Meting van de handgedraagbaretrilling van het menselijke handarmsysteem tijdens de werking van een handtractor

Handtractoren, ook wel power tillers genoemd, worden in ontwikkelingslanden veel gebruikt voor de landvoorbereiding van kleine velden. De veldbediening van een handtractor houdt in dat u achter de machine loopt en de handgrepen vasthoudt om de beweging ervan te regelen. De exploitanten van handtractoren worden blootgesteld aan hoge trillingsniveaus, die kunnen worden toegeschreven aan de kleine eencilindermotor en het gebrek aan ophangsysteem van handtractoren¹. Het hand-armtrillingssyndroom (HAVS)² kan worden veroorzaakt door langdurig uithoudingsvermogen van de trilling, genaamd handgedraagbare trillingen (HTV), die door de handtractor worden gegenereerd en door de handen van de bestuurder worden ontvangen. Om de gezondheidsrisico’s te beoordelen die voortvloeien uit de blootstelling van de bedieners aan de HTV van handtrekkers, moet een methode worden vastgesteld voor de meting van de trillingsrespons van het handarmsysteem.

Het hand-arm systeem bestaat uit botten, spieren, weefsels, aderen en slagaders, pezen en huid³, en de directe meting van HTV levert veel problemen op. De relevante internationale normen^4,5 bevatten richtlijnen met betrekking tot de meting van de ernst van trillingen die in de directe omgeving van de hand worden gegenereerd, met inbegrip van het coördinatensysteem voor de hand, de locatie en montage van versnellingsmeters, de meetduur, problemen met de kabelconnector, enz. De normen houden echter geen rekening met intrinsieke variabelen, zoals de gripkracht, de houding van de hand en arm, individuele factoren, enz. Deze factoren zijn uitgebreid onderzocht onder een breed scala aan trillingsprikkels en testomstandigheden^{6,7,8,9,10,11,12,13}, maar de resultaten van verschillende onderzoekers zijn het niet goed met u eens. Veel van deze factoren zijn onvoldoende begrepen om in standaardmethoden te worden opgenomen. Deze beperking is gedeeltelijk toe te schrijven aan de complexiteit van het handarmsysteem van de mens, de testomstandigheden en de verschillen in de toegepaste experimentele en meettechnieken.

Bovendien werden de meeste eerdere metingen van HTV uitgevoerd onder zorgvuldig gecontroleerde omstandigheden met geïdealiseerde trillingsprikkels, gripkracht en houdingsomstandigheden. De bevindingen en experimentele procedures van deze metingen kunnen daarom niet echt de omstandigheden in de echte wereld repliceren, zoals de bedrijfsomstandigheden van handtractoren. Bovendien zijn slechts beperkte inspanningen geleverd om de HTV van handtractoren met veldmetingen te bestuderen. Deze metingen werden uitgevoerd met behulp van versnellingsmeters die aan de pols, arm, borst en het hoofd van de bestuurder waren bevestigd om de lichaamstrillingen te meten onder de vervoersomstandigheden van de trekker¹, of onder de omstandigheden van het tillen in een tot een gestrekt veld en het kotsen in een ondergedompeld veld met verschillende niveaus van motortoerentallen¹⁴. Het effect van de grijpkracht, die een cruciale factor van HTV^7,8zou kunnen zijn, was niet geïsoleerd. Deze methoden zijn daarom ongeschikt als gestandaardiseerde meetprocedures vanwege de verschillende gedwongen houdingen van de exploitant tijdens de landbouw die worden toegeschreven aan de barre omgevingsomstandigheden.

Dit onderzoek is uitgevoerd om bij te dragen tot de vaststelling van betrouwbare en herhaalbare procedures voor de HTV-meting van handtractoren in stationaire modus. Figuur 1 toont het schematische schema van het experimentele ontwerp. Een handtractor die in China wordt vervaardigd en vaak door Chinese landbouwers wordt gebruikt werd tewerkgesteld, en tien onderzoekers werden gekozen als onderwerpen voor de studie. Zeven lichtgewicht piëzo-elektrische versnellingsmeters die aan het tractor-hand-armsysteem waren bevestigd, werden gebruikt om de trilling te meten. Eén toerenteller en twee dunne-filmdruksensoren bewaakten het motortoerental en de gripkracht tijdens het testen. De proefpersonen moesten de handtractor opeenvolgend bedienen bij gespecificeerde motortoerentallen en met gespecificeerde gripkrachten om de trillingseigenschappen in verschillende bedrijfsmodi te verkrijgen. Dit manuscript biedt een gedetailleerd protocol voor de HTV-meting van het tractor-hand-armsysteem met unieke aandacht voor veranderingen in de gripkracht en trillingsfrequentie.