|
|
||||||||
|
ОПТИМАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РАБОЧАЯ ПОЗА ОПЕРАТОРА С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ БИОМЕХАНИКИ А. И. Гудков, С. М. Перегонцев Вопросы оборонной техники. Серия ХХ, выпуск 84. 1979.
Положение общего центра тяжести тела человека относительно его точки опоры может служить характеристикой рациональности рабочей позы. Равновесное положение тела чаше всего сохраняется за счет напряжения определенных мышц, которое зависит от удаления центра тяжести тела относительно точки опоры: чем дальше (в известных пределах) центр тяжести от точки опоры тела, тем сильнее напряжение мышц и тем быстрее наступает утомление. Для оценки с точки зрения биомеханики рабочей позы операторов военных гусеничных машин в масштабе 1:5 была изготовлена плоская копия боковой проекции человека со средними антропометрическими показателями. На отдельных звеньях манекена были нанесены центры их тяжести в соответствии с данными Фишера [1]. Манекен накладывался на чертеж рабочего места, и ему придавалось положение, соответствующее характерной рабочей позе рассматриваемой категории операторов. "Точка сиденья" О отмечалась в месте пересечения перпендикуляра, опускаемого из центра проекции тазобедренного сустава к плоскости подушки сиденья. Анатомически эта точка соответствует седалищному бугру тазовой кости. Центры тяжести звеньев манекена переносились на чертеж, а затем с помощью аналитического метода рассчитывались координаты общего центра тяжести тела G.
Рис. 1. Положение общего центра тяжести тела у экипажей: точками отмечены центры тяжести звеньев тела; G - общий центр тяжести тела; О — точка сиденья
Таким путем были проанализированы рабочие позы водителей танков и БМП, а также командиров и наводчиков танков при выполнении ими функциональных обязанностей в положении по-боевому (рис. 1, а , б, в). Как видно из рисунка, общей чертой, характерной для рабочей позы командиров и наводчиков танков (а), а также водителей БМП (б) и танков (в), является удаление общего центра тяжести тела G вверх и вперед от "точки сиденья" О. Если в упрощенном виде рассматривать тело человека как физическое тело сложной конфигурации, то в данном случае последнее должно падать, совершая вращательное движение относительно точки опоры, которой в рассматриваемом примере является "точка сиденья" О. В действительности эта механика несколько сложнее, так как имеется не точка, а некоторая площадь опоры для тазовой части туловища. Кроме того, опоры для ступней ног и удержание кистями рук органов управления противодействуют падению. Тем не менее, очевидно, что относительное равновесие тела при рабочих позах, показанных на рис. 1, возможно в основном за счет статического напряжения определенных групп мышц спины и шеи (в большей степени), а также рук и ног. Другими словами, такие рабочие позы поддерживаются путем активного противодействия силам тяготения, что связано с существенными энерготратами организма. Поэтому рабочие позы рассмотренных категорий операторов не могут считаться рациональными с точки зрения биомеханики, особенно при длительном (сутки и более) выполнении функциональных обязанностей в машинах. Проведенные эксперименты с длительным выполнением экипажами функциональных обязанностей в танках и БМП выявили существенное снижение мышечной силы и выносливости, в наибольшей степени выраженное у водителей. По субъективной оценке испытуемых неудобная рабочая поза названа основным неблагоприятным фактором. Результаты теоретического и экспериментального анализа позволяют заключить, что оптимальная рабочая поза экипажей должна характеризоваться максимальным снижением статического напряжения скелетных мышц, что возможно за счет придания телу оператора определенного положения и улучшения конструкции рабочего кресла.
Рис. 2. Рекомендуемая рабочая поза для экипажей: Обозначения те же, что и на рис. 1
Пример оптимальной рабочей позы показан на рис. 2. Как видно из этого рисунка, общий центр тяжести тела при такой позе смешен назад и вверх от "точки сиденья", а устойчивость позы обеспечивается силой тяжести звеньев самого тела и конструктивными элементами (спинкой и подголовником) кресла, удерживающими тело в заданном положении. Очевидно, что в этом случае практически не требуется статического напряжения крупных скелетных мышц, а следовательно, и связанного с ним перерасхода энергетических ресурсов организма. Кроме того, возникающие при движении танка ударные перегрузки при такой позе действуют на организм почти в поперечном направлении. Известно, что та кие перегрузки переносятся легче, чем продольные.
Выводы 1. Физиологическая рабочая поза операторов ВГМ с точки зрения биомеханики является нерациональной, так как поддерживание равновесия тела в положении сидя сопряжено со статическим напряжением мышц. 2. Оптимальная с точки зрения биомеханики физиологическая рабочая поза операторов ВГМ может быть обеспечена путем придания телу положения полулежа.
ЛИТЕРАТУРА 1. Хавкина Η. Н. Биомеханика. Практикум по физиологии труда, под ред. К. С. То- чилова. Л., ЛГУ, 1970.
|
|
|||||||
|