هنا، نقدم طريقة موحدة لقياس الاهتزاز المنقول باليد من مقابض جرار أحادي المحور مع إشارة خاصة إلى التغيرات في قوة القبضة وتردد الاهتزاز.
مقالة منهجية
هنا، نقدم طريقة موحدة لقياس الاهتزاز المنقول باليد من مقابض جرار أحادي المحور مع إشارة خاصة إلى التغيرات في قوة القبضة وتردد الاهتزاز.
يتعرض مشغلو الجرارات اليدوية لمستويات عالية من الاهتزاز المنقول باليد (HTV). هذا الاهتزاز، الذي يمكن أن يكون مزعجا وخطرا على صحة الإنسان، يتم نقله إلى المشغل عن طريق يديه وذراعيها. ومع ذلك، لم يتم بعد تحديد طريقة موحدة لقياس HTV من الجرارات اليدوية. وكان الهدف من الدراسة هو تقديم طريقة تجريبية للتحقيق في الاستجابة الحيوية وقابلية نقل الاهتزاز لنظام الذراع اليدوية أثناء تشغيل جرار يدوي في وضع ثابت. تم إجراء القياسات مع عشرة مواضيع باستخدام ثلاث قوى قبضة وثلاثة مستويات اهتزاز مقبض لفحص تأثيرات ضغط اليد والتردد على الاهتزاز المنقول باليد (HTV). وتشير النتائج إلى أن ضيق قبضة المقبض يؤثر على استجابة الاهتزاز لنظام الذراع اليدوية، وخاصة عند الترددات بين 20 و 100 هرتز. وكان انتقال الترددات المنخفضة في نظام الذراع اليدوية غير مخفف نسبيا. وبالمقارنة، وجد أن التوهين ملحوظ تماما بالنسبة للترددات الأعلى أثناء تشغيل جرار اليد. انخفض قابلية الاهتزاز إلى أجزاء مختلفة من نظام الذراع اليدوية مع زيادة المسافة من مصدر الاهتزاز. وتساهم المنهجية المقترحة في جمع بيانات متسقة لتقييم تعرض المشغل للاهتزاز وتطوير بيئة العمل للجرارات اليدوية.
وتستخدم الجرارات اليدوية، المعروفة أيضا باسم "تيلرسون الطاقة"، على نطاق واسع في البلدان النامية لإعداد الأراضي في الحقول الصغيرة. تتضمن العملية الميدانية لجرار يدوي المشي خلف الآلة والاحتفاظ بمقابضها للتحكم في حركتها. يتعرض مشغلو الجرارات اليدوية لمستويات عالية من الاهتزاز، والتي يمكن أن تعزى إلى محرك اسطوانة واحدة صغيرة وعدم وجود نظام تعليق من الجرارات اليدوية1. يمكن أن يكون سبب متلازمة اهتزاز الذراع اليدوية (HAVS)2 من القدرة على التحمل لفترة طويلة من الاهتزاز ، واسمه الاهتزاز المنقول باليد (HTV) ، الذي يولده جرار اليد ويتلقى من قبل أيدي المشغل. لتقييم المخاطر الصحية الناجمة عن تعرض المشغلين ل HTV من الجرارات اليدوية ، من الضروري وضع طريقة لقياس استجابة الاهتزاز لنظام الذراع اليدوية.
يتكون نظام الذراع اليدوي من العظام والعضلات والأنسجة والأوردة والشرايين والأوتار والجلد3، والقياس المباشر ل HTV يطرح العديد من المشاكل. المعايير الدولية ذات الصلة4،5 توفر المبادئ التوجيهية المتعلقة بقياس شدة الاهتزاز المتولدة في المنطقة المجاورة مباشرة من جهة ، بما في ذلك نظام تنسيق اليد ، وموقع وتركيب مقاييس التسارع ، ومدة القياس ، ومشاكل موصل الكابل ، الخ. ومع ذلك ، فإن المعايير لا تأخذ في الاعتبار المتغيرات الجوهرية ، مثل قوة القبضة ، ووضع اليد والذراع ، والعوامل الفردية ، وما إلى ذلك. وقد تم فحص هذه العوامل على نطاق واسع في ظل مجموعة واسعة من الإثارة الاهتزاز وظروف الاختبار6،7،8،9،10،11،12،13، ولكن نتائج المحققين المختلفة ليست في اتفاق جيد. ولم يفهم بما فيه الكفاية أن العديد من هذه العوامل قد أدرجت في الأساليب الموحدة. ويعزى هذا التقييد جزئيا إلى تعقيدات نظام الذراع اليدوية البشرية، وظروف الاختبار، والاختلافات في التقنيات التجريبية وتقنيات القياس المستخدمة.
وعلاوة على ذلك، تم تنفيذ معظم القياسات السابقة من HTV في ظل ظروف تسيطر عليها بعناية مع الإثارة الاهتزاز المثالي، وقوة قبضة، والظروف الوضعية. ولذلك، فإن النتائج والإجراءات التجريبية لهذه القياسات قد لا تكرر حقا ظروف العالم الحقيقي، مثل ظروف تشغيل الجرارات اليدوية. وعلاوة على ذلك، لم تبذل سوى جهود محدودة لدراسة مركبة HTV للجرارات اليدوية ذات القياسات الميدانية. تم إجراء هذه القياسات باستخدام مقاييس التسارع المرفقة بمعصم المشغل وذراعه وصدره ورأسه لقياس اهتزاز الجسم كله تحت ظروف نقل الجرار1، أو في ظل ظروف الحرث في حقل مزلق والتمايل في حقل مغمور بمستويات مختلفة من سرعات المحرك14. لم يكن تأثير قوة قبضة، والتي يمكن أن تكون عاملا حاسما من HTV7،8، معزولة. ولذلك فإن هذه الأساليب غير مناسبة كمقاييس موحدة بسبب المواقف القسرية المختلفة للمشغل أثناء الزراعة التي تعزى إلى الظروف البيئية القاسية.
وقد أجري هذا البحث للمساهمة في وضع إجراءات موثوقة وقابلة للتكرار لقياس الجرارات اليدوية في مركبة HTV في وضع ثابت. ويعرض الشكل 1 الرسم التخطيطي للتصميم التجريبي. وتم استخدام جرار يدى مصنع فى الصين ويشيع استخدامه من قبل المزارعين الصينيين ، وتم اختيار عشرة من العاملين فى مجال الابحاث كمواضيع للدراسة . واستخدمت سبعة مقاييس تسارع كهرومغناطيسية خفيفة الوزن متصلة بنظام الذراع اليدوية للجرار لقياس الاهتزاز. رصد مقياس سرعة واحد واثنين من أجهزة استشعار الضغط رقيقة الفيلم سرعة المحرك وقوة قبضة أثناء الاختبار. وكان مطلوبا من الأشخاص لتشغيل جرار اليد بشكل تسلسلي بسرعات محرك محددة ومع قوى قبضة محددة للحصول على خصائص الاهتزاز في أوضاع تشغيلية مختلفة. توفر هذه المخطوطة بروتوكولا مفصلا لقياس HTV لنظام الذراع اليدوية للجرار مع النظر بشكل فريد في التغيرات في قوة القبضة وتردد الاهتزاز.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وقد وافقت لجنة الأخلاقيات بجامعة تشونغتشينغ للتكنولوجيا على جميع الإجراءات، وقدم كل موضوع موافقة خطية مستنيرة قبل المشاركة في هذه الدراسة.
1. إعداد جرار اليد
2. إعداد الموضوع
3. إعداد نظام القياس
4. التجربة والحصول على البيانات
5. معالجة البيانات وتحليلها
(1)
(2)الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
أجريت التجربة في المختبر (درجة حرارة الهواء 22.0 درجة مئوية ± 1.5 درجة مئوية) على عشرة مواضيع صحية(الجدول 2)أثناء تشغيل جرار يدوي في حالة ثابتة.
بعد البروتوكول، تم جمع بيانات تسارع الاهتزاز من مقبض جرار اليد، وكذلك الجزء الخلفي من اليد والمعصم والذراع والكتف لكل موضوع. تم الحصول على طيف تسارع الاهتزاز الذي يحدث عند المقبض (إدخال اليد). يعرض الشكل 8 عينات من المجال الزمني وتسارع مجال تردد RMS على المقبض عند مستوى سرعة المحرك 3500 دورة في الدقيقة لم...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم وضع البروتوكول المقدم في هذه الدراسة على أساس معايير HTV4و5و24، وتم تطويره كخطوات قياسية لقياس HTV لنظام الذراع اليدوي البشري أثناء تشغيل جرار يدوي في حالة ثابتة. هذا الشرط هو الحالة الأكثر استقرارا من جرار اليد للمساعدة في ضمان قياس موثوق بها من الاهتزاز تنتقل فعلا إلى اليد والذراع. مجموعة المتغيرات التي تعتبر لإجراء الاختبار، عن طريق تعديل سرعة المحرك وقوة قبضة، ويغطي نطاق التشغيل العادي والآمن للجرار اليد. وبالنظر إلى تعقي...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.
وقد دعم هذا العمل مؤسسة العلوم الطبيعية في تشونغتشينغ، الصين (cstc2019jcyj-msxmX0046)، ومشروع لجنة تشونغتشينغ التعليمية الصينية (KJQN202001127)، ومشروع لجنة العلوم والتكنولوجيا في منطقة بانان، تشونغتشينغ، الصين (2020TJZ010). ويود المؤلفون أن يشكروا البروفيسور يان يانغ على توفير موقع الاختبار. كما أننا ممتنون للدكتور جينغشو وانغ والدكتور جينغهوا ما لتوجيههما باستخدام أجهزة قياس الاهتزاز. ويرجع الفضل أيضا إلى المواضيع لتعاونهم الصادق خلال التجارب.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مقاييس التسارع | ثنائي الفينيل متعدد الكلور Piezotronics Inc. | 352C33 ، 356A04 | تستخدم لقياس إشارات الاهتزاز. بما في ذلك 2 مقاييس تسارع ثلاثية المحاور و 5 مقاييس تسارع أحادية المحور. |
| CompactDAQ System | National Instruments | cRIO-9045 ، NI-9234 C | تستخدم للحصول على التسارع. يتكون النظام من هيكل و 3 بطاقات للحصول على البيانات. |
| الفرجار الرقمي | Sanliang | 160800635 | يستخدم لقياس أبعاد اليد. |
| مقياس الزوايا الرقمي | Sanliang | 802973 | يستخدم لقياس وضعية اليد والذراع. |
| كمبيوتر محمول | Lenovo | Ideapad 500s | لتشغيل البرامج. |
| شركة Matlab | MathWorks | الإصدار 2020a | يستخدم لمعالجة البيانات. |
| SignalExpress | National Instruments | Trial الإصدار 2015 | استخدم للحصول على بيانات التسارع وتحليلها وتقديمها. |
| مقياس سرعة الدوران | Sanliang | TM 680 | يستخدم لقياس سرعة المحرك. |
| نظام استشعار ضغط الأغشية الرقيقة | YourCee | n / a | يستخدم لقياس قوة القبضة. يتكون النظام من 2 مستشعرات رقيقة ، وشريحة STM32 أحادية وشاشة LED. |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن