Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 21

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  biomechanical system
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
PL
W pracy przedstawiono porównanie wyników oceny narażenia człowieka na drgania miejscowe w przypadku zastosowania rękawic. Analizowany przypadek oceniono dwoma metodami, tzn. metodą konwencjonalną (z uwzględnieniem kryterialnego przyspieszenia drgań) i metodą energetyczną (wykorzystując wartości składników energii związanych z człowiekiem). Analizy przeprowadzono na podstawie wyników badań teoretycznych w systemie biodynamicznym człowiek - zmechanizowane narzędzie ręczne. W tym celu wykorzystano modele człowieka i rękawicy określone w normie ISO 10068:2012. Przeprowadzona analiza wykazała, że każda z metod daje inne wyniki oceny wpływu rękawic na ochronę człowieka. W artykule przedstawiono analityczne rezultaty i różnice w ocenie narażenia człowieka na drgania miejscowe otrzymane obiema metodami dla przykładowej sytuacji pracy operatora z wykorzystaniem zmechanizowanego narzędzia ręcznego.
EN
The article presents a comparison of the results of human exposure to hand-arm vibration in case of using gloves. The analyzed case was assessed by two methods, i.e., performed by conventional method (including the criterion of accelerations of vibrations) and energy method (based on the dose of energy flowing through the human during the operation of the tool). The analyzes were based on the results of the theoretical studies of biodynamics and energy flow in the human - tool system. The models of the human and the glove, specified in the ISO 10068:2012 standard, were used for this purpose. The analysis showed that results of the evaluation of the impact of gloves on human protection obtained between both methods are different. The article presents the analytical results and differences in the assessment of human exposure to hand-arm vibrations, using both methods, as an example for a situation, in which an operator works with mechanized handheld tool.
EN
The article is the second part of the article entitled “Assessment of the effectiveness of anti-vibration gloves. A comparison of the conventional and energy method. Introduction - part one” [4], which presents the assumptions and the construction of models of the biodynamic system consisting of the human operator, the anti-vibration glove and the hand-held power tool. The second part is devoted to a comparative analysis and interpretation of results obtained by means of the two methods. The analysis reveals a positive effect of the anti-vibration glove as a personal protective equipment, which reduces the operator’s exposure to vibrations generated by the angle grinder. However, the effectiveness of the glove was assessed differently by the conventional or the energy method. It was also found that the energy method was a better tool for analyzing the impact of vibrations at different phases of the tool’s operation.
EN
The article is an introduction to the assessment of the effectiveness of anti-vibration gloves. The assessment was conducted for a specific glove. The impact of the glove was taken into account in a model of the biodynamic system consisting of the human operator, the anti-vibration glove and the hand-held power tool. The synthetic model was created by integrating the physical model of the human body and the glove model specified in the International Standard ISO 10068:2012 with a model of an electric angle grinder. The first part of the study describes an alternative model of the glove, developed on the basis of experimental data. The article also presents a description of dynamic and energy models for analyzing dynamic structures of the biomechanical system. Results obtained at this stage are used to analyse and interpret the observed phenomena and to compare methods of assessing the effectiveness of anti-vibration gloves, which are discussed in detail in the second part.
PL
W pracy przedstawiono analizę wpływu parametrów dynamicznych rękawicy na obciążenie człowieka energią wibracyjną. W tym celu opracowano model energetyczny systemu Człowiek – Rękawica – Narzędzie, w którym wykorzystano model fizyczny człowieka z rękawicą według normy ISO 10068:2012 oraz zasady energetyczne, tzn. pierwszą zasadę rozdziału mocy oraz pierwszą zasadę przepływu energii w systemie mechanicznym. Ostatecznym celem pracy było przedstawienie zastosowania całościowej metody energetycznej do poprawy przepływu energii przez system Człowiek – Rękawica – Narzędzie, który zależy tylko od właściwości rękawicy. Wyznaczony metodą numeryczną przepływ energii w strukturze dynamicznej systemu pozwolił stwierdzić, że parametry dynamiczne rękawicy antywibracyjnej, tj. masowe, tłumiące i sprężyste, wpływają na obciążenie człowieka energią wibracyjną.
EN
The aim of this work is an analysis of influence of glove parameters on the human’s energy load. The study proposed a model of the Human – Glove – Tool system. For this purpose the model of the human with the glove specified in the ISO 10068:2012 standard and energy principles, i.e. the first principle of energy flow and the first principle of power distribution in a mechanical system, were used. The aim of the study is presentation of the energy method by means of which the energy flow in the Human – Glove – Tool system can be improved. This flow depends only on the properties of the glove. The defined by numerical simulation flow of energy in the dynamic structure of the system allowed to demonstrate that dynamic parameters of the glove, i.e. coefficients of mass, damping and stiffness affect on the human’s energy load.
5
Content available Power distribution in anti-vibration gloves
EN
The article analyses power distribution in an anti-vibration glove. The glove of interest was modelled in a biodynamic model of the Human – Glove – Tool system. The model was a combination of the human model and the glove model specified in the ISO 10068:2012 standard and the model of the vibration tool. To determine the power distribution in the glove, its energy model was developed. The power distribution in the model was determined using numerical simulation in order to show how power was distributed in the dynamic structure of the anti-vibration glove. Three kinds of powers were distinguished, which are related to forces of inertia, dissipation and elasticity. It turned out that out of the three kinds of powers identified in the anti-vibration glove, only one is dominant: namely the power of dissipation.
EN
The article continues the analysis presented in the article „Power distribution in anti-vibration gloves” [6], which described the approach adopted to construct an energy model of the Human – Glove – Tool system (H – G – T). The outcome of the analysis was the power distribution calculated only for the anti-vibration glove. This article continues the energy analysis for another subsystem of the H – G – T system – the human physical model. The energy method was also used to calculate the power distribution in its dynamic structure in order to account for interactions between the elements of the H – G – T system. The results obtained in the study indicate that the power distribution in the human physical model and in the glove model is completely different.
PL
W pracy przedstawiono strukturalny rozdział energii w rękawicy antywibracyjnej z uwzględnieniem oddziaływania człowieka. W tym celu opracowano model biodynamiczny Człowiek – Rękawica Antywibracyjna – Narzędzie. W modelu wykorzystano model dynamiczny człowieka z rękawicą antywibracyjną wg normy ISO 10068:2012. Pełny model biodynamiczny badanego systemu uzyskano na drodze syntezy tego modelu z modelem narzędzia wibracyjnego. Następnie opracowano energetyczną wersję biodynamicznego modelu badanego systemu. Metoda energetyczna umożliwia wyznaczenie trzech składników energii, które związane są z siłami: bezwładności, oporów ruchu oraz sprężystości. Wyznaczony metodą numeryczną przepływ energii w strukturze dynamicznej systemu pozwolił stwierdzić, jak rozdziela się energia w rękawicy antywibracyjnej. Otrzymane rezultaty wykazały, że w rękawicy występuje jeden dominujący rodzaj energii, tzn. energia sił strat.
EN
The article presents the structural distribution of energy in an anti-vibration glove with the account of a human. An analysis required the construction of model of a Human – Anti-vibration Glove – Tool system. The model of the human with the anti-vibration glove specified in the ISO 10068:2012 standard was used for this purpose. The final bio-dynamic model of the system was obtained by the synthesis of this model with the model of the vibrating tool. The next step in the modeling of the system was to develop a corresponding energy model for the system. Energy method allows to determine the three components of energy that are associated with the forces of inertia, dissipation and elasticity. The defined by numerical simulation flow of energy in the dynamic structure of the system allowed to show a structural distribution of energy in the anti-vibration glove. Results showed that in the glove, there is one dominant type of energy i.e. energy of dissipation.
8
Content available remote Study of the selected characteristic of artificial pneumatic muscles
EN
McKibben pneumatic artificial muscles (PAMs) allow for a proper representation of static and dynamic movement characteristics of biomechanical systems. These actuators have features similar to physiological muscles such as ability to generate high value of force in short time and elastic and damping properties. McKibben muscles have a nonlinear character – the value of a generated force depends not only on the pressure but also on the stroke. In the presented paper, the authors exemplify basic traits of these actuators and present drawn characteristics of a force to stroke at a constant pressure.
PL
Sztuczne muskuły pneumatyczne McKibben umożliwiają dobre odwzorowanie ruchu układów motorycznych istot żywych w układach mechanicznych. Siłowniki te posiadają cechy upodobniające je do mięśni fizjologicznych, m.in. możliwość generowania dużych wartości sił w krótkim czasie oraz korzystne własności sprężyste i tłumiące. Siłowniki te cechują się nieliniowymi charakterystykami pracy, a wartość generowanej przez nie siły zależy nie tylko od ciśnienia, ale również od stopnia ich skrócenia. W prezentowanym artykule przedstawiono budowę oraz podstawowe cechy tych siłowników, a także charakterystyki generowanej siły w funkcji skrócenia mięśnia przy stałym ciśnieniu wyznaczone na skonstruowanym na te potrzeby stanowisku laboratoryjnym.
EN
The article presents the differences in energy flow for two human physical models from ISO 10068:2012. The models are compared on the basis of a numerical simulation of energy flow implemented with MATLAB/simulink software. For purposes of comparison, the dynamics of the two Human-Tool systems is mathematically modelled and then used to derive their energy models. The model dynamic structures are fully specified in order to determine and compare three kinds of powers. The study revealed differences between the model characteristics when analysed along different directions of vibrations and as a whole.
EN
The main aim of this study is to present an energy comparison of two human physical models taking into account hand-arm vibrations, which are based on the power distribution in their dynamic structure. The method used in the study takes advantage of a close relationship between the dynamics of the systems and energy-related phenomena that occur within them. The energy comparison of the two human physical models required construction of energy models of a Human-Tool system and finding their solutions. For this purpose, programs have been developed using the MATLAB/simulink software to simulate power distribution in the systems. The simulation revealed a discrepancy between the two models in terms of three types of powers and globally in the system as a whole.
EN
The article presents an approach to assessing human physical models specified in the ISO 10068:2012 standard. The models were compared on the basis of energy analysis, which was conducted in terms of power distribution. Since the models in question have a fully specified internal structure, the investigation focused on power distribution in the models and the total power in the system. The article provides a description of the construction and energy-based modelling of Human-Tool systems. Simulation results obtained during the study were analysed in terms of health risks posed to the tool operator.
PL
W pracy przedstawiono sposób oceny modeli fizycznych człowieka z normy ISO 10068:2012. Modele porównano metodą energetyczną, która w prezentowanym przypadku została zrealizowana w dziedzinie rozdziału mocy. Badane modele posiadają w pełni określoną strukturę wewnętrzną, dlatego zwrócono uwagę na rozdział mocy w tych modelach oraz moc globalną w całym systemie. Przedstawiono proces budowy i modelowania energetycznego systemów Człowiek – Narzędzie. Zaprezentowano również wyniki symulacji oraz powiązano otrzymane wartości z zagrożeniami dla zdrowia człowieka.
EN
The study analyses differences in the flow of energy for two human physical models specified in the ISO 10068:2012 standard. For this purpose, two mathematical models of the Human–Tool system in question were developed using the Lagrange equation of the second kind. Corresponding energy models were then created for each mathematical model and tested by means of digital simulation in the MATLAB/Simulink environment. The study revealed a discrepancy between the models in terms of different types of power and in the total power.
EN
This article is a continuation of the article entitled „A comparison of human physical models used in the ISO 10068:2012 standard based on power distribution – Part 1” [5], which presented a method of energybased assessment of two human physical models. The first article revealed a discrepancy between the models in terms of three types of power and the total power. The focus of the present study was to determine the order of energy inputs in the dynamic structure and link different types of power to potential threats they pose to human health. Additionally, differences between the models were discussed.
PL
W artykule przedstawiono energetyczną metodę oceny modeli fizycznych na przykładzie modelu systemu Człowiek – Narzędzie. Jest to metoda stosowana do porównania systemów mechanicznych i biomechanicznych, która realizowana jest w dziedzinie rozdziału mocy i przepływu energii w ich strukturach dynamicznych. Zastosowana metoda wykorzystuje ścisły związek między dynamiką badanych systemów i zjawiskami energetycznymi, które zachodzą w badanych systemach. Przeprowadzenie oceny energetycznej modeli fizycznych wymagało zbudowania energetycznych modeli systemów Człowiek – Narzędzie i ich rozwiązania. W tym celu opracowano programy symulujące przepływ energii w systemach w środowisku MATLAB/Simulink. W ten sposób wykazano różnicę pomiędzy modelami w przepływie rodzajowym energii i globalnie w całym systemie.
EN
The main aim of this study is a presentation of energy comparison between two human physical models in case of hand-arm vibrations which are based on the energy flow in their dynamic structure.The method which was used, takes advantage of theclose relationshipbetween the dynamicsof the systems and energetic phenomena that occurin the studied systems.The energy evaluation of physical models of human required tobuildthe energy modelsof the Human– Tool systems and their solutions. For this purpose, there are elaborated programs which realize energy flow of systems in the MATLAB/simulink software. In this way, showed the discrepancy between models in the participation of three types of energy and globally in whole system.
EN
The article concerns the dynamic energy analysis in a Human–Breaker (H–B) system with the application of spatial WoSSO vibration damping. The analysis required the development of a spatial mathematical energy model of a biomechanical system in which the Constant-Force Vibration Damping (WoSSO) system is applied; this model was solved by means of a simulation prepared with the use of a special programme created with the MATLAB/simulink software. The obtained results indicated that the innovative WoSSO system applied in this case effectively dampens the flow of energy to the human operator while retaining the full energy of blows to the base under the breaker.
PL
Wiarygodność symulacji dynamicznej odwrotnej układów biomechanicznych zależy od jakości zbudowanego modelu dynamicznego, poprawności oszacowania parametrów masowo-geometrycznych oraz dokładności użytych charakterystyk kinematycznych analizowanej czynności ruchowej. W pracy ocenia się kilka sposobów obróbki danych pomiarowych. Mierzone reakcje z podłożem podczas wybicia z platformy dynamometrycznej są porównywane z reakcjami wyznaczanymi z modelu, co stanowi kryterium oceny jakości zmierzonych i numerycznie obrobionych danych kinematycznych.
EN
Validity of inverse dynamics simulation of biomechanical systems depends on quality of the dynamic model built, correctness of the assessed inertial-geometric parameters, and accuracy of used kinematic characteristics of the analyzed movement. In this paper some data smoothing techniques are evaluated. Measured ground reactions when a gymnast jumps on a force plate, and then takes off, are compared with those computed from inverse dynamics analysis, regarded as a criterion for quality valuation of the data smoothing techniques.
PL
Człowiek jest najbardziej wrażliwy na drgania o niskich częstotliwościach występujące podczas postawy siedzącej. Modele biodynamiczne siedzącego człowieka są rozwijane od lat i powstało wiele modeli o różnym stopniu złożoności. Jednym z prostszych jest model o czterech stopniach swobody opracowany przez Wana i Schimmelsa. Po wprowadzeniu do modelu wymuszeń można analizować odpowiedź w poszczególnych segmentach modelu. Jako przykład wyznaczono przemieszczenia głowy operatora agregatu do uprawy gleby po wprowadzeniu do modelu przemieszczeń drgań siedziska kierowcy.
EN
Humans are most sensitive to whole body vibration under low-frequency excitation in seated position. Biodynamics of seated human subjects has been a topic of interest over the years, and a number of mathematical models have been established. A simple model that captures the essential dynamics of a seated human exposed to whole body vibration is 4-DOF dynamic models of the human body developed by Wan and Schimmels. After introduction of the excitation we can analyze the response in particular segments of the model. As an example, the operator's head displacement was determined for the cultivation of the soil.
PL
Jakość uzyskiwanych wyników symulacji dynamicznej odwrotnej układów biomechanicznych jest wypadkową wielu czynników: adekwatności modelu matematycznego, poprawności algorytmu obliczeniowego, techniki pozyskiwania danych kinematycznych oraz precyzyjnej identyfikacji parametrów masowo-geometrycznych modelu. Niniejsza praca dotyczy tego ostatniego czynnika. Pokazane są różnice przy wyznaczaniu danych somatycznych zależnie od zastosowanej metody oraz formułowane wnioski o charakterze praktycznym.
EN
Quality of results from inverse dynamics simulation of biomechanical systems depends on many factors: adequacy of the mathematical model used, correctness of the computational schemes, precision of recorded kinematic data, and exactness of identified inertial and geometric parameters of the modeled body. The present paper is focused on the latter issue. Differences in the inertial and geometric parameters are shown when using various methods and sources from the literature, which vividly influence the (reported) results obtained from the inverse dynamics simulation.
PL
Istotną rolę przy modelowaniu i symulacji układów biomechanicznych z wykorzystaniem metod numerycznych stanowią dane materiałowe. Na podstawie przeglądu literaturowego autorzy zestawili różne modele materiałowa więzadeł i przedstawili ich wypływ na wielkość naprężeń i odkształceń w złożonym układzie ząb-więzadło-kość. Symulacje numeryczne wykonano wykorzystując metodę elementów skończonych.
EN
Material properties are very important in the case of modeling and simulations of biomechanical systems with the use of numerical methods. On the basis of literature review, authors of this paper present different material models of PDL and also the influence of the ligaments material properties on the stress distribution in individual elements of the tooth-ligaments-bone system. Material properties were assumed on the basis of literature review. Numerical simulations were performed with the use of finite element method.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.