森林灭火手泵是一种便携式灭火器具。在我国,森林灭火手泵操作的作业环境十分恶劣。同时,不合理的森林灭火手泵操作力及操作界面参数会导致作业负荷加大,造成作业疲劳,甚至会导致职业性的骨骼肌肉疾病。因此,从职业工效学的角度,对操作森林灭火手泵的姿势和操作力进行生物力学实验和理论的研究十分必要。本文利用生理学研究方法,通过对森林灭火手泵的静态操作力进行了研究,探讨和分析了影响操作者体力工作能力的因素;分析了作业姿势、工具尺寸、人体特征对静态操作力的影响;研究了森林灭火手泵操作界面参数对以心率变化和表面肌电为表征的人体生理负荷的影响;建立了手泵操作的手臂运动模型,分析了模拟森林灭火手泵作业时上肢的受力情况,并对手泵作业姿势进行了计算机仿真;利用静力学原理和人体平衡功能的实验方法,对森林灭火手泵作业时水囊背负对人体的脊柱受力及平衡功能影响进行了研究;基于以上研究的结果,建立了森林灭火手泵的多层次模糊评价体系。研究表明:在不同操作姿势下,手泵最大静态操作力存在差异,而姿势受手泵长度和灭火目标的影响。手泵操作界面参数中的握持长度、握持直径、操作姿势的影响显著（p＜0.05）,450～800mm的工作长度较适合中国人体尺寸;握持直径在35mm时有利于发挥体力工作能力;当抓握轴向上时手泵的静态操作力比向下时大。对森林灭火手泵操作界面参数对人体生理负荷进行分析时,发现森林灭火手泵操作界面参数对全身性生理负荷及局部肌肉负荷都有影响;手泵握持长度对心率增加比率影响显著（p＜0.05）,800mm的握持长度引起的全身性生理负荷较大;发现手泵握持直径对肱二头肌的iEMG影响显著（p＜0.05）,35mm直径时肌肉的生理负荷较小。建立了森林灭火手泵操作的力学模型,求解出活动最大操作力的手臂与森林灭火手泵空间角度;建立了森林灭火手泵操作时的简化手臂运动系统,运用运动几何学原理,得到手泵操作姿势的可视化仿真;在此基础上,开发了森林灭火手泵操作参数人机工程分析界面,运用该分析界面,可以方便地计算出对于不同的人体尺寸,最合理的手泵握持长度、握持直径、工作压力。森林灭火手泵作业时,水囊的背负增加了作业的负荷和跌倒的可能性。利用静力学原理,在对背负时胸腹腔内压和肌力分析的前提下,建立了水囊背负时脊柱的受力模型,并对脊柱受力进行了分析,探讨了水囊重量、背负姿势对L₅/S₁椎间盘压力的影响,初步确定较安全的背负极限及背负姿势;利用衡量身体动摇的生理指标,在对水囊背负时的身体平衡功能进行研究时发现,水囊形式对身体动摇指标的动摇总轨迹长、前后动摇轨迹长及动摇速度影响显著（p＜0.05）;背袋式水囊较有利于人体平衡功能和平衡的主观感受。基于以上研究结果,建立了森林灭火手泵工效学评价体系,确定了模糊隶属度函数,并通过实验方法得到评价的权重向量,在此基础上,建立了森林灭火手泵多层次模糊评价模型,并以三种型号的手泵为例,对其工效学进行了模糊综合评价。本研究为确定森林灭火手泵操作的操作力提供参考,对研究操作姿势对体力工作能力和生理负荷的影响、工具的设计和改进、矫正不良作业姿势、降低作业疲劳、预防和降低职业性骨骼肌肉损伤、提高工作效率,具有重要的理论价值和现实意义。