Здесь мы представляем стандартизированный метод измерения вибрации руки от ручек односемейного трактора с особым упоминанием об изменениях силы захвата и частоты вибрации.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Здесь мы представляем стандартизированный метод измерения вибрации руки от ручек односемейного трактора с особым упоминанием об изменениях силы захвата и частоты вибрации.
Операторы ручных тракторов подвергаются воздействию высоких уровней вибрации, передаваемой вручную (HTV). Эта вибрация, которая может быть как любой и опасной для здоровья человека, передается оператору через его руки и руки. Однако стандартизированный метод измерения HTV ручных тракторов еще предстоит определить. Целью исследования было представить экспериментальный метод исследования биодинамической реакции и вибрационное трансмиссивность системы ручной руки при эксплуатации ручного трактора в стационарном режиме. Измерения были выполнены с десятью предметами, использующими три силы захвата и три уровня вибрации ручки для изучения влияния давления рук и частоты на передаваемой вручную вибрации (HTV). Результаты показывают, что герметичность сцепления на ручке влияет на вибрационную реакцию системы рук и рук, особенно на частотах от 20 до 100 Гц. Передача более низких частот в системе рукоукладопередачи была относительно неухотной. Для сравнения, было установлено, что за время эксплуатации ручного трактора довольно заметно для более высоких частот. Вибрационная трансмиссия в различные части системы рук и рук уменьшилась с увеличением расстояния от источника вибрации. Предлагаемая методология способствует сбору согласованных данных для оценки воздействия вибрации оператора и эргономичной разработки ручных тракторов.
Ручные тракторы, также известные как силовые культиваторы, широко используются в развивающихся странах для подготовки малых месторождений. Полевая эксплуатация ручного трактора включает в себя ходьбу за машиной и проведение ее ручки для управления его движением. Операторы ручных тракторов подвергаются воздействию высоких уровней вибрации, что можно объяснить небольшим одноцилиндровым двигателем и отсутствием системы подвески ручныхтракторов 1. Синдром вибрации рук и рук (HAVS)2 может быть вызван длительной выносливостью от вибрации, названной вибрацией передачи рук (HTV), которая генерируется ручным трактором и получена руками оператора. Для оценки рисков для здоровья, связанных с воздействием операторов на HTV ручных тракторов, необходимо установить метод измерения вибрационное реагирование системы ручной руки.
Ручная система состоит из костей, мышц, тканей, вен и артерий, сухожилийи кожи 3, и прямое измерение HTV создает много проблем. Соответствующие международныестандарты 4,5 обеспечивают руководящие принципы, касающиеся измерения тяжести вибрации, генерируемой в непосредственной близости от руки, включая систему координат для руки, расположение и монтаж акселерометров, продолжительность измерения, проблемы с кабельным разъемом и т.д. Тем не менее, стандарты не принимают во внимание внутренние переменные, такие как сила захвата, поза руки и руки, отдельные факторы и т.д.. Эти факторы были тщательно изучены в широком диапазоне вибрационных возбужденийи тестовых условий 6,7,8,9,10,11,12,13,но результаты различных исследователей не в хорошем согласии. Многие из этих факторов недостаточно изучены для включения в стандартные методы. Это ограничение частично объясняется сложностью системы рукоукладоведения человека, условиями испытаний и различиями в используемых экспериментальных и измерительных методах.
Кроме того, большинство предыдущих измерений HTV проводились в тщательно контролируемых условиях с идеализированными вибрационными возбуждениями, силой захвата и постуральными условиями. Таким образом, результаты и экспериментальные процедуры этих измерений могут не воспроизводить реальные условия, такие, как условия эксплуатации ручных тракторов. Кроме того, были предприняты лишь ограниченные усилия по изучению НТВ ручных тракторов с помощью полевых измерений. Эти измерения были проведены с помощью акселерометров, прикрепленных к запястью оператора, руке, груди и голове для измерения вибрации всеготела в условиях транспортировки трактора 1,или в условиях облеаки в пытном поле и пудирования в погруженном поле с различными уровнямискорости двигателя 14. Эффект силы захвата, который может быть решающим фактором HTV7,8, не был изолирован. Поэтому эти методы не подходят в качестве стандартизированных процедур измерения из-за различных вынужденных поз оператора во время ведения сельского хозяйства, приписываемых суровым экологическим условиям.
В настоящее время были проведены исследования, способствующие созданию надежных и повторяемых процедур измерения ручных тракторов HTV в стационарном режиме. На рисунке 1 представлена схематическая схема экспериментального дизайна. Ручной трактор, изготовленный в Китае и широко используемый китайскими фермерами, был нанят, и десять научных работников были выбраны в качестве субъектов для исследования. Для измерения вибрации были использованы семь легких пьезоэлектрических акселерометров, прикрепленных к тракторно-ручной системе. Один тахометр и два тонкосемейных датчика давления отслеживали скорость двигателя и силу сцепления во время испытаний. Субъекты должны были последовательно эксплуатировать ручной трактор на заданных скоростях двигателя и с указанными силами сцепления для получения характеристик вибрации в различных режимах работы. Эта рукопись содержит подробный протокол для измерения HTV трактора-руки системы с уникальным рассмотрением изменений в силе захвата и частоты вибрации.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все процедуры были одобрены Комитетом по этике Чунцинского технологического университета, и каждый предмет дал письменное информированное согласие до участия в этом исследовании.
1. Подготовка ручного трактора
2. Тема подготовки
3. Установка измерительных систем
4. Эксперимент и сбор данных
5. Обработка и анализ данных
(1)
(2)Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Эксперимент проводился в лаборатории (температура воздуха 22,0 градусов по Цельсию ± 1,5 градуса по Цельсию) на десяти здоровых предметах(таблица 2)во время работы ручного трактора в стационарном состоянии.
По протоколу, данные об ускорении вибрации были собраны с ручки ручного трактора, а также задней части руки, запястья, руки и плеча каждого предмета. Получен спектр ускорения вибрации, происходящего на ручке (вход в руку). На рисунке 8 отобража...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол, представленный в данном исследовании, был создан наоснове стандартовHTV 4,5,24, и был разработан в качестве стандартных шагов для измерения HTV человеческой ручной руки системы во время работы ручного трактора в стационарном состоянии. Это состояние является наиболее стабильным состоянием ручного трактора, чтобы помочь обеспечить надежное измерение вибрации на самом деле передается на руку и руку. Диапазон переменных, ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторов нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана Фондом естественных наук Чунцина, Китай (cstc2019jcyj-msxmX0046), проектом Комиссии по образованию Чунцина Китая (KJ'N202001127), а также проектом Комиссии по науке и технологиям округа Банань, Чунцин, Китай (2020TJ-010). Авторы хотели бы поблагодарить профессора Яна Яна за предоставление испытательного полигона. Мы также признательны д-ру Цзиншу Вану и д-ру Цзинхуа Ма за их руководство по использованию приборов измерения вибрации. Спасибо также из-за субъектов за их искреннее сотрудничество во время экспериментов.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Акселерометры | PCB Piezotronics Inc. | 352C33, 356A04 | Используется для измерения сигналов вибрации. В том числе 2 трехосевых акселерометра и 5 одноосевых акселерометров. |
| Система CompactDAQ | National Instruments | cRIO-9045, NI-9234 C | Используется для сбора данных с ускорением. Система состоит из шасси и 3 плат сбора данных. |
| Цифровой штангенциркуль | Sanliang | 160800635 | используется для измерения размеров руки. |
| Цифровой угломер | Sanliang | 802973 | используется для измерения положения кистей и кистей рук. |
| Ноутбук | Lenovo | Ideapad 500s | Для запуска программного обеспечения. |
| Матлаб | МатВоркс Инк. | Версия 2020a | Используется для обработки данных. |
| NI SignalExpress | National Instruments | Trial version 2015 | Используется для сбора, анализа и представления данных об ускорении. |
| Тахометр | Sanliang | TM 680 | Используется для измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя. |
| Тонкопленочная система измерения давления | YourCee | n/a | Используется для измерения силы захвата. Система состоит из 2 тонкопленочных датчиков, однокристального STM32 и светодиодного дисплея. |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.