人機工程學第4章(文件)
【正文】 收縮時能作功多少，則要看肌肉本身的機能狀態(tài)和肌肉所遇到的負荷條件。三個元件的性質共同決定肌肉的力學特性。則可得到如圖 3—34所示的速度 —張力曲線。 速度 —張力曲線也說明，肌肉后負荷變小時，等張收縮所表現(xiàn)的張力將越來越小，而縮短的速度將越來越大，因此理論上當負荷為零時，肌肉收縮將不需克服阻力，而速度將達到它的最大值，這相當于曲線左側 vmax的位置，稱為肌肉的最大縮短速度。如果改變肌肉的前負荷，使肌肉在不同前負荷即不同初長度的情況下重復上述改變后負荷的實驗，則對應于每一具體前負荷或初長度，都能得到一條速度 張力曲線，把不同前負荷情況下得到的速度 —張力曲線按順序排列起來，就可得到一個立體坐標系統(tǒng)，全面地說明前負荷及后負荷對肌肉收縮的影響 肌肉的功率 —速度曲線 肌肉的輸出功率由張力與縮短速度的乘積決定。時，其輸出功率最大 人體所能產(chǎn)生的最大功率主要與人的性別、年齡、身高、體重、人體表面積、運動或勞動的強度及其持續(xù)時間等因素有關。 肌電圖 肌肉收縮是由肌肉的動作電位引起的，記錄肌肉動作電位變化的曲線稱為肌電圖 (簡稱 EMG． Electromyograms)。人的操縱力有一定的數(shù)值范圍，是設計機械設備的操縱系統(tǒng)所必需的基礎數(shù)據(jù)。可見最大足蹬力通常在膝部彎曲 1600位置上產(chǎn)生。應當注意到，人體的所有出力的大小，都與持續(xù)時間有關。 。例如，拉力由最大值衰減到四分之一數(shù)值，只需要4min。右手能保持 1分鐘的握力平均為 275N，左手為 244N。只有在一定的綜合條件下的肌肉出力的能力和限度，才是操縱力設計的依據(jù)。 人體的出力 人體出力來源于肌肉的收縮，肌肉收縮時所產(chǎn)生的力，稱為肌力。肌肉作等長收縮時機械功為零，因而其化學反應能量全部轉變?yōu)闊?；肌肉作非等長收縮時能量的一部分消耗于對外做機械功，另一部分轉變?yōu)闊崮?。兩個極限工況下，輸出功率等于零。 肌肉收縮速度 v與張力 P之間的關系，可由著名的希爾 (A V Hili)方程加以描述： 式中 P為肌肉張力； V為肌肉收縮速度；Po為肌肉的初張力； a、 b為常數(shù)。 肌肉產(chǎn)生最大張力而收縮速度為零的這一點，在曲線上相當于 P0的位置．， P0稱為肌肉的最大張力，由于這時肌肉的收縮實際上并不出現(xiàn)肌肉的縮短，故把這種收縮形式稱為等長收縮 (isometric contraction)。 肌肉在有后負荷的條件下收縮時，總是張力產(chǎn)生在前，縮短出現(xiàn)在后；而且后負荷越大，肌肉產(chǎn)生的張力越大，但肌肉縮短開始卻越晚，縮短的初速度和肌肉縮短的總長度也越小。另一種負荷稱為后負荷 (after load)，是肌肉在開始收縮時
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