人的生理特性
人机工程学标准
人机工程学标准：
人机工程学标准是一个跨学科的领域，涉及心理学、生理学、人体测量学、工程学等多个学科。
其目的是确保人机系统能够高效、安全地工作，并使人在操作过程中感到舒适和满意。
以下是一些常见的人机工程学标准：
1.人体测量数据：人机工程学需要应用人体测量数据来设计适合人类使用的产品和环
境。
例如，座椅的高度、显示器的位置和大小、控制器的操作方式等都需要根据人体测量数据来设计。
2.人体生理特性：人机工程学需要考虑人体的生理特性，例如人体的肌肉力量、骨骼
结构和运动能力等。
这些特性决定了人在操作过程中能够承受的负荷和动作范围，从而影响产品的设计。
3.感知和认知特性：人机工程学需要考虑人的感知和认知特性，例如视觉、听觉、触
觉、记忆和思维等。
这些特性决定了人在操作过程中的反应速度和准确性，从而影响人机系统的性能。
4.安全性和可靠性：人机工程学需要考虑产品的安全性和可靠性，确保产品在使用过
程中不会对人的健康和安全造成危害。
例如，产品的材料、结构和功能都需要经过严格的安全评估和测试。
5.环境和设施：人机工程学需要考虑环境和设施的设计，确保人在适宜的环境中工作
和生活。
例如，室内温度、照明、噪音和空气质量等都需要根据人的需求来设计和调节。
6.可用性和可维护性：人机工程学需要考虑产品的可用性和可维护性，确保人在使用
过程中能够方便地操作和维护产品。
例如，产品的操作界面、维修保养方式和存储方式等都需要经过精心的设计。
人体的基本生理特征
人体的基本生理特征
新陈代谢
是指人体与外界环境之间的物质能量交换以及人体内部的物质与能量的转化过程，是人体最基本的生理活动
兴奋性
是指生物体能够接受刺激产生兴奋的能力
生殖
生物体具有反之心个体并使种族繁衍的功能
成人又206块骨，大约占体重的20%，每块骨是一个器官，骨的数量有年龄决定，谷歌的作用是塑造体形和支撑躯体，运动，保护内脏器官，造血，贮存矿物质、长骨短骨扁骨不规则股
头骨29 躯干骨51 四肢骨126
股的结构骨膜有神经和血管，成骨细胞生长发育修复作用
骨髓红：造写位于古松至于幼儿长骨的骨髓腔中
黄：用来储存脂肪，是能量的住仓库
股指承受压力
进谷谷后顾诵之股迷之股最强谷内模骨膜滋养小孔滋养血管顾后
由造血作用的古胸骨椎骨肋骨骼故肱骨鼓鼓劲短的顾诵之内的红骨髓便谷内的骨髓众生都是红骨髓
由造血作用的器官骨髓肝脾凶险淋巴结皮凶险淋巴结又是淋巴器官胎儿时期靠骨髓肝脾造写出生后主要依靠骨髓造写
早些干细胞的特征
来源于红骨髓，能自我更新，又将强的分化发育能力和再生能力，可以产生各种血细胞的一类细胞，可以经血流迁移到外周血液循环
股的化学成分。
叙述心脏的四个生理特性
叙述心脏的四个生理特性
心脏是人体中重要的机能器官，它主要负责血液循环，对维持人体的正常生活起着至关重要的作用。
心脏具有多种生理特性，最常被提及的有四个，即神经调节性、节律性、可塑性和收缩性。
首先，心脏具有神经调节性，即它的生理过程受自主神经系统的控制。
它的心搏产生和持续是由自主神经系统控制的，它可以根据身体的需要调节心率和血压，同时也能够调节和控制血流量以确保组织获得足够的氧和养分。
其次，心脏具有节律性，即每次心跳的收缩和舒张都有一定的频率、范围和时序。
科学家研究发现，心脏的节律性可以通过计算机和电子设备测量，心电图是检查心脏节律的最常用的检查方法。
心脏的节律性可以帮助医生判断心脏是否正常，从而给出合理的治疗方案。
此外，心脏还具有可塑性，指的是心脏可以根据体内的条件进行变化。
当身体处于紧张状态时，心率会加快，血压会升高；而当身体处于疲劳状态时，心率会减慢，血压会降低。
这种可塑性可以确保身体处于正常状态，而不会受到环境因素的影响。
最后，心脏具有收缩性，指的是心脏不断收缩，以维持健康的血液循环。
当心脏收缩时，血液从心腔流出，当心脏舒张时，血液从大血管进入心腔。
每次心脏收缩和舒张都会产生一定的能量，从而促进血液的流动和携带氧气和营养物质到全身的各个组织和器官。
总之，心脏具有神经调节性、节律性、可塑性和收缩性等四种生理特性。
它们是心脏正常运行的重要标志，因此应该仔细观察和监测。
保持心脏健康，使我们拥有更长久的寿命，是每一个人的责任。
老年人的生理特征..
二、老年期生理功能的减退
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在生理功能方面，老年人也表现出了明显的衰退趋势。 首先，贮备能力减少。 其次，适应能力减弱。。 再次，抵抗力下降。 最后，自理能力降低。 在老化过程中，生理功能的降低也同样存在个体差异， 衰退情况各不相同，而且，同一个个体的各个器官功 能的衰退情况也不尽相同。但总的说来，机体的生理 功能随年龄增长而发生的变化是有规律的，各个组织、 器官系统将会出现一系列慢性退行性的衰老变化，并 呈现出各自的特点。下面按照人体的功能系统，简单 介绍老年人的主要器官功能的老化情况。
二、老年人常见的生理疾病的辨识
• •
• • • （2）临床表现 近半数病人可无任何症状 部分病人会有头痛、头晕、失眠、健忘、易疲劳、注意力不集中 等症状； 有的老人还会出现手指麻木或有僵硬感、肢体皮肤有蚁虫爬过感 或肌肉跳动等现象； 部分可能有出血倾向，多为流鼻血，也有其它部位出血。 在众多症状中，头痛是最常见的，疼痛的部位可以是枕部、额部 等，还可能出现头部沉重或有压迫感等。随着病程的进展，患者 的血压将持续升高，并出现心、脑、肾等重要器官的损伤。心脏 方面主要表现为心脏不适或疼痛，心跳过快或心律不齐；在脑部 可能会出现暂时性失语或失明，肢体活动不灵活甚至偏瘫；肾脏 的症状开始是夜尿频繁，最后严重地发展为肾衰竭。
老年人常见的生理疾病的辨识
生理衰老是人类生命过程中不可避免的自然现 象，在这一过程中，随着人的整个机体的形态、 结构与功能的逐渐衰退和老化，就难免有身体 的某些部位或器官发生功能性的障碍，这些障 碍如果得不到及时排除和减缓，各种疾病就会 随之而来。
一、老年病的种类和特征
（一）老年病的种类 老年人易患的疾病叫做“老年病”。通常，老年病可 以分为三类： • 第一类是老年人特有的疾病。如老年痴呆症、脑动脉 硬化、老年性耳聋等。 • 第二类是老年人常见的疾病，这类疾病也可在中年期 就发生，少数是在年轻时延续过来的某些疾病。如冠 心病、高血压病、糖尿病、骨关节病、恶性肿瘤、老 年慢性支气管炎等。 • 第三类是老年人和青壮年都可以发生的疾病，但老年 人的发病率与临床症状表现与青壮年有所区别。例如 肺炎，儿童、青年、老年都可能患上，但老年人的肺 炎往往具有症状不典型、病情较严重的特点。
人的生理特征
第一节 神经系统与感觉系统
二、感觉系统
（二）听觉
听觉的频率响应 绝对阈限与辨别阈限 方向敏感度
第一节 神经系统与感觉系统
二、感觉系统
（二）听觉
掩蔽效应：一个较弱的声音听觉感受被另一个声音 影响的现象称为声音的掩蔽效应。
一个强纯音会掩蔽在其附近同时发声的弱纯音， 这种特性称为频域掩蔽。
在时间上相邻的声音之间也有掩蔽现象，并且称 为时域掩蔽。时域掩蔽又分为超前掩蔽(pre-masking)和 滞后掩蔽(post-masking)。产生时域掩蔽的主要原因是 人的大脑处理信息需要花费一定的时间。一般来说，超前 掩蔽很短，只有大约5～20ms，而滞后掩蔽可以持续50～ 200ms。
第一节 神经系统与感觉系统
二、感觉系统
（一）视觉
第一节 神经系统与感觉系统
二、感觉系统
（一）视觉
第一节 神经系统与感觉系统
二、感觉系统
（一）视觉
视野：人眼能观察到的范围，常以角度表示。
视距：人在操作系统中正常的观察距离。一般操作 的视距范围为38~76cm。视距过远或过近都会影响认 读的速度与准确性，而且观察距离与工作的精确程度密 切相关，因而应根据具体任务的要求来选择最佳视距。
1.神经元 是一种特殊类型的细胞，在形态上与其他组
织细胞很不相同，是具有突起的细胞，由细胞体 和突起组成。
第一节 神经系统与感觉系统
2.神经胶质 是神经元的辅助成分。主要由胶质பைடு நூலகம்胞组成，
它们从各个方面包绕神经细胞体及其突起，神经 元之间的空间除突触接触处以外，都为胶质细胞 所占领。神经胶质构成网状支架，对神经元起支 持、绝缘、营养、防御等作用。
肌肉收缩时的张力与收缩速度之间也存在着有规律的关系。增 加肌肉的负荷时，肌肉收缩张力增大，但肌肉收缩的速度减慢，肌 肉缩短的长度减小。当负荷张力增大到一定限度后，肌肉不能再缩 短，收缩的速度为零。若负荷减小，肌肉收缩的速度与短缩的长度 又大。
第3章人机
➢ 2.人体的力量 包括：握力，推拉力，蹬力和提拉力。
➢ 3.1.3 人的其他物理特性
➢ 1.人的热力学特性 （1）人体的产热
1）人体能量代谢和产热 2) 人体温度及其调节
(2)人体与环境的热交换 包括：辐射，传导，对流和蒸发。
➢ 2.情感过程
情感是人对外界事物所持的体验。
（1）情感的类型
高兴，悲伤，愤怒，恐怖，警戒，惊愕，憎恨和 接受。
（2）情绪的生理基础
情绪的产生不单纯取决于人体对外界刺激的生理 反应，而是外界刺激，机体生理变化以及认知过 程三者之间相互作用的结果，其中生理变化只是 情感过程的基础，心理的认知过程起主要作用。
➢ 3.2.3 人的生理节律性
又称生物节律，是生命过程的时间特性。它可分 为：昼夜节律，周节律，月节律等。 1.生理节律 引起生理节律的条件主要有自然环境，体内激素 和人为环境。
➢ 2.时差和老化
时差是因跨时区航空飞行引起的昼夜节律的差异 问题；老化是随着年龄的增大，人体生理功能逐 渐退化的问题，即是个体生存寿命内的生命周期 性问题。
（3）条件反射的意义 条件反射的机制使机体对环境的适应性大大提高。
➢ 3.疲劳 疲劳是一种生理过程，它是人体部分功能的下降 或失常，是由于人体内同化与异化过程的平衡状 态受到破坏而引起的。
（1）疲劳的特征 包括：疲劳的生理表现，生理表现。
（2）疲劳的生理意义 1）疲劳的积极意义在于它是人体的一种保护性反 应。 2）消极意义在于在一定程度上降低机体的功能。
➢ 3.1 人的物理特性
主要包括：几何特性，力学特性，热学特性，电 学特性，声学特性和其他物理特性。
人的生理特征人体感知与运动系统特征
3.1 人在系统中的功能
3.2 视觉机能及其特征
主 3.3 听觉机能及其特征
要
3.4 其他感觉机能及其特征
内 容
3.5 神经系统机能及其特征
3.6 人的信息处理系统
3.7 运动系统的机能及其特征
3.8 人体的忍耐力(选讲）
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
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小数（1.0版）与对数（5.0版）视力表对照表：
小数：0.1, 0.12, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.5, 2.0 对数：4.0, 4.1 , 4.2 , 4.3, 4.4 , 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3 换算公式：L=5+lgV。 L：对数视力； V：小数视力
不同分贝水准声音示例
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3.3 听觉机能及其特征
3.3.3 听觉的物理特性
课堂 测试实验
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
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3.3 听觉机能及其特征
1. 动态范围
听觉声强的动态范围=正好可忍
受的声强 / 正好能听见的声强。
α—视角； D—被看物体上两端点的直线距离； L—眼睛到被看物体的距离；
视力：眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度， 以临界视角的倒数来表示。 视力=1/能够分辨的最小物体的视角
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
人的生理特征
人的生理特征
人的生理特征包括很多方面，以下是一些常见的：
1. 外貌特征：包括身高、体重、相貌、肤色、发型等。
2. 身体结构：如骨骼、肌肉、内脏器官等。
3. 生理机能：例如呼吸、消化、循环、排泄等。
4. 感觉器官：如眼睛、耳朵、鼻子、舌头等。
5. 生殖系统：包括男性和女性的生殖器官。
6. 神经系统：包括大脑、脊髓和神经网络，负责感知、思考、运动和其他生理功能的调节。
7. 免疫系统：帮助身体抵御病原体和其他外敌的入侵。
8. 新陈代谢：包括营养物质的吸收、利用和能量的产生。
9. 生命周期：人经历出生、成长、衰老和死亡的过程。
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人的生理特性(一)人的感觉与感觉器官l，视觉1)常见的几种视觉现象①暗适应与明适应能力。
人眼对光亮度变化的顺应性，称为适应，适应有明适应和暗适应两种。
暗适应是指人从光亮处进入黑暗处，开始时一切都看不见，需要经过一定时间以后才能逐渐看清被视物的轮廓。
暗适应的过渡时间较长，约需要30min才能完全适应。
明适应是指人从暗处进入亮处时，能够看清视物的适应过程，这个过渡时间很短，约需1min，明适应过程即趋于完成。
人在明暗急剧变化的环境中工作，会因受适应性的限制，使视力出现短暂的下降，若频繁地出现这种情况，会产生视觉疲劳，并容易引起事故发生。
为此，在需要频繁改变光亮度的场所，应采用缓和照明，避免光亮度的急剧变化。
①眩光。
当人的视野中有极强的亮度对比时，由光源直射或由光滑表面的反射出的刺激或耀眼的强烈光线，称为眩光。
眩光可使人眼感到不舒服，使可见度下降，并引起视力的明显下降。
眩光造成的有害影响主要有，使暗适应破坏，产生视觉后像；降低视网膜上的照度；减弱观察物体与背景的对比度；观察物体时产生模糊感觉等，这些都将影响操作者的正常作业。
3）视错觉。
人在观察物体时，由于视网膜受到光线的刺激，光线不仅使神经系统产生反应，而且会在横向产生扩大范围的影响，使得视觉印象与物体的实际大小、形状存在差异，这种现象称为视错觉。
视错觉是普遍存在的现象，其主要类型有形状错觉、色彩错觉及物体运动错觉等。
其中常见的形状错觉有长短错觉、方向错觉、对比错觉、大小错觉、远近错觉及透视错觉等。
色彩错觉有对比错觉、大小错觉、温度错觉、距离错觉及疲劳错觉等。
在工程设计时，为使设计达到预期的效果，应考虑视错觉的影响。
（2）视觉损伤与视觉疲劳①视觉损伤。
在生产过程中，除切屑颗粒、火花、飞沫、热气流、烟雾、化学物质等有形物质会造成对眼的伤害之外，强光或有害光也会造成对眼的伤害。
眼睛能承受的可见光的最大亮度值约为106cd／m2。
如越过此值，人眼视网膜就会受到损伤。
300m以下的短波紫外线可引起紫外线眼炎。
紫外线照射4～5h后眼睛便会充血，l0～12h后会使眼睛剧痛而不能睁眼，这一般是暂时性症状，大多可以治愈。
常受红外线照射可引起白内障。
直视高亮度光源<如激光、太阳光等，会引起黄斑烧伤，有可能造成无法恢复的视力减退。
低照度或低质量的光环境，会引起各种眼的折光缺陷或提早形成老花。
眩光或照度剧烈而频繁变化的光可引起视觉机能的降低。
②视觉疲劳。
长期从事近距离工作和精细作业的工作者，由于长时间看近物或细小物体，睫状肌必须持续地收缩以增加晶状体的白度。
这将引起视觉疲劳，甚至导致睫状肌萎缩，使其调节能力降低。
长期在劣质光照环境下工作，会引起眼睛局部疲劳和全身性疲劳。
全身性疲劳表现为疲倦、食欲下降、肩上肌肉僵硬发麻等自律神经失调症状；眼部疲劳表现为眼痛、头痛、视力下降等症状。
此外，作为眼睛调节筋的睫状肌的疲劳，还可能形成近视。
3)视觉的运动规律人们在观察物体时，视线的移动对看清和看准物体有一定规律。
掌握这些规律，有利于在工程设计中满足人机工程学的设计要求。
①眼睛的水平运动比垂直运动快，即先看到水平方向的东西，后看到垂直方向的东西。
所以，一般机器的外形常设计成横向长方形。
②视线运动的顺序习惯于从左到右，从上到下，顺时针进行。
③对物体尺寸和比例的估计，水平方向比垂直方向准确、迅速，且不易疲劳。
④当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同的情况下，观察率优先的顺序是左上、右上、左下、右下。
⑤在视线突然转移的过程中，约有3％的视觉能看清目标，其余97％的视觉都是不真实的，所以在工作时，不应有突然转移视线的要求，否则会降低视觉的准确性。
如需要人的视线突然转动时，也应要求慢一些才能引起视觉注意。
为此，应给出一定标志，如利用箭头或颜色预先引起人的注意，以便把视线转移放慢。
或者采用有节奏的结构。
⑥对于运动的目标，只有当角速度大于l＇/s～2＇/s时，且双眼的焦点同时集中在同一个目标上，才能鉴别出其运动状态。
⑦人眼看一个目标要得到视觉印象，最短的注视时间为0.07～0.3s，这里与照明的亮度有关。
人眼视觉的暂停时间平均需要0．17s。
1、人体特性参数与产品设计和操纵机器有关的人体特性参数很多，归纳起来有如下4类：1)静态参数静态参数是指人体在静止状态下测得的形态参数，也称人体的基本尺度，如人体高度及各部分长度尺寸。
2)动态参数动态参数是指在人体运动状态下，人体的动作范围，主要包括肢体的活动角度和肢体所能达到的距离等两方面的参数。
如手臂、腿脚活动时测得的参数。
3)生理学参数生理学参数主要是指有关的人体各种活动和工作引起的生理变化，反映人在活动和工作时负荷大小的参数，包括人体耗氧量、心脏跳动频率、呼吸频率及人体表面积和体积等。
4)生物力学参数生物力学参数主要指人体各部分(如手掌、前臂、上臂、躯干(包括头、颈)、大腿和小腿、脚等)出力大小的参数，如握力、拉力、推力、推举力、转动惯量等。
2. 人体劳动强度参数。
（1）能量代谢率。
人在作业过程中所需要的能量，是分别由三种不同的能源系统ATP—CP(三磷酸腺苷—磷酸肌酸)系统、乳酸能系统和有氧氧化系统提供的。
这三个系统的供能状况与体力劳动的关系如表1—5所示。
1)人体能量代谢的测定方法人体能量的产生和消耗称为能量代谢．常用的能量代谢测定方法有直接法和间接法两种。
目前一般采用间接法，其基本原理是，能量代谢可通过人体的氧耗量反映出来，因此首先测得单位时间内糖、脂肪等能源物质在体内氧化时的氧耗量和二氧化碳的排出量，求得两者之比(呼吸商)，由此再推算某一时间或某项作业所消耗的能量。
能耗量通常以千卡(kcal)表示。
关于氧耗量有两种表示方法，一种以每分钟所消耗的氧气的容积表示，即每分钟耗氧多少升(L／min)：另一种以人体千克体重每分钟消耗的氧气量表示[cm3／(kg·min)]。
1 L／min= W×10-3 cm3／(kg·min)从事劳动所需要的能量最终来源于糖、脂肪、蛋白质的氧化和分解，而且这三者在体内可以通过一定的生物化学机制相互转换．这在生物化学上被称为“三羧酸循环”。
在能源物质的氧化分解过程中，人体必须不断地吸人氧，并不断地排出二氧化碳。
不同的能源物质在体内氧化时，其呼吸商是不同的；同时，各种能源物质在体内氧化时，每消耗1L氧所产生的热量(氧热价)也是不同的。
2)能量代谢与能量代谢率人体代谢所产生的能量等于消耗于体外做功的能量和在体内直接、间接转化为热的能量之和。
在不对外做功的条件下，体内所产生的能量等于由身体发散出的能量，从而使体温维持在相对恒定的水平上。
能量代谢分为三种，即基础代谢、安静代谢和活动代谢。
①基础代谢。
人体代谢的速率随所处的环境条件有所不同。
生理学将人清醒、静卧、空腹(食后10h以上)、室温在20℃左右这一条件定为基础条件。
人体在基础条件下的能量代谢称为基础代谢。
单位时间内的基础代谢量称为基础代谢率，是单位时间人体维持基本生命活动所消耗最低限度的能量；通常以每小时每平方米体表面积消耗的热量表示，记作kcal／(h·m2)。
②安静代谢。
安静代谢是作业或劳动开始之前，仅为保持身体各部位的平衡或某姿势条件下的能量代谢。
安静代谢量应包括基础代谢量。
测定安静代谢量一般是在作业前或作业后，被测者坐在椅子上并保持安静状态，通过呼气取样采用呼气分析法进行的。
安静状态可通过呼吸次数或脉搏数判断，通常也可以常温下基础代谢量的120％作为安静代谢量进行估算。
③活动代谢。
活动代谢亦称为劳动代谢、作业代谢或工作代谢。
它指人在从事特定活动过程中所进行的能量代谢，体态毳常雕熊量代谢亢进的最主要原因。
因为在实际括动中所测得的能量代谢率，苯辊匐韬鬻幽托谢，也包括基础代谢与安静代谢．所以一般应存在这样的关系：活动代增l率=实际代谢率一安静代谢率。
活动代谢率的量纲为kcal／(min·m2)。
活动代谢与体力劳动强度有直接对应关系，它对于劳动管理、劳动卫生具有极为重要的意义，是计算劳动者一天中所消耗的能量以及计算需要营养补给的热量的依据，也是评价劳动负荷合理性的重要指标。
④相对能量代谢率RMR。
体力劳动强度不同，则所消耗的能量也不同。
由于劳动者性别、年龄、体力与体质方面存在着差异，从事同等强度的体力劳动，消耗的能量亦不同。
为了消除劳动者个体之间的差异因素，常用活动代谢率与基础代谢率之比，即相对能量代谢率来衡量劳动强度的大小。
相对能量代谢率RMR可表达为：RMR=活动代谢率／基础代谢率=(作业时实际代谢率一安静代谢率)／基础代谢率用RMR衡量劳动强度比较准确，目前在日本已被广泛使用。
除利用实测方法之外．还可用简易方法近似计算人在一个工作日(8h)中的能量消耗，其计算公式为：总代谢率=安静代谢率+活动代谢率=1．2 x基础代谢率+RMR×基础代谢率=基础代谢率×(1．2+RMR)总能耗(kcal)=(i 2+RMR)×基础代谢率×体表面积×活动时间3)影响能量代谢的因素影响人体作业时能量代谢的因素很多，如作业类型、作业方法、作业姿势、作业速度等。
(2)耗氧量(L／min)人在作业时因耗能量增加．需氧量也必然增多，每分钟的需氧量称为耗氧量。
人体每分钟内能供应的最大氧量称为最大耗氧量，正常成人一般不超过3 L，常锻炼者可达到4 L以上。
最大耗氧量可用绝对数表示，单位L／min；也可用相对数表示，单位是mL ／N·min。
Bruce于1972年给出了年龄与最大耗氧量间的经验公式，即：V02max=5.6592—0.0398A (1一11)式中V02max——最大耗氧量mL／N·min)．V02max可作为允许最大体力消耗的标志；A——人的年龄(岁)。
(3)心率F(rain“)在其他条件相同时，有时也用心率的变化来评价劳动强度，巴斯奇尔克(Buskirk)1974年给出了最大心率HR max与年龄之间的经验公式，即：HR max=209.2—0 74 A (l一12)式中HR max最大心率，次／minA——年龄(岁)。