El Traktörü Çalışması Sırasında İnsan El Kol Sisteminin Elle İletilen Titreşiminin Ölçümü

Bu deneyin genel amacı, el traktörü için çalışma sırasında el-kol sisteminin biyodinamik tepkisini ve titreşim aktar edilebilirliğini araştırmaktır. Bu çalışma, kavrama kuvveti ve titreşim frekansındaki değişiklikler göz önünde bulundurularak traktör-el-kol sisteminin elle iletilen titreşim ölçümü için bir protokol sağlar. Bu yöntem, el-kol sisteminin titreşim iletim özelliklerinin anlaşılması için yardımcı olacaktır.

Başlayın, el traktörünü kuru, sağlam ve düz bir zemin yüzeyine sahip bir test alanına yerleştirin. Tutamakların elastomerik malzemelerini çıkarın. Tüm deneklerden bilgilendirilmiş onay aldıktan sonra, ayakta durma yüksekliği, kütle, kol uzunlukları, üst kol uzunluğu ve el uzunluğu dahil olmak üzere her bir konunun vücut boyutlarını ölçün.

İvicimetre adaptörlerini her konunun eline ve koluna sıkıca sarın. Her adaptör, sert ve hafif bir bağlantı sağlamak için naylon kayış ve galvanizli demir levha parçası kullanılarak üretilmiştir. İvmeölçer adaptörleri elin arkası, kolun distal ucu, kolun proksimal ucu, üst kolun distal ucu, üst kolun proksimal ucu ve akromyon yerlerine sarıldı.

Bir ölçüm başlatmadan önce, ivmeölçerler, veri toplama sistemi, ince film basınç algılama sistemi, takometre, dijital goniometre, ivmeölçer adaptörleri ve diğer ilgili bileşenler dahil olmak üzere ölçüm sisteminin tüm bileşenlerini toplayın. Hızlanma ölçüm sistemini kurmak için, önce ivmeölçer kablolarını kullanarak ivmeölçerleri veri toplama kartına bağlayın. bir Ethernet kablosu kullanarak kasayı bilgisayara bağlayın.

Ardından, bir üç eksenli ivmeölçer sol tutamağa veya el traktörüne takın ve diğerini de konunun sol elinin ivmeölçer adaptörüne takın. Tek eksenli ivmeölçerleri, konunun kolunun ve omzunun ivmeölçer adaptörlerine tek tek takın. Üç eksenli ivmeölçerlerin oryantasyonlarını belirtilen koordinat sistemiyle tutarlı olacak şekilde ayarlayın.

Son olarak, yapışkan bant kullanarak, ivmeölçer kablolarını öznenin kolunun ve traktörün gidonunun cilt yüzeyine sabitleyin. Kavrama kuvveti ölçüm sistemini kurmak için, önce çift taraflı yapışkan bant kullanarak, el traktörün sol koluna iki ince film sensörü takın. Ardından, ekran sistemini uygun bir yüksekliğe yerleştirin.

Böylece denek, el traktörün çalışması sırasında kavrama kuvvetini izleyip belirtilen seviyeye ayarlayabilir. Bundan sonra, özneye tutamacı yatay bir konuma tutması ve yükseltmesi için talimat söyleyin. Omuz yatay kaçırma, omuz dikey kaçırma, dirsek uzatma, bilek uzatma ve bilek sapması dahil olmak üzere dijital bir goniometre kullanarak konunun el ve kol duruşunu ölçün.

Deneklerden duruşmanın sonuna kadar duruşunu korumasını isteyin. El traktörü nötr olarak çalıştırın ve stabilize olana kadar düşük motor hızında çalışmaya devam edin. Takometreyi, ince film basınç algılama cihazını, dizüstü bilgisayarı ve hızlandırma veri toplama sistemini açın.

Veri toplama için hızlandırma, alım modu ve örnekleme hızı parametrelerini ayarlayın. Çalıştır'ı tıklatın ve sistem sabitlenene kadar yaklaşık on saniye bekleyin, sonra hızlandırma verilerini kaydetmeye başlamak için Kaydet'i tıklatın. Test sırasında, deneklerden takometreyi izlemesini ve stabilize olana kadar motor hızını dakikada 1.500 devire ayarlamasını isteyin.

Ardından, deneğe kavrama kuvvetini 20 Newton'a dikkatlice ayarlamasını ve bu kavrama kuvveti seviyesini yaklaşık 30 saniye boyunca tutmasını söyleyin. Ardından, kavrama kuvvetini 30 Newton'a ayarlayın ve yaklaşık 30 saniye tutun. Ve sonra, kavrama kuvvetini 40 Newton'a ayarlayın ve yaklaşık 30 saniye tutun.

Bundan sonra, motor hızını dakikada 2.500 devire ayarlayın ve yukarıdaki kavrama kuvveti ayarlama prosedürünü tekrarlayın. Son olarak, motor hızını dakikada 3.500 devire ayarlayın ve yukarıdaki kavrama kuvveti ayarlama prosedürlerini tekrarlayın. Denemenin sonunda, deneğe kolu indirmesini ve el traktörün motorunun kapatılmasını söyleyin.

Titreşim ivmesi verilerini kaydedin, ivmeölçerleri çıkarın ve bir sonraki konuya yerleştirin. Yukarıdaki adımları tüm konuların veri koleksiyonlarının sonuna kadar yineleyin. Ve daha fazla analiz için hızlandırma zaman serisi verilerini dışa aktarabilirsiniz.

Bu çizimler, zaman etki alanı ve sıklık etki alanı ivmelerinin örneklerini tanıtıcıda yarım saniye süreyle görüntüler. X ve Z yönlerinin maksimum ivmesi 58 Hertz frekansta gerçekleşti. Titreşim enerjisinin çoğunun 50 ila 200 hertz frekans aralığında merkezi olduğu bulunmuştur.

El-kol sisteminin kavrama kuvveti ile kök-ortalama kare ivmesi arasındaki ortalama ilişki elde edildi. Kavrama kuvvetindeki artışın titreşim ivmesini özellikle 20 ila 100 Hertz arasındaki frekanslarda artırdığı gözlendi. Ve üç rezonans frekansının kavrama kuvvetinin artmasıyla neredeyse doğrusal olarak arttığı tespit edildi.

Bu arada motor hızı ile kök-ortalama-kare ivmesi arasındaki ilişki elde edildi. Arsalarda gösterildiği gibi, daha düşük frekanslar nispeten sahipsiz olarak iletildi. Bu arada, zayıflama daha yüksek frekanslar için oldukça belirgindi.

Bu nedenle, titreşim enerjisinin çoğunun elde ve kolun içinde dağıldıklarına varmak mantıklıdır. Bu şekil, el-kol sisteminin farklı yerlerinde ortalama aktarılmazlığı sunar. Titreşim kaynağından uzaklık arttıkça el-kol sisteminin geçirgenliğinin azaldığı tespit edildi.

En yüksek aktarılmazlık elin arkasında gözlendi. Bilek ve dirsek aktarıldırılığının rezonans sıklığı 20 hertz civarındaydı. Ayrıca sadece 25 Hertz'den küçük titreşimlerin kol, üst kol ve omuza etkili bir şekilde iletildiği bulunmuştur.

Bu yöntem, elle iletilen titreşim standartlarına göre oluşturulmuş, sabit durumda bir el traktörün çalışması sırasında insan el-kol sisteminin elle iletilen titreşiminin ölçümü için standart bir protokol olarak geliştirilmiştir. Ölçüm hatalarını azaltmak için ivmeölçer ve adaptörün toplam ağırlığı mümkün olduğunca hafif olmalıdır. Ameliyat duruşunun etkisini azaltmak için her konunun test denemesi kesintisiz olarak tamamlanmalıdır.

Önerilen metodolojinin ana potansiyel uygulamaları, insan-traktör etkileşimi olaylarının tahmini, el traktörlerinin ergonomi gelişimi ve izolatörler ve eldivenler gibi koruyucu cihazların geliştirilmesidir.