Антропометричні характеристики людини

У своїй професійній діяльності кожна людина виконує певні рухи, наприклад, пов'язані з перенесенням вантажу, натисканням на важелі, тумблери, переміщенням тіла у просторі тощо. Робочий рух — це результат дії складного апарату опори та руху, який охоплює групи м'язів, суглоби, сухожилки, провідникову частину рухового аналізатора, відповідні рухові центри ЦНС. Рухи викликають зміни в ССС, ДС, системі крові. Кожний, навіть найпростіший, робочий рух здійснюється за фізичними законами. При цьому поняття кістки, м'яза відповідає поняттю важеля, сили, а самі рухи розглядають з позицій законів механіки. При розрахунку механічних змінних, які характеризують рух частин тіла, використовують уявлення про систему, яка складається з шарнірних ланок і центрів обертання у місцях суглобових поверхонь і ланок важелів у вигляді кісткових сегментів.

Цілеспрямованість та організованість рухів тіла людини і його частин досягаються розподілом зусиль у різних м'язах та їх групах; ЦНС належить координаційна роль.

Біомеханіка, яка вивчає фізіологічні та фізичні закономірності рухів людини, використовує дані механіки, анатомії та фізіології.

Вивчення професійних поз та рухів потребує знання різних антропометричних показників, основними з яких є лінійні розміри тіла (мал. 1.1). Їх використовують конструктори, дизайнери при конструюванні обладнання, пультів управління, параметрів робочого місця, робочих меблів тощо.

Робочий рух характеризується максимальним обсягом, який визначається довжиною ланок, що входять у систему руху, будовою суглоба, робочою позою, індивідуальними особливостями (стать, вік, тренованість). Так, максимальний обсяг хапальних рухів рук визначається амплітудою руху у плечовому суглобі, довжиною верхньої кінцівки та зростом робітника.

З віком обсяг рухів знижується. За рахунок порівняно невеликих антропометричних показників у жінок обсяг рухів менший, ніж у чоловіків.

Другою характеристикою робочих рухів е сила м'язів — величина максимального зусилля, яке розвиває група м'язів, бере участь у виконанні робочої операції або її елемента. Сила м'язів, яку може розвинути людина в кожному конкретному випадку, залежить від статі, віку, ступеня тренованості, втомленості, використання спецодягу (рукавиці, взуття) тощо. На силу м'язів впливає положення тіла та окремих його елементів, які беруть участь у русі.

Так, м'язові зусилля, розвинені м'язами верхніх кінцівок, в положенні сидячи менші, ніж в положенні стоячи. Найбільш сприятливим для здійснення силових рухів є положення, при якому лікоть зігнуто під кутом 120°. Має значення напрям зусилля, що розвивається: при поштовху від себе воно найбільше, при обертанні ручок — найменше. Крім того, розвинення сили залежить від стійкості вихідної пози. У зв'язку з цим великого значення при конструюванні робочого місця набуває обладнання спинок, підлокітників на сидіннях, підставок для ніг.

Наступною характеристикою робочих рухів є їх траєкторія. Оптимальними є еліптичні та кругові плавні рухи, що переходять один в одного.

Під час роботи працівник має приймати різні пози і зберігати їх іноді протягом кількох годин, а в деяких випадках і протягом всієї робочої зміни. Робоча поза зумовлює іммобілізацію окремих частин тіла за допомогою координуючої дії ЦНС на відповідні м'язи. Перебування в одній і тій самій позі (стоячи або сидячи) в великим навантаженням для організму, пов'язаним з тривалою статичною роботою одних і тих самих м'язів. Довго фіксована робоча поза називається вимушеною і має розглядатись як несприятливий фактор при оцінюванні умов праці працівника. Вимушена робоча поза зумовлює більш швидке розвинення втоми і може призводити до патологічних змін в організмі. Несприятливий вплив пози може бути послаблено або усунено використанням раціональних робочих меблів та раціонально обладнаного робочого місця.

б

Мал. 1.1. Розміри тіла людини, що використовуються в ергономіці:

а — положення стоячи: 1 — довжина тіла (зріст); 2 — довжина тіла з рукою, витягнутою вгору; 3 — дельтоїдна ширина плечей; 4 — довжина руки, витягнутої вперед; 5 — довжина руки, витягнутої вбік; 6 — довжина плеча; 7 — довжина гомілки; 8 — довжина стегна; 9 — висота очей; 10 — висота плечової точки; 11 — висота долонної точки;

б — положення сидячи: 1 — довжина тіла; 2 — висота очей; 3 — висота плеча; 4 — висота ліктя; 5 — висота колін; 6 — висота тіла над сидінням; 7 — висота очей над сидінням; 8 — висота плеча над сидінням; 9 — висота витягнутої руки; 10 — довжина передпліччя; 11 — довжина витягнутої ноги; 12 — довжина стегна.

Основними є положення сидячи, стоячи та сидячи-стоячи. Вибираючи раціональну робочу позу, слід враховувати величину прикладених зусиль м'язів, ступінь точності та швидкості, діапазон робочих рухів.

Робоче положення сидячи менш стомлююче, оскільки характеризується низькими енерговитратами, забезпечує більшу стійкість тіла, потребує меншого напруження м'язів, зменшує гідростатичний тиск і, отже, створює менше навантаження на ССС. Виконання роботи сидячи створює сприятливі умови для високої точності робочих рухів. Крім того, це положення не дає змоги розвивати велику силу м'язів — маса переміщуваного вантажу не має перевищувати 5 кг.

Положення сидячи не має бути вільним, а також пов'язаним з необхідністю тривалої фіксації хребта у зігнутому стані. Вимушене зігнуте положення сидячи викликає значне напруження м'язів спини і шиї. Крім того, погіршується кровообіг внутрішніх органів, особливо в ділянці тазу, утруднюються дихальні рухи, ослаблюються м'язи черевного преса і тазового дна. У зв'язку з цим у робітників, які виконують роботу сидячи, можуть розвиватись викривлення хребта (кіфоз, сколіоз, лордоз), зміни положення матки, порушення менструальної функції, геморой, слабість пологової діяльності, часті розриви промежини під час пологів тощо.

Положення стоячи порівняно з положенням сидячи викликає напруження більшості м'язів, потребує додаткових затрат енергії (на 10 %), утруднює кровообіг. Робота м'язів спрямована на те, щоб утримувати на постійному місці центр ваги, який переміщується під впливом руху, а також розташування окремих ланок тіла, оскільки їхні центри ваги не співпадають з центром ваги тіла. Тому кожний нахил тулуба вперед, підняття та переміщення верхніх кінцівок, голови викликають додаткове напруження відповідних м'язів. Разом з тим робота стоячи сприятливіша, ніж сидячи в тих випадках, коли робітник для виконання операцій повинен вільно пересуватись у просторі, коли потрібен більший кругозір та діапазон робочих рухів, які перевищують відстань максимально витягнутої руки, значні зусилля м'язів. При цьому ступінь важкості, зумовлений робочим положенням стоячи, визначається положенням тулуба та рук під час роботи, а також масою переміщуваного вантажу. Так, стоячи з витягнутими вперед руками тонус м'язів збільшується на 25 %, а при утримуванні рукою вантажу масою 2 кг — на 70 %. При невеликому нахилянні корпуса вперед у положенні стоячи енерговитрати збільшуються на 20—22 %, а при значному — на 45 %.

Серед захворювань, пов'язаних з роботою стоячи, слід зазначити плоскостопість, розширення вен нижніх кінцівок, опущення внутрішніх органів, зміну положення матки тощо.

За можливості слід обладнувати робоче місце так, щоб можна було працювати сидячи-стоячи (мал. 1.2). Таке робоче місце дає змогу чергувати положення, включати в навантаження то одні, то інші м'язи, що дає змогу м'язам відпочивати, поліпшує кровообігу відповідних частинах тіла.