L-GABS:用于人体工程学影响评估的通用活跃腰部外骨架的参数建模
Manuel Pérez-Soto1,2, Javier Marín1,2, José J Marín1,2
1IDERGO (Research and Development in Ergonomics), I3A (Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón), University of Zaragoza, C/María de Luna, 3, 50018 Zaragoza, Spain.
Sensors (Basel, Switzerland)
|March 17, 2025
概括
本研究介绍了使用Forces人体工程学方法对活跃的腰部外骨进行参数模型. 在设备实施之前,它准确地预测特定工作场所任务中的生物力学效应和人体工程学风险.
科学领域:
- 人体工程学和生物力学
- 职业健康和安全问题 职业健康和安全问题
- 机器人技术和人机交互的人机交互
背景情况:
- 公司正在采用外骨架来缓解生产线中的肌肉骨疾病.
- 预测外骨对特定工作任务的精确生物力学影响仍然是一个挑战.
- 现有的研究往往侧重于一般的人体工程学效应,缺乏职位特定的生物力学分析.
研究的目的:
- 使用Forces人体工程学方法开发一个活跃的腰部外骨的参数模型.
- 评估与外骨在特定工作任务中的使用相关的生物机械效应和人体工程学风险.
- 为评估外骨在工业环境中的实施提供一个预测工具.
主要方法:
- 采用了四个阶段的方法,整合了实验观测和客观数据收集.
- 使用惯性传感器和负载单元的运动捕获被用来收集在起重任务期间的数据.
- 使用Forces人体工程学方法来计算人体工程学风险,考虑内部关节力量.
主要成果:
- 开发的参数模型表明与实验数据的差异很小:胸部力为0.971 ± 0.171公斤,腰部风险为1.983 ± 0.678%.
- 第二阶段的数据包括身体部分的角度,用户感知到的努力和外骨激活条件.
- 第四阶段通过将预测的力量和风险与实验结果进行比较来验证模型.
结论:
- 拟议的参数建模方法为评估活跃的腰部外骨架的生物力学影响提供了可靠的工具.
- 该方法在工作场所实施之前提供了外骨效应的直接和参数近似.
- 这项研究有助于优化外骨的使用,以减少肌肉骨疾病和提高工人安全.
