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目的
建立一种基于运动生物力学的作业人员上肢负荷强度评估模型并验证其有效性。
方法于2015年3月,选取15名受试者完成3种外力载荷的上提操作测试,采集作业人员操作姿态、操作力与主观负荷强度评价数据。建立上提操作生物力学模型,以操作姿态与操作力为输入,仿真输出肩、肘、腕的关节力矩,并根据各关节最大关节力矩对仿真结果进行归一化,得到相对关节力矩。通过层次分析法,建立以肩、肘、腕相对关节力矩为指标的上肢负荷强度评估模型。将该模型评估结果与试验采集的作业人员主观负荷强度评价数据进行对比,验证模型的有效性。
结果肩关节在上肢负荷影响因素中占有较大权重(0.56),肘关节和腕关节的权重较小(0.27和0.17);Pearson相关分析显示,模型输出的上肢负荷强度与试验采集的作业人员主观负荷强度呈正相关(r=0.863,P<0.05),且两者差异无统计学意义(t=0.105,P>0.05)。
结论基于运动生物力学的上肢负荷强度评估模型可以用于预测和评估作业人员上肢负荷状况。