כאן, אנו מציגים שיטה סטנדרטית למדידת הרטט המועבר ביד מידות של טרקטור בעל ציר יחיד עם התייחסות מיוחדת לשינויים בכוח האחיזה ובתדירות הרטט.
מאמר שיטה
כאן, אנו מציגים שיטה סטנדרטית למדידת הרטט המועבר ביד מידות של טרקטור בעל ציר יחיד עם התייחסות מיוחדת לשינויים בכוח האחיזה ובתדירות הרטט.
מפעילי טרקטורים יד חשופים לרמות גבוהות של רטט המועבר ביד (HTV). רטט זה, אשר יכול להיות גם מרגיז ומסוכן לבריאות האדם, מוענק למפעיל באמצעות ידיו וזרועותיו. עם זאת, שיטה סטנדרטית למדידת HTV של טרקטורים ביד טרם הוגדרה. מטרת המחקר הייתה להציג שיטה ניסיונית לחקירת התגובה הביודינמית והתמרנות הרטט של מערכת זרוע היד במהלך פעולת טרקטור יד במצב נייח. המדידות בוצעו עם עשרה נבדקים באמצעות שלושה כוחות אחיזה ושלוש רמות רטט ידית כדי לבחון את ההשפעות של לחץ היד ותדירות על רטט המועבר ביד (HTV). התוצאות מצביעות על כך שההידוק של האחיזה בידית משפיע על תגובת הרטט של מערכת זרוע היד, במיוחד בתדרים שבין 20 ל-100 הרץ. העברת התדרים הנמוכים יותר במערכת זרוע היד הייתה יחסית לא מנוצלת. לשם השוואה, הנחתה נמצאה מסומנת למדי עבור תדרים גבוהים יותר במהלך הפעולה של טרקטור היד. טרנסמיסיות הרטט לחלקים שונים של מערכת זרוע היד פחתה עם הגדלת המרחק ממקור הרטט. המתודולוגיה המוצעת תורמת לאיסוף נתונים עקביים להערכת חשיפה לרטט מפעיל ולפיתוח ארגונומיה של טרקטורים ידניים.
טרקטורים ידניים, הידועים גם בשם עובדי כוח, נמצאים בשימוש נרחב במדינות מתפתחות להכנת קרקעות של שדות קטנים. פעולת השדה של טרקטור יד כרוכה בהליכה מאחורי המכונה והחזקת ידיותיה כדי לשלוט בתנועתה. מפעילי טרקטורים יד חשופים לרמות גבוהות של רטט, אשר ניתן לייחס מנוע צילינדר יחיד קטן וחוסר מערכת מתלים של טרקטורים יד1. תסמונת רטט זרוע היד (HAVS) 2 יכול להיגרם על ידיסיבולת ארוכת טווח מן הרטט, בשם רטט המועבר ביד (HTV), אשר נוצר על ידי טרקטור היד והתקבל על ידי הידיים של המפעיל. כדי להעריך את הסיכונים הבריאותיים הנגזרים מחשיפה של מפעילים ל- HTV של טרקטורים ביד, יש צורך לקבוע שיטה למדידת תגובת הרטט של מערכת זרוע היד.
מערכת זרוע היד מורכבת מעצמות, שרירים, רקמות, ורידים ועורקים, גידים ועור3, והמדידה הישירה של HTV מציבה בעיות רבות. התקנים הבינלאומיים הרלוונטיים4,5 מספקים קווים מנחים הנוגעים למדידת חומרת הרטט שנוצר בסביבה הקרובה של היד, כולל מערכת הקואורדינטות של היד, מיקום והרכבה של מדי תאוצה, משך המדידה, בעיות מחבר הכבלים וכו '. עם זאת, הסטנדרטים אינם לוקחים בחשבון משתנים מהותיים, כגון כוח האחיזה, תנוחת היד והזרוע, גורמים בודדים וכו '. גורמים אלה נבדקו בהרחבה תחת מגוון רחב של עירור רטט ותנאי בדיקה6,7,8,9,10,11,12,13, אבל התוצאות של חוקרים שונים אינם בהסכמה טובה. רבים מגורמים אלה לא הובנו מספיק כדי להיות משולבים בשיטות סטנדרטיות. הגבלה זו מיוחסת בחלקה למורכבויות של מערכת זרוע היד האנושית, לתנאי הבדיקה ולהבדלים בטכניקות הניסוי והמדידה שבהן נעשה שימוש.
יתר על כן, רוב המדידות הקודמות של HTV בוצעו בתנאים מבוקרים בקפידה עם עירור רטט אידיאלי, כוח אחיזה, ותנאי יציבה. הממצאים וההליכים הניסיוניים של מדידות אלה, אם כן, אינם יכולים לשכפל באמת את התנאים בעולם האמיתי, כגון תנאי הפעולה של טרקטורים ידניים. יתר על כן, רק מאמצים מוגבלים נעשו כדי ללמוד את HTV של טרקטורים יד עם מדידות שדה. מדידות אלה בוצעו באמצעות מדי תאוצה המחוברים לפרק כף היד, הזרוע, החזה והראש של המפעיל כדי למדוד את כל רטט הגוף בתנאי ההובלה של הטרקטור1, או בתנאים של עיקול בשדה עד פודינג בשדה שקוע עם רמות שונות של מהירויות מנוע14. ההשפעה של כוח האחיזה, אשר יכול להיות גורם מכריע של HTV7,8, לא היה מבודד. לפיכך, שיטות אלה אינן מתאימות להליכי מדידה סטנדרטיים בשל תנוחותיה הכפויות השונות של המפעילה בחקלאות המיוחסות לתנאי הסביבה הקשים.
המחקר הנוכחי נערך כדי לתרום להקמת נהלים אמינים וחוזרים על עצמם למדידת HTV של טרקטורים ביד במצב נייח. איור 1 מציג את הדיאגרמה הסכימטית של העיצוב הניסיוני. טרקטור יד המיוצר בסין ומשמש בדרך כלל על ידי חקלאים סינים הועסק, ועשרה עובדי מחקר נבחרו כנושאים למחקר. שבעה מדי תאוצה פיזואלקטריים קלים המחוברים למערכת זרועות הטרקטור שימשו למדידת הרטט. טכומטר אחד ושני חיישני לחץ דקים ניטרו את מהירות המנוע וכוח האחיזה במהלך הבדיקות. הנבדקים נדרשו להפעיל ברצף את טרקטור היד במהירויות מנוע מוגדרות ועם כוחות אחיזה מוגדרים כדי להשיג את מאפייני הרטט במצבים מבצעיים שונים. כתב יד זה מספק פרוטוקול מפורט למדידת HTV של מערכת זרועות הטרקטור עם התחשבות ייחודית בשינויים בכוח האחיזה ובתדירות הרטט.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל ההליכים אושרו על ידי ועדת האתיקה של אוניברסיטת צ'ונגצ'ינג לטכנולוגיה וכל נושא סיפק הסכמה מדעת בכתב לפני ההשתתפות במחקר זה.
1. הכנת טרקטור יד
2. הכנת נושא
3. הגדרת מערכת מדידה
4. ניסויים ורכישת נתונים
5. עיבוד וניתוח נתונים
(1)
(2)הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הניסוי בוצע במעבדה (טמפרטורת אוויר 22°C ± 1°C) בעשרה נבדקים בריאים(לוח 2)במהלך פעולת טרקטור יד במצב נייח.
בעקבות הפרוטוקול נאספו נתוני האצת רטט מהידית של טרקטור היד, כמו גם מהחלק האחורי של היד, פרק כף היד, הזרוע והכתף של כל נושא. הספקטרום של תאוצת הרטט המתרחשת בידית (קלט ליד) הושג. איור 8 מציג דוגמאות של התאוצות של תחום הזמן ותדר RMS על המזהה הייחודי ברמת מהירות המנוע של 3500 סל"ד למשך זמן נתון. ניכר כי האצת הרטט הייתה הגבוהה ביותר לאורך ציר ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול שהוצג במחקר זה נקבע על בסיס תקני HTV4,5,24, ופותח כצעדים סטנדרטיים למדידת HTV של מערכת זרוע היד האנושית במהלך הפעלת טרקטור יד במצב נייח. מצב זה הוא המצב היציב ביותר של טרקטור היד כדי לסייע להבטיח מדידה אמינה של הרטט מועבר למעשה ליד ולזרוע. טווח המשתנים הנחשב לביצוע הבדיקה, באמצעות התאמת מהירות המנוע וכוח האחיזה, מכסה את טווח הפעולה הרגיל והבטוח של טרקטור היד. בהתחשב במורכבות של מערכת זרוע היד, התוצאות הניסיוניות שניבו ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי הקרן למדעי הטבע של צ'ונגצ'ינג, סין (cstc2019jcyj-msxmX0046), הפרויקט של ועדת החינוך של צ'ונגצ'ינג של סין (KJQN202001127), ואת הפרויקט של ועדת המדע והטכנולוגיה של מחוז בנאן, צ'ונגצ'ינג, סין (2020TJZ010). המחברים מבקשים להודות לפרופ' יאן יאנג על מתן אתר הבדיקה. אנו גם מודים לד"ר ג'ינגשו וואנג ודה"ר ג'ינגחואה מא על הנחייתם להשתמש במכשור מדידת הרטט. תודה גם לנבדקים על שיתוף הפעולה בלב שלם במהלך הניסויים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מדי תאוצה | PCB Piezotronics Inc. | 352C33, 356A04 | משמש למדידת אותות רטט. כולל 2 מדי תאוצה תלת-ציריים ו-5 מדי תאוצה חד-ציריים. |
| CompactDAQ System | National Instruments | cRIO-9045, NI-9234 C | משמש לרכישת תאוצה. המערכת מורכבת משלדה ו-3 כרטיסי איסוף נתונים. |
| קליפר דיגיטלי | Sanliang | 160800635 | משמש למדידת מידות היד. |
| גוניומטר דיגיטלי | Sanliang | 802973 | משמש למדידת תנוחת היד והזרוע. |
| מחשב נייד | Lenovo | Ideapad 500s | להפעלת התוכנות. |
| Matlab | MathWorks בע"מ | גרסה 2020a | משמשת לעיבוד נתונים. |
| NI SignalExpress | National Instruments | Trial גרסה 2015 | השתמש כדי לרכוש, לנתח ולהציג נתוני תאוצה. |
| טכומטר | Sanliang | TM 680 | משמש למדידת מהירות המנוע. |
| מערכת חישת לחץ סרט דק | YourCee | n/a | משמש למדידת כוח האחיזה. המערכת מורכבת משני חיישני סרט דק, שבב יחיד STM32 ותצוגת LED. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה