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

Bu çalışma Chongqing, Çin Doğa Bilimleri Vakfı (cstc2019jcyj-msxmX0046), Çin Chongqing Eğitim Komisyonu (KJQN202001127) projesi ve Banan Bölge Bilim ve Teknoloji Komisyonu, Chongqing, Çin (2020TJZ010) projesi tarafından desteklendi. Yazarlar, prof. Yan Yang'a test alanını sağladığı için teşekkür eder. Ayrıca Dr. Jingshu Wang ve Dr. Jinghua Ma'ya titreşim ölçüm enstrümantasyonunu kullanma rehberliği için minnettarız. Deneyler sırasındaki gönül işbirliği için de deneklere teşekkür ederiz.

Tüm prosedürler Chongqing Teknoloji Üniversitesi Etik Kurulu tarafından onaylanmıştır ve her konu bu çalışmaya katılmadan önce yazılı bilgilendirilmiş onay sağlamıştır.
1. El traktörü hazırlığı
<ol><li>El traktörün tam bir yakıt tankı ile, cıvata gevşekliği olmadan ve anormal titreşime neden olacak diğer mekanik kusurlar olmadan uygun test koşullarına tabi tutulmasını sağlayın. NOT: Bu deneyde kullanılan el traktörün özellikleri Tablo 1<...

<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>

Bu çalışmada sunulan protokolHTVstandartları 4 , 5,24temel alınarak oluşturulmuş ve sabit durumda bir el traktörü çalışması sırasında insan el-kol sisteminin HTV ölçümü için standart adımlar olarak geliştirilmiştir. Bu durum, gerçekten ele ve kola iletilen titreşimin güvenilir bir şekilde ölçülmesine yardımcı olmak için el traktörün en kararlı durumudur. Motor hızı ve kavrama kuvvetinin ayar...

Güç çapalayıcı olarak da bilinen el traktörleri, gelişmekte olan ülkelerde küçük tarlaların arazi hazırlanması için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir el traktörün saha çalışması, makinenin arkasında yürümeyi ve hareketini kontrol etmek için tutamağını tutmayı içerir. El traktörlerinin operatörleri, küçük tek silindirli motora atfedilebilecek ve el traktörlerinin süspansiyon sisteminin eksikliğine atfedilebilecek yüksek titreşim seviyelerine maruz kalır1. El-kol titreşim sendromu (HAVS)2, el traktörü tarafından üretilen ve operatörün eliyle alınan el ile iletilen titreşim (HTV) adı verilen titreşimden kaynaklanan uzun süreli dayanıklılıktan kaynaklanabilir. Operatörlerin el traktörlerinin HTV'sine maruz kalmalarından elde edilen sağlık risklerini değerlendirmek için, el-kol sisteminin titreşim tepkisinin ölçümü için bir yöntem oluşturmak gerekir.
El-kol sistemi kemikler, kaslar, dokular, damarlar ve arterler, tendonlar ve cilt3'tenoluşur ve HTV'nin doğrudan ölçümü birçok sorun teşkil eder. İlgili uluslararası standartlar4,5, elin koordinat sistemi, ivmeölçerlerin konumu ve montajı, ölçüm süresi, kablo konektörü sorunları vb. Bununla birlikte, standartlar kavrama kuvveti, el ve kolun duruşu, bireysel faktörler vb. Bu faktörler, çok çeşitli titreşim uyarımları ve test koşulları 6,7 ,8,9,10,11,12,13, altında kapsamlı bir şekilde incelenmiştir, ancak farklı araştırmacıların sonuçları iyi bir anlaşma içinde değildir. Bu faktörlerin birçoğunun standart yöntemlere dahil edildiği yeterince anlaşılamamıştır. Bu kısıtlama kısmen insan el-kol sisteminin karmaşıklıklarına, test koşullarına ve kullanılan deneysel ve ölçüm tekniklerindeki farklılıklara atfedilebilir.
Ayrıca, HTV'nin önceki ölçümlerinin çoğu idealize titreşim uyarımları, kavrama kuvveti ve postural koşullarla dikkatlice kontrol edilen koşullar altında gerçekleştirildi. Bu ölçümlerin bulguları ve deneysel prosedürleri, bu nedenle, el traktörlerinin çalışma koşulları gibi gerçek dünya koşullarını gerçekten çoğaltmayabilir. Ayrıca, el traktörlerinin HTV'lerini saha ölçümleriyle incelemek için sadece sınırlı çaba sarf edilmiştir. Bu ölçümler, traktörün taşıma koşulları1veya bir tazyilmiş alanda çapalama ve farklı motor hızlarına sahip batık bir alanda puddling koşulları altında tüm vücut titreşimini ölçmek için operatörün bileğine, koluna, göğsüne ve kafasına bağlı ivmeölçerler kullanılarakgerçekleştirildi 14. HTV7,8'in önemli bir faktörü olabilecek kavrama kuvvetinin etkisi izole edilmedi. Bu nedenle bu yöntemler, operatörün zorlu çevre koşullarına atfedilen tarım sırasındaki çeşitli zorunlu duruşları nedeniyle standartlaştırılmış ölçüm prosedürleri olarak uygun değildir.
Mevcut araştırma, el traktörlerinin sabit modda HTV ölçümü için güvenilir ve tekrarlanabilir prosedürlerin oluşturulmasına katkıda bulunmak için yapılmıştır. Şekil 1 deneysel tasarımın şematik diyagramını sunar. Çin'de üretilen ve Çinli çiftçiler tarafından yaygın olarak kullanılan bir el traktörü istihdam edildi ve çalışma için on araştırma çalışanı denek olarak seçildi. Titreşimi ölçmek için traktör-el-kol sistemine bağlı yedi hafif piezoelektrik ivmeölçer kullanıldı. Bir takometre ve iki ince film basınç sensörü, test sırasında motor hızını ve kavrama kuvvetini izledi. Deneklerin, titreşim özelliklerini çeşitli çalışma modlarında elde etmek için el traktörü belirli motor hızlarında ve belirtilen kavrama kuvvetleriyle sırayla çalıştırmaları gerekiyordu. Bu makale, kavrama kuvveti ve titreşim frekansındaki değişikliklerin benzersiz bir şekilde göz önünde bulundurulmasıyla traktör-el-kol sisteminin HTV ölçümü için ayrıntılı bir protokol sunmaktadır.

<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

El traktörlerinin operatörleri yüksek düzeyde elle iletilen titreşime (HTV) maruz kalır. Hem rahatsız edici hem de insan sağlığı için tehlikeli olabilen bu titreşim, operatöre elleri ve kolları aracılığıyla iletilir. Bununla birlikte, el traktörlerinin HTV'lerini ölçmek için standartlaştırılmış bir yöntem henüz tanımlanmamıştır. Çalışmanın amacı, bir el traktörün sabit modda çalışması sırasında el-kol sisteminin biyodinamik tepkisinin ve titreşim geçirgenliğinin araştırılması için deneysel bir yöntem sunmaktı. Ölçümler, el basıncının ve frekansının elle iletilen titreşim (HTV) üzerindeki etkilerini incelemek için üç kavrama kuvveti ve üç tutamak titreşim seviyesi kullanılarak on denekle gerçekleştirildi. Sonuçlar, tutamak üzerindeki kavrama sıkılığının, özellikle 20 ila 100 Hz arasındaki frekanslarda el-kol sisteminin titreşim tepkisini etkilediğini göstermektedir. El-kol sistemindeki düşük frekansların iletimi nispeten zayıftı. Buna karşılık, zayıflamanın el traktörün çalışması sırasında daha yüksek frekanslar için oldukça belirgin olduğu bulunmuştur. Titreşim kaynağından uzaklık arttıkça el-kol sisteminin farklı bölgelerine titreşim geçirgenliği azaldı. Önerilen metodoloji, operatör titreşim maruziyetinin değerlendirilmesi ve el traktörlerinin ergonomi gelişimi için tutarlı verilerin toplanmasına katkıda bulunur.

Deney, laboratuvarda (hava sıcaklığı 22,0 °C ± 1,5 °C) on sağlıklı denek üzerinde(Tablo 2)sabit bir durumda bir el traktörün çalışması sırasında gerçekleştirildi.
Protokolün ardından el traktörün sapının yanı sıra elin arkası, bilek, kol ve her konunun omzundan titreşim ivmesi verileri toplandı. Sapta meydana gelen titreşim ivmesinin spektrumu (ele giriş) elde edildi. Şekil 8, belirli bir süre boyunca 3500 rpm m...

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

Burada, kavrama kuvveti ve titreşim frekansındaki değişikliklere özel referansla tek akslı bir traktörün tutamaklarından elle iletilen titreşimin ölçümü için standartlaştırılmış bir yöntem sunuyoruz.

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

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

Bu deneyin genel amacı, el traktörü için çalışma sırasında el-kol sisteminin biyodinamik tepkisini ve titreşim aktar edilebilirliğini araştırmaktır. Bu çalışma, kavrama kuvveti ve titreşim frekansındaki değişiklikler göz önünde bulundurularak traktör-el-kol sisteminin elle iletilen titreşim ölçümü için bir protokol sağlar. Bu yöntem, el-kol sisteminin titreşim iletim özelliklerinin anlaşılması için yardımcı olacaktır.Başlayın, el traktörünü kuru, sağlam ve düz bir zemin yüzeyine sahip bir test alanına yerleştirin. Tutamakların elastomerik malzemelerini çıkarın. Tüm deneklerden bilgilendirilmiş onay aldıktan sonra, ayakta durma yüksekliği, kütle, kol uzunlukları, üst kol uzunluğu ve el uzunluğu dahil olmak üzere her bir konunun vücut boyutlarını ölçün.İvicimetre adaptörlerini her konunun eline ve koluna sıkıca sarın. Her adaptör, sert ve hafif bir bağlantı sağlamak için naylon kayış ve galvanizli demir levha parçası kullanılarak üretilmiştir. İvmeölçer adaptörleri elin arkası, kolun distal ucu, kolun proksimal ucu, üst kolun distal ucu, üst kolun proksimal ucu ve akromyon yerlerine sarıldı.Bir ölçüm başlatmadan önce, ivmeölçerler, veri toplama sistemi, ince film basınç algılama sistemi, takometre, dijital goniometre, ivmeölçer adaptörleri ve diğer ilgili bileşenler dahil olmak üzere ölçüm sisteminin tüm bileşenlerini toplayın. Hızlanma ölçüm sistemini kurmak için, önce ivmeölçer kablolarını kullanarak ivmeölçerleri veri toplama kartına bağlayın. bir Ethernet kablosu kullanarak kasayı bilgisayara bağlayın.Ardından, bir üç eksenli ivmeölçer sol tutamağa veya el traktörüne takın ve diğerini de konunun sol elinin ivmeölçer adaptörüne takın. Tek eksenli ivmeölçerleri, konunun kolunun ve omzunun ivmeölçer adaptörlerine tek tek takın. Üç eksenli ivmeölçerlerin oryantasyonlarını belirtilen koordinat sistemiyle tutarlı olacak şekilde ayarlayın.Son olarak, yapışkan bant kullanarak, ivmeölçer kablolarını öznenin kolunun ve traktörün gidonunun cilt yüzeyine sabitleyin. Kavrama kuvveti ölçüm sistemini kurmak için, önce çift taraflı yapışkan bant kullanarak, el traktörün sol koluna iki ince film sensörü takın. Ardından, ekran sistemini uygun bir yüksekliğe yerleştirin.Böylece denek, el traktörün çalışması sırasında kavrama kuvvetini izleyip belirtilen seviyeye ayarlayabilir. Bundan sonra, özneye tutamacı yatay bir konuma tutması ve yükseltmesi için talimat söyleyin. Omuz yatay kaçırma, omuz dikey kaçırma, dirsek uzatma, bilek uzatma ve bilek sapması dahil olmak üzere dijital bir goniometre kullanarak konunun el ve kol duruşunu ölçün.Deneklerden duruşmanın sonuna kadar duruşunu korumasını isteyin. El traktörü nötr olarak çalıştırın ve stabilize olana kadar düşük motor hızında çalışmaya devam edin. Takometreyi, ince film basınç algılama cihazını, dizüstü bilgisayarı ve hızlandırma veri toplama sistemini açın.Veri toplama için hızlandırma, alım modu ve örnekleme hızı parametrelerini ayarlayın. Çalıştır'ı tıklatın ve sistem sabitlenene kadar yaklaşık on saniye bekleyin, sonra hızlandırma verilerini kaydetmeye başlamak için Kaydet'i tıklatın. Test sırasında, deneklerden takometreyi izlemesini ve stabilize olana kadar motor hızını dakikada 1.500 devire ayarlamasını isteyin.Ardından, deneğe kavrama kuvvetini 20 Newton'a dikkatlice ayarlamasını ve bu kavrama kuvveti seviyesini yaklaşık 30 saniye boyunca tutmasını söyleyin. Ardından, kavrama kuvvetini 30 Newton'a ayarlayın ve yaklaşık 30 saniye tutun. Ve sonra, kavrama kuvvetini 40 Newton'a ayarlayın ve yaklaşık 30 saniye tutun.Bundan sonra, motor hızını dakikada 2.500 devire ayarlayın ve yukarıdaki kavrama kuvveti ayarlama prosedürünü tekrarlayın. Son olarak, motor hızını dakikada 3.500 devire ayarlayın ve yukarıdaki kavrama kuvveti ayarlama prosedürlerini tekrarlayın. Denemenin sonunda, deneğe kolu indirmesini ve el traktörün motorunun kapatılmasını söyleyin.Titreşim ivmesi verilerini kaydedin, ivmeölçerleri çıkarın ve bir sonraki konuya yerleştirin. Yukarıdaki adımları tüm konuların veri koleksiyonlarının sonuna kadar yineleyin. Ve daha fazla analiz için hızlandırma zaman serisi verilerini dışa aktarabilirsiniz.Bu çizimler, zaman etki alanı ve sıklık etki alanı ivmelerinin örneklerini tanıtıcıda yarım saniye süreyle görüntüler. X ve Z yönlerinin maksimum ivmesi 58 Hertz frekansta gerçekleşti. Titreşim enerjisinin çoğunun 50 ila 200 hertz frekans aralığında merkezi olduğu bulunmuştur.El-kol sisteminin kavrama kuvveti ile kök-ortalama kare ivmesi arasındaki ortalama ilişki elde edildi. Kavrama kuvvetindeki artışın titreşim ivmesini özellikle 20 ila 100 Hertz arasındaki frekanslarda artırdığı gözlendi. Ve üç rezonans frekansının kavrama kuvvetinin artmasıyla neredeyse doğrusal olarak arttığı tespit edildi.Bu arada motor hızı ile kök-ortalama-kare ivmesi arasındaki ilişki elde edildi. Arsalarda gösterildiği gibi, daha düşük frekanslar nispeten sahipsiz olarak iletildi. Bu arada, zayıflama daha yüksek frekanslar için oldukça belirgindi.Bu nedenle, titreşim enerjisinin çoğunun elde ve kolun içinde dağıldıklarına varmak mantıklıdır. Bu şekil, el-kol sisteminin farklı yerlerinde ortalama aktarılmazlığı sunar. Titreşim kaynağından uzaklık arttıkça el-kol sisteminin geçirgenliğinin azaldığı tespit edildi.En yüksek aktarılmazlık elin arkasında gözlendi. Bilek ve dirsek aktarıldırılığının rezonans sıklığı 20 hertz civarındaydı. Ayrıca sadece 25 Hertz'den küçük titreşimlerin kol, üst kol ve omuza etkili bir şekilde iletildiği bulunmuştur.Bu yöntem, elle iletilen titreşim standartlarına göre oluşturulmuş, sabit durumda bir el traktörün çalışması sırasında insan el-kol sisteminin elle iletilen titreşiminin ölçümü için standart bir protokol olarak geliştirilmiştir. Ölçüm hatalarını azaltmak için ivmeölçer ve adaptörün toplam ağırlığı mümkün olduğunca hafif olmalıdır. Ameliyat duruşunun etkisini azaltmak için her konunun test denemesi kesintisiz olarak tamamlanmalıdır.Önerilen metodolojinin ana potansiyel uygulamaları, insan-traktör etkileşimi olaylarının tahmini, el traktörlerinin ergonomi gelişimi ve izolatörler ve eldivenler gibi koruyucu cihazların geliştirilmesidir.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Sınırlanmamış ve Sınırlı Yüzey Aktif Bazlı Kesme Viskoelastik Sıvılarda Küresel Parçacıkların Yerleşme Hızının Deneysel Ölçümü

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

Bir Üçüz-üçlü Annihilation&#39;ın Up-dönüşüm Sistemi entegre Alt-bandaralıklı Işık Boya duyarlı Solar Hücre Yanıtı arttırmak için

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

Bir Nano-Optik Konveyör Bant imalatı ve İşletilmesi

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

Vakum Koşullarında Restitüsyon katsayısı ölçümü için bir deneysel Kur Geliştirilmesi

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

Uzak Mikrofon Probe kullanarak Kararsız Yüzey Basınç Ölçümü

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

El 3D Sanal Gerçeklik Arayüzü ile bir Tarama Prob Mikroskobu üzerinden Tek Moleküllerin Manipülasyon Kontrollü

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

Poli (etilen glikol) Diacrylate damlacıklar yoluyla yarı-3 boyutlu akış odaklanarak mikrosıvısal cihazlar boyutu kontrol nesil

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

İnşaat ve ışık tahrik altın Nanorod Rotary Motor sistemi

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

Yumuşak Pnömatik ağ aktüatörler eğik Chambers ile imalatı

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

İşbirlikçi Kompozit Üretim (CCM) Sisteminin İşleyişi

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