人機(jī)工程學(xué)第4章(參考版)
2025-03-06 21:36本頁面
【正文】 。例如，拉力由最大值衰減到四分之一數(shù)值，只需要4min。應(yīng)當(dāng)注意到，人體的所有出力的大小，都與持續(xù)時間有關(guān)。右手能保持 1分鐘的握力平均為 275N，左手為 244N。可見最大足蹬力通常在膝部彎曲 1600位置上產(chǎn)生。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(shè)計(jì)的依據(jù)。人的操縱力有一定的數(shù)值范圍，是設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備的操縱系統(tǒng)所必需的基礎(chǔ)數(shù)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)。肌肉作等長收縮時機(jī)械功為零，因而其化學(xué)反應(yīng)能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊幔患∪庾鞣堑乳L收縮時能量的一部分消耗于對外做機(jī)械功，另一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。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(yùn)動或勞動的強(qiáng)度及其持續(xù)時間等因素有關(guān)。兩個極限工況下，輸出功率等于零。如果改變肌肉的前負(fù)荷，使肌肉在不同前負(fù)荷即不同初長度的情況下重復(fù)上述改變后負(fù)荷的實(shí)驗(yàn)，則對應(yīng)于每一具體前負(fù)荷或初長度，都能得到一條速度 張力曲線，把不同前負(fù)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(biāo)系統(tǒng)，全面地說明前負(fù)荷及后負(fù)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。 肌肉收縮速度 v與張力 P之間的關(guān)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)。 速度 —張力曲線也說明，肌肉后負(fù)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(dāng)負(fù)荷為零時，肌肉收縮將不需克服阻力，而速度將達(dá)到它的最大值，這相當(dāng)于曲線左側(cè) vmax的位置，稱為肌肉的最大縮短速度。 肌肉產(chǎn)生最大張力而收縮速度為零的這一點(diǎn)，在曲線上相當(dāng)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(shí)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)。則可得到如圖 3—34所示的速度 —張力曲線。 肌肉在有后負(fù)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(fù)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。三個元件的性質(zhì)共同決定肌肉的力學(xué)特性。另一種負(fù)荷稱為后負(fù)荷 (after load)，是肌肉在開始收縮時才能遇到的負(fù)荷或阻力，它不能增加肌肉收縮前的初長度，但能阻礙收縮時的短
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