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
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Este trabalho foi apoiado pela Fundação de Ciência Natural de Chongqing, China (cstc2019jcyj-msxmX0046), o projeto da Comissão de Educação de Chongqing da China (KJQN202001127), e o projeto da Comissão de Ciência e Tecnologia do Distrito de Banan, Chongqing, China (2020TJZ010). Os autores gostariam de agradecer ao Prof. Yan Yang por fornecer o local de teste. Também somos gratos ao Dr. Jingshu Wang e ao Dr. Jinghua Ma por sua orientação de usar a instrumentação de medição de vibração. Os agradecimentos também se devem aos sujeitos por sua cooperação sincera durante os experimentos.

Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê de Ética da Universidade de Tecnologia de Chongqing e cada assunto forneceu consentimento por escrito informado antes da participação neste estudo.
1. Preparação do trator manual
<ol><li>Certifique-se de que o trator de mão está sujeito a condições adequadas de teste com um tanque de combustível completo, sem frouxo de parafusos, e sem outros defeitos mecânicos que resultariam em vibração anormal. NOTA: As especificações d...

<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>

O protocolo apresentado neste estudo foi estabelecido com base nas normas HTV4,5,24, e foi desenvolvido como etapa padrão para a medição do HTV do sistema de braço-mão humano durante a operação de um trator de mão em condição estacionária. Esta condição é o estado mais estável do trator de mão para ajudar a garantir a medição confiável da vibração realmente transmitida para a mão e o braço. A gama de vari?...

Tratores manuais, também conhecidos como lemes de energia, são amplamente utilizados em países em desenvolvimento para a preparação terrestre de pequenos campos. A operação de campo de um trator de mão envolve andar atrás da máquina e segurar suas alças para controlar seu movimento. Os operadores de tratores manuais estão expostos a altos níveis de vibração, que podem ser atribuídos ao pequeno motor de cilindro único e à falta de sistema de suspensão dos tratoresmanuais 1. A síndrome de vibração mão-braço (HAVS)2 pode ser causada pela resistência de longo período a partir da vibração, chamada vibração transmitida à mão (HTV), gerada pelo trator de mão e recebida pelas mãos do operador. Para avaliar os riscos à saúde derivados da exposição dos operadores ao HTV dos tratores manuais, é necessário estabelecer um método para a medição da resposta de vibração do sistema de braço-mão.
O sistema mão-braço é composto por ossos, músculos, tecidos, veias e artérias, tendões e pele3, e a medição direta do HTV apresenta muitos problemas. As normas internacionais relevantes4,5 fornecem diretrizes relativas à medição da gravidade da vibração gerada nas proximidades imediatas da mão, incluindo o sistema de coordenadas para a mão, a localização e montagem de acelerômetros, a duração da medição, problemas do conector do cabo, etc. No entanto, as normas não levam em consideração variáveis intrínsecas, como a força de aderência, a postura da mão e do braço, fatores individuais, etc. Esses fatores foram examinados extensivamente sob uma ampla gama de excitações de vibração e condições de teste6,7,8,9,10,11,12,13, mas os resultados de diferentes investigadores não estão em boa concordância. Muitos desses fatores não foram suficientemente compreendidos para serem incorporados aos métodos padrão. Essa restrição é parcialmente atribuível às complexidades do sistema de braço-mão humano, às condições de teste e às diferenças nas técnicas experimentais e de medição empregadas.
Além disso, a maioria das medições anteriores de HTV foram realizadas em condições cuidadosamente controladas com excitações de vibração idealizadas, força de aderência e condições posturais. Os achados e procedimentos experimentais dessas medidas, portanto, podem não realmente replicar condições do mundo real, como as condições de operação dos tratores manuais. Além disso, apenas esforços limitados foram realizados para estudar o HTV de tratores manuais com medições de campo. Estas medidas foram realizadas utilizando acelerômetros ligados ao pulso, braço, peito e cabeça do operador para medir toda a vibração do corpo sob as condições de transporte do trator1, ou sob as condições de plantio em um campo de engate e puddling em um campo submerso com diferentes níveis de velocidade do motor14. O efeito da força de aderência, que poderia ser um fator crucial da HTV7,8,não foi isolado. Esses métodos são, portanto, inadequados como procedimentos de medição padronizados devido às diversas posturas forçadas do operador durante a agricultura atribuídas às duras condições ambientais.
A presente pesquisa foi realizada para contribuir com o estabelecimento de procedimentos confiáveis e repetíveis para a medição de HTV de tratores manuais em modo estacionário. A Figura 1 apresenta o diagrama esquemático do desenho experimental. Um trator de mão fabricado na China e comumente usado por agricultores chineses foi empregado, e dez trabalhadores da pesquisa foram escolhidos como sujeitos para o estudo. Sete acelerômetros piezoelétricos leves ligados ao sistema trator-braço foram usados para medir a vibração. Um tacômetro e dois sensores de pressão de filme fino monitoraram a velocidade do motor e a força de aderência durante os testes. Os sujeitos foram obrigados a operar sequencialmente o trator manual a velocidades especificadas do motor e com forças de aderência especificadas para obter as características de vibração em vários modos operacionais. Este manuscrito fornece um protocolo detalhado para a medição de HTV do sistema trator-braço com consideração única das mudanças na força de aderência e frequência de vibração.

<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

Os operadores de tratores manuais estão expostos a altos níveis de vibração transmitida à mão (HTV). Essa vibração, que pode ser ao mesmo tempo incômoda e perigosa para a saúde humana, é transmitida ao operador através de suas mãos e braços. No entanto, um método padronizado para medir htv de tratores manuais ainda não foi definido. O objetivo do estudo foi apresentar um método experimental para a investigação da resposta biodinâmica e transmissibilidade de vibração do sistema de braço-mão durante a operação de um trator de mão em modo estacionário. As medições foram realizadas com dez sujeitos utilizando três forças de aderência e três níveis de vibração de alça para examinar as influências da pressão da mão e da frequência na vibração transmitida à mão (HTV). Os resultados indicam que o aperto na alça influencia a resposta de vibração do sistema mão-braço, especialmente em frequências entre 20 e 100 Hz. A transmissão de frequências mais baixas no sistema de braço-mão foi relativamente não autenticada. Em comparação, a atenuação foi encontrada bastante marcada para frequências mais altas durante a operação do trator de mão. A transmissibilidade de vibração para diferentes partes do sistema de braço-mão diminuiu com o aumento da distância da fonte de vibração. A metodologia proposta contribui para a coleta de dados consistentes para a avaliação da exposição à vibração do operador e o desenvolvimento ergonômico de tratores manuais.

O experimento foi realizado em laboratório (temperatura do ar 22,0 °C ± 1,5 °C) em dez indivíduos saudáveis(Tabela 2) durante a operação de um trator de mão em condição estacionária.
Seguindo o protocolo, foram coletados dados de aceleração de vibração da alça do trator de mão, bem como a parte de trás da mão, o pulso, o braço e o ombro de cada sujeito. O espectro da aceleração de vibração que ocorre na alça (entrada para a mão) foi obtido. <strong c...

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

Aqui, apresentamos um método padronizado para medição da vibração transmitida à mão a partir de alças de um trator de eixo único com referência especial a mudanças na força de aderência e frequência de vibração.

Medição da vibração transmitida à mão do sistema de braço da mão humana durante a operação de um trator de mão

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

O objetivo geral deste experimento é investigar a resposta biodinâmica e a transmissibilidade de vibração do sistema de braço-mão durante a operação para trator de mão. Este estudo fornece um protocolo para medição de vibração transmitida à mão do sistema trator-braço com a consideração de mudanças na força de aderência e frequência de vibração. Este método será útil para a compreensão das características de transmissão de vibração do sistema de braço-mão.Comece, coloque o trator de mão em um local de teste com superfície seca, firme e nivelada do solo. Remova os materiais elastoméricos das alças. Após obter o consentimento informado de todos os sujeitos, meça as dimensões do corpo de cada sujeito, incluindo altura de pé, massa, comprimentos do antebraço, comprimento do braço superior e comprimento da mão.Enrole os adaptadores do acelerômetro firmemente na mão e no braço de cada assunto. Cada adaptador era fabricado usando uma correia de nylon e um pedaço de folha de ferro galvanizada para fornecer um acessório rígido e leve. Os adaptadores do acelerômetro foram embrulhados nos locais da parte de trás da mão, extremidade distal do antebraço, extremidade proximal do antebraço, extremidade distal do braço superior, extremidade proximal do braço superior e acromação.Antes de iniciar uma medição, reúna todos os componentes do sistema de medição, incluindo acelerômetros, sistema de aquisição de dados, sistema de sensoriamento de pressão de película fina, tacômetro, goniômetro digital, adaptadores do acelerômetro e outros componentes relevantes. Para configurar o sistema de medição de aceleração, primeiro, usando os cabos do acelerômetro, conecte os acelerômetros com o cartão de aquisição de dados. usando um cabo Ethernet, conecte o chassi com o computador.Em seguida, conecte um acelerômetro tri-axial na alça esquerda ou no trator de mão, e conecte o outro no adaptador do acelerômetro da mão esquerda do sujeito. Anexar acelerômetros de eixo único um a um, nos adaptadores do acelerômetro do braço e ombro do sujeito. Ajuste as orientações dos acelerômetros tri-axiais para ser consistente com o sistema de coordenadas especificado.Por fim, usando fita adesiva, fixe os cabos do acelerômetro na superfície da pele do braço do sujeito e no guidão do trator. Para configurar o sistema de medição da força de aderência, primeiro, usando fita adesiva de dois lados, conecte dois sensores de película fina na alça esquerda do trator de mão. Em seguida, coloque o sistema de tela em uma altura conveniente.Para que o sujeito pudesse monitorar e ajustar a força de aderência ao nível especificado durante a operação do trator manual. Depois disso, instrua o sujeito a segurar e elevar a alça para uma posição horizontal. Meça a postura da mão e do braço do sujeito usando um goniômetro digital, incluindo o abdução horizontal do ombro, o abdução vertical do ombro, a extensão do cotovelo, a extensão do pulso e o desvio do pulso.Peça ao sujeito para manter a postura até o final do julgamento. Ligue o trator de mão em ponto morto e continue funcionando a uma velocidade baixa do motor até que ele esteja estabilizado. Ligue o tacômetro, o dispositivo de sensor de pressão de filme fino, o computador portátil e o sistema de aquisição de dados de aceleração.Definir os parâmetros de aceleração, modo de aquisição e taxa de amostragem para coleta de dados. Clique em Executar e aguarde cerca de dez segundos até que o sistema se estabilize e clique em Gravar para começar a gravar os dados de aceleração. Durante o teste, peça ao sujeito para monitorar o tacômetro e ajustar a velocidade do motor para 1.500 rotações por minuto até que ele seja estabilizado.Em seguida, instrua o sujeito a ajustar cuidadosamente a força de aderência para 20 Newtons, e mantenha este nível de força de aderência por cerca de 30 segundos. Em seguida, ajuste a força de aderência para 30 Newtons e mantenha cerca de 30 segundos. E então, ajuste a força de aderência para 40 Newtons e mantenha cerca de 30 segundos.Depois disso, ajuste a velocidade do motor para 2.500 rotações por minuto e repita o procedimento acima de ajuste da força de aderência. Por último, ajuste a velocidade do motor para 3.500 rotações por minuto e repita os procedimentos acima de ajuste da força de aderência. No final do ensaio, instrua o sujeito a abaixar a alça e desligar o motor do trator de mão.Salve os dados de aceleração de vibração, remova e coloque os acelerômetros sobre o próximo assunto. Repita as etapas acima até o final da coleta de dados de todos os sujeitos. E exportar os dados da série temporal de aceleração para análise suplementar.Esses gráficos exibem amostras do domínio de tempo e acelerações de domínio de frequência na alça por meia segunda duração. A aceleração máxima das direções X e Z ocorreu na frequência de 58 Hertz. A maior parte da energia de vibração foi encontrada centralizada na faixa de frequência de 50 a 200 hertz.Obteve-se a relação média entre a força de aderência e a aceleração quadrada do sistema de braço-mão. Observou-se que o aumento da força de aderência aumentou a aceleração de vibração notavelmente em frequências entre 20 e 100 Hertz. E as três frequências de ressonância aumentaram quase linearmente com o aumento da força de aderência.Enquanto isso, obteve-se a relação entre a velocidade do motor e a aceleração média-quadrada. Como mostrado nas parcelas, as frequências mais baixas foram transmitidas relativamente não autenticadas. Enquanto, a atenuação foi bastante marcada para frequências mais altas.Assim, é razoável concluir que, a maior parte da energia vibracional foi dissipada na mão e no antebraço. Este número apresenta a transmissibilidade média em diferentes locais do sistema de braço-mão. Verificou-se que a transmissibilidade do sistema mão-braço diminuiu com o aumento da distância da fonte de vibração.A maior transmissibilidade foi observada na parte de trás da mão. A frequência ressonante da transmissibilidade do pulso e cotovelo foi de cerca de 20 hertz. Também foi constatado que apenas vibrações de menos de 25 Hertz foram efetivamente transmitidas ao antebraço, braço superior e ombro.Este método foi estabelecido com base em padrões de vibração transmissíveis à mão, e foi desenvolvido como um protocolo padrão para a medição da vibração transmitida à mão do sistema de braço-mão humano durante a operação de um trator de mão em condição estacionária. O peso total do acelerômetro e do adaptador deve ser o mais leve possível para reduzir os erros de medição. O teste de teste de cada sujeito deve ser concluído sem interrupção para reduzir o efeito da postura operacional.As principais aplicações potenciais da metodologia proposta são a estimativa de fenômenos de interação homem-trator, o desenvolvimento ergonômico de tratores manuais e o desenvolvimento de dispositivos de proteção como isoladores e luvas.

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JoVE Journal

Engineering

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

Medição experimental da velocidade de assentamento de partículas esféricas em fluidos viscosticos não confinados e confinados

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

Engenharia

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

Integrando um Triplet-triplete Annihilation Sistema Up-conversion para melhorar Dye-sensibilizadas Response célula solar para a Luz Sub-bandgap

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

Fabricação e operação de uma Correia Transportadora Nano-óptica

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

Desenvolvimento de uma instalação experimental para a medição do coeficiente de restituição sob condições de vácuo

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

A medição da pressão de superfície instável Usando um microfone sonda remota

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

Mão Controlado Manipulação de solteiro moléculas através de um Scanning Probe Microscope com uma interface de realidade virtual 3D

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

Geração de tamanho controlado poli (etileno glicol) Diacrylate gotículas através de Semi-3-Dimensional Flow focando Microfluidic dispositivos

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

Construção e operação de um sistema de Motor controlado por luz ouro Nanorod Rotary

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

Fabricação de atuadores de rede pneumática macio com câmaras oblíquas

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

Operação do sistema colaborativo de manufatura composta (CCM)

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