效學(xué)中占有心理要求一

越來越重要的地位.

3環(huán)境對人的影響.人所在的物理環(huán)境對人的工作和生活有非常大的影響作用，因

此，很自然地,環(huán)境對人的影響是人類工效學(xué)的一個重點內(nèi)容.這方面的內(nèi)容包括：照明

對人的工作效率的影響，嗓音對人的危害及其防治辦法，音樂，顏色，空氣污染對人的

影響等等.

第三節(jié).人類工效學(xué)的目的

人類工效學(xué)的目的有三個：第一，使人工作得更有效;第二，使人工作得更安全；第

三，使人工作得更舒適.這三個目的有時是相一致的.例如?種新機器可能比舊機器的

批注（121：造趣提出了一（B效率輿其它的相B0的目的

效率更高，更安全，更舒適.但是在許多情況下，這三個目標(biāo)是相矛盾的.一種更安全，相沖突的解；夬的基本思路：適取;夬於人代的目的?才迤

行取拾。

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更舒適的操作方法可能比I口方法效率要低些.某?新機器可以使人工作的更舒適，但增

加的效率可以不足以補償增加的投資等.這個矛盾的解決顯然取決干人與機器的相對重

要性，取決了人所處的時代，環(huán)境等.

在遠(yuǎn)古時代，由于機器(工具)的稀少，環(huán)境的惡劣，人的生命的艱難，人不得不

無條件地使自己適應(yīng)機器(工具)和環(huán)境.人們改進工具的主要目的是為了更高的效率，

以抵御環(huán)境和敵人生存下去.使用工具時的安全和舒適是不在人們的考慮之中的，人們

決不會為了舒適而放棄某一種更先進的工具.

我們可以設(shè)想在理想的未來社會，機器和環(huán)境將絕對地服從于人.人的安全與舒適

將是系統(tǒng)設(shè)計中最重要的位置，人可隨心所欲地改變他所處的物理系統(tǒng)和環(huán)境以滿足他

的需要.效率將是一個次要問題.

我們既不是生活在遠(yuǎn)古時代，也不是生活在理想社會之中.因此有時人不得不適

應(yīng)于機器與環(huán)境，有時我們可以改造機器和環(huán)境使之更好地服務(wù)于人.這使得人類工效

學(xué)者的工作充滿著矛盾和挑戰(zhàn).

西方社會比我們發(fā)達，生活水平比我們高，因此在那里工效學(xué)更強調(diào)人的重要性，

教科書中的宗旨為：使機器適合于人(Eittingthetasktotheman).我國當(dāng)前生活

水平還比較低，生產(chǎn)力也比較落后，在很多地方是人適應(yīng)于機器.但是隨著人們生活水

平的提高，人的價值將越來越高，人類工效學(xué)作為一門學(xué)科也將越來越受到重視，人類

工效學(xué)對人的工作和生活將發(fā)揮越來越大的影響.

第四節(jié).人類工效學(xué)的發(fā)展歷史

自從人類誕生以來，就存在著人機關(guān)系問題.隨著人類的進步，人在不斷地改造

環(huán)境，改造工具，以便使自己在工作時能夠更安全，健康，舒適，使工作效率更高達

到優(yōu)化.但這些改進分布在人類漫長的進步過程中，都比較零散，具體，還不足以使人

類工效學(xué)成為一門科學(xué).人類工效學(xué)逐步成為一門科學(xué)還是近一百年的事，其發(fā)展可以

歸納為三個階段：

啟蒙階段

雖然在1884年德國學(xué)者莫索(A.Mosso)就在人進行勞動時，將人體通以微電流，

通過電流的變化測量人體的疲勞程度，但我們認(rèn)為，人類工效學(xué)作為一門科學(xué)形成于本

世紀(jì)初，主要應(yīng)歸功于泰勒和吉爾布雷思.

1898年美國人泰勒(F.KTaylor)從提高工作效率的角度出發(fā)，對裝卸工使用的

鐵鍬進行了研究.他發(fā)現(xiàn)每次鏟運的重量在10公斤左右時，勞動效率最高.因此他設(shè)計

了許多大小不同的鐵鍬，以適應(yīng)裝卸不同的物料.在此以后，他還進行過搬運生鐵的研

究，通過制定每次的搬運量，搬運速度，休息時間，使作業(yè)者充分發(fā)揮勞動潛力，從而

提高工作效率.

1911年美國人吉爾布雷思(Frank.Gilbrith)對建筑工人砌磚進行了研究，通過去

掉砌磚動作中的無效動作和輔助裝置，使砌磚工人每小時的砌磚數(shù)由過去的每小時170

塊提高到350塊，大大提高了砌磚工人的工作效率.

在泰勒和吉爾布雷思工作的基礎(chǔ)上，形成了時間和動作研究這樣?門學(xué)科.雖然

時間和動作研究本身并不是人類工效學(xué)，但其思想與人類工效學(xué)已非常接近.

二.正式形成時期

第二次世界大戰(zhàn)期間，一些國家，特別是英國和美國，大力發(fā)展各種新式武器裝

備.由于片面地注重了工程技術(shù)方面的研究，忽視了對使用者操作能力的研究和訓(xùn)練，

因此遇到了許多問題.以飛機為例，由于座艙及儀表的顯示位置設(shè)計不當(dāng),經(jīng)常造成駕駛

員讀儀表或操作錯誤，進而發(fā)生事故.另外許多操作在戰(zhàn)斗時不靈活，使飛機命中率降

低等.經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)這些事故的原因可歸結(jié)為：(1)顯示器，控制器的設(shè)計沒有充分考

慮人的生理特性，心理特性，致使儀器的設(shè)計和配置不當(dāng)，不能適應(yīng)人的要求；⑵操

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作人員缺乏訓(xùn)練，不能適應(yīng)復(fù)雜機器系統(tǒng)的操作要求.這些原因引起了決策者和工程師

們的高度重視.工程師們開始感到人的因素在設(shè)計中是一個不可忽視的重要條件.要設(shè)

計一個好的現(xiàn)代化設(shè)備，只具備工程技術(shù)知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須了解設(shè)備的使用者

的生理的和心理等方面的知識.于是在第：次世界大戰(zhàn)后不久，人類工效學(xué)作為一門新

興的邊緣學(xué)科正式形成了.各種人類工效學(xué)會，如國際人類工效學(xué)會和美國人類工效學(xué)

會相繼成立.

三.飛速發(fā)展時期

進入七十年代以后，隨著電子技術(shù)的進步和計算機的廣泛應(yīng)用，操作系統(tǒng)對人的

要求越來越高，系統(tǒng)中考慮人的因素也顯得越來越重要.特別是美國三里島核電站事件

的發(fā)生，對人類工效學(xué)的發(fā)展起了很大的推動作用.

1979年3月28日凌晨4點，在美國賓夕法尼亞洲哈里斯柏格附近的三里島核電

站，一個臨時的障礙引起該核電站一號機組供水系統(tǒng)和發(fā)動機自動關(guān)閉.在零點幾秒之

后，系統(tǒng)中建立的予備保險系統(tǒng)開始正常工作，提供新的供水系統(tǒng).緊接著四個關(guān)鍵性

的錯誤一起發(fā)生了，以從末有過的事實證明人在復(fù)雜系統(tǒng)中的表現(xiàn)是多么重要.

第一個錯誤發(fā)生在故障發(fā)生之前.予備供水系統(tǒng)的管道被維修工人關(guān)閉了.而這

個維修工人從此就沒有上班.結(jié)果是核反應(yīng)中心由于得不到循環(huán)冷水的供應(yīng)以排除它的

熱量.溫度開始升高，并把周圍的冷水變成蒸汽.壓力迅速升高.

但是預(yù)備保險系統(tǒng)繼續(xù)正常工作.圓形棒下降到反應(yīng)堆使核反應(yīng)程序放慢.壓力

釋放閘打開了以釋放在主冷卻系統(tǒng)中產(chǎn)生的蒸汽.當(dāng)壓力下降到低于警戒水平后，自動

釋放閘收到了關(guān)閉的信號.正象在一個熱循環(huán)系統(tǒng)中當(dāng)屋內(nèi)溫度達到了一定的溫度時，

熱循環(huán)系統(tǒng)就自行關(guān)閉一樣.在這時，第二個錯誤發(fā)生了.由于閘門失靈，這個閘門并

沒有關(guān)閉.

在發(fā)動機關(guān)閉的?分鐘之內(nèi)，三里島核電站的操作人員正在試圖從無數(shù)的紅燈，

警報中猜測到底發(fā)生了什么事.雖然根據(jù)他們過去受訓(xùn)的經(jīng)驗他們對事故有一個大概的

了解，但有一個信號使他們誤入歧途.壓力釋放顯示器顯示的是命令狀態(tài)，而不是實際

狀態(tài).操作人員以為壓力釋放閘是關(guān)閉的.這是第三個關(guān)鍵性的錯誤.

同時，予備的自動保險系統(tǒng)繼續(xù)工作.一個緊急水泵自動打開，開始向系統(tǒng)提供

系統(tǒng)急需的冷卻劑.在這里，操作人員做出了一個決定使也許是一個小事故變成了大災(zāi)

難.由于屏幕顯示壓力已經(jīng)很高，釋放閘已經(jīng)關(guān)閉，操作人員決定自己而不是用機器來

控制系統(tǒng).他們把緊急水泵關(guān)閉了.這個決定是基于操作人員的推測系統(tǒng)中的冷卻劑太

多了而不是太少了.反應(yīng)堆得不到急需的冷卻劑，事故很快就到了不可收拾的地步.

事故的調(diào)查表明:第一，不是某一個失誤，錯誤，事件或機器失靈導(dǎo)致這場事故.這

場事故是由許多因素共同引起的.第二，人的錯誤是在許多不同的方面的，從操作人員

錯誤地把緊急冷卻劑關(guān)閉到設(shè)計人員設(shè)計閘門的顯示器時告訴人們應(yīng)當(dāng)做什么，而不是

閘門當(dāng)時的狀態(tài).第三，也許是最重要的，大量的信息和復(fù)雜的顯示形式超過了操作人

員內(nèi)在的，有限的能力，如注意力，記憶力，決策能力等.因此在三里島事件中與在其

他事件中一樣，雖然人的錯誤是事故的直接原因，操作人員本身并沒有什么過錯，而是

系統(tǒng)的設(shè)計者應(yīng)當(dāng)受到責(zé)備，因為他們給了操作人員無法勝任的工作.這就象在體力勞

動中，某一工作要求某人在某一關(guān)鍵時刻扛起300公斤的重物.當(dāng)這個人扛不起這個

重量時，我們能夠埋怨這個人沒有使出全身的力氣嗎？

第五節(jié).國外人類工效學(xué)的動向

當(dāng)前人類工效學(xué)在國外的研究和應(yīng)用領(lǐng)域可以概略地分為三大類：

--尖端技術(shù)領(lǐng)域中的工效學(xué)

隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，人機系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，一些復(fù)雜系統(tǒng)的控制，如飛

機的駕駛，甚至于超過了人的正常工作能力，人成為系統(tǒng)中的主要制約因素.如何降低

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系統(tǒng)對人的要求，或如何提高人的能力以適應(yīng)系統(tǒng)的要求，是人類工效學(xué)面臨的一個嚴(yán)

峻挑戰(zhàn).這方面的主要內(nèi)容有：飛機駕駛艙的設(shè)計，腦力負(fù)荷的測量，系統(tǒng)評價，核電

站控制室的設(shè)計，人在太空中的工作，生活等問題.

二.人類工效學(xué)與電子計算機

隨著電子計算機的推廣和普及，在工業(yè)化國家，使用計算機的工作人員已超過其

他任何一種機器操作人員的總和.如何提高人一計算機系統(tǒng)的效率已成為工效中的一個

最集中，最流行的內(nèi)容.在美國的人類工效學(xué)年會上，往往有三分之?以上的論文涉及

到這一主題.這方面的主要內(nèi)容包括：屏幕顯示的設(shè)計，鍵盤的設(shè)計，操作系統(tǒng)的評論，

計算機工作地的布置，說話式輸入輸出的效果等.

三.生產(chǎn)制造和其他領(lǐng)域的人類工效學(xué)

生產(chǎn)領(lǐng)域是人類工效學(xué)的一個傳統(tǒng)內(nèi)容，這方面的主要內(nèi)容包括：人體的測量，

工作環(huán)境，勞動保護與安全，產(chǎn)品檢驗，事故的調(diào)查等.傳統(tǒng)的工效學(xué)主要研究生產(chǎn)性

產(chǎn)品的設(shè)計，現(xiàn)在也開始研究消費品的設(shè)計，如如何設(shè)計產(chǎn)品的說明書,使消費者能夠

安全，容易地使用消費品.

另外，人類工效學(xué)還涉及到體育，法律，警察，駕駛，消防等行業(yè).

第六節(jié).我國開展人類工效學(xué)的情況

我國工效學(xué)起步較晚，我國的人類工效學(xué)會成立于1989年，當(dāng)前有四百余名會員.

雖然起步較晚，但人類工效學(xué)在我國的發(fā)展非常迅速.1991年〈〈Ergonomics〉》雜志發(fā)表

了中國人類工效學(xué)專輯.1992年在我國召開了第二屆泛太平洋工效學(xué)及職業(yè)安全國際學(xué)

術(shù)會議.但總的來說，人類工效學(xué)在我國開展的還很不普及，雖然有興趣的人不少，但

比較零散，研究項目有限，在社會上影響不大.

正如我們在前面已經(jīng)指出過的，人類工效學(xué)的重要性與人的重要性是密切相關(guān)的.

當(dāng)前由于我們?nèi)丝谶^多，就業(yè)壓力很大，人們非常不注意勞動效率，也就不重視人類工

效學(xué)了.這對人類工效學(xué)在我國的發(fā)展是不利的.但我國人民的生活水平正在迅速提高，

人們將越來越重視自己的工作和生活的質(zhì)量，這意味著人們將會逐漸認(rèn)識到人類工效學(xué)

的必要性.另外，我國正在逐步進入國際市場.為了提高我國產(chǎn)品的競爭力，我們也需

要提高勞動效率和降低勞動成本.這些又是在我國發(fā)展人類工效學(xué)的有利條件.因此我

們認(rèn)為，人類工效學(xué)在我國是有著廣闊的前景的.

第二章人體測量學(xué)

在日常工作和生活中，我們天天用到許多東西，如椅子，桌子，各種機器，儀器，

工具，電子計算機等.在使用這些東西的時候我們發(fā)現(xiàn)，這些東西的物理尺寸，如大小，

形狀等，對這些東西的適用性有非常大的影響.它們不僅影響人們工作時的舒適性，也

常常影響到人的工作效率，工作態(tài)度，甚至危害人的安全和健康.例如，某手表廠有一

臺沖壓機床(沖壓中夾板)，坐著操作太高了，站著操作太低了，而且左右開弓，象跳午

一樣.試設(shè)想一下每天以不自然的姿式工作八小時，進行3000次同一操作.圖一是一個

機床設(shè)計沒有考慮人的尺寸的一個典型例子.英國學(xué)者格爾福德(Guildford)經(jīng)過計算

發(fā)現(xiàn)開這個車床的工人的理想身高應(yīng)為137厘米，肩寬應(yīng)為64厘米，手長應(yīng)為235厘米.

顯然在現(xiàn)實生活中，這樣尺寸的人是不存在的.當(dāng)正常尺寸的人操作這臺車床時，就不

得不委屈自己了,在日常工作和生活中，我們可以看到大量這樣的例子.

設(shè)計機器，工具，工作環(huán)境使之符合人的尺寸是人類工效學(xué)的一個基本的內(nèi)容.

因此我們應(yīng)當(dāng)首先了解人的基本尺寸.測量人體尺寸的一門學(xué)科叫人體測量學(xué).

第一節(jié).我國成年人的基本尺寸

一九八八年，我國國家技術(shù)監(jiān)督局在有關(guān)單位的協(xié)助下，在全國范圍內(nèi)對我國成

年人人體尺寸進行了大量的測量，根據(jù)這次測量的結(jié)果制定了關(guān)于中國成年人人體尺寸

的國家標(biāo)準(zhǔn).這些標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)產(chǎn)品，建筑設(shè)計，軍事工業(yè)以及工業(yè)的技術(shù)改造設(shè)備

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更新及勞動保護.發(fā)2-1和我2-2給出了這些標(biāo)準(zhǔn)的匕要內(nèi)容.從衣中可以看出我國成

年男子的中位數(shù)高（近似于平均身高）身高是1.678M,我國女子的中位數(shù)身高是1.570M.

表2-1中國成年男子（18-60歲）人體主要尺寸：單位：mm

百分位數(shù)151050909599

身高1543158316041678175417751814

體重kg44485059717583

眼高1436147414951568164316641705

肘高9259549681024107910961128

坐高836856870908947958979

坐姿眼高729749761798836847868

坐姿肘高214228235263291298312

坐姿大腿厚103112116130146151160

坐姿膝高441456464493523532549

坐深407421429457486494510

臀膝距499515524554585595613

胸寬242253259280307315331

最大肩寬383398405431460469486

坐姿臀寬284295300321347355369

坐姿兩肘間寬353371381422473489518

表2-2中國成年女子（18-55歲）人體主要尺寸單位：mm

百分位數(shù)151050909599

身高1449148415031570164C)16591697

體重kg39424452636674

眼高13371371138814541522!15411579

肘高873899913960100910231050

坐高789809819855891901920

坐姿眼高678695704739773783803

坐姿肘高201215223251277284299

坐姿大腿厚107113117130146151160

坐姿膝高410424431458485493507

坐深388401408433461469495

臀膝距481495502529561570587

胸寬219233239260289299319

最大肩寬347363371397428438458

坐姿臀寬295310318344374382400

坐姿兩時間寬326348360404460478509

表中除了身高之外，還給出了其他14個指標(biāo).不同的指標(biāo)有不同的用途.例如，

設(shè)計站立工作時的高度，就要參考人體肘高尺寸，設(shè)計坐椅時要考慮人的坐深，臀寬，坐

姿膝高等.

在這些指標(biāo)中，最重要的指標(biāo)是身高.這是因為，第一身高這一指標(biāo)本身經(jīng)常被

宜接用到，如汽車車廂高和門高的設(shè)計.第二，其他許設(shè)指標(biāo)與身高是相關(guān)的，例如坐

高大約是身高的0.523倍，膝高大約是身高的0.311倍，另外也可以粗略地根據(jù)與身高

的比例來確定設(shè)備的高度，如表2-3所示.

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表2-3設(shè)備高度與人體高度之比

編號定義設(shè)備與身高之比

1與人同高的設(shè)備1/1

2設(shè)備與眼睛同高11/12

3設(shè)備與人體竿重心同高5/9

4設(shè)備與坐高相同6/11

5眼睛能夠望進設(shè)備的高度10/11

6能擋住視線的設(shè)備高度33/34

7站著用手能放進和取出物體的高度7/6

8站著手向上伸所能達到的高度4/3

9站姿使用方便的臺面高度（上限）6/7

10站姿使用方便的臺面高度（下限）3/8

11站姿最適宜的工作點高度6/11

12站姿用工作臺高度10/19

13便于用最大力牽拉的高度3/5

14坐姿控制臺高度7/17

15臺面下的空間高度（下限）1/3

16操縱用座椅的高度3/13

17休息用座椅的高度1/6

18座椅到操縱臺面的高度3/17

了解人的基本尺寸是十分重要的.不僅任何機器的設(shè)計應(yīng)考慮人的尺寸，許多消費

品的設(shè)計也應(yīng)該考慮人的尺寸.設(shè)計不同的產(chǎn)品時應(yīng)考慮人的不同部位的尺寸.例如各

種工具的設(shè)計應(yīng)考慮人手的尺寸，頭盔的設(shè)計要考慮人頭部的尺寸，自行車的設(shè)計要考

慮人的身長，手長，腳長等.

第二節(jié).人體尺寸的影響因素

人體尺寸是受到諸多因素的影響的.這些因素可分為兩類，一類是影響個體尺寸

的因素，這里遺傳是一個最重要的因素.除非產(chǎn)品是為某一個人生產(chǎn)的，在這種情況下，

我們應(yīng)考慮這一個人的尺寸，如訂做衣服.在絕大多數(shù)情況下，產(chǎn)品是面向群體的.在

這時候我們應(yīng)該考慮影響群體身體尺寸的因素.影響群體身體尺寸的因素主要有下列幾

種：

性別

性別對群體人尺寸差別的影響也許是最大的.對比表2T和2-2我們可以看出，男

女之間的平均身高相差為10厘米以上.如果我們按男性95%設(shè)計的達到高度將有50%

以上的女性達不到.

有趣的是在消費品的設(shè)計中我們常常能夠考慮女性的要求，如女式服裝，女式自行

車，而在機器的設(shè)計中往往忽略了這個因素，如我們很少聽到有女式車床，女式辦公桌

等.這大概是女性在消費品的購買中有發(fā)言權(quán)，而在生產(chǎn)性的產(chǎn)品中沒有什么發(fā)言權(quán)的

緣故.這個問題應(yīng)當(dāng)引起重視.不難想象，女工在為男工設(shè)計的機床上工作時要費力得

多.甚至可以說女同志坐一天辦公室也會比男同志累，因為現(xiàn)在使用的桌子和椅子的高

度更適合男同志的尺寸些.

—.年齡

人在未成年之前，身體逐漸增高.成年后變得基本穩(wěn)定.進入中老年后開始委縮.

表2-4給出了人的身高隨年齡變化的情況.從表中我們可以看出，對于未成年的人來說,

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年齡對人的尺寸有很大的影響.對成年人來講，這個影響就很.~一般來說，年齡對人的

力量的影響比對身體尺寸的影響要大得多.

表2-4身高隨年齡的變化（cm）

年齡（歲）女性男性

1-5+36+36

5-10+28+27

10-15+22+30

15-20+1+6

20-3500

35-40-10

40-50-1-1

50-60-1-1

60-70-1-1

70-80-1-1

80-90-1-1

三.國家

各國之間人的尺寸之間的差別也是很大的.表2-5給出J'幾個有代表性國家人的平

均高度.表中美國人平均身高最高（1.77）,其次為原蘇聯(lián).日本人最低（1.67M）,其次

為中國.日本人與美國人之間相差達10厘米.日本人最初出口到美國去的車子是按日本

人的尺寸設(shè)計的，結(jié)果帶來許多問題，如離合器踏板與剎車踏板之間的距離對大多數(shù)日本

人來說是合適的，但對許多美國人來說這個距離就太近了，因為美國人的腳要大些.許多

美國人在踩離合器的同時也踩著了剎車.現(xiàn)在日本出口到美國的車都按美國人的尺寸進

行設(shè)計.我國的產(chǎn)品如果要走向世界，必須得考慮這個問題.

表2-5幾個國家的男子平均身高（皿）

國別I美國I原蘇聯(lián)I西德I英國I瑞典I法國I意大利I中國I日本

身高I17721176711755I1753門741I171111710I168011667

四.地區(qū)

我們幅員遼闊，地區(qū)與地區(qū)之間人體的尺寸也有差別.表2-6給出了我國六個區(qū)域

人的平均身高.從表中可以看出，我國東北地區(qū)和華北地區(qū)的人較高，男子平均身高為

1.693米，女子為1.586米,而西南地區(qū)的人身材較矮，男子身高這1.647米，女子平均

身高為1.546米.兩區(qū)域之間對應(yīng)值相差4-5厘米.

表2-6我國六大區(qū)域人體身高（單位：mm）

東北，華北西北東南華中華南西南

男子169316841686166916501647

女子158615751575156015491546

五.時間

隨著生活水平的提高，人的平均高度也在增長.我們都感到現(xiàn)在的年輕人比過去

的人要高.在這方面，日本人的變化更明顯.據(jù)統(tǒng)計，過去三十年，日本人的平均身高

增加了八厘米之多.我國國家技術(shù)監(jiān)督局的統(tǒng)計結(jié)果表明我國的青少年的身高也有一定

的增長，雖然增加的幅度不是太大.

第三節(jié)人體尺寸的統(tǒng)計指標(biāo)

一,概率分布

我們一般假定，人體尺寸的某一指標(biāo)服從正態(tài)分布.正態(tài)分布的分布函數(shù)為：

其中，為常數(shù)，分別是這一指標(biāo)的均值和均方差.正態(tài)分布也被通俗地稱為鐘

型分布，其形狀如圖2-2所示.

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p

圖2-2.正態(tài)分布圖

平均值

平均值又被簡稱為均值，是數(shù)理統(tǒng)計中最常用的指標(biāo)之一.用統(tǒng)計學(xué)方法計算的

平均數(shù)，能說明事物的本質(zhì)和特征，可用來衡量一定條件下的測量水平和概括地表現(xiàn)測

量數(shù)據(jù)的集中情況.平均值在人體測量學(xué)和人類工效學(xué)中占有重要的地位，我們的許多

設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)就是根據(jù)平均值確定的.

三.均方差

均方差，又被稱為標(biāo)準(zhǔn)差，表明一系列變數(shù)距平均數(shù)的分布情形.方差變化大表

示各變數(shù)分布廣大，遠(yuǎn)離平均數(shù)，方差小，表示各變數(shù)接近平均數(shù).方差常用來確定某

一范圍的界限.對于服從正態(tài)分布的隨機變量，如人體的某一個尺寸，方差與其對應(yīng)的

區(qū)域或概率之間的關(guān)系為：

表2-7正態(tài)分布方差與概率的關(guān)系

方差概率

10.6826

1.650.90

20.9544

30.9987

從表中我們可以看出，在平均值一個方差之內(nèi)的概率為0.68,即大約有三分之一

的值落在距均值一個方差之內(nèi)，而99.87%的值都在三個方差之內(nèi).一般說來，當(dāng)我們知

道了方差之后，就可以根據(jù)方差求出對應(yīng)的概率.例如，假定某一測量的均值是1.50,方

差是0.5,欲求可以滿足90%的人的區(qū)間.我們很快可以求出，這一區(qū)間是1.5T.65*0.5,

1.5+1.65*0.5,即(0.675,2.325).

四.百分位數(shù)

百分位數(shù)是指一個隨機變量(某一人體測量尺寸指標(biāo))低于某一給定概率處的值.

這是一個在設(shè)計中經(jīng)常用到的概念.在設(shè)計中常用到的百分位數(shù)是90%95%,分別表示

90%和95%的使用者可以達到.在這里我們應(yīng)當(dāng)特別注意是單側(cè)百位數(shù)還是雙側(cè)百位數(shù)的

問題.例如雙側(cè)95%對應(yīng)于1.95,而單側(cè)95%對應(yīng)于1.65.

第四節(jié).設(shè)計中可采取的方案

在設(shè)計時使用人體尺寸時有五種方案可供采用：

一.按人體尺寸的分布.

對于大量生產(chǎn)的機器，工具和消費品等，可以按照人的尺寸的分布來進行設(shè)計.

例如人的衣服和鞋子就是按人的尺寸的分布來決定各種尺寸各生產(chǎn)多少的.使用這種

方法，生產(chǎn)和管理費用較高，除非是需求量很大，否則經(jīng)濟上是不合算的.在經(jīng)濟上可

行的情況下應(yīng)盡量按人的尺寸的分布來進行設(shè)計，因為這樣可以把使用時的不適降到

最低限度.

二.按人的平均尺寸設(shè)計

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當(dāng)過大過小，或過高過低都會造成使用不方便時，這時可按平均尺寸設(shè)計，這樣

可以把不適應(yīng)的人減少到最低限度.當(dāng)被設(shè)計物可以調(diào)整時，最初狀態(tài)也可按人的平均

尺寸設(shè)計.例于廚房切菜工作面的設(shè)計可按人的平均尺寸設(shè)計.不可調(diào)整的椅子或可調(diào)

整椅子的最初狀態(tài)，也可按人的平均尺寸設(shè)計.

=.按某一百分比設(shè)計

這里有兩種情況.當(dāng)設(shè)計不當(dāng)只會給一個極端的人帶來不利時，可按單側(cè)百分比

來設(shè)計,.例如門框高度的設(shè)計.門框設(shè)計高了對矮個子人沒有影響，但門框設(shè)計低了

對高個子人有影響.故門框的設(shè)計可考慮單側(cè)百分比，比方說95%來設(shè)計.按照這一方

案，95多過門的人進門時沒有問題，只有5%較高的人進門時需要低頭.一般設(shè)計中最常

用的百分比是95猊也常用較高的標(biāo)準(zhǔn)，99%.

當(dāng)某一設(shè)計會給兩個極端的人都帶來不利時，應(yīng)按雙側(cè)百分比來設(shè)計.例如可調(diào)

整高度的椅子設(shè)計.若調(diào)整區(qū)間有限，那么就可以考慮滿足中間一部分人，如95%的人

的要求，這時我們就應(yīng)根據(jù)雙側(cè)百分點來設(shè)計，最高的2.5%和最矮的2.5%就被排除之

外.

四.按某部分人設(shè)計，為另一部分人提供調(diào)整

當(dāng)設(shè)計對某一極端的人的不利影響可以通過調(diào)整來消除，而對另一部分人的不利

影響無法消除時，我們可以按后一類人的尺寸進行設(shè)計，為前一類人提供調(diào)整.例如，

對于桌子高度的設(shè)計，我們可以按高個子進行設(shè)計，而給矮個子提供腳踏板.如果按矮

個子設(shè)計，高個子的腳就沒有地方放.

五.為某些特定的人設(shè)計

對于某些非常昂貴的系統(tǒng)，我們可以根據(jù)特定的使用者來設(shè)計，這樣可以在保證

使用方便的同時降低制造成本.例如飛機駕駛艙就是根據(jù)駕駛員的身體尺寸設(shè)計的.

第五節(jié)設(shè)計程序

一.確定設(shè)計對象和目標(biāo)

在設(shè)計中我們首先要考慮的是設(shè)計的對象和所要達到的目的，是設(shè)計一輛自行車,

一個機床，還是一個椅子？若是設(shè)計一個椅子，那么設(shè)計這個椅子的目的是什么，是一

個豪華型的椅子，還是一個大眾型的椅子.若是豪華型的椅子，我們的各項尺寸就可以

定的松一些.若是大眾型的椅子，從成本的角度出發(fā)，我們也許應(yīng)把尺寸定得稍緊些.

二.確定使用對象

我們已經(jīng)看到不同類的人的尺寸差異是比較大的，因此我們在設(shè)計中就應(yīng)該考慮

使用對象：誰將使用這一產(chǎn)品？是男的還是女的，是老的還是少的，是在國內(nèi)銷售還是

出口，若出口，到哪個國家？一件產(chǎn)品對某一類的使用者是適合的，對另一類使用者可

能就是不合適的，如我們上面已經(jīng)提到的日本汽車出口到美國的例子.

=.確定相關(guān)的人體尺寸

不同的產(chǎn)品涉及到人體的不同的尺寸.如各種勞動工具涉及到人手的尺寸.在設(shè)

計座椅時，我們要考慮到人的膝高，坐深，臀寬，坐姿肘高等.這些尺寸的重要性也是

不同的，有時甚至是相矛盾的，這需要在設(shè)計時統(tǒng)籌考慮.

四.決定極限百分比

這是我們上面己經(jīng)討論過的設(shè)計方案問題.是按平均尺寸設(shè)計？還是按高個子或

矮個子設(shè)計？這需要根據(jù)具體的產(chǎn)品來定.設(shè)計中常用的兩個百分度是90%和95%.隨

著人們生活水平的提高，現(xiàn)在提倡盡量提供可調(diào)整的產(chǎn)品，如可調(diào)整高度的椅子等，當(dāng)

然，這樣制造成本就增加了.

五.根據(jù)查表或測量確定所需要的數(shù)據(jù)

人體尺寸數(shù)據(jù)在各類設(shè)計手冊中可以查到，?般的手冊都給出均值和均方差.這

時我們可以根據(jù)正態(tài)分布的假定，算出設(shè)計要求對應(yīng)的百分比度.若設(shè)計手冊中沒有設(shè)

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計中的涉及的人口分布的數(shù)據(jù)或沒有設(shè)計中涉及到的尺寸，那么就只有通過實際測量的

方法獲得需要的數(shù)據(jù).用實測的方法，數(shù)據(jù)的適用性增加，但時間和費用也增加.當(dāng)涉

及到的人數(shù)量很大時，可能不得不只對有限的樣本進行測量，這時就應(yīng)該用統(tǒng)計的方法

控制樣本的偏差.

六.向有關(guān)設(shè)計人員提供數(shù)據(jù)

獲得了需要的數(shù)據(jù)后，可向產(chǎn)品的硬件的設(shè)計者提供數(shù)據(jù).產(chǎn)品的設(shè)計者也許會

根據(jù)技術(shù)要求對某些數(shù)據(jù)提出修改意見.一般說來，在硬件的設(shè)計者與人類工效學(xué)專家

的意見相左時，后者往往處于不利地位，但讓硬件設(shè)計者事先知道人類工效學(xué)方面的建

議比在產(chǎn)品生產(chǎn)出來以后才發(fā)覺有問題還是要好得多.當(dāng)產(chǎn)品的設(shè)計者把產(chǎn)品設(shè)計出來

之后，讓他為了使使用者操作起來更方便而修改整個方案幾乎是不可能的，這不僅使成

本增加，也影響設(shè)計人員的自尊心.相反，在設(shè)計的初級階段，讓設(shè)計人員注意產(chǎn)品的

使用方便問題是不難的.因為這樣設(shè)計出來的產(chǎn)品，不會增加產(chǎn)品的成本，而且若使用

方便，設(shè)計者也會感到十分高興.所以重要的是人類工效學(xué)者的意見應(yīng)盡早地讓設(shè)計人

員知道.

那么就只有通過實際測量的方法獲得需要的數(shù)據(jù).用實測的方法，數(shù)據(jù)的適用性增

加，但時間和費用也增加.當(dāng)涉及到的人數(shù)量很大時,可能不得不只對有限的樣本進行測

量，這時就應(yīng)該用統(tǒng)計的方法控制樣本的偏差.

六.向有關(guān)設(shè)計人員提供數(shù)據(jù)

獲得了需要的數(shù)據(jù)后，可向產(chǎn)品的硬件的設(shè)計者提供數(shù)據(jù).產(chǎn)品的設(shè)計者也許會

根據(jù)技術(shù)要求對某些數(shù)據(jù)提出修改意見.一般說來，在硬件的設(shè)計者與人類工效學(xué)專家

的意見相左時?，后者往往處于不利地位，但讓硬件設(shè)計者事先知道人類工效學(xué)方面的建

議比在產(chǎn)品生產(chǎn)出來以后才發(fā)覺有問題還是要好得多.當(dāng)產(chǎn)品的設(shè)計者把產(chǎn)品設(shè)計出來

之后，讓他為了使使用者操作起來更方便而修改整個方案幾乎是不可能的，這不僅使成

本增加，也影響設(shè)計人員的自尊心.相反，在設(shè)計的初級階段，讓設(shè)計人員注意產(chǎn)品的

使用方便問題是不難的.因為這樣設(shè)計出來的產(chǎn)品，不會增加產(chǎn)品的成本，而且若使用

方便，設(shè)計者也會感到十分高興.所以重要的是人類工效學(xué)者的意見應(yīng)盡早地讓設(shè)計人

員知道.

第三章人體的肌肉系統(tǒng)

在日常生活和工作中，我們經(jīng)常需要使用力氣.如在搬運東西時，我們需要手，腿，

或肩膀使勁.既使在站立不動時，我們的腳和大腿也在用力，否則我們就站不住.人體

的力量是由人的肌肉系統(tǒng)提供的，為了在工作時省力，或不至于勞累過度，我們需要了

解人體的肌肉系統(tǒng).

第一節(jié)生物原理

—,肌肉的結(jié)構(gòu)

人能夠運動是因為有分布在全身的肌肉，它差不多占人身體總重量的40%.每一塊

肌肉又是由許多肌肉纖維組成的.有的肌肉纖維只有5毫米長，而有的則可長達M0毫

米.肌肉纖維的半徑在0.1毫米左右.一塊肌肉包含十萬到一百萬這樣的纖維.纖維的

終端組成一塊肌肉筋.長肌肉纖維有時是成串地連接在一起的.在每個肌肉的終端，肌

肉筋聯(lián)在一起形成一個硬的，無彈性的肌肉鍵，肌肉鍵是緊貼在骨骼上的.

肌肉的一個最重要的特點是它可以縮短到正常尺寸的一半左右，這種現(xiàn)象我們稱

之為肌肉收縮.肌肉收縮的功率隨著肌肉長度的增加而增加.肌肉纖維含有蛋白質(zhì)，蛋

白質(zhì)中肌動骯和肌漿球蛋白的作用是十分重要的，因為正是它們的收縮而帶動肌肉收縮

的.在肌肉收縮的過程中，肌動骯纖維據(jù)認(rèn)為縮進肌漿球蛋白之間的，如圖3-1所示.

每個肌肉纖維收縮時都有一定的力量，一塊肌肉的力量是這些肌肉纖維力量的總

和.人的肌肉的最大力量介于0.3-0.4N/mm2之間，因此截面積為100mm2的肌肉可以支

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持3-4公斤的重量(30-40N).這樣?個人的潛在的力量首先取決于他的肌肉的截面積.

經(jīng)過相同的訓(xùn)練，一個女子由于肌肉較小可以施展的力大約比一個男子少30%.肌肉在

它開始收縮時力量最大，以后隨著肌肉的縮短力量也開始減弱.

肌動骯纖維

I---------1肌漿球蛋白

II

圖3-1.肌肉收縮示意圖

二.能源的來源

在肌肉的收縮過程中，機械能的產(chǎn)生是由消耗肌肉中貯存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化來的，肌肉

工作實際上是一個化學(xué)能向機械能轉(zhuǎn)化的過程.能量的釋放是由于肌動骯纖維和肌漿球

蛋白中的蛋白質(zhì)分子發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)而引起它們位置的變化，產(chǎn)生收縮.收縮的直接能

源是在化學(xué)反應(yīng)中含有豐富的磷酸脂由高能狀態(tài)變?yōu)榈湍軤顟B(tài).肌肉內(nèi)的大部分能源

來自于三磷酸腺甘(ATP),當(dāng)它轉(zhuǎn)化成二磷酸腺昔時釋放出大量的能量.ATP不僅存在

于肌肉中，差不多存在于所有的生物組織的纖維中，作為一種隨時可以釋放能量的貯備.

肌肉纖維中的另一個化學(xué)能源是磷肌酸，它分解成磷酸和肌酸時能釋放同樣重要的能

T,.

低能磷化物在肌肉內(nèi)不斷地轉(zhuǎn)換成高能狀態(tài)，這樣肌肉內(nèi)貯存的能量才不會下降，

這是自然界的一個奇跡，就相當(dāng)于用完了的汽油又變成了汽油.但是這種高能磷化物的

再生自身也需要能源.這種能源是從葡萄糖，脂肪中的元素和蛋白質(zhì)得到的.在劇烈的,

大量的體力勞動中，葡菊糖一血液循環(huán)里最重要的糖一是主要的能源供應(yīng).在休息或中

等強度的勞動時，脂肪中的元素(脂肪酸)和蛋白質(zhì)是主要的能源供應(yīng).因此，葡萄糖，

脂肪和蛋白質(zhì)這些營養(yǎng)物質(zhì)是間接的能量來源，為了使ATP和其他能源豐富的磷化物的

貯存得到不斷的補充.

葡萄糖從血液中進入細(xì)胞，在細(xì)胞中被轉(zhuǎn)化成外消旋酸.從這里，化學(xué)分解將沿著

兩個方向進行，取決于氧的供應(yīng)是否充分.如果氧氣充分，外消旋酸在氧化的過程中被

分解，產(chǎn)生水和二氧化碳，這可以釋放足夠的能源以重新組成大量的ATP.

如果氧氣不充分，正常的外消旋酸的分解便發(fā)生不了，相反，它被轉(zhuǎn)換成乳酸.乳

酸是新陳代謝中的一種廢物，它使人產(chǎn)生肌肉疲勞和酸疼的感覺.這個過程中只釋放少

量的能源幫助高能磷化物的重新組結(jié).

在劇烈的運動時，人們有時感到呼吸不過來.這實際上是他想通過大量的呼吸來彌

補氧氣的不足，他想償還他的"氧負(fù)債”.這個氧負(fù)債是由于已經(jīng)發(fā)生的大量的能量的消

耗引起的，需要額外的氧氣以把乳酸換回成外消旋酸，重新構(gòu)造高能的磷化物.當(dāng)這個

過程完成以后，能源可以重新從氧化外消旋酸獲得.

正如前面己經(jīng)提到過的，蛋白質(zhì)和脂肪也包括在這些新陳代謝中.當(dāng)這些物質(zhì)的分

解達到某一階段時，它們產(chǎn)生的脂肪酸和氨基酸然后也會與外消旋酸一樣，經(jīng)過進一步

的分解變成水和二氧化碳,這最后一個階段也產(chǎn)生肌肉運動所需要的能量.

產(chǎn)生能量的重要源料一葡萄糖和氧一在肌肉中只貯存了很少一部分，因此它們需

要不斷地從血液中得到補充，因此是血液的供應(yīng)最后限制著肌肉運動的效率.在一塊肌

肉處于運動狀態(tài)時，它對血液的需要量增加了好幾倍.為了滿足這個需求，血液循環(huán)系

統(tǒng)開始發(fā)生一些變化：心跳加快而且有力，血壓增加，通向肌肉的血管開始擴張.下表

是斯切爾(Scherer)發(fā)現(xiàn)的人的肌肉在不同狀態(tài)下的血液的循環(huán)量.

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表3-1.在不同狀態(tài)下肌肉的血液供應(yīng)量

靜止時4毫升/分鐘/100克肌肉

中等勞動80毫升/分鐘/100克肌肉

重體力勞動150毫升/分鐘/100克肌肉

=.肌肉運動中的電現(xiàn)象

人們很早就發(fā)現(xiàn)肌肉在收縮過程中伴隨著電現(xiàn)象，這與神經(jīng)中的脈沖產(chǎn)生的電現(xiàn)

象是相似的.最近幾十年，由于非常先進的生物電子設(shè)備的應(yīng)用，關(guān)于肌肉電現(xiàn)象的研

究也比較詳細(xì)了.我們可以把這些研究結(jié)果歸納如下：

(1)靜止時肌肉纖維有一個90微伏的電位一被稱為靜止膜電位.肌肉纖維的內(nèi)部

相對于外部帶有負(fù)電.

(2)肌肉開始收縮時，靜止電位迅速消失.肌肉纖維的內(nèi)部開始帶正電.這個電位

被稱為行動電位.我們稱之為行動電位是因為這個電位是在神經(jīng)行動的同時產(chǎn)生的.肌

肉中的行動電位大約持續(xù)2-4毫秒，然后以每秒5米左右的速度沿著纖維方向沿伸.

(3)行動電位的產(chǎn)生包括肌肉纖維膜的去極和重新極化兩個過程.在這期間，肌肉

不可以被新的神經(jīng)命令所刺激起來，所以這段時間又被稱作絕對不應(yīng)期，這段時間持續(xù)

大約1-3微秒.與神經(jīng)系統(tǒng)相似，肌肉纖維的去極和重新極化包含著鉀離子和鈣離子的

反向運動.

肌肉的電現(xiàn)象可以通過放大器，以皮電圖的方式記錄下來.肌肉的電流可以在肌肉

所在的皮膚表面貼上電極來測量.另一種不很常用的方法是將一根電極針插到肌肉內(nèi)，

這樣就可以測量某一單個肌肉的情況.在皮膚表面的電極測的是整塊肌肉的電現(xiàn)象.這

種方法使用兩個面積為100平方毫米的電極，兩個電極分開幾公分貼在皮膚上.皮電圖

測量儀通常還要將兩個電極輸出的結(jié)果進行合成和放大.這種方法到目前取得的結(jié)果

還比較有限，因為使用不同的電極和在不同的試驗中得出的結(jié)果到目前還不一致.盡管

如此，皮電圖顯示了當(dāng)肌肉活動增加時，對應(yīng)的電活動也增加了，這對于調(diào)查人在不同

的姿式下的肌肉負(fù)荷情況特別有用.

第二節(jié)靜負(fù)荷

靜負(fù)荷的概念及特性

肌肉的負(fù)荷可以分為兩種形式.一種是動態(tài)的(節(jié)奏性的)負(fù)荷，簡稱為動負(fù)荷.一

種是靜止不動的負(fù)荷，簡稱為靜負(fù)荷.轉(zhuǎn)動手輪屬于動負(fù)荷的例子，而把手伸出持住一

重物則屬于靜負(fù)荷的例子.

這兩種形式的肌肉負(fù)荷可以描述如下：

(D動負(fù)荷的特點是收縮，伸展，緊張或放松交替地進行.

(2)反過來，靜負(fù)荷的特點是肌肉長期處于收縮狀態(tài).這通常發(fā)生在保持某一姿式

不動.

在動負(fù)荷的情形下，負(fù)荷可以由肌肉縮短的長度與所施展的力的乘積來表示.在靜

負(fù)荷狀態(tài)下，肌肉沒有伸展，而是保持在一個較高的緊張狀態(tài)，力要保持相當(dāng)?shù)臅r間.在

靜負(fù)荷時，沒有看得見的功，也不能用重量*距離來測量.這很象電磁鐵.電磁鐵為了吸

住一定的重量要消耗大量的能量，但外表好象沒做有用的功.

動負(fù)荷與靜負(fù)荷顯然有根本的不同.在靜負(fù)荷中，血管被肌肉組織內(nèi)部壓力所壓迫,

所以血液不再流入肌肉.相反在動負(fù)荷中，正如走路一樣，肌肉的作用就象是血液循環(huán)

系統(tǒng)的水泵一樣，收縮時把血液壓出肌肉，緊接著的松馳又把新的血液帶到肌肉中來.

由于這種方法，血液的供應(yīng)比平時大好幾倍.事實上，肌肉可能接受比平時大10-20倍

的血液.因此在動負(fù)荷情況下，肌肉有充分的血液供應(yīng)，始終保持著高能狀態(tài)的糖和氧，

同時廢物被隨時帶走.而在靜負(fù)荷狀態(tài)下，肌肉從血液中得不到足夠的糖和氧，不得不

依賴于自己的貯存，而且更為不利的是廢物不能被排出.這些廢物積累起來，形成我們