قياس اهتزاز اليد المرسلة من نظام ذراع اليد البشرية أثناء تشغيل جرار اليد

والهدف العام لهذه التجربة هو التحقيق في الاستجابة الحيوية وقابلية نقل الاهتزاز لنظام الذراع اليدوية أثناء عملية جرار اليد. توفر هذه الدراسة بروتوكولا لقياس الاهتزاز المرسل باليد لنظام الذراع اليدوية جرار مع النظر في التغيرات في قوة قبضة وتردد الاهتزاز. هذه الطريقة سوف تكون مفيدة لفهم خصائص انتقال الاهتزاز من نظام الذراع اليدوية.

تبدأ، وضع جرار اليد في موقع اختبار مع سطح الأرض الجافة، وشركة ومستوى. إزالة المواد المرنة من المقابض. بعد الحصول على موافقة مستنيرة من جميع الأشخاص، قم بقياس أبعاد جسم كل موضوع بما في ذلك الارتفاع الدائم والكتلة وأطوال الساعد وطول الذراع العلوي وطول اليد.

التفاف محولات التسارع بإحكام على يد وذراع كل موضوع. وكان كل محول ملفقة باستخدام حزام النايلون وقطعة من ورقة الحديد المجلفن لتوفير مرفق جامدة وخفيفة. كانت ملفوفة محولات التسارع في مواقع الجزء الخلفي من اليد، ونهاية البعيدة من الساعد، نهاية قريبة من الساعد، نهاية البعيدة من الذراع العلوي، نهاية قريبة من الذراع العلوي وacromion.

قبل البدء في القياس، اجمع جميع مكونات نظام القياس، بما في ذلك مقاييس التسارع، ونظام الحصول على البيانات، ونظام استشعار ضغط الأفلام الرقيقة، ومقياس السرعة، ومقياس التسارع الرقمي، ومحولات مقياس التسارع وغيرها من المكونات ذات الصلة. لإعداد نظام قياس التسارع، أولا، باستخدام كابلات مقياس التسارع، قم بتوصيل مقاييس التسارع ببطاقة الحصول على البيانات. باستخدام كابل إيثرنت، قم بتوصيل الهيكل بالكمبيوتر.

ثم قم بإرفاق مقياس تسارع ثلاثي المحاور على المقبض الأيسر أو جرار اليد، واربط الآخر بمحول مقياس التسارع في اليد اليسرى للموضوع. إرفاق مقاييس التسارع أحادية المحور واحدا تلو الآخر، على محولات مقياس التسارع في ذراع وكتف الشخص المعني. ضبط توجهات مقاييس التسارع ثلاثية المحاور لتكون متسقة مع نظام الإحداثيات المحدد.

وأخيرا، باستخدام شريط لاصق، قم بتأمين كابلات مقياس التسارع على سطح الجلد لذراع الشخص المعني ومقبض الجرار. لإعداد نظام قياس قوة القبضة ، أولا ، باستخدام شريط لاصق على الوجهين ، قم بإرفاق مستشعرين رقيقي الأفلام على المقبض الأيسر للجرار اليدوي. ثم ضع نظام الشاشة على ارتفاع ملائم.

بحيث يمكن لهذا الموضوع رصد وضبط قوة قبضة إلى المستوى المحدد أثناء تشغيل جرار اليد. بعد ذلك، تعليمات الموضوع لعقد ورفع المقبض إلى وضع أفقي. قياس وضعية اليد والذراع للموضوع باستخدام مقياس اليونيمتر الرقمي، بما في ذلك الاختطاف الأفقي للكتف، والاختطاف الرأسي للكتف، وتمديد الكوع، وتمديد المعصم وانحراف المعصم.

اطلب من الشخص المعني الحفاظ على الوضعية حتى نهاية المحاكمة. بدء جرار اليد في محايدة، والحفاظ على تشغيل بسرعة محرك منخفضة حتى تستقر. قم بتشغيل جهاز استشعار ضغط الأفلام الرقيقة وجهاز الكمبيوتر المحمول ونظام الحصول على بيانات التسارع.

تعيين معلمات التسارع ووضع الامتلاك ومعدل أخذ العينات لجمع البيانات. انقر فوق تشغيل وانتظر حوالي عشر ثوان حتى استقرار النظام، ثم انقر فوق تسجيل لبدء تسجيل بيانات تسريع. أثناء الاختبار، اطلب من الشخص المعني مراقبة مقياس السرعة وضبط سرعة المحرك إلى 1500 ثورة في الدقيقة حتى تستقر.

ثم، تعليمات هذا الموضوع ضبط قوة قبضة بعناية إلى 20 نيوتن، والحفاظ على هذا المستوى قوة قبضة لمدة 30 ثانية. بعد ذلك، ضبط قوة قبضة إلى 30 نيوتن والحفاظ على حوالي 30 ثانية. وبعد ذلك، ضبط قوة قبضة إلى 40 نيوتن والحفاظ على حوالي 30 ثانية.

بعد ذلك، ضبط سرعة المحرك إلى 2، 500 الثورات في الدقيقة الواحدة وتكرار الإجراء أعلاه من ضبط قوة قبضة. وأخيرا، ضبط سرعة المحرك إلى 3، 500 الثورات في الدقيقة الواحدة وتكرار الإجراءات المذكورة أعلاه للتكيف قوة قبضة. في نهاية المحاكمة، تعليمات الموضوع لاخماز مقبض وإيقاف تشغيل محرك جرار اليد.

حفظ بيانات تسارع الاهتزاز، وإزالة ووضع مقاييس التسارع على الموضوع التالي. كرر الخطوات أعلاه حتى نهاية مجموعات البيانات لكافة المواضيع. وتصدير بيانات السلسلة الزمنية للتسارع لمزيد من التحليل.

تعرض هذه المخططات نماذج من المجال الزمني وتسارع مجال التردد على المقبض لمدة نصف ثانية. وحدث التسارع الأقصى للاتجاهين X وZ على تردد 58 هيرتز. تم العثور على معظم الطاقة الاهتزاز لتكون مركزية في نطاق التردد من 50 إلى 200 هيرتز.

تم الحصول على متوسط العلاقة بين قوة قبضة وتسارع الجذر المتوسط مربع من نظام الذراع اليدوية. ولوحظ أن الزيادة في قوة قبضة زيادة تسارع الاهتزاز لا سيما في الترددات بين 20 و 100 هيرتز. ووجد أن ترددات الرنين الثلاثة تزداد خطيا تقريبا مع زيادة قوة القبضة.

وفي الوقت نفسه، تم الحصول على العلاقة بين سرعة المحرك والتسارع الجذر يعني مربع. وكما هو مبين في المؤامرات، فإن الترددات المنخفضة كانت ترسل دون تخفيف نسبيا. في حين أن التوهين كان ملحوظا تماما لترددات أعلى.

وبالتالي ، فمن المعقول أن نستنتج أن معظم الطاقة الاهتزازية تبددت في اليد والساعد. ويعرض هذا الرقم متوسط قابلية النقل في مواقع مختلفة من نظام الذراع اليدوية. وتبين أن قابلية نقل نظام الذراع اليدوية انخفضت مع زيادة المسافة من مصدر الاهتزاز.

ولوحظت أعلى قابلية للتحويل في الجزء الخلفي من اليد. كان التردد الرنانة للرسغ والكوع قابلية النقل حوالي 20 هيرتز. كما تبين أن الاهتزازات فقط من أقل من 25 هيرتز انتقلت بشكل فعال إلى الساعد والذراع العلوي والكتف.

وقد أنشئت هذه الطريقة على أساس معايير الاهتزاز المرسلة باليد، وتم تطويرها كبروتوكول قياسي لقياس الاهتزاز الذي تنقله اليد لنظام الذراع اليدوية البشرية أثناء تشغيل جرار يدوي في حالة ثابتة. يجب أن يكون الوزن الإجمالي لمقياس التسارع والمحول خفيفا قدر الإمكان لتقليل أخطاء القياس. يجب إكمال تجربة اختبار كل موضوع دون انقطاع للحد من تأثير وضع التشغيل.

وتتمثل التطبيقات المحتملة الرئيسية للمنهجية المقترحة في تقدير ظواهر التفاعل بين الإنسان والجرارات، وتطوير بيئة العمل للجرارات اليدوية، وتطوير أجهزة الحماية مثل الأجهزة العازلة والقفازات.