Name: measurement of the hand transmitted vibration of the human hand arm system during operation of a hand tractor
Uploaded: 2021-06-16T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measurement of the Hand Transmitted Vibration of the Human Hand Arm System During Operation of a Hand Tractor at JoVE.com

Dette arbeidet ble støttet av Natural Science Foundation of Chongqing, Kina (cstc2019jcyj-msxmX0046), prosjektet til Chongqing Education Commission of China (KJQN202001127), og prosjektet til Banan District Science and Technology Commission, Chongqing, Kina (2020TJZ010). Forfatterne vil takke prof. Yan Yang for å ha levert teststedet. Vi er også takknemlige til Dr. Jingshu Wang og Dr. Jinghua Ma for deres veiledning om å bruke vibrasjonsmålingsinstrumentering. Takk skyldes også fagene for deres helhjertede samarbeid under forsøkene.

Alle prosedyrer ble godkjent av Etikkkomiteen ved Chongqing University of Technology og hvert emne ga skriftlig informert samtykke før deltakelse i denne studien.
1. Klargjøring av håndtraktor
<ol><li>Forsikre deg om at håndtraktoren blir utsatt for riktige testforhold med en full drivstofftank, uten løshet av bolter, og uten andre mekaniske feil som vil resultere i unormal vibrasjon. MERK: Spesifikasjonene til håndtraktoren som brukes i dette eksperimentet er angitt i tabel...

<ol>
	<li>Ahmadian, H., Hassan-Beygi, S. R., Ghobadian, B., Najafi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ANFIS+modeling+of+vibration+transmissibility+of+a+power+tiller+to+operator.">ANFIS modeling of vibration transmissibility of a power tiller to operator.</a> Applied Acoustics. 138, 39-51 (2018).</li><li>Heaver, C., Goonetilleke, K. S., Ferguson, H., Shiralkar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hand-arm+vibration+syndrome:+a+common+occupational+hazard+in+industrialized+countries.">Hand-arm vibration syndrome: a common occupational hazard in industrialized countries.</a> Journal of Hand Surgery. 36 (5), 354-363 (2011).</li><li>Geethanjali, G., Sujatha, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+Biomechanical+Response+of+Human+Hand-Arm+to+Random+Vibrations+of+Steering+Wheel+of+Tractor.">Study of Biomechanical Response of Human Hand-Arm to Random Vibrations of Steering Wheel of Tractor.</a> Molecular &amp; Cellular Biomechanics. 10 (4), 303-317 (2013).</li><li>International Organization for Standardization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ISO+5349-1:+Mechanical+Vibration:+Measurement+and+Evaluation+of+Human+Exposure+to+Hand+Transmitted+Vibration+Part+1:+General+requirements.">ISO 5349-1: Mechanical Vibration: Measurement and Evaluation of Human Exposure to Hand Transmitted Vibration Part 1: General requirements.</a> International Organization for Standardization. , (2001).</li><li>International Organization for Standardization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ISO5349-2:+Mechanical+vibration-+Measurement+and+evaluation+of+human+exposure+to+hand-transmitted+vibration.+Part+2:+Practical+guidance+for+measurement+at+the+workplace.">ISO5349-2: Mechanical vibration- Measurement and evaluation of human exposure to hand-transmitted vibration. Part 2: Practical guidance for measurement at the workplace.</a> International Organization for Standardization. , (2001).</li><li>Besa, A. J., Valero, F. J., Su&#241;er, J. L., Carballeira, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterisation+of+the+mechanical+impedance+of+the+human+hand-arm+system:+The+influence+of+vibration+direction,+hand-arm+posture+and+muscle+tension.">Characterisation of the mechanical impedance of the human hand-arm system: The influence of vibration direction, hand-arm posture and muscle tension.</a> International Journal of Industrial Ergonomics. 37 (3), 225-231 (2007).</li><li>Marcotte, P., Aldien, Y., Boileau, P. &. #. 2. 0. 1. ;., Rakheja, S., Boutin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+handle+size+and+hand-handle+contact+force+on+the+biodynamic+response+of+the+hand-arm+system+under+zh-axis+vibration.">Effect of handle size and hand-handle contact force on the biodynamic response of the hand-arm system under zh-axis vibration.</a> Journal of Sound and Vibration. 283 (3-5), 1071-1091 (2005).</li><li>Pan, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relationships+between+hand+coupling+force+and+vibration+biodynamic+responses+of+the+hand-arm+system.">The relationships between hand coupling force and vibration biodynamic responses of the hand-arm system.</a> Ergonomics. 61 (6), 818-830 (2018).</li><li>Dong, R. G., Rakheja, S., Schopper, A. W., Han, B., Smutz, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hand-transmitted+vibration+and+biodynamic+response+of+the+human+hand-arm:+a+critical+review.">Hand-transmitted vibration and biodynamic response of the human hand-arm: a critical review.</a> Critical Reviews In Biomedical Engineering. 29 (4), 393-439 (2001).</li><li>Marchetti, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+investigation+on+the+vibration+transmissibility+of+the+human+elbow+subjected+to+hand-transmitted+vibration.">An investigation on the vibration transmissibility of the human elbow subjected to hand-transmitted vibration.</a> International Journal of Industrial Ergonomics. 62, 82-89 (2017).</li><li>McDowell, T. W., Welcome, D. E., Warren, C., Xu, X. S., Dong, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+hand-transmitted+vibration+exposure+from+motorized+forks+used+for+beach-cleaning+operations.">Assessment of hand-transmitted vibration exposure from motorized forks used for beach-cleaning operations.</a> Annals of Work Exposures and Health. 57 (1), 43-53 (2013).</li><li>Tony, B. J. A. R., Alphin, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Finite+element+analysis+to+assess+the+biomechanical+behavior+of+a+finger+model+gripping+handles+with+different+diameters.">Finite element analysis to assess the biomechanical behavior of a finger model gripping handles with different diameters.</a> Biomedical Human Kinetics. 11 (1), 69-79 (2019).</li><li>Tony, B. J. A. R., Alphin, M. S., Velmurugan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+handle+shape+and+size+to+reduce+the+hand-arm+vibration+discomfort.">Influence of handle shape and size to reduce the hand-arm vibration discomfort.</a> Work. 63 (3), 415-426 (2019).</li><li>Dewangan, V. K. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characteristics+of+hand-transmitted+vibration+of+a+hand+tractor+used+in+three+operational+modes.">Characteristics of hand-transmitted vibration of a hand tractor used in three operational modes.</a> International Journal of Industrial Ergonomics. 39 (1), 239-245 (2009).</li><li>Kalra, M., Rakheja, S., Marcotte, P., Dewangan, K. N., Adewusi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+coupling+forces+at+the+power+tool+handle-hand+interface.">Measurement of coupling forces at the power tool handle-hand interface.</a> International Journal of Industrial Ergonomics. 50, 105-120 (2015).</li><li>Gurram, R., Rakheja, S., Gouw, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+study+of+hand+grip+pressure+distribution+and+EMG+of+finger+flexor+muscles+under+dynamic+loads.">A study of hand grip pressure distribution and EMG of finger flexor muscles under dynamic loads.</a> Ergonomics. 38 (4), 684-699 (1995).</li><li>Tarabini, M., Saggin, B., Scaccabarozzi, D., Moschioni, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hand-arm+mechanical+impedance+in+presence+of+unknown+vibration+direction.">Hand-arm mechanical impedance in presence of unknown vibration direction.</a> International Journal of Industrial Ergonomics. 43 (1), 52-61 (2013).</li><li>Aatola, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transmission+of+vibration+to+the+wrist+and+comparison+of+frequency+response+function+estimators.">Transmission of vibration to the wrist and comparison of frequency response function estimators.</a> Journal of Sound and Vibration. 131 (3), 497-507 (1989).</li><li>Kihlberg, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biodynamic+response+of+the+hand-arm+system+to+vibration+from+an+impact+hammer+and+a+grinder.">Biodynamic response of the hand-arm system to vibration from an impact hammer and a grinder.</a> International Journal of Industrial Ergonomics. 16 (1), 1-8 (1995).</li><li>Gurram, R., Rakheja, S., Gouw, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vibration+transmission+characteristics+of+the+human+hand-arm+and+gloves.">Vibration transmission characteristics of the human hand-arm and gloves.</a> International Journal of Industrial Ergonomics. 13 (3), 217-234 (1994).</li><li>Burstr&#246;m, A. S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transmission+of+vibration+energy+to+different+parts+of+the+human+hand-arm+system.">Transmission of vibration energy to different parts of the human hand-arm system.</a> Int Arch Occup Environ Health. 70 (3), 199-204 (1997).</li><li>Hartung, E., Dupuis, H., Scheffer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+grip+and+push+forces+on+the+acute+response+of+the+hand-arm+system+under+vibrating+conditions.">Effects of grip and push forces on the acute response of the hand-arm system under vibrating conditions.</a> International Archives of Occupational and Environmental Health. 64 (6), 463-467 (1993).</li><li>Pope, M. H., Magnusson, M., Hansson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+upper+extremity+attenuates+intermediate+frequency+vibrations.">The upper extremity attenuates intermediate frequency vibrations.</a> Journal of Biomechanics. 30 (2), 103-108 (1997).</li><li>International Organization for Standardization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ISO+8041-1:+Human+response+to+vibration-Measuring+instrumentation.">ISO 8041-1: Human response to vibration-Measuring instrumentation.</a> International Organization for Standardization. , (2017).</li><li>Ying, Y. B., Zhang, L. B., Xu, F., Dong, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vibratory+characteristics+and+hand-transmitted+vibration+reduction+of+walking+tractor.">Vibratory characteristics and hand-transmitted vibration reduction of walking tractor.</a> Transactions Of The ASAE. 41 (4), 917-922 (1998).</li><li>Dewangan, K. N., Tewari, V. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characteristics+of+vibration+transmission+in+the+hand-arm+system+and+subjective+response+during+field+operation+of+a+hand+tractor.">Characteristics of vibration transmission in the hand-arm system and subjective response during field operation of a hand tractor.</a> Biosystems Engineering. 100 (4), 535-546 (2008).</li><li>Xu, X. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vibrations+transmitted+from+human+hands+to+upper+arm,+shoulder,+back,+neck,+and+head.">Vibrations transmitted from human hands to upper arm, shoulder, back, neck, and head.</a> International Journal of Industrial Ergonomics. 62, 1-12 (2017).</li></ol>

Protokollen som presenteres i denne studien ble etablert basert på HTV-standarder4,5,24, og ble utviklet som standardtrinn for måling av HTV i det menneskelige håndvåpensystemet under drift av en håndtraktor i stasjonær tilstand. Denne tilstanden er den mest stabile tilstanden til håndtraktoren for å sikre pålitelig måling av vibrasjonen som faktisk overføres til hånden og armen. Utvalget av variabler som vurderes fo...

Håndtraktorer, også kjent som kraft styrekulter, er mye brukt i utviklingsland for landforberedelse av små felt. Feltoperasjonen av en håndtraktor innebærer å gå bak maskinen og holde håndtakene for å kontrollere bevegelsen. Operatørene av håndtraktorer er utsatt for høye vibrasjonsnivåer, noe som kan tilskrives den lille enkeltsylindrede motoren og mangel på fjæringssystem av håndtraktorer1. Hånd-arm vibrasjonssyndromet (HAVS)2 kan skyldes langvarig utholdenhet fra vibrasjonen, navngitt håndoverføringsvibrasjon (HTV), som genereres av håndtraktoren og mottas av operatørens hender. For å vurdere helserisikoen ved operatørens eksponering for HTV av håndtraktorer, er det nødvendig å etablere en metode for måling av vibrasjonsresponsen til håndvåpensystemet.
Håndarmsystemet består av bein, muskler, vev, årer og arterier, sener og hud3, og direkte måling av HTV utgjør mange problemer. De relevante internasjonale standardene4,5 gir retningslinjer knyttet til måling av alvorlighetsgraden av vibrasjon generert i umiddelbar nærhet av hånden, inkludert koordinatsystemet for hånden, plassering og montering av akselerometere, målevarighet, kabelkontaktproblemer, etc. Standardene tar imidlertid ikke hensyn til iboende variabler, for eksempel gripekraften, holdningen til hånden og armen, individuelle faktorer, etc. Disse faktorene har blitt undersøkt grundig under et bredt spekter av vibrasjonseksitasjoner og testforhold6,7,8,9,10,11,12,13, men resultatene fra forskjellige etterforskere er ikke i god enighet. Mange av disse faktorene er ikke tilstrekkelig forstått å være innlemmet i standardmetoder. Denne begrensningen kan delvis tilskrives kompleksiteten i det menneskelige håndvåpensystemet, testforholdene og forskjellene i eksperimentelle og måleteknikker som brukes.
Videre ble de fleste av de tidligere målingene av HTV utført under nøye kontrollerte forhold med idealiserte vibrasjonseksitasjoner, gripekraft og posturale forhold. Funnene og eksperimentelle prosedyrer for disse målingene kan derfor ikke virkelig gjenskape virkelige forhold, for eksempel driftsforholdene til håndtraktorer. Videre er det bare gjort begrenset innsats for å studere HTV av håndtraktorer med feltmålinger. Disse målingene ble utført ved hjelp av akselerometere festet til operatørens håndledd, arm, bryst og hode for å måle hele kroppsvibrasjonen under traktorens transportforhold1, eller under forholdene for å vippe i et tilled felt og puddling i et nedsenket felt med forskjellige nivåer av motorhastigheter14. Effekten av gripekraften, som kan være en avgjørende faktor for HTV7,8, var ikke isolert. Disse metodene er derfor uegnet som standardiserte måleprosedyrer på grunn av operatørens ulike tvungne stillinger under oppdrett tilskrevet de tøffe miljøforholdene.
Den nåværende forskningen ble foretatt for å bidra til etablering av pålitelige og repeterbare prosedyrer for HTV-måling av håndtraktorer i stasjonær modus. Figur 1 viser det skjematiske diagrammet for eksperimentell utforming. En håndtraktor produsert i Kina og ofte brukt av kinesiske bønder ble ansatt, og ti forskningsarbeidere ble valgt som for studien. Syv lette piezoelektriske akselerometere festet til traktor-hånd-arm-systemet ble brukt til å måle vibrasjonen. Ett turteller og to tynnfilmtrykksensorer overvåket motorens hastighet og gripekraft under testing. Forsøkspersonene ble pålagt å betjene håndtraktoren sekvensielt ved angitte motorhastigheter og med spesifiserte gripekrefter for å oppnå vibrasjonsegenskapene i ulike driftsmoduser. Dette manuskriptet gir en detaljert protokoll for HTV-måling av traktor-hånd-arm-systemet med unik vurdering av endringer i gripekraft og vibrasjonsfrekvens.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Accelerometers</td>
			<td>PCB Piezotronics Inc.</td>
			<td>352C33, 356A04</td>
			<td>Used to measure vibration signals. Including 2 tri-axial accelerometers and 5 single-axis accelerometers.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CompactDAQ System</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>cRIO-9045,NI-9234 C</td>
			<td>Used for acceleration acquisition. The system consists of a chassis and 3 data acquisition cards.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital caliper</td>
			<td>Sanliang</td>
			<td>160800635</td>
			<td>Used to measure dimensions of the hand.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital goniometer</td>
			<td>Sanliang</td>
			<td>802973</td>
			<td>Used to measure hand and arm posture.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laptop computer</td>
			<td>Lenovo</td>
			<td>Ideapad 500s</td>
			<td>To run the softwares.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matlab</td>
			<td>MathWorks Inc.</td>
			<td>Version 2020a</td>
			<td>Used for data processing.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NI SignalExpress</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>Trial version 2015</td>
			<td>Use to acquire, analyze and present acceleration data.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tachometer</td>
			<td>Sanliang</td>
			<td>TM 680</td>
			<td>Used to measure engine speed.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thin-film pressure sensing system</td>
			<td>YourCee</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Used to measure grip force. The system consists of 2 thin-film sensors, a STM32 singlechip and a LED display.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measurement of the hand transmitted vibration of the human hand arm system during operation of a hand tractor

Operatører av håndtraktorer er utsatt for høye nivåer av håndoverført vibrasjon (HTV). Denne vibrasjonen, som kan være både irriterende og farlig for menneskers helse, blir gitt til operatøren via hans eller hennes hender og armer. Imidlertid er en standardisert metode for måling av HTV av håndtraktorer ennå ikke definert. Målet med studien var å presentere en eksperimentell metode for undersøkelse av den biodynamiske responsen og vibrasjonstransmissibiliteten til håndvåpensystemet under drift av en håndtraktor i stasjonær modus. Målinger ble utført med ti forsøkspersoner ved hjelp av tre gripekrefter og tre håndtaksvibrasjonsnivåer for å undersøke påvirkningen av håndtrykket og frekvensen på håndoverført vibrasjon (HTV). Resultatene indikerer at tettheten av grep på håndtaket påvirker vibrasjonsresponsen til håndarmsystemet, spesielt ved frekvenser mellom 20 og 100 Hz. Overføringen av lavere frekvenser i håndvåpensystemet var relativt uoppmerksom. Til sammenligning ble demping funnet å være ganske merket for høyere frekvenser under driften av håndtraktoren. Vibrasjonsoverførbarheten til ulike deler av håndarmsystemet ble redusert med økningen av avstanden fra vibrasjonskilden. Den foreslåtte metodikken bidrar til innsamling av konsistente data for evaluering av operatørvibrasjonseksponering og ergonomiutvikling av håndtraktorer.

Eksperimentet ble utført i laboratoriet (lufttemperatur 22,0 °C ± 1,5 °C) på ti friske personer (tabell 2) under drift av en håndtraktor i stasjonær tilstand.
Etter protokollen ble vibrasjonsakselerasjonsdata samlet inn fra håndtaket på håndtraktoren, samt baksiden av hånden, håndleddet, armen og skulderen til hvert emne. Spekteret av vibrasjonsakselerasjonen som forekommer ved håndtaket (inngang til hånden) ble oppnådd. Figur 8 vis...

Watch this Scientific Journal Video about Measurement of the Hand Transmitted Vibration of the Human Hand Arm System During Operation of a Hand Tractor at JoVE.com

Measurement of the Hand Transmitted Vibration of the Human Hand Arm System During Operation of a Hand Tractor

Her presenterer vi en standardisert metode for måling av håndoverføringsvibrasjon fra håndtak på en enkeltakslet traktor med spesiell referanse til endringer i gripekraft og vibrasjonsfrekvens.

Måling av håndsendert vibrasjon av det menneskelige håndarmsystemet under drift av en håndtraktor

Operators of hand tractors are exposed to high levels of hand transmitted vibration (HTV). This vibration, which can be both irksome and hazardous to ...

Det overordnede målet med dette eksperimentet er å undersøke den biodynamiske responsen og vibrasjonstransmissibiliteten til håndarmsystemet under drift for håndtraktor. Denne studien gir en protokoll for håndoverført vibrasjonsmåling av traktor-hånd-arm-systemet med hensyn til endringer i gripekraft og vibrasjonsfrekvens. Denne metoden vil være nyttig for forståelsen av vibrasjonsoverføringsegenskapene til håndarmsystemet.Begynn, plasser håndtraktoren på et teststed med tørr, fast og en jevn bakkeoverflate. Fjern de elastomeriske materialene til håndtakene. Etter å ha innhentet informert samtykke fra alle fagene, mål hvert emnes kroppsdimensjoner, inkludert stående høyde, masse, underarmslengder, overarmslengde og håndlengde.Vikle akselerometeradapterne tett på hånden og armen til hvert motiv. Hver adapter var fremstilt ved hjelp av en nylonstropp og et stykke galvanisert jernplate for å gi et stivt og lett feste. Akselerometeradapterne ble pakket inn på baksiden av hånden, distal ende av underarmen, proksimal ende av underarmen, distal ende av overarmen, den distale enden av overarmen, den proksimale enden av overarmen og acromionen.Før du starter en måling, må du samle alle komponentene i målesystemet, inkludert akselerometere, datainnsamlingssystem, sensorsystem for tynnfilmtrykk, turteller, digitalt goniometer, akselerometeradaptere og andre relevante komponenter. For å sette opp akselerasjonsmålingssystemet, må du først koble akselerometerkablene til datainnsamlingskortet ved hjelp av akselerometerkablene. bruk en Ethernet-kabel til å koble kabinettet til datamaskinen.Fest deretter det ene triaksiale akselerometeret på venstre håndtak eller håndtraktoren, og fest den andre på akselerometeradapteren til motivets venstre hånd. Fest enaksede akselerometere en etter en, på akselerometeradapterne til motivets arm og skulder. Juster retningene til triaksialakselerometerne slik at de samsvarer med det angitte koordinatsystemet.Til slutt, ved hjelp av tape, fest akselerometerkablene på hudoverflaten på motivets arm og traktorens styre. For å sette opp gripekraftmålingssystemet, fest først to tynnfilmsensorer på venstre håndtak på håndtraktoren ved hjelp av dobbeltsidig tape. Plasser deretter skjermsystemet i en praktisk høyde.Slik at motivet kunne overvåke og justere gripekraften til det angitte nivået under driften av håndtraktoren. Deretter instruerer du motivet om å holde og heve håndtaket til en horisontal posisjon. Mål motivets hånd- og armstilling ved hjelp av et digitalt goniometer, inkludert skulder horisontal bortføring, skulderen vertikal bortføring, albue forlengelse, håndleddet forlengelse og håndleddet avvik.Be emnet om å opprettholde stillingen til slutten av rettssaken. Start håndtraktoren i nøytral, og fortsett å kjøre med lav motorhastighet til den er stabilisert. Slå på turtelleren, tynnfilmtrykksensoren, den bærbare datamaskinen og akselerasjonsdatainnsamlingssystemet.Angi parametere for akselerasjon, anskaffelsesmodus og samplingsfrekvens for datainnsamling. Klikk Kjør og vent i omtrent ti sekunder til systemet stabiliserte seg, og klikk deretter Spill inn for å begynne å registrere akselerasjonsdataene. Under testingen, be motivet om å overvåke turtelleren og justere motorhastigheten til 1500 omdreininger per minutt til den er stabilisert.Be deretter motivet justere gripekraften forsiktig til 20 Newtons, og hold dette gripekraftnivået i omtrent 30 sekunder. Deretter justerer du gripekraften til 30 Newtons og holder omtrent 30 sekunder. Og juster deretter gripekraften til 40 Newtons og hold omtrent 30 sekunder.Deretter justerer du motorhastigheten til 2500 omdreininger per minutt og gjentar prosedyren ovenfor for justering av gripekraften. Til slutt justerer du motorhastigheten til 3500 omdreininger per minutt og gjentar prosedyrene ovenfor for justering av gripekraften. På slutten av rettssaken, instruere motivet til å sette ned håndtaket og slå av motoren på håndtraktoren.Lagre vibrasjonsakselerasjonsdataene, fjern og plasser akselerometerne på neste emne. Gjenta trinnene ovenfor til slutten av datainnsamlingene for alle emnene. Og eksporter akselerasjonstidsseriedataene for videre analyse.Disse plottene viser eksempler på tidsdomenet og frekvensdomeneakselerasjoner på håndtaket i en halv andre gangs varighet. Maksimal akselerasjon av X- og Z-retningene skjedde med frekvensen av 58 Hertz. Mesteparten av vibrasjonsenergien ble funnet å være sentralisert i frekvensområdet fra 50 til 200 hertz.Det gjennomsnittlige forholdet mellom gripekraften og rot-gjennomsnittlig kvadratisk akselerasjon av håndarmsystemet ble oppnådd. Det ble observert at økningen i gripekraften økte vibrasjonsakselerasjonen spesielt ved frekvenser mellom 20 og 100 Hertz. Og de tre resonansfrekvensene ble funnet å øke nesten lineært med økningen av gripekraften.I mellomtiden ble forholdet mellom motorhastigheten og rot-mean-square akselerasjon oppnådd. Som vist på tomtene ble lavere frekvenser overført relativt uoppmerksomt. Mens demping var ganske merket for høyere frekvenser.Dermed er det rimelig å konkludere med at det meste av vibrasjonsenergien ble spredt i hånden og underarmen. Denne figuren presenterer den gjennomsnittlige overførbarheten på forskjellige steder i håndarmsystemet. Det ble funnet at overførbarheten av håndarmsystemet ble redusert med økningen av avstanden fra vibrasjonskilden.Den høyeste transmissibiliteten ble observert på baksiden av hånden. Resonansfrekvensen på håndleddet og albuens transmissibility var rundt 20 hertz. Det ble også funnet at bare vibrasjoner på mindre enn 25 Hertz effektivt ble overført til underarmen, overarmen og skulderen.Denne metoden ble etablert basert på håndoverførte vibrasjonsstandarder, og ble utviklet som en standardprotokoll for måling av håndoverføringsvibrasjonen av det menneskelige håndvåpensystemet under drift av en håndtraktor i stasjonær tilstand. Den totale vekten av akselerometeret og adapteren bør være så lett som mulig for å redusere målefeil. Teststudien av hvert emne bør fullføres uten avbrudd for å redusere effekten av driftsstillingen.De viktigste potensielle anvendelsene av den foreslåtte metodikken er estimering av mennesketraktorinteraksjonsfenomer, ergonomiutviklingen av håndtraktorer og utvikling av beskyttelsesanordninger som isolatorer og hansker.

Research

JoVE Journal

Engineering

Experimental Measurement of Settling Velocity of Spherical Particles in Unconfined and Confined Surfactant-based Shear Thinning Viscoelastic Fluids

Eksperimentell måling av sedimenteringshastighet av sfæriske partikler i udefinerte og begrensede overflateaktive skjærfortynnende viskoelastiske væsker

An experimental study is performed to measure the terminal settling velocities of spherical particles in surfactant based shear thinning viscoelastic ...

Integrating a Triplet-triplet Annihilation Up-conversion System to Enhance Dye-sensitized Solar Cell Response to Sub-bandgap Light

Integrering av en Triplet-triplet Annihilation Up-konvertering system for å øke Dye-sensitivisert Solar Cell Response til Sub-bandgap Lett

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents ...

Fabrication and Operation of a Nano-Optical Conveyor Belt

Fabrikasjon og drift av en Nano-Optical transportbånd

The technique of using focused laser beams to trap and exert forces on small particles has enabled many pivotal discoveries in the nanoscale biological ...

Development of an Experimental Setup for the Measurement of the Coefficient of Restitution under Vacuum Conditions

Utvikling av en Forsøksoppsett for måling av Coefficient of Restitusjon under vakuum betingelser

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their ...

The Measurement of Unsteady Surface Pressure Using a Remote Microphone Probe

Målingen av Ustø overflatetrykk Bruke en ekstern mikrofon Probe

Microphones are widely applied to measure pressure fluctuations at the walls of solid bodies immersed in turbulent flows. Turbulent motions with various ...

Hand Controlled Manipulation of Single Molecules via a Scanning Probe Microscope with a 3D Virtual Reality Interface

Hånd Kontrollert Manipulering av enkle molekyler via en Scanning Probe Microscope med en 3D Virtual Reality Interface

Considering organic molecules as the functional building blocks of future nanoscale technology, the question of how to arrange and assemble such building ...

Generation of Size-controlled Poly (ethylene Glycol) Diacrylate Droplets via Semi-3-Dimensional Flow Focusing Microfluidic Devices

Generation of Size-controlled Poly ethylene Glycol Diacrylate Droplets via Semi-3-Dimensional Flow Focusing Microfluidic Devices

Generasjon av størrelse-kontrollerte Poly (etylenglykol) Diacrylate dråper via Semi-3-dimensjonale Flow fokus Microfluidic enheter

Uniform and size-controllable poly (ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) droplets could be produced via the flow focusing process in a microfluidic device. ...

Construction and Operation of a Light-driven Gold Nanorod Rotary Motor System

Bygging og drift av en lys-drevet gull Nanorod roterende systemet

The possibility to generate and measure rotation and torque at the nanoscale is of fundamental interest to the study and application of biological and ...

Fabrication of Soft Pneumatic Network Actuators with Oblique Chambers

Fabrikasjon av myke pneumatiske nettverk aktuatorer med skrå Chambers

Soft pneumatic network actuators have become one of the most promising actuation devices in soft robotics which benefits from their large bending ...

Operation of the Collaborative Composite Manufacturing (CCM) System

Operation of the Collaborative Composite Manufacturing CCM System

Drift av Collaborative kompositt Manufacturing (CCM) system

The automated tape placement and the automated fiber placement (AFP) machines provide a safer working environment and reduce the labor intensity of ...