מדידת הרטט המועבר ביד של מערכת זרוע היד האנושית במהלך פעולת טרקטור יד

המטרה הכוללת של ניסוי זה היא לחקור את התגובה הביודינמית ואת יכולת הרטט של מערכת זרוע היד במהלך הפעולה לטרקטור יד. מחקר זה מספק פרוטוקול למדידת רטט המועברת ביד של מערכת זרועות הטרקטור-יד תוך התחשבות בשינויים בכוח האחיזה ובתדירות הרטט. שיטה זו תסייע להבנת מאפייני העברת הרטט של מערכת זרוע היד.

בגין, הנח את טרקטור היד באתר בדיקה עם משטח קרקע יבש, מוצק ומפלס. הסר את החומרים האלסטומריים של נקודות האחיזה. לאחר קבלת הסכמה מדעת מכל הנבדקים, יש למדוד את ממדי הגוף של כל נבדק כולל גובה עמידה, מסה, אורכי זרוע, אורך הזרוע העליונה ואורך היד.

לעטוף את מתאמי מד התאוצה בחוזקה על היד והזרוע של כל נושא. כל מתאם היה מפוברק באמצעות רצועת ניילון וחתיכת יריעת ברזל מגולוונת כדי לספק חיבור נוקשה וקל. מתאמי מד התאוצה נעטפו במקומות האחוריים של היד, קצה דיסטלי של האמה, קצה פרוקסימלי של האמה, קצה דיסטלי של הזרוע העליונה, קצה פרוקסימלי של הזרוע העליונה ואת אקרום.

לפני התחלת המדידה, לאסוף את כל הרכיבים של מערכת המדידה, כולל מדי תאוצה, מערכת רכישת נתונים, מערכת חישת לחץ סרט דק, טכומטר, גוניומטר דיגיטלי, מתאמי מד תאוצה ורכיבים רלוונטיים אחרים. כדי להגדיר את מערכת מדידת התאוצה, תחילה, באמצעות כבלי מד התאוצה, חבר את מדי התאוצה באמצעות כרטיס רכישת הנתונים. באמצעות כבל Ethernet, חבר את המארז למחשב.

לאחר מכן, חבר מד תאוצה תלת-צירי אחד על הידית השמאלית או על טרקטור היד, וחבר את השני למתאם מד התאוצה של יד שמאל של הנבדק. חבר מדי תאוצה חד-ציריים בזה אחר זה, על מתאמי מד התאוצה של הזרוע והכתף של הנבדק. התאם את הכיוונים של מדי התאוצה התלת-ציריים כך שיתאימו למערכת הקואורדינטות שצוינה.

לבסוף, באמצעות סרט דבק, אבטח את כבלי מד התאוצה על משטח העור של זרוע הנבדק וכידון הטרקטור. כדי להגדיר את מערכת מדידת כוח האחיזה, תחילה, באמצעות סרט הדבקה דו-צדדי, חבר שני חיישני סרט דק על הידית השמאלית של טרקטור היד. לאחר מכן, מקם את מערכת המסך בגובה נוח.

כך שהנושא יוכל לנטר ולהתאים את כוח האחיזה לרמה שצוינה במהלך פעולת טרקטור היד. לאחר מכן, הורה לנושא להחזיק ולהרים את נקודת האחיזה למיקום אופקי. למדוד את תנוחת היד והיד של הנושא באמצעות goniometer דיגיטלי, כולל חטיפה אופקית הכתף, חטיפה אנכית הכתף, הארכת המרפק, הארכת פרק כף היד ואת סטיית פרק כף היד.

בקש מהנושא לשמור על היציבה עד סוף המשפט. הפעל את טרקטור היד בניטרלי, והמשך לפעול במהירות מנוע נמוכה עד שהוא יתייצב. הפעל את הטכומטר, התקן חישת הלחץ של הסרט הדק, המחשב הנייד ומערכת איסוף נתוני ההאצה.

הגדר את הפרמטרים של האצה, מצב רכישה וקצב דגימה עבור איסוף נתונים. לחץ על הפעל והמתן כעשר שניות עד שהמערכת תתייצב ולאחר מכן לחץ על הקלט כדי להתחיל בהקלטת נתוני ההאצה. במהלך הבדיקה, בקשו מהנבדק לנטר את הטכומטר ולהתאים את מהירות המנוע ל-1,500 סיבובים בדקה עד לייצובו.

לאחר מכן, הורה לנושא להתאים את כוח האחיזה בזהירות ל-20 ניוטון, ולשמור על רמת כוח אחיזה זו למשך כ-30 שניות. לאחר מכן, כוונן את כוח האחיזה ל-30 ניוטון ושמור על 30 שניות. ואז, להתאים את כוח האחיזה ל40 ניוטון ולשמור על 30 שניות.

לאחר מכן, כוונן את מהירות המנוע ל-2,500 סיבובים לדקה וחזור על ההליך הנ"ל של כוונון כוח האחיזה. לבסוף, להתאים את מהירות המנוע ל 3, 500 סיבובים לדקה ולחזור על ההליכים לעיל של כוונון כוח אחיזה. בסוף המשפט, להורות לנושא להניח את הידית ולכבות את המנוע של טרקטור היד.

שמור את נתוני האצת הרטט, הסר והנח את מדי התאוצה בנושא הבא. חזור על השלבים לעיל עד לסוף אוספי הנתונים של כל הנושאים. ולייצא את נתוני סדרת זמן ההאצה לניתוח נוסף.

התוויות אלה מציגות דוגמאות של התאוצות של תחום הזמן ותחום התדירות במאזן המזהה למשך חצי שנייה. ההאצה המרבית של כיווני X ו- Z התרחשה בתדר של 58 הרץ. רוב אנרגיית הרטט נמצאה ריכוזית בטווח התדרים בין 50 ל -200 הרץ.

הקשר האכזרי בין כוח האחיזה לבין האצה ריבועית ממוצעת של מערכת זרוע היד הושג. נצפתה כי העלייה בכוח האחיזה הגבירה את האצת הרטט בעיקר בתדרים שבין 20 ל-100 הרץ. ושלושת תדרי התהודה נמצאו גדלים כמעט באופן ליניארי עם הגדלת כוח האחיזה.

בינתיים, הקשר בין מהירות המנוע לבין תאוצה שורש-ממוצע מרובע הושג. כפי שניתן לראות בחלקות, תדרים נמוכים יותר הועברו יחסית ללא טעם. בעוד, הנחתה היה מסומן למדי עבור תדרים גבוהים יותר.

לפיכך, סביר להסיק כי רוב האנרגיה הרטט התפוגגה ביד ובאמה. נתון זה מציג את ההמרה הממוצעת במקומות שונים של מערכת זרוע היד. נמצא כי ההעברה של מערכת זרוע היד פחתה עם הגדלת המרחק ממקור הרטט.

ההמרה הגבוהה ביותר נצפתה בחלק האחורי של היד. תדר התהודה של פרק כף היד והעברת המרפק היה בסביבות 20 הרץ. כמו כן נמצא כי רק תנודות של פחות מ-25 הרץ הועברו ביעילות לזרוע, לזרוע העליונה ולכתף.

שיטה זו הוקמה על בסיס תקני רטט המועברים ביד, ופותחה כפרוטוקול סטנדרטי למדידת הרטט המועבר ביד של מערכת זרוע היד האנושית במהלך הפעלת טרקטור יד במצב נייח. המשקל הכולל של מד התאוצה והמתאם צריך להיות קל ככל האפשר כדי להפחית שגיאות מדידה. יש להשלים את ניסוי הבדיקה של כל נבדק ללא הפרעה כדי להפחית את ההשפעה של תנוחת ההפעלה.

היישומים הפוטנציאליים העיקריים של המתודולוגיה המוצעת הם הערכת תופעות האינטראקציה בין אדם לטרקטור, התפתחות ארגונומיה של טרקטורים ביד ופיתוח מכשירי הגנה כגון מבודדים וכפפות.