重物把手对人类重量感知的影响

周淑仪 李开伟 舒登 刘明慧

摘 要：为了探究重物把手对人类重量感知的影响，选取了10位湖南某大学的学生参与实验，男女各5名。通过单人提举重物，左手持恒重5 kg，右手持随机变化重量1～10 kg，运用Borgs量表给出右臂较左臂的主观重量知觉CR-10值。结果表明，塑料或硅胶把手对人类的重量感知无显著影响，性别和训练对人类的重量感知有显著的一阶效应。训练前，人们的主观重量知觉不可靠，男性女性对相同重量的主观重量知觉存在显著差异，男性的主观重量知觉比实际重量偏轻约11.27%；训练后，人们的主观重量知觉变得较为可靠，男性的重量感知准确率提高约9.43%，女性的重量感知准确率达到97%.因此，为了减少人工提举活动中因估重偏轻而导致的肌肉骨骼伤害，加强重量感知训练是可行的，尤其对于男性。

关键词：把手；重量感知；提举；Borgs CR-10量表；ANOVA

中图分类号：F 428 文献标识码：A 文章编号：1672-7312（2016）05-0515-04

0 引 言

在人工提举、搬运或推拉重物的工作中，人们常需要对物体的重量水平进行感知和判断。重量感知已作为一个人因学问题被广泛研究。国内外学者从重量感知的影响因素角度出发来研究人在体力工作中的重量感知能力，如重物的体积[1-4]、颜色、被试的肌肉状况、提举的方式等。吴水丕、张书瑀[5]研究了个人抬举作业中重物体积对人的重量感知的影响，并得出了“当重量相同时，重量知觉会随着重物体积的增加而减少”的结论。黄俊虎[6]探讨了色彩对物体重量知觉的影响，结果表明，对于相同的重量，人们感觉黑色会较重，红色和蓝色次之，浅褐色较轻，这为商品包装提供了参考意义。崔凯、孙林岩[7]考察了人通过视觉和听觉获得的信息来感知物体重量水平的能力。结果表明，人通过听取操作者搬举重物时的脚步声来判断其重量并不可靠，而通过视觉（包括操作者的姿势和运动特点）能较为可靠地判断重物的重量水平。Deeb[8]研究了肌肉疲劳和人们重量感知能力之间的关系。结果表明，肌肉疲劳后，人们的重量感知能力会下降，所感知到的重量会比物体的实际重量偏轻约17%.Amazeen[9]研究了提举方式对人们重量感知能力的影响等。

以上提到的研究考虑的主要是重物的体积、颜色、被试的肌肉状况、提举的方式等对人们重量感知能力的影响，通过让被试亲身提举或搬运重物来获得主观重量感知。事实上，除了以上因素，重物的把手类型也有可能影响人们的主观重量感知[10]。

在手工搬运或提举工作中，人们常会接触到不同类型的重物把手，如塑料型把手、海绵型把手、波浪型把手、直柄型把手等[11]。从生物力学的观点来看，即使重物把手类型不同，人们提举或搬运相等重量的重物的难度是一致的，即重量感知水平是相同的。但实际上，对于相同重量的物体，人们往往感觉用海绵把手提举要比用塑料把手轻松得多，用波浪型把手提举要比用直柄型把手容易得多等。这似乎是一种“重量错觉”的主观知觉效应。因此，客观测量得到的重量值已不能全面反映人们对于重物重量的感觉，需要综合客观重量值和主观感知值来加以考虑。

文中的目的是运用Borgs CR-10量表[12]探究重物把手对人们的重量感知能力的影响，并摸索能有效提高人们主观重量知觉的可行举措，以减少人们在人工提举活动中受到的肌肉骨骼伤害。

1 研究方法

1.1 被试

选取了10位湖南某大学的本科学生参与实验，男女性各5名，年龄介于18～20岁之间，身高为159.3±7.2 cm，体重为52.5±5.3 kg.所有被试的惯用手均为右手，平时无规律性的身体锻炼活动。实验前，要求所有被试填写一份个人基本资料表，并签订实验同意书。

1.2 实验材料

编号为1～4的蓝色带盖塑料桶4个（桶容积均为10 L，重量512 g/个），秒表1个，WeiHeng@电子称重器1个，Borgs CR-10量表（1982年）。编号1～2号塑料桶为把手A型桶，编号3～4号塑料桶为把手B型桶。把手A的材质是塑料，把手B的材质是硅胶，两种类型把手的形状大小一致，宽度均为8.5 cm，长度均为2 cm.通过往塑料桶中均匀填充沙袋（1 kg/袋，有且仅有一袋是488 g），设立出1，2，3，…，10 kg共10个等级的重量，每两个相邻重量等级的增量均为1 kg，该重量等级最大值的设定参考了国家规定的体力搬运重量限值（见表1）。

1.3 实验过程

实验室分为等候区和实验区2个区域，2个区域分别是相邻且隔开的2个房间，隔音效果良好。在等候区，被试需填写一份个人基本情況表和实验同意书，并由实验助理向被试介绍实验材料及CR-10伯格量表的使用，说明实验的基本流程及注意事项。进入实验室后，被试将被要求站在指定的测试点进行实验。实验前，实验人员需确认被试实验当天没有肌肉骨骼等生理问题，并告知被试在实验过程中尽量只使用手臂力量提举重物（实验配置及提举姿势如图1所示）。

在单人提举实验中，实验人员将同时递给被试2个塑料桶，左手是恒重5 kg的塑料桶，右手是1～10 kg的随机发生重量变化的塑料桶，要求被试用左右手同时提起2个塑料桶（桶离地面约30 cm），并保持该动作大约5s。提举动作结束后，实验人员马上要求被试告知所感知到的右臂所提举重量对比左臂提举重量所对应的CR-10值。整个实验过程中，被试并不知道自身所提举重物的实际重量。该实验过程包括以下2个实验。

1.3.1 把手A型桶训练实验

为了测试训练前后被试在使用不同重物把手时对CR-10伯格量表的使用情况，共设计了把手A型桶训练实验和把手B型桶训练实验2个实验。

训练前，先要求被试同时提起实验人员所递的2个把手A型桶，左手持重5 kg（恒重），右手持重10 kg（最大值），单人提举实验结束后，实验人员马上告知被试此时所对应的CR-10值为最大值10，每个被试者重复该过程5次。同样地，对于左手持重5 kg（恒重），右手持重1 kg（最小值），单人提举实验结束后，实验人员马上告知被试此时所对应的CR-10值为最小值1，每个被试重复该过程5次。在CR-10伯格量表最大值（10）和最小值（1）告知过程结束后，开始以随机的顺序测试并记录每个被试在左手恒重（5 kg）、右手持重（1～10 kg）的情况下的CR-10值，每个被试在每个变化的右手持重下重复测试并记录5次。

训练被试时，要求被试左手持重5 kg（恒重）、右手持重以逐次上升（20% to 200%）或逐次下降（20% to 200%）的趋势发生重量变化。对应于每次右手所持重量的变化，实验人员均会在单人提举实验结束后立马告知被试所对应的CR-10值。比如，当被试左手持重5 kg，右手持重3 kg（占5 kg的60%）时，实验人员将告知被试这对应于CR-10量表上的值是3.对于右手持重呈上升趋势或下降趋

势下的每个重量，每个被试者将以随机的顺序重复该训练过程3次。

训练结束后，开始以随机的顺序测试并记录每个被试在左手恒重（5 kg）、右手持重（1～10 kg）的情况下的CR-10值，每个被试在每个变化的右手持重下重复测试并记录5次。

1.3.2 把手B型桶训练实验

将重物容器改变为把手B型桶，重复把手A型桶的实验过程，测试并记录得到每个被试在每个变化的右手持重下的CR-10值。

2 结果与分析

男女被试通过训练前后获得的主观重量知觉等级的ANOVA分析结果见表2所示。从表2可以看到，训练（Tr）和把手（H）对重量知觉无显著效应，性别（G）对重量知觉有显著的效应，性别和训练（G×Tr）对重量知觉有显著的一阶效应。

2.1 训练前

训练前，男女性对塑料桶重量主观判断的准确度都不高，被试对塑料桶重量的主观判断偏离其实际重量等级较大，除1以外，9个重量等级的显著性p值都小于0.05（见表3）。同时，Duncan多元分析的结果也表明，男女被试在对10个重量评价中，其主观得分也呈现显著差异，因此，训练前获得的被试的主观重量知觉不可靠。

2.2 训练后

训练后，男女性对塑料桶重量的主观判断的准确度都较高，被试对塑料桶重量的主观判断较为接近其实际重量等级，ANOVA检验后，除了4 kg，5 kg和10 kg 3个重量等级以外，其余重量等级的显著性p值均大于0.05（见表4）。因此，训练后获得的被试的主观重量知觉较为可靠。

3 结论与建议

3.1 结 论

训练&性别（Tr×G）下的CR-10均值如图2所示。由图2可以看到，男性的重量知觉会因为训练而增强，反之，女性的重量知觉在训练后可能会有所下降。训练后，男性的重量知觉CR-10均值从训练前的4.88增加到5.34，对重量的主观判断准确度提高9.43%，女性的重量知觉CR-10均值从训练前的5.50减小到5.35，对重量的主观判断准确度下降2.73%。但总体上，女性对重量的主观判断准确度较高，达到97%.

由以上分析结果可知，重物把手对人们的重量知觉无显著效应，即把手材质是塑料或硅胶对人们的重量感知能力并不产生显著影响。这可能是由于塑料和硅胶这2种材质本身的差异性不太大，或者硅胶材质所具备的回弹力并不能对整体的提举活动造成显著性影响，因此，在实际提举活动中，通过更换把手材质（塑料或硅胶）来提高人们的重量感知能力可能不太可行。

而2.1分析结果显示，若不进行重量感知训练，人们通过提举重物获得的主观重量知觉并不可靠，可能较实际重量要偏轻许多，尤其是男性，偏轻约11.27%，这容易造成员工在人工提举活动中因估计重量偏轻而受伤，增加工厂运行成本。

3.2 建议

综合以上结论可以得出，人们在提举重物时，把手的材质（塑料或硅胶）并不会影响人们对重物的主观重量知觉，而实际上，人们的主观重量知觉又往往会比客观的实际重量偏轻，这又可能是导致工业生产实际中一些人工提举活动中工人出现肌肉骨骼疾病的重要原因之一。

为了减少这一类工业伤害，研究建议与人工物料提举有关的企业在相关培训中给员工提供一些有关“重量错觉”效应的内容培训，让员工对于重量感知和职业健康之间的联系建立一定的意识，同时，加强员工（尤其是男性员工）的重量感知训练，通过重复性训练，提高员工的重量感知能力。

研究重物把手仅限于塑料把手和硅胶把手，建议更进一步对其他類型的重物把手，如铁质把手、木质把手、波浪型把手、直柄型把手等进行研究探讨。

参考文献：

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