Биомеханические особенности позы сидя
Некоторые характеристики позы сидя Достоинства Недостатки Менее затратна энергетически Ограничивает возможности перемещения в пространстве Более устойчива, т. к. существенно выше площадь опоры тела (дополнительная опора в виде сиденья) Требует специального оборудования рабочего места Позволяет выполнять высокоточную работу с мелкими деталями Повышенные нагрузки на позвоночник
Система сил, воздействующая на опорную поверхность. Указаны различные элементы, необходимые для определения положения х гравитационной линии общих масс тела, опирающихся на сиденье (результирующая S), по отношению к таковой комплекса, образованного туловищем, головой и верхними конечностями (результирующая R). Вес масс тела, опирающихся на стопы, обозначен буквой F (по Schoberth, 1962).
Силы, действующие на таз сидящего человека Для сохранения равновесия, если испытуемый находится в положении сидя без поясничной поддержки или поддержки спины, туловище уравновешивается на седалищных буграх за счет активности представленных здесь, мышц, воздействующих на бедро (по Akerblom, 1948). Возникновение момента вращения М в позе сидя
Для противодействия моменту силы, действующему на таз, и сохранения рабочей позы в работу включается большое число мышц. Поскольку длительное сохранение такой позы утомительно (мышцы, поддерживающие позу, работают в статическом режиме), человек вынужден перемещать туловище вперед, по возможности сближая линии действия результирующей веса верхней части тела и результирующей сил реакции опоры. Он может это делать двумя способами. В первом случае спина остается прямой, поясничный лордоз сохраняется, и давление в межпозвоночных дисках в этой позе оказывается относительно небольшим. Однако степень мышечной активности при такой позе весьма велика, поэтому поза утомительна. Главный ее недостаток: чрезмерно большое расстояние от глаз до рабочей поверхности, что затрудняет работу с мелкими деталями, чтение и письмо. Электромиографическое изучение позы сидя А —поза сидя с выпрямленной спиной; Л — левая; П—правая (по Lundervold. 1951).
Другой вариант (гораздо более распространенный) состоит в наклоне тела, располагая центр тяжести верхней части тела примерно над седалищными буграми или спереди от них и приближая глаза к рабочей поверхности. Именно в такой позе чаще всего работают. При этом степень активности многих мышц действительно снижается. Однако силы, действующие на пояснично-крестцовое сочленение в такой позе, могут возрастать. Кроме того, при определенных положениях тела становится крайне неблагоприятной нагрузка, приходящаяся на межпозвоночные диски. Электромиографическое изучение позы сидя Б — естественная поза сидя; Л — левая; П—правая (по Lundervold. 1951).
Компрессионная сила, действующая на поясничнокрестцовое сочленение при разных вариантах позы сидя а —сидя на табуретках (без спинки); А — расслабленная поза стоя; Б — расслабленная поза сидя; В — руки на коленях; Г — ноги на весу; Д — выпрямившись; Е — наклон вперед; Ж — наклон вперед, спина прямая; 3 — отодвинувшись назад; б — сидя на креслах: И — руки свободно свешены вниз; К — писание; Л — печатание на машинке; М — поднимание груза; Н — нажимание ногой на педаль; О — расслабленная поза
Влияние профиля сиденья на положение позвоночника а — плоское сиденье; вес верхней части корпуса создает момент вращения, действующий на таз. При этом седалищные бугры сползают вперед, а позвоночник неестественно изгибается; такая поза неудобна, часто ведет к повреждениям или к болезненным сдвигам в области таза; б — изогнутое сиденье, имеющее, например, опорную подушечку 1, уменьшает скольжение вперед. Прочная опора 2 в области поясницы поддерживает таз, который занимает анатомически правильное положение. Туловище может быть расслаблено
Распределение веса тела сидящего человека по его поверхности При естественной позе сидя давление распределяется на довольно ограниченную зону в окружности седалищных бугров, которые поддерживают около 50% веса тела. На подошвы при рассматриваемом положении сидя приходится 16% веса тела. А — естественное положение сидя; Б — положение сидя с выпрямленной спиной; В — положение сидя со значительным наклоном вперед и упором на левое бедро; Г — положение сидя со скрещенными голенями. Обращает на себе внимание относительное расположение точек R (проекция на сиденье центра тяжести комплекса, образованного головой, туловищем и верхними конечностями) и S (проекция на сиденье центра тяжести масс тела, опирающихся на сиденье) (по Schoberth, 1962).
Углы комфорта Даже в расслабленном состоянии мышцы человека обладают определенным тонусом – некоторым минимальным напряжением в состоянии покоя. Любое дополнительное усилие, произвольное или непроизвольное, направленное на перемещение сегмента тела (динамическое усилие) или на поддержание позы (статическое усилие), сопровождается ростом мышечного напряжения и энерготрат. Минимальный тонус отмечается в том случае, когда длина мышцы равна определенной для каждой мышцы величине – длине покоя. Размер, соответствующий длине покоя, мышца принимает в строго определенном, эволюционно закрепленном положении сустава. Поскольку тонус мышц сгибателей и мышц разгибателей человека несколько различается, длине покоя соответствует поза, в которой отмечается некоторое сгибание сегментов тела в суставах. Такую позу, например, принимает тело в невесомости, когда человеку не нужно прикладывать мышечные усилия для преодоления гравитационного воздействия. Применительно к позе сидя многочисленными исследованиями были установлены диапазоны суставных углов и углов между отдельными сегментами тела, при которых большинство мышечных групп человека также испытывает минимальное напряжение – т. н. углы комфорта. Таким образом, для минимизации нагрузки на мускулатуру туловища и конечностей человека во время его размещения в кресле мы должны создать ему позу, соответствующую или близкую к той, что показана на рисунке. Иными словами, при формировании требований к геометрическим характеристикам кресла необходимо ориентироваться на углы комфорта.
Оптимальные углы между суставами «Нейтральное положение» , принимаемое телом в невесомости Углы комфорта. Взгляд оператора устремлен в бесконечность, голова поднята, шея поставлена вертикально. Сплошными линиями соединены между собой центры движений в суставах или, по крайней мере, их среднее положение. П — плечо; Л — локоть; 3 — запястье; Б — бедро; К — колено; Г — голеностопный сустав (по Wisnеr. Rebiffe, 1963).
Размеры и конструкция рабочих кресел. Наклон и форма сидений
Положение тела В тех случаях, когда условия работы требуют длительного сохранения определенного положения туловища или рук, необходимо учитывать нагрузку, приходящуюся на мышечные группы, обеспечивающие поддержание позы. Неудобная поза быстро приводит к утомлению. Скорость наступления утомления напрямую зависит от проявляемого усилия. Эта зависимость носит нелинейный характер. Зависимость между величиной усилия (в % от максимальной силы) при поддержании позы и временем ее сознательного сохранения (средние данные для разных мышечных групп)
Некоторые распространенные ошибки при конструировании рабочего места 1. Руки и плечи приходится держать слишком высоко, что вызывает быструю усталость и дискомфорт в мышцах плечевого пояса 2. Органы управления (или предметы труда) находятся слишком далеко от тела — вблизи границы досягаемости; 3. Рабочая поза характерна наклоном головы и туловища вперед, вследствие чего устают мышцы шеи и спины.
Время наступления утомления при разных рабочих позах
Время наступления утомления при разном положении плеч
Среднее время сохранения позы до наступления утомления у молодых здоровых мужчин при разных положениях руки а - на рабочем месте с подлокотниками; 1 — положение руки близко к телу (угол в локтевом суставе а=550); 2 — среднее (угол а=90°); 3 — полувыпрямленная рука (а = 1400); предплечье во всех случаях горизонтально; б — без использования подлокотников
Время сохранения позы с разным наклоном головы Хроническое утомление определенных мышечных групп, которое повторяется каждый рабочий день в течение месяцев и лет может вести к ряду заболеваний. Поэтому, если работающие жалуются на боли в области шеи, вызванные утомлением мышц ее задней поверхности, следует ознакомиться с их рабочей позой. В случае, если угол наклона головы в течение рабочего дня длительное время превышает 25. . . 30°, рабочее место должно быть реконструировано (либо изменен регламент работы, в который следует ввести увеличенные паузы отдыха). Последнее особенно важно, если работа носит интеллектуальный характер: умствен ная или эмоционально напряженная работа сопровождается увеличенной активностью мышц шеи. Задание: 50 мин сохранения позы чередуются с 10 -минутными интервалами отдыха. Испытуемые — 5 молодых женщин. Критерий утомления: сильная боль и отказ от продолжения задания
Зависимость времени наступления утомления от силы, развиваемой мышцами-разгибателями позвоночного столба (в % к максимальной силе) Что касается наклона туловища вперед, то было выявлено, что субъективное ощущение дискомфорта высоко коррелирует с моментом силы относительно тазобедренных суставов. Время до наступления утомления мышц разгибателей позвоночника быстро сокращается, если проявляемая ими сила превышает 30% максимальной. На этом основании сделан вывод, что большинство мужчин и 85. . . 90% женщин могут в течение дня выдерживать рабочую позу, при которой угол наклона туловища не превышает 20°. Любое дополнительное сгибание вперед будет вызывать более или менее быстрое утомление и субъективно тяжело переноситься.
Визуальные требования к организации рабочего пространства Зоны видимости в сагиттальной плоскости. Нормальная линия взгляда соответствует минимальной активности мышц затылка, (она расположена, примерно, под углом 15° к горизонтали) Рабочее пространство оператора должно быть спроектировано таким образом, чтобы обеспечить 1. хороший обзор рабочего поля, в т. ч. внекабинного пространства; 2. минимальные затраты времени и мышечной энергии за счет правильного размещения в пространстве оператора относительно объектов наблюдения или элементов средства отображения информации (СОИ) относительно оператора. Основные объекты должны быть в границах оптимальной зоны видимости, т. е. наблюдать за ними можно без поворота головы или ее наклона. Это достигается путем • правильного расположения рабочего места по отношению к рабочему полю, обеспечивающего хороший внешний обзор (кабина автомобиля, самолета, подъемного крана и т. п. ); • правильная конструкция окон и зеркал; • правильная компоновка рабочей зоны (расположение табло, экранов, рычагов, клавиатуры и т. д. ). Расположение важных приборов вне оптимальной зоны видимости при вертикальном положении головы заставляет оператора часто поднимать или опускать голову, вызывая быстрое утомление. Такой ситуации
Скачать презентацию Биомеханические особенности позы сидя Некоторые характеристики позы
Поза сидя.ppt