疲劳度分析

疲劳与疲劳度
首先我们要认识什么是疲劳,如何对疲劳进行分析。疲劳是一种状态,表现为主观疲惫以及生理机能的下降。主观感受我们是无法利用软件来进行分析的,因此疲劳分析只能针对生理技能来进行分析;但由于不同个体之间对于疲劳存在巨大的差异,因此直接进行生理疲劳分析的难度也很大。
为此,引入了疲劳度的概念来代替疲劳进行分析。疲劳是生理机能的降低,是可以恢复的。而疲劳度是疲劳的一个度量标准,可以将其理解为一个时间过程。疲劳会提高疲劳度,恢复会降低疲劳度。

图 1 疲劳度与时间

因此,由图1可知,疲劳度分析是针对疲劳与恢复在时间度量上的一个相对分析,而不是对疲劳本身进行分析。         那么如何对疲劳度进行分析呢?我们需要做这样一个判断,在完成某项作业任务之后,是否有足够的时间用来恢复以消除疲劳。对比需要的恢复时间和实际的恢复时间就可以做出这样的判断。那么这时问题就变成了,如何计算一个作业任务需要多少恢复时间?再对比实际的恢复时间,就可以得到对应的分析结果。
疲劳度分析       恢复时间(recovery time,Trec)可以根据施力程度(relative force,RF)、最大持续时间(endurance time,Tend)以及实际施力时间(contraction time,Tcon)来确定。       其中,施力程度是实际施力与最大施力的百分比,最大持续时间是在当前施力程度条件下的最长持续时间,实际施力时间由用户输入。施力程度       直接评估施力程度有一定难度,可以采用Borg表来辅助进行评估。Brog表提供从0到10的分数,施力程度基本等于Brog表取值的10倍,负荷描述可以用来帮助进行取值。

表 1 Borg评分表

最大可持续时间

图 2 施力程度与最大持续时间

对于给定的施力程度(RF),最大持续时间(Tend)与施力程度成反向趋势。施力程度越大,最大可持续时间越短,施力程度越小,最大可持续时间越长,其规律符合图2的曲线。但由图2可以看到,当施力程度小于或等于15%时,最大持续时间趋向于无穷大;换句话说,小于或等于15%的施力不产生疲劳。只有当施力程度大于15%时,最大持续时间与施力程度才满足反向趋势。恢复时间       当RF≤15%时,由于施力不产生疲劳,所以不需要恢复时间。

当15%Trec)可以用以下等式计算。

其中,Tcon是实际的持续时间,由用户输入。

分析结果

对比需要的恢复时间(Trec)以及实际的恢复时间(Treal),可以得出到分析结果:

  • 如果Trec>Treal,实际的恢复时间不足以让作业人员消除疲劳;

  • 如果TrecTreal,实际的恢复时间足够让作业人员消除疲劳。

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