Zagadnienia :
1. Zdefiniować pojęcie biomechaniki i ergonomii.
2. Kierunki rozwoju biomechaniki.
3. Definicja, cele i zakres ergonomii.
4. Omówić proces modelowania.
5. Podstawowy układ ergonomiczny.
6. Sposoby określania parametrów geometrycznych i masowych.
7. Sposoby wyznaczania i pomiarów momentów sił mięśniowych.
8. Antropometria.
9. Pozycja ciała człowieka przy pracy.
10. Antropometryczne zasady kształtowania obszarów pracy.
Ergonomia - dyscyplina naukowa i działalność praktyczna zmierzająca do zaprojektowania takiego obiektu technicznego (stanowiska pracy), aby był on: produktywny i bezpieczny, łatwy do obsługi i serwisowania, estetyczny, wygodny i przyjemny w użyciu.
Biomechanika - jest syntezą nauk ścisłych i biologicznych o szerokim spektrum zagadnień dotyczących ruchu organizmów żywych. Determinuje to interdyscyplinarne podejścia integrujące wysiłki specjalistów z różnych dyscyplin z pogranicza medycyny i techniki. Rozwój biomechaniki zależy od postępu w technice
Kierunki rozwoju biomechanik
- biomechanika inżynierska
- biomechanika kliniczna
- biomechanika sportu
- biomechanika pracy
Cele ergonomii:
Ergonomia zmierza do dostosowania narzędzi maszyn urządzeń technologii (procesów wytwarzania) materialnego środowiska pracy (oświetlenie miejsca pracy, hałas i drgania, mikroklimat, promieniowanie cieplne, promieniowanie radioaktywne), materialnego środowiska życia oraz przedmiotów powszechnego użytku do możliwości człowieka.
Definicja ergonomii:
Ergonomia jest nauką stosowaną, która zajmuje się dostosowaniem pracy do fizycznych, fizjologicznych i psychicznych możliwości człowieka dla zapewnienia pracy możliwie sprawnej, bezpiecznej, wydajnej niezagrażającej zdrowiu i wykonywanej z minimalną pracą statyczną mięśni, optymalnym wydatkiem energetycznym, możliwie niskim kosztem biologicznym
Zakres:
- Fizjologia pracy:
- Higiena pracy:
- Psychologia pracy
Omówić proces modelowania.
Proces formuowania modelu w biomechanice składa się z etapów:
- modelowania -
- eksperymentu -
- estymacji -
- weryfikacji -
Model charakteryzuj się cechami:
- jest pewnym uproszczeniem, idealizacją rzeczywistości
- jest zbieżny z rzeczywistością w sensie pewnego kryterium,
- jest na tyle prosty, że możliwa jest jego analiza dostępnymi metodami obliczeniowymi
- jego analiza dostarcza nam informacji o obiekcie badań
Schemat procesu modelowania:
Podstawowy układ ergonomiczny.
Układ „człowiek - maszyna - środowisko” jest uznawany za podstawowy układ ergonomiczny. Najtrafniejszym pojęciem jest więc układ człowiek - maszyna - środowisko. Termin "układ" rozumiany jest tu jako "system". Jest on wieloznaczny, dotyczy zbioru zasad postępowania względnie sposobów zorganizowania, uporządkowania lub podporządkowania elementów tworzących całość.
Człowiek - jednostka lub grupa ludzi.
Maszyna - narzędzie lub stanowisko pracy, jedno urządzenie lub ciąg
produkcyjny.
Środowisko - otoczenie zewnętrzne.
7. Sposoby wyznaczania i pomiarów momentów sił mięśniowych
- metody doświadczalne
- metody kliniczne
- badania subiektywne
- modelowanie i symulacja komputerowa
8???.
Antropometria- zajmuje się określaniem parametrów geometrycznych ciała ludzkiego. Stanowi ważny element badań dla następujących nauk: medycyna, auksjologia, endokrynologia, radiologia, ortodoncja itd. Nazwa wywodzi się z greckich słów anthropos- człowiek i metron- miara.
Antropometria - zajmuje się pomiarami ciała ludzkiego, dostosowaniem środowiska pracy do człowieka
- ludzie najbardziej różnią się wzrostem (to ponad 0,5 m; czyli 25 % przy wzroście)
- rozkład pomiarów poszczególnych cech ciała człowieka przyjmuje kształt krzywej normalnej Gaussa
n=30
xi - wzrost
S - miara rozrzutu
Człowiek jest układem odniesienia, do którego należy dostosować materialne elementy środowiska pracy i życia.
9. Pozycje ciała człowieka przy pracy.
Istnieje wiele pozycji ciała, w jakich człowiek musi pozostawać podczas wykonywania czynności roboczych. Jako zasadnicze przyjmuje się pozycje: stojącą, siedzącą i leżącą oraz formy pośrednie jak pozycja kuczna czy klęcząca, Najmniejszy koszt występuje przy pozycji leżącej w stanie odpoczynku i wynosi 64,8 kcal/godz .Jak wykazały badania fizjologiczne, każda inna pozycja pociąga za sobą wzrost tego kosztu, ponoszonego jedynie na utrzymanie w niej ciała17:
w pozycji siedzącej organizm zużywa o 4,0% energii więcej;
w pozycji klęczącej organizm zużywa o 8,5% energii więcej;
w pozycji stojącej organizm zużywa o 12,0% energii więcej
pozycji stojącej organizm zużywa o 12,0% energii więcej.
Powyższe dane dotyczą postawy nie wymuszonej. Stan wymuszenia może spowodować wzrost wydatkowania energii do 60%. Długotrwałe oddziaływanie monotypowych ruchów roboczych i monotypowych pozycji może stanowić przyczynę występowania negatywnych skutków funkcjonalnych i morfologicznych. Możliwość zmiany pozycji ciała w czasie pracy powoduje, żeszkodliwość ewentualnych nieprawidłowości jest stosunkowo mniejsza.
10. Antropometryczne zasady kształtowania obszarów pracy
Antropometryczne zasady kształtowania obszarów pracy winny stanowić wytyczne dla właściwego rozmieszczenia urządzeń informacyjnych czyli sygnalizacyjnych i sterujących . Urządzenia te stanowią wyposażenie stanowisk pracy. Urządzenia sterujące powinny znajdować się w strefie przestrzeni manipulacyjnej, czyli w zasięgach ruchów, a informacyjne - w strefie pola widzenia. Urządzenia sterujące wykorzystują sprawność procesu motorycznego oddziaływania człowieka na proces produkcji (uruchomienie, zatrzymanie, zmiana kierunku i szybkości). Posiadają cechy: zdolność rozróżniania, operatywność i dostępność. Zależne są od: swej konstrukcji, usytuowania przestrzennego i przystosowania do właściwości i cech antropometrycznych człowieka. Zasady rozmieszczenia urządzeń sterujących i pomiarowych:
1.grupowania według ważności (najważniejsze powinny być w strefach łatwo dostępnych i najlepiej widocznych; awaryjne - łatwo dostępne, wyraźnie oddzielone i oznakowane, w obrębie kąta 20 od centralnej linii wzroku),
2 kolejności użycia (rozmieszczone w takiej kolejnosci w jakiej będą u- żywane, aby zachować ruch ciągły i płynny, ze strony lewej do prawej),
3.częstości użytkowania (najczęściej używane powinny być w strefach op-tymalnych pod względem dostępności i widoczności).
Wykreślenie zasięgów pozwala na określenie typu strefy pracy:
1) Optymalna- może być wyznaczona z zasięgu normalnego wspólnego dla obu rąk- czynności precyzyjne
2) Dopuszczalna- określona przez zasięg maksymalny, określony dla obu rąk- czynności mniej precyzyjne
3) Dopuszczalna- dla prac wykonywanych przez każdą rękę z osobna- ruchy pomocnicze
4) Możliwa- lecz nie zalecana, wyznaczona przez zasięg maksymalny dla każdej ręki oddzielnie- ruchy pomocnicze o małej częstości występowania