이 실험의 전반적인 목표는 손 트랙터를 위한 작동 도중 손 팔 시스템의 생체 역학 반응 및 진동 전달성을 조사하는 것입니다. 이 연구는 그립력 및 진동 주파수의 변화를 고려하여 트랙터 손 팔 시스템의 손 투과 진동 측정을 위한 프로토콜을 제공합니다. 이 방법은 핸드암 시스템의 진동 전달 특성을 이해하는 데 도움이 될 것입니다.
시작, 건조, 단단하고 평평한 지상 표면테스트 사이트에 손 트랙터를 배치합니다. 손잡이의 탄성 재료를 제거합니다. 모든 피험자의 동의를 얻은 후, 서 높이, 질량, 팔뚝 길이, 팔뚝 길이, 팔뚝 길이 및 손 길이를 포함하여 각 피사체의 신체 치수를 측정합니다.
각 피사체의 손과 팔에 가속도계 어댑터를 단단히 감쌉다. 각 어댑터는 나일론 스트랩과 아연 도금 철 시트를 사용하여 제작되어 단단하고 가벼운 부착을 제공합니다. 가속도계 어댑터는 손 뒤쪽의 위치, 팔뚝의 말단, 팔뚝의 근위 쪽 끝, 팔뚝의 말단, 팔뚝의 말단, 팔뚝의 근위쪽 끝 및 곡예사에 싸여 있었다.
측정을 시작하기 전에 가속도계, 데이터 수집 시스템, 박막 압력 감지 시스템, 타코메터, 디지털 곤니미터, 가속도계 어댑터 및 기타 관련 구성 요소를 포함한 측정 시스템의 모든 구성 요소를 수집합니다. 가속 측정 시스템을 설정하려면 먼저 가속도계 케이블을 사용하여 가속도계를 데이터 수집 카드와 연결합니다. 이더넷 케이블을 사용하여 섀시를 컴퓨터와 연결합니다.
그런 다음, 왼쪽 손잡이 또는 손 트랙터에 하나의 삼액 가속도계를 부착하고, 피사체의 왼손의 가속도계 어댑터에 다른 것을 부착한다. 피사체의 팔과 어깨의 가속도계 어댑터에 단일 축 가속도계를 하나씩 부착합니다. 지정된 좌표 계측기와 일치하도록 삼축 가속도계의 방향을 조정합니다.
마지막으로 접착제 테이프를 사용하여 피사체의 팔과 트랙터의 핸들바의 피부 표면에 가속도계 케이블을 고정합니다. 먼저 양면 접착 테이프를 사용하여 그립 력 측정 시스템을 설정하려면 손 트랙터의 왼쪽 손잡이에 두 개의 박막 센서를 부착합니다. 그런 다음 화면 시스템을 편리한 높이로 배치합니다.
피사체가 손 트랙터를 조작하는 동안 그립력을 지정된 수준으로 모니터링하고 조정할 수 있도록 합니다. 그 후, 피사체에게 핸들을 수평 위치로 잡고 들어 올리도록 지시한다. 어깨 수평 납치, 어깨 수직 납치, 팔꿈치 확장, 손목 연장 및 손목 편차를 포함하여 디지털 곤니미터를 사용하여 피사체의 손과 팔 자세를 측정합니다.
재판이 끝날 때까지 자세를 유지하도록 피사체에 요청하십시오. 핸드 트랙터를 중립으로 시작하고 안정화될 때까지 낮은 엔진 속도로 계속 실행하십시오. 타코스터, 박막 압력 감지 장치, 랩톱 컴퓨터 및 가속 데이터 수집 시스템을 켭니다.
데이터 수집을 위한 가속, 획득 모드 및 샘플링 속도의 매개 변수를 설정합니다. 실행을 클릭하고 시스템이 안정화 될 때까지 약 10 초 기다린 다음 기록을 클릭하여 가속 데이터 기록을 시작합니다. 테스트 하는 동안, 타코터를 모니터링 하 고 안정화 될 때까지 분당 1, 500 회전으로 엔진 속도를 조정 하는 피사체를 요청 합니다.
그런 다음 피사체에 그립력을 20 뉴턴으로 신중하게 조정하고 이 그립 력 레벨을 약 30초 동안 유지하도록 지시합니다. 다음으로 그립력을 30뉴턴으로 조정하고 약 30초 간 유지합니다. 그리고 그립력을 40 뉴턴으로 조정하고 약 30초 간 유지합니다.
그 후, 분당 엔진 속도를 2, 500 회전으로 조정하고 그립 힘 조정의 위의 절차를 반복합니다. 마지막으로 엔진 속도를 분당 3, 500회전으로 조정하고 위의 그립 력 조정 절차를 반복합니다. 재판이 끝나면 피사체에게 손잡이를 내려놓고 손 트랙터의 엔진을 종료하도록 지시합니다.
진동 가속 데이터를 저장하고, 다음 주제에 가속도계를 제거하고 배치합니다. 위의 단계를 모든 피험자의 데이터 수집이 끝날 때까지 반복합니다. 그리고 추가 분석을 위해 가속 타임 시리즈 데이터를 내보냅니다.
이러한 플롯은 시간의 도메인 및 주파수 도메인 가속의 샘플을 핸들에 반 초 시간 동안 표시합니다. X 및 Z 방향의 최대 가속은 58 Hertz의 주파수에서 발생했습니다. 대부분의 진동 에너지는 50~200헤르츠의 주파수 범위에서 중앙 집중화되는 것으로 나타났다.
손팔 시스템의 그립력과 루트 평균 제곱 가속 사이의 평균 관계가 얻어졌다. 그립력의 증가는 20~100헤르츠 사이의 주파수에서 특히 진동 가속을 증가시키는 것으로 관찰되었다. 그리고 3개의 공명 주파수는 그립력의 증가와 함께 거의 선형적으로 증가하는 것으로 나타났습니다.
한편, 엔진 속도와 루트 평균 평방 제곱 가속 사이의 관계가 얻어졌다. 플롯에 표시된 바와 같이, 낮은 주파수는 상대적으로 감쇠되지 않은 전송되었다. 반면, 감쇠는 매우 높은 주파수에 대 한 표시 했다.
따라서, 진동 에너지의 대부분이 손과 팔뚝에서 소멸되었다는 결론을 내리는 것이 합리적이다. 이 수치는 핸드암 시스템의 여러 위치에서 평균 적인 전환성을 제공합니다. 진동원으로부터의 거리가 증가함에 따라 손팔 시스템의 형부성이 감소한 것으로 나타났다.
가장 높은 투명도는 손 의 뒷면에 관찰되었다. 손목과 팔꿈치 형체성의 공명 주파수는 약 20 헤르츠이었다. 또한 25 미만의 Hertz의 진동만 팔뚝, 팔뚝 및 어깨로 효과적으로 전달된 것으로 나타났습니다.
이 방법은 손 투과 진동 표준에 기초하여 확립되었으며, 고정된 상태에서 핸드 트랙터를 동작하는 동안 인간 손팔 시스템의 손 투과 진동측정을 위한 표준 프로토콜로 개발되었다. 가속도계와 어댑터의 총 중량은 측정 오류를 줄이기 위해 가능한 한 가볍어야 합니다. 각 피사체의 시험 시험은 작동 자세의 효과를 줄이기 위해 중단 없이 완료되어야 합니다.
제안된 방법론의 주요 잠재적 인 응용 분야는 인간-트랙터 상호 작용 현상의 추정, 손 트랙터의 인체 공학 적 개발, 및 이졸거 및 장갑과 같은 보호 장치의 개발입니다.
