WIRTUALNE ŚRODOWISKO PRACY

Środowiskiem, które umożliwia kompleksową ocenę środowiska pracy, uwzględniającą indywidualne cechy poszczególnych pracowników jest środowisko wirtualne (płeć, waga, obciążenie narządów ruchu itd.).

Etapy tworzenia wirtualnego środowiska pracy:

1. Tworzenie modeli komputerowych cech konstrukcyjnych środków technicznych i ich wizualizację.

2. Tworzenie modeli komputerowych cech antropometrycznych człowieka i ich wizualizację.

3. Modelowanie i wizualizacja realizacji w układach antropometrycznych (np. siedzenie człowieka na krześle).

Modelowanie geometryczne pojmowane jest jako całość zagadnień związanych z tworzeniem trójwymiarowych odwzorowań komputerowych.

Wizualizacja - sposób przedstawienia komputerowych modeli graficznych.

Renderowanie (ang. rendering) - proces polegający na dokonanie wszystkich przemian związanych z przełożeniem obrazu 3 D na płaską powierzchnię. Wykorzystywane są informacje takie jak: światło, tekstury, przeźroczystość obiektów, rozdzielczość, liczba klatek.

Renderowanie to tworzenie gotowego obrazu do wyświetlania.

ETAPY KSZTAŁTOWANIA WIRTUALNEGO ŚRODOWISKA PRACY.

Modelowanie i wizualizacja cech konstrukcyjnych środków technicznych.

Modelowanie cech konstrukcyjnych środków technicznych odbywa się w środowisku systemów komputerowego wspomagania projektowania CAD, AutoCAD, 3dsMax, Photomodeler, AIP.

ZASOBY INFORMACYJNE

1. Charakterystyka pomieszczeń: rejestracja fotograficzna i wideo, pomiary gabarytów pomieszczeń, badanie dokumentacji wewnętrznej firmy (np. dokum. budowlanej).

2. Charakterystyka wyposażenia: jw. + zapytania ofertowe, analiza rynku producentów wyposażenia np. za pomocą internetu, badanie dokumentacji infrastrukturowej wyposażenia.

MODELOWANIE GEOMETRYCZNE *

Typy modeli.

1. Modele punktowo-liniowe (krawędziowe) - są to układy odcinków określonych w przestrzeni. M.k. zawierają informacje o punktach węzłowych (np. model z zapałek)

2. Modele powierzchniowe - są to obiekty 3D o zerowej grubości. Mogą one przybierać kształty od powierzchni płaskich do bardzo złożonych. W programie model powierzchniowy zapisany jest jako informacja o współrzędnych punktów leżących na danej powierzchni i wyznaczających jej krzywiznę. Modele powierzchn. mogą być obiektami otwartymi lub zamkniętymi (np. pudełko bez środka).

3. Modele bryłowe - są to obiekty 3D, które najwierniej oddają związki przestrzenne zachodzące w obiektach rzeczywistych (z wnętrzem). W programie CAD modele bryłowe zapisywane są jako informacja o:

- współrzędnych punktów wyznaczających ich krawędzie,

- powierzchniach ograniczających obiekt bryłowy,

- wypełnieniu przestrzeni ograniczonej powierzchniami (materialnym wnętrzem, któremu można nadać właściwości, np. masy).

REKONSTRUKCJA CECH SYSTEMÓW ANTROPOTECHNICZNYCH METODAMI ODWROTNEGO PROJEKTOWANIA, ang. Reverse Engineering.

Celem stosowania R.E. jest utworzenie wirtualnego środowiska pracy, w którym analizowane są zarówno modele obiektów materialnych jak i sylwetek ludzkich.

W szczególności stosowanie metody odwracalnego projektowania dotyczy tworzenia trójwymiarowych modeli:

- zniszczonych struktur materialnych, których aktualna postać geometr. odbiega

od postaci z dokumentacji,

- obiektów, dla których brak jest dokumentacji rysunkowej,

- sylwetek ludzkich, w pozycjach ciała trudnych do modelowania metodami

programami, a które SA wzorcami do tworzenia komputerowych modeli

antropometrycznych.

1. Zasada tworzenia modeli komputerowych metodą odwrotnego projektowania z zastosowaniem programu PHOTOMODELER:

- przygotowanie przynajmniej dwóch zdjęć w formie elektronicznej

- przekształcenie zapisu cyfrowego w plik rastrowy i wyświetlenie go na ekranie

monitora

- oznaczenie na ujęciach charakterystycznych punktów i krawędzi

modelowanego obiektu

- określenie zależności pomiędzy tymi samymi punktami i krawędziami

znajdującymi się na różnych zdjęciach.

2. Skanowanie trójwymiarowe - jest jedną z technik niekontaktowego pozyskiwania informacji o geometrii obiektu przez wykorzystanie urządzeń skanujących. Zasada ich działania opiera się na triangulacji - metodzie ustalania odległości, powierzchni i kątów za pomocą trójkątów (siatki triangulacyjnej).

Stosowane są skany trójwymiarowe, które wykonują pomiary m.in. za pomocą urządzeń:

- laserowych, - optycznych i - akustycznych.

MODELOWANIE I WIZUALIZACJA CECH ANTRPOMETRYCZNYCH CZŁOWIEKA

Cecha antropometryczna opisuje właściwości mierzalne człowieka.*

Metoda badawcza (nauka) zajmująca się pomiarami części ciała człowieka, jego budową oraz proporcjami nosi nazwę antropometrii.

Modele antropometryczne tworzone są w specjalizowanych programach takich jak np. Anthropos-ErgoMax, Poser, 3DSSPP.

Programy 3DSSPP oraz A-EM oferują szerokie możliwości w zakresie analizy ergonomicznej, takich jak:

- badanie pola widzenia,

- badanie zasięgów kończyn

- analiza obciążeń układu narządu ruchu.

Pomiary antropometryczne opisują sylwetkę*:

1. wyprostowaną - antropometria klasyczna: statyczna i dynamiczna

2. naturalną, jaką przyjmuje człowiek podczas wykonywanej czynności - antropometria ergonomiczna.

Antropometria klasyczna

• statyczna (pozycja stojąca lub siedząca):

- wysokości

- długości

- szerokości i głębokości

- obwodów

- średnicy chwytu rękojeści

- współrzędnych sklepienia stopy (środkowej wewnętrznej części podeszwy stopy, która unosi się nieco)

• dynamiczna (odpowiedź dotyczy zasięgu i rozpiętości ruchu, określonego za pomocą pomiarów):

- kąty odchylenia kończyn górnych i dolnych (całych i ich części) w dół, górę, w lewo i prawo

- kąty skrętu kończyn i ich części

- kąty odchylenia i skrętów głowy

- kąty odchylenia grzbietowego i podeszwowego stopy

- kąty odchylenia ręki zaciśniętej na uchwycie cylindrycznym.

GŁOWNE PŁASZCZYZNY ODNIESIENIA W POMIARZE RUCHU CIAŁA CZŁOWIEKA*

Pomiary określające cechy dynamiczne przeprowadzane mogą być w 3 płaszczyznach:

• strzałkowej - dzieli ciało na stronę lewą i prawą - ruch odwodzenia i przywodzenia, np. skłony tułowia do przodu lub tyłu

• czołowej - pozbiega wzdłuż osi głowy - dzieli ciało na część brzuszną i grzbietową (przednia i tylną) - ruch zginania i prostowania, np. skłony tułowia w bok

• poprzecznej (poziomej) - dzieli ciało na część górna i dolną - rotacja wewnętrzna i zewnętrzna, np. skręt tułowia.

3

---