Online User مطالعه کار و حرکات عضلانی - مدیریت صنعتی Industrial Management

مدیریت صنعتی Industrial Management

مدیریت صنعتی - تحقیق در عملیات - مدیریت تولید - ...

مطالعه کار و حرکات عضلانی
نویسنده : محسن رحیمی - ساعت ۸:٢۸ ‎ب.ظ روز ۱۳٩٠/٦/٢٧
 

کارهایی که از طریق استفاده زیاد از ماهیچه ها انجام می شوند بسیار متنوع هستند. از آن میان می توان کارهای انبارداری، ساختمانی، کشاورزی، بتون ریزی ... را نام برد. بطور کلی انسان برای انجام فعالیت های مکانیکی اندام مناسبی ندارد زیرا بر اثر حرکت توام اعضا و بوسیله کشیده شدن بدن همیشه یک افت اضافی بوجود می آید. ماهیچه ها همراه با استخوانها و رگها در حقیقت دستگاه های حرکتی انسان هستند که در حدود 40 درصد وزن بدن را تشکیل می دهند.

انسانها معمولا برای توسعه و گسترش نیروی جسمانی خود با قرار دادن استخوان بندی بدن خود در حالتهای مختلف باعث بکارگیری تعداد زیادی از ماهیچه های بدنشان می شوند که بصورت بسیار ظریفی در مقابل هم قرار می گیرند. بنابراین قرار گرفتن بدن در حالتهای مختلف باعث تغییر شکل در ماهیچه ها (انبساط، انقباض، ...) می شود. هر ماهیچه شامل تعداد زیادی تارهای ماهیچه ای است. طول این تارها با توجه به بزرگیشان از 5/0 تا 15 سانتیمتر است و در دو سر ماهیچه از طریق زردپی ها (تاندونها) بصورت یکپارچه به استخوانها متصل می گردند. وظیفه این تارها خنثی کردن مقاومتهای مختلف در حین کار مکانیکی است. این عمل با کشیده شدن این تارها صورت می پذیرد و پس از مدتی به سست و شل شدن آنها می انجامد که در این هنگام تارهای دیگری وظیفه تارهای خسته و شل شده را بعهده می گیرند. معمولا کارهای ماهیچه ای به سه طریق انجام می پذیرند.

  • کار استاتیک ماهیچه ها
  • کار دینامیک سنگین ماهیچه ها
  • کار دینامیک یک طرفه ماهیچه ها

توضیحات این سه مورد را در ادامه مطلب بخوانید.

مطلب مرتبط بعدی: مطالعه کار و حرکات غیر عضلانی

مطلب مرتبط قبلی: طراحی محل کار به صورت ایستاده


الف- کار استاتیک ماهیچه ها : این نوع کارکردن از مشکلترین حالتهای کار بدنی می باشد . در این حالت ، یک ماهیچه در زمان طولانی ، تحت تاثیر یک نیروی خارجی دچار انقباض شده و در عین حال هیچیک از اجزاء آن حرکتی ندارند . در این حالت ماهیچه خون لازم و همچنین اکسیژن و گلوکز لازم برای تغذیه و عمل سوخت خود را دریافت نکرده و بسرعت خسته می شود . این احتلالات از طریق به هم فشرده شدن عروق خونی در ماهیچه و عدم تغذیه و دفع فضولات ماهیچه صورت می گیرند .  این نوع خستگیها معمولا در نتیجه نگهداشتن بدن در وضعیت نامناسب بروز می کند . بعنوان مثال کارکردن در حالی که سر بطور مداوم رو به بالا است ، یا نگهداشتن جسمی در حالیکه دست و بازو بصورت افقی نسبت به سطح زمین قرار گرفته باشد ، باعث خستگی مفرط در مدت زمان کوتاهی می شود . در بررسی فیزیولوژیکی نگهداشتن اجسام ، یک رابطه معین بین حداکثر زمان نگهداشتن اجسام و بیشترین امکان نیروی نگهداشتن وجود دارد ، که حداکثر نیرو نتیجه آن است . بایستی توجه داشت که بندرت از تمامی این ظرفیت استفاده می شود و اغلب فقط چیزی کمتر از 35 درصد حداکثر نیرو بکار گرفته می شود . تحقیقات نشان داده اند که حداکثر زمان نگاهداشتن اجسام نسبت به معکوس با میزان حداکثر نیرویی که در آن بکار گرفته می شود .

تحقیقات نشان داده اند که حداکثر زمان نگاهداشتن اجسام نسبت معکوس با میزان حداکثر نیرویی که در آن بکار گرفته شده است ، د ارد . جدول زیر حداکثر دوام نگهداشتن اجسام را در هنگام کار استاتیک ماهیچه ها نشان می دهد .

درصد نیروی نگهداشتن از حداکثر نیرو

حداکثر نگهداشتن به دقیقه

15%

20%

40%

50%

10

5

2

1

 از جدول فوق این نتیجه حاصل می شود که عملا بایستی اجزاء کاراستاتیکی طوری تنظیم گردد که از 15 درصد حداکثر نیرو تجاوز نکند . بنابراین در طراحی کار استاتیک ، با توجه به نمودار زیر که همان جدول بالا را بر روی منحنی آورده است ، میتوان مطرح کرد که اگر نیروی نگهداشتن از 15 درصد حداکثر نیروی ماهیچه ها تجاوز ننماید ، حداکثر زمان نگهداشتن می تواند رقم بزرگی باشد . لازم به تذکر است که در مورد خانمها و نوجوانان باید نیروی حداکثر کوچکتر محاسبه گردد .در  ضمن ، یک حالت خاصی کار استاتیکی ماهیچه ها آن است که بجای حرکت یک گروه از ماهیچه ها ، تحمل فشار از طریق دو یا چند گروه ماهیچه بصورت موازی انجام شود ( مثلا حمل یک جسم سنگین به کمک هر دو دست ) در چنین حالتی ، بصورت خود بخودی و ناخودآگاه ، یک گروه از ماهیچه ها که بطور موازی بکار گرفته شده اند ، در زمانهای متناوب ، وظیفه کامل یا قسمتی از وظیفه گروه ماهیچه دیگر را بعهده گرفته و بدین ترتیب میزان خسته شدن به مقدار زیادی کاهش می یابد .

ب : کار دینامیک ماهیچه ها : بر عکس کار استاتیکی ماهیچه ها ، هنگام کار دینامیکی فعالیت دسته جعی تارها و انبساط و انقباض آنها بسرعت و پی در پی انجام می پذیرد و بدین ترتیب خون رسانی و عمل تغذیه و سوخت و ساز سریع و بی وقفه صورت می گیرد و در نتیجه خستگی کمتر است . در کارها دینامیکی و سخت ماهیچه ها انرژی بیشتری بکار گرفته می شود و نبض خیلی تندتر می زند و میزان اکسیژن مصرفی نیز بالاتر می شود .

ج- کار دینامیکی یکطرفه ماهیچه ها : در اکثر کارهایی که بدن متحرک است (مثلا خم و راست شدن ، چرخیدن ، راه رفتن ،... ) رقم بزرگ و متنوعی از گروه های ماهیچه به کار گرفته می شوند . اما کارهای زیادی نیز وجود دارند که در آنها تعداد اندکی یا گروههای کوچکی از ماهیچه ها تحت فشار قرار می گیرند ، مانند ماشین نویسی ، قیچی کاری ، سوهان کاری ، ... که فقط به ماهیچه های دست ، ساق ، یا انگشتها فشار وارد می کنند . مصرف انرژی در این کارها چندان بالا نیست ، ولی اگر این نوع کارها بطور دائمی و طولانی انجام پذیرند ، با توجه به اینکه مصرف اکسیژن گروههای کوچک ماهیچه خیلی بالا می رود . خستگیهای موضعی بوجود می آید . در اینجور مواقع ، صحبت از تحت تاثیر قرار گرفتن یک طرفه ماهیچه ها می شود ( مثلا در کارهای فقط نشسته یا ایستاده ) .

بطور کلی برای طراحی کار و بازدهی مطلوب ماهیچه ها باید نکات زیر را رعایت کرد .

  1. نیروی لازم نبایستی از درصد معینی از حداکثر نیروی گروه ماهیچه مورد نظر تجاوز نماید . در مورد کار عادی این درصد در حدود 30 درصد است .
  2. حداکثر نیرو بستگی به جهت نیروی کاری دارد که انسان عامل آن است . جهت نیرو بایستی به همین دلیل موازی محور طولی بدن و یا مفاصل شانه تتنظیم گرادد .
  3. حتی المقدور بایستی از کار استاتیکی ماهیچه ها جلوگیری شود .
  4. بهتر است جریان و حرکت نیرو در بدن تا حد امکان کوتاه شود تا گروههای کمتری از ماهیچه ها بکار گرفته شوند . اما اگر کار استاتیکی و سنگین باشد ، بهتر است از تعداد بیشتری ماهیچه استفاده شود تا فشار وارده بر ماهیچه ها پخش شود .

اندازه گیری فشار وارده بر ماهیچه ها :

میزان تحت فشار قرار گرفتن ماهیچه ها را می توان از دو طریق محاسبه کرد ، میزان انرژی مصرفی ، و میزان ضربان نبض .

1-انرژی مصرفی : همانطور که میدانیم ، هر اندازه ماهیچه ها بیشتر کار کنند ، نیاز بیشتری به سوخت و ساز و در نتیجه به مواد غذایی انرژی زا ( هیدرات کربن و چربی ) و به اکسیژن دارند . اگر این نیاز تامین نشود، با بصورتناقص تامین شود ، به همان نسبت کار سخت تر و خسته کننده تر انجام می گیرد و جریان گردشی خون دچار کمبود می شود . نیاز یک فرد با قد و وزن متوسط که به کارهای بدنی نیز عادت داشته باشد ، روزانه چیزی در حدود 4200 کیلو کالری انرژی تخمین زده می شود . این مقدار کالری به ترتیب زیر تقسیم بندی می شود .

-مصرف انرژی پایه ( برای تغذیه ماهیچه های قلب ، سیستم تنفسی ، گوارشی ،..)   1700کیلوکالری در روز

-مصرف انرژی زمان فراغت        500 کیلو کالری در روز

- مصرف انرژی زمان کار                    2000 کیلو کالری در روز

انرژی مصرفی زمان کار ( فعالیت شغلی ) زنان 70 درصد انرژی مصرفی زمان کار مردان محاسبه می گردد . انرژبکار گرفته شده را می توان با اندازه گیری مصرف اکسیژن بوسیله ساعت گازی تنفسی در حین کار کردن محاسبه نمود .

2-ضربان نبض : میدانیم که در فعالیتهای جسمانی زیاد ، گردش خون برای رساندن اکسیژن و مواد غذائی به ماهیچه ها سریعتر می شود . بنابراین یکی از شاخصهای فشارهای ماهیچه ای ناشی از کار بالا رفتن ضربان قلب ( یا نبض ) می باشد . میزان بالارفتن ضربان نبض در هنگام کار به سختی کار ، طول زمان فعالیت ، و به توانائی جسمانی انسان بستگی دارد . هر اندازه که انسان در یک زمینه بیشتر تمرین کرده باشد ، به همان نسبت ضربان نبضش کمتر می شود .

معمولا پس از فراغت از کارهای سنگین ، ابتدا ضربان نبض بسرعت رو به کاهش می گذارد و سپس بتدریج کم شده تا عادی می شوند . تعداد ضربان نبض از پایان کار تا رسیدن به حالت آرامش را می توان به عنوان مقیاسی برای کارهای جسمی سنگین و فشارهای وارده به انسان مورد استفاده قرار دارد . ضمنا طولانی بودن زمان رسیدن ضربان نبض به حالت عادی به طولانی بودن زمان اشتغال بکار سنگینی دارد . امروزه برای اندازه گرفتن ضربان نبض اشخاص در حین کار از دستگاه نبض نگار فتوالکتریک استفاده می کنند . در ضمن استفاده از الکترودهای سطحی که با نصب بر روی بدن ضربان نبض را از طریق یک فرستنده به دستگاه اندازه گیری منتقل می کنند ، بمنظور اندازه گیری فشارهای جسمی کارهای مختلف بسیار متداول شده است . لازم به تذکر است که از طریق اندازه گیری فرکانس نبض می توان زمانهای استراحت مورد نیاز برای کارهای مختلف را تخمین زد