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

Detta arbete stöddes av Natural Science Foundation of Chongqing, Kina (cstc2019jcyj-msxmX0046), projektet av Chongqing Education Commission of China (KJQN202001127) och projektet av Banan District Science and Technology Commission, Chongqing, Kina (2020TJZ010). Författarna vill tacka professor Yan Yang för att han tillhandahöll testplatsen. Vi är också tacksamma mot Dr. Jingshu Wang och Dr. Jinghua Ma för deras vägledning att använda vibrationsmätningsinstrumenteringen. Tack också till ämnena för deras helhjärtade samarbete under experimenten.

Alla förfaranden godkändes av etikkommittén vid Chongqing University of Technology och varje ämne gav skriftligt informerat samtycke innan de deltagande i denna studie.
1. Förberedelse av handtraktorer
<ol><li>Se till att handtraktorn utsätts för lämpliga provningsförhållanden med en full bränsletank, utan att bultarna lossnar och utan andra mekaniska defekter som skulle leda till onormal vibration. OBS: Specifikationerna för den handtraktor som används i detta experiment ang...

<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>

Protokollet som presenteras i denna studie fastställdes baserat på HTV-standarder4,5,24, och utvecklades som standardsteg för mätning av HTV av det mänskliga handarmssystemet under driften av en handtraktor i stationärt skick. Detta tillstånd är handtraktorns stabilaste tillstånd för att säkerställa tillförlitlig mätning av vibrationerna som faktiskt överförs till handen och armen. Det intervall av variabler som ...

Handtraktorer, även kända som kraftfräsar, används ofta i utvecklingsländer för markberedning av små fält. En handtraktors fältdrift innebär att gå bakom maskinen och hålla i handtagen för att styra dess rörelse. Operatörerna av handtraktorer utsätts för höga vibrationsnivåer, vilket kan hänföras till den lilla encylindriga motorn och bristen på fjädringssystem för handtraktorer1. Handarmsvibrationssyndromet (HAVS)2 kan orsakas av långvarig uthållighet från vibrationerna, med namnet handöverförd vibration (HTV), som genereras av handtraktorn och tas emot av förarens händer. För att bedöma de hälsorisker som orsakas av operatörernas exponering för handtraktorernas HTV är det nödvändigt att fastställa en metod för mätning av handarmssystemets vibrationsrespons.
Handarmssystemet består av ben, muskler, vävnader, vener och artärer, senor och hud3, och den direkta mätningen av HTV utgör många problem. De relevanta internationellastandarderna 4,5 innehåller riktlinjer för mätning av svårighetsgraden av vibrationer som genereras i handens omedelbara närhet, inklusive koordinatsystemet för handen, placering och montering av accelerometrar, mätlängd, kabelkontaktproblem etc. Standarderna tar dock inte hänsyn till inneboende variabler, såsom greppkraften, handens och armens hållning, enskilda faktorer etc. Dessa faktorer har undersökts utförligt under ett brett spektrum av vibrations excitations och testförhållanden6,7,8,9,10,11,12,13, men resultaten från olika utredare är inte i god enighet. Många av dessa faktorer har inte i tillräcklig utsträckning förståtts för att införlivas i standardmetoder. Denna begränsning kan delvis tillskrivas komplexiteten i det mänskliga handarmssystemet, testförhållandena och skillnaderna i de experimentella tekniker och mättekniker som används.
Dessutom utfördes de flesta av de tidigare mätningarna av HTV under noggrant kontrollerade förhållanden med idealiserade vibration excitations, grepp kraft och postural förhållanden. Resultaten och försöksförfarandena för dessa mätningar kanske därför inte riktigt replikerar verkliga förhållanden, såsom handtraktorer. Dessutom har endast begränsade ansträngningar gjorts för att studera HTV för handtraktorer med fältmätningar. Dessa mätningar utfördes med accelerometrar fästa vid förarens handled, arm, bröst och huvud för att mäta hela kroppsvibrationerna under traktornstransportförhållanden 1, eller under förhållanden med jordbearbetning i ett framtöllat fält och puddling i ett nedsänkt fält med olika nivåer av motorvarvtal14. Effekten av greppkraften, som kan vara en avgörande faktor för HTV7,8, isolerades inte. Dessa metoder är därför olämpliga som standardiserade mätförfaranden på grund av operatörens olika tvångsställningar under jordbruket som tillskrivs de hårda miljöförhållandena.
Den nuvarande forskningen genomfördes för att bidra till inrättandet av tillförlitliga och repeterbara förfaranden för HTV-mätning av handtraktorer i stationärt läge. Figur 1 presenterar det schematiska diagrammet över den experimentella designen. En handtraktor tillverkad i Kina och vanligen använd av kinesiska bönder användes, och tio forskare valdes som ämnen för studien. Sju lätta piezoelektriska accelerometrar kopplade till traktor-hand-arm-systemet användes för att mäta vibrationerna. En varvräknare och två tunnfilmstrycksensorer övervakade motorns hastighet och greppkraft under provningen. Försökspersonerna var tvungna att i tur och nedförst i tur och nedföra handtagstraktorn vid angivna motorvarvtal och med angivna greppkrafter för att erhålla vibrationsegenskaperna i olika driftlägen. Detta manuskript ger ett detaljerat protokoll för HTV-mätning av traktor-hand-arm-systemet med unik hänsyn till förändringar i greppkraften och vibrationsfrekvensen.

<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

Operatörer av handtraktorer utsätts för höga nivåer av handöverförda vibrationer (HTV). Denna vibration, som kan vara både irriterande och farlig för människors hälsa, förmedlas till operatören via hans eller hennes händer och armar. En standardiserad metod för mätning av HTV för handtraktorer har dock ännu inte definierats. Syftet med studien var att presentera en experimentell metod för undersökning av handarmssystemets biodynamiska respons och vibrationstransmissibility under driften av en handtraktor i stationärt läge. Mätningar utfördes med tio försökspersoner som använde tre greppkrafter och tre handtagsvibrationsnivåer för att undersöka påverkan av handtrycket och frekvensen på handöverförd vibration (HTV). Resultaten visar att tätheten i greppet på handtaget påverkar handarmssystemets vibrationsrespons, särskilt vid frekvenser mellan 20 och 100 Hz. Överföringen av lägre frekvenser i hand-arm systemet var relativt obunden. I jämförelse konstaterades dämpning vara ganska märkt för högre frekvenser under handtraktorns drift. Vibrationstransmissibiliteten till olika delar av handarmssystemet minskade med ökningen av avståndet från vibrationskällan. Den föreslagna metoden bidrar till insamlingen av konsekventa uppgifter för utvärdering av förarens vibrationsexponering och ergonomins utveckling av handtraktorer.

Försöket utfördes i laboratoriet (lufttemperatur 22,0 °C ± 1,5 °C) på tio friska försökspersoner(tabell 2)under drift av en handtraktor i stationärt skick.
Efter protokollet samlades vibrationsaccelerationsdata in från handtraktorns handtag, liksom baksidan av handen, handleden, armen och axeln på varje ämne. Spektrumet av vibrationsaccelerationen som sker vid handtaget (ingång till handen) erhölls. Figur 8 visar exempel på tidsdom...

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

Här presenterar vi en standardiserad metod för mätning av handöverförd vibration från handtag på en enaxlad traktor med särskild hänvisning till förändringar i greppkraft och vibrationsfrekvens.

Mätning av den handöverförda vibrationen i det mänskliga handarmssystemet under drift av en handtraktor

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 övergripande målet med detta experiment är att undersöka handarmssystemets biodynamiska respons och vibrationstransmissibility under driften av handtraktor. Denna studie ger ett protokoll för handöverförd vibrationsmätning av traktor-hand-arm-systemet med hänsyn till förändringar i greppkraften och vibrationsfrekvensen. Denna metod kommer att vara till hjälp för förståelsen av vibrationsöverföringsegenskaperna hos handarmssystemet.Börja, placera handtraktorn på en testplats med torr, fast och jämn markyta. Ta bort handtagens elastomeriska material. Efter att ha fått informerat samtycke från alla försökspersoner, mät varje försökspersons kroppsdimensioner inklusive stående höjd, massa, underarmslängder, överarmslängd och handlängd.Linda accelerometeradaptrarna tätt på varje motivs hand och arm. Varje adapter var tillverkad med en nylonrem och en bit galvaniserad järnplåt för att ge en styv och lätt fastsättning. Accelerometeradaptrarna lindades på platserna på baksidan av handen, distala änden av underarmen, proximala änden av underarmen, desarmens desala ände av överarmen, proximal ände av överarmen och akromen.Innan du påbörjar en mätning samlar du alla komponenter i mätsystemet, inklusive accelerometrar, datainsamlingssystem, tunnfilmstryckavkänningssystem, varvräknare, digital goniometer, accelerometeradaptrar och andra relevanta komponenter. För att ställa in accelerationsmätningssystemet ansluter du först accelerometerometern med datainsamlingskortet med accelerometrarna. med en Ethernet-kabel ansluter du chassit till datorn.Fäst sedan en treaxlig accelerometer på vänster handtag eller handtraktorn och fäst den andra på acceleromerometeradaptern på motivets vänstra hand. Fäst enaxlade accelerometrar en efter en på accelerometeraptrarna på motivets arm och axel. Justera orienteringarna för de treaxlade accelerometrarna så att de överensstämmer med det angivna koordinatsystemet.Slutligen, med hjälp av tejp, säkra accelerometerkablar på hudytan på motivets arm och traktorns styre. För att sätta upp gripkraftmätningssystemet, fäst först två tunnfilmssensorer på handtraktorns vänstra handtag med dubbelsidig tejp. Placera sedan skärmsystemet på en bekväm höjd.Så att motivet kunde övervaka och justera greppkraften till den angivna nivån under handtraktorns funktion. Därefter instruerar du motivet att hålla och höja handtaget till ett horisontellt läge. Mät motivets hand- och armställning med hjälp av en digital goniometer, inklusive axelhorisontell bortförande, axel vertikal bortförande, armbågsförlängning, handledsförlängning och handledsavvikelse.Be försökspersonen att behålla hållningen till slutet av rättegången. Starta handtraktorn i friläge och fortsätt att köra med lågt motorvarvtal tills den är stabiliserad. Slå på tachometern, tunnfilmstryckavkänningsenheten, den bärbara datorn och accelerationsdataförvärvssystemet.Ange parametrarna acceleration, anskaffningsläge och samplingshastighet för datainsamling. Klicka på Kör och vänta ungefär tio sekunder tills systemet har stabiliserats och klicka sedan på Spela in för att börja registrera accelerationsdata. Under provningen ber du motivet att övervaka varvräknaren och justera motorvarvtalet till 1 500 varv per minut tills den har stabiliserats.Instruera sedan motivet att noggrant justera greppkraften till 20 Newtons och håll denna greppkraftnivå i cirka 30 sekunder. Justera sedan greppkraften till 30 Newtons och behåll cirka 30 sekunder. Och sedan justera greppkraften till 40 Newtons och behåll cirka 30 sekunder.Därefter justerar du motorvarvtalet till 2 500 varv per minut och upprepar ovanstående förfarande för justering av greppkraften. Justera slutligen motorvarvtalet till 3 500 varv per minut och upprepa ovanstående procedurer för justering av greppkraften. I slutet av försöket instruerar du försökspersonen att sätta ner handtaget och stänga av handtraktorns motor.Spara vibrationsaccelerationsdata, ta bort och placera accelerometrarna på nästa motiv. Upprepa stegen ovan till slutet av datainsamlingarna för alla försökspersoner. Och exportera accelerationstidsseriedata för vidare analys.Dessa diagram visar exempel på tids domänen och frekvens domän accelerationer på handtaget under en halv sekunds varaktighet. Den maximala accelerationen av X- och Z-riktningarna inträffade vid frekvensen 58 Hertz. Det mesta av vibrationsenergin visade sig vara centraliserad i frekvensområdet från 50 till 200 hertz.Det genomsnittliga förhållandet mellan greppkraften och rot-medelvärdet kvadratisk acceleration av hand-arm systemet erhölls. Det observerades att ökningen av greppkraften ökade vibrationsaccelerationen, särskilt vid frekvenser mellan 20 och 100 Hertz. Och de tre resonansfrekvenserna visade sig öka nästan linjärt med ökningen av greppkraften.Under tiden erhölls förhållandet mellan motorvarvtalet och root-mean-square acceleration. Som visas i tomterna överfördes lägre frekvenser relativt obundna. Medan dämpning var ganska märkt för högre frekvenser.Således är det rimligt att dra slutsatsen att det mesta av vibrationsenergin skingrades i handen och underarmen. Denna siffra visar den genomsnittliga överförbarheten på olika platser i handarmssystemet. Det konstaterades att handarmssystemets överförbarhet minskade med ökningen av avståndet från vibrationskällan.Den högsta överförbarheten observerades på baksidan av handen. Resonansfrekvensen för handleden och armbågen transmissibility var runt 20 hertz. Det konstaterades också att endast vibrationer på mindre än 25 Hertz överfördes effektivt till underarmen, överarmen och axeln.Denna metod fastställdes baserat på handöverförda vibrationsstandarder och utvecklades som ett standardprotokoll för mätning av handöverförda vibrationer i det mänskliga handarmssystemet under driften av en handtraktor i stationärt skick. Accelerometerns och adapterns totala vikt bör vara så lätt som möjligt för att minska mätfelen. Testförsöket av varje försöksperson bör slutföras utan avbrott för att minska effekten av driftställningen.De viktigaste potentiella tillämpningarna av den föreslagna metoden är uppskattningen av interaktionsfenomen mellan människa och traktor, ergonomins utveckling av handtraktorer och utveckling av skyddsanordningar som isolatorer och handskar.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Experimentell mätning av sedimenteringshastigheten för sfäriska partiklar i odefinierade och begränsade tensidbaserade savförtunnande viskoelastiska vätskor

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

Att integrera en Triplet-triplett Annihilation uppkonvertering System för att förbättra Dye-sensibiliserade solceller Svar på Under bandgap Ljus

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

Tillverkning och drift av en Nano-optisk Transportband

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

Utveckling av en experimentuppställning för mätning av Coefficient of Restitution under vakuumbetingelser

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

Mätningen av Ostadig yttryck med hjälp av en fjärrkontroll 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

Hand Kontrollerad Manipulering av enskilda molekyler via en Scanning Probe mikroskop med en 3D Virtual Reality-gränssnitt

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

Generation av storlek-kontrollerade Poly (etylenglykol) Diacrylate droppar via Semi-3-dimensionell Flow fokuserar mikroflödessystem 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

Konstruktion och drift av ett ljus-driven guld Nanorod roterande Motor

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

Tillverkning av mjuka pneumatiska nätverk ställdon med sneda 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 systemet för kollaborativt sammansatt tillverknings system (CCM)

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