Meting van de handgedraagbaretrilling van het menselijke handarmsysteem tijdens de werking van een handtractor

Het algemene doel van dit experiment is om de biodynamische respons en trillingstransmissibility van het handarmsysteem tijdens de werking voor handtractor te onderzoeken. Deze studie biedt een protocol voor handgedraagbare trillingsmeting van het tractor-hand-armsysteem met inachtneming van veranderingen in de gripkracht en trillingsfrequentie. Deze methode zal nuttig zijn voor het begrijpen van de trillingsoverdrachtskenmerken van het handarmsysteem.

Begin, plaats de handtractor op een testlocatie met droog, stevig en een vlak grondoppervlak. Verwijder de elastomeermaterialen van de handgrepen. Na het verkrijgen van geïnformeerde toestemming van alle proefpersonen, meet u de lichaamsafmetingen van elk onderwerp, inclusief staande hoogte, massa, onderarmlengtes, lengte van de bovenarm en handlengte.

Wikkel de versnellingsmeteradapters stevig op de hand en arm van elk onderwerp. Elke adapter was gemaakt met behulp van een nylon band en een stuk gegalvaniseerd ijzeren vel om een stijve en lichte bevestiging te bieden. De versnellingsmeteradapters werden gewikkeld op de plaatsen van de achterkant van de hand, distaal uiteinde van de onderarm, proximaal uiteinde van de onderarm, distaal uiteinde van de bovenarm, proximaal uiteinde van de bovenarm en het acromion.

Voordat u een meting start, verzamelt u alle componenten van het meetsysteem, waaronder versnellingsmeters, gegevensverwervingssysteem, dunne-filmdrukdetectiesysteem, toerenteller, digitale goniometer, versnellingsmeteradapters en andere relevante componenten. Om het versnellingsmeetsysteem in te stellen, sluit u eerst met behulp van de versnellingsmeterkabels de versnellingsmeters aan op de gegevensverwervingskaart. sluit het chassis met behulp van een Ethernet-kabel aan op de computer.

Bevestig vervolgens een triaxiale versnellingsmeter aan de linkerhandgreep of de handtractor en bevestig de andere op de versnellingsmeteradapter van de linkerhand van het onderwerp. Bevestig een-voor-een een-as versnellingsmeters op de versnellingsmeteradapters van de arm en schouder van het onderwerp. Pas de oriëntaties van de triaxiale versnellingsmeters aan om consistent te zijn met het opgegeven coördinatensysteem.

Bevestig ten slotte met plakband de versnellingsmeterkabels op het huidoppervlak van de arm van het onderwerp en het stuur van de tractor. Om het grijpkrachtmeetsysteem in te stellen, bevestigt u eerst met dubbelzijdig plakband twee dunne-filmsensoren aan de linkergreep van de handtractor. Plaats vervolgens het schermsysteem op een geschikte hoogte.

Zodat het onderwerp de grijpkracht tijdens de werking van de handtractor kon bewaken en aanpassen aan het opgegeven niveau. Instrueer het onderwerp daarna om de handgreep in een horizontale positie te houden en op te tillen. Meet de hand- en armhouding van het onderwerp met behulp van een digitale goniometer, inclusief de horizontale abductie van de schouder, de verticale abductie van de schouder, de elleboogverlenging, de polsverlenging en de polsafwijking.

Vraag de proefpersoon om de houding te behouden tot het einde van de proef. Start de handtractor in neutraal en blijf draaien bij een laag motortoerental totdat deze gestabiliseerd is. Schakel de toerenteller, het dunne-filmdrukdetectieapparaat, de laptopcomputer en het versnellingsgegevensverwervingssysteem in.

Stel de parameters van versnelling, acquisitiemodus en bemonsteringsfrequentie in voor gegevensverzameling. Klik op Uitvoeren en wacht ongeveer tien seconden totdat het systeem is gestabiliseerd en klik vervolgens op Opnemen om te beginnen met het opnemen van de versnellingsgegevens. Vraag het onderwerp tijdens het testen om de toerenteller te controleren en het motortoerental aan te passen tot 1500 omwentelingen per minuut totdat deze is gestabiliseerd.

Instrueer vervolgens het onderwerp de gripkracht zorgvuldig aan te passen tot 20 Newton en houd deze gripkracht ongeveer 30 seconden op peil. Pas vervolgens de gripkracht aan op 30 Newton en houd ongeveer 30 seconden. En pas vervolgens de grijpkracht aan tot 40 Newton en houd ongeveer 30 seconden.

Stel daarna het motortoerental in op 2.500 omwentelingen per minuut en herhaal de bovenstaande procedure van het instellen van de gripkracht. Stel ten slotte het motortoerental in op 3.500 omwentelingen per minuut en herhaal de bovenstaande procedures voor het afstellen van de gripkracht. Geef de proef aan het einde van de proef de opdracht om de handgreep neer te leggen en de motor van de handtractor uit te schakelen.

Sla de trillingsversnellingsgegevens op, verwijder en plaats de versnellingsmeters op het volgende onderwerp. Herhaal de bovenstaande stappen tot het einde van de gegevensverzamelingen van alle onderwerpen. En exporteer de versnellingstijdreeksgegevens voor verdere analyse.

Deze plots geven voorbeelden weer van het tijddomein en frequentiedomeinversnellingen op de handgreep voor een halve seconde tijdsduur. De maximale versnelling van de X- en Z-richtingen vond plaats met een frequentie van 58 Hertz. Het grootste deel van de trillingsenergie bleek gecentraliseerd te zijn in het frequentiebereik van 50 tot 200 hertz.

De gemiddelde relatie tussen de grijpkracht en wortelgemiddelde vierkante versnelling van het handarmsysteem werd verkregen. Er werd waargenomen dat de toename van de grijpkracht de trillingsversnelling verhoogde, met name bij frequenties tussen 20 en 100 Hertz. En de drie resonantiefrequenties bleken bijna lineair toe te nemen met de toename van de grijpkracht.

Ondertussen werd de relatie tussen het motortoerental en de wortel-ondertussen-vierkante versnelling verkregen. Zoals in de waarnemingspunten is aangetoond, werden lagere frequenties relatief ongenattenuated uitgezonden. Terwijl demping vrij duidelijk was voor hogere frequenties.

Het is dus redelijk om te concluderen dat het grootste deel van de trillingsenergie in de hand en de onderarm werd afgevoerd. Dit cijfer geeft de gemiddelde overdraagbaarheid op verschillende locaties van het handarmsysteem aan. Er werd vastgesteld dat de overdraagbaarheid van het handarmsysteem afnam met de toename van de afstand tot de trillingsbron.

De hoogste overdraagbaarheid werd aan de achterkant van de hand waargenomen. De resonantiefrequentie van de pols- en elleboogoverdraagbarelijkheid was ongeveer 20 hertz. Er werd ook vastgesteld dat alleen trillingen van minder dan 25 Hertz effectief werden overgedragen op de onderarm, bovenarm en de schouder.

Deze methode werd vastgesteld op basis van handgedraagbaretrillingsnormen en werd ontwikkeld als een standaardprotocol voor de meting van de handgedraagbare trillingen van het menselijke handarmsysteem tijdens de werking van een handtractor in stationaire toestand. Het totale gewicht van de versnellingsmeter en adapter moet zo licht mogelijk zijn om meetfouten te verminderen. De testproef van elk onderwerp moet zonder onderbreking worden voltooid om het effect van de werkhouding te verminderen.

De belangrijkste potentiële toepassingen van de voorgestelde methodologie zijn de schatting van de interactieverschijnselen tussen mens en tractor, de ergonomische ontwikkeling van handtractoren en de ontwikkeling van beschermende voorzieningen zoals isolatoren en handschoenen.