一種基于rula的人體舒適度測(cè)量裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種基于RULA的人體舒適度測(cè)量裝置及其方法，屬于人機(jī)工程中人體姿態(tài)評(píng)價(jià)和分析的【技術(shù)領(lǐng)域】。本裝置包括工作數(shù)據(jù)獲取模塊、身體姿態(tài)量化模塊、疲勞量化模塊和人體舒適度確定模塊。本方法包括：獲取人體姿態(tài)數(shù)據(jù)、姿態(tài)持續(xù)時(shí)間以及最大自主伸縮力的百分比；利用RULA方法量化身體姿態(tài)影響因素C；量化疲勞影響因素得到疲勞量化評(píng)分D；結(jié)合C和D，確定人體舒適度；分析造成人體不舒適的原因，給出相應(yīng)的調(diào)整措施。本發(fā)明集成一種基于運(yùn)動(dòng)單元的肌肉疲勞模型到現(xiàn)有的RULA方法中，解決了現(xiàn)有RULA方法在進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)未能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)疲勞的缺陷，解決了無(wú)法詳細(xì)評(píng)價(jià)疲勞影響的問(wèn)題，提高測(cè)量結(jié)果的適用性和準(zhǔn)確性。
【專利說(shuō)明】一種基于RULA的人體舒適度測(cè)量裝置及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種基于RULA(Rapid Upper Limb Assessment,快速上肢評(píng)價(jià))的人體舒適度測(cè)量裝置及其方法。具體地說(shuō)，是一種應(yīng)用于提高工業(yè)工程中人體工作姿態(tài)舒適程度，從而能夠達(dá)到減少由疲勞、工作姿態(tài)不舒適等引起的骨骼肌肉紊亂，減少事故發(fā)生并且提高工作效率為目標(biāo)的技術(shù)，它屬于人機(jī)工程中人體姿態(tài)評(píng)價(jià)和分析的【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]人素工程研究者提出了許多人體工作姿態(tài)測(cè)量方法來(lái)評(píng)價(jià)、優(yōu)化工人的工作姿態(tài)，從而減少事故的發(fā)生。其中，RULA方法作為人素工程中一項(xiàng)重要的人體姿態(tài)評(píng)價(jià)工具，以其快速易行的優(yōu)點(diǎn)以及較為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果得到人們的普遍認(rèn)可并應(yīng)用于許多的工業(yè)工程中。
[0003]快速上肢評(píng)價(jià)RULA是由諾丁漢大學(xué)的職業(yè)工效研究所的Lynn McAtamney博士和Nigel Corlett博士開發(fā)的，并于1993年發(fā)表。該方法主要是通過(guò)對(duì)人體各部分的姿勢(shì)、用力情況和肌肉的使用情況的研究來(lái)評(píng)估由于工作姿態(tài)不舒適造成人體上肢肌肉骨骼損傷風(fēng)險(xiǎn)的大小，并給出相應(yīng)的改進(jìn)措施，從而達(dá)到減少風(fēng)險(xiǎn)，提高工作效率的目標(biāo)。
[0004]由于RULA方法依靠間歇性的記錄工作姿態(tài)來(lái)分析評(píng)估工作姿態(tài)的優(yōu)劣，忽視肌肉疲勞與持續(xù)時(shí)間的影響，從而導(dǎo)致了現(xiàn)有的RULA方法不能應(yīng)用于需要考慮疲勞的持續(xù)性影響的情況。而人在工作時(shí)中，疲勞往往隨著時(shí)間的增加而增加，人體工作的舒適程度隨之減小，從而無(wú)法詳細(xì)考慮疲勞影響的RULA方法分析評(píng)價(jià)的結(jié)果不準(zhǔn)確。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有RULA方法在進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)未能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)疲勞的缺陷，特別針對(duì)疲勞的持續(xù)影響，對(duì)現(xiàn)有的RULA方法進(jìn)行改進(jìn)，提供了一種新的基于RULA的人體舒適度測(cè)量裝置及其方法，本發(fā)明集成一種基于運(yùn)動(dòng)單元的肌肉疲勞模型到現(xiàn)有的RULA方法中，從而得到一種人體舒適度方案，解決無(wú)法詳細(xì)評(píng)價(jià)疲勞影響的問(wèn)題，提高評(píng)價(jià)結(jié)果的適用性和準(zhǔn)確性。
[0006]本發(fā)明提供了一種基于RULA的人體舒適度測(cè)量裝置，包括:工作數(shù)據(jù)獲取模塊、身體姿態(tài)量化模塊、疲勞量化模塊以及人體舒適度確定模塊。其中，工作數(shù)據(jù)獲取模塊用于記錄工作數(shù)據(jù)，工作數(shù)據(jù)主要包括人體姿態(tài)數(shù)據(jù)、姿態(tài)持續(xù)時(shí)間以及最大自主伸縮力的百分比；身體姿態(tài)量化模塊用于根據(jù)所記錄的人體姿態(tài)數(shù)據(jù)，利用RULA方法身體姿態(tài)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，得到身體姿態(tài)量化評(píng)分C ;疲勞量化模塊用于獲得疲勞量化評(píng)分D，疲勞量化評(píng)分D根據(jù)式(I)和(2)確定；人體舒適度確定模塊用于根據(jù)身體姿態(tài)量化評(píng)分C和疲勞量化評(píng)分D,確定最終的人體舒適度。
[0007]D = ▲ X 10(I)
[0008]其中，t為肌肉持續(xù)時(shí)間，MET為肌肉的最大持續(xù)時(shí)間，MET根據(jù)下式得到:
[0009]

【權(quán)利要求】
1.一種基于快速上肢評(píng)價(jià)(RULA)的人體舒適度測(cè)量方法，包括如下步驟: 步驟一:記錄工作數(shù)據(jù)，工作數(shù)據(jù)包括人體姿態(tài)數(shù)據(jù)、姿態(tài)持續(xù)時(shí)間以及最大自主伸縮力的百分比％ MVC; 步驟二:利用RULA方法身體姿態(tài)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，量化身體姿態(tài)影響因素，得到身體姿態(tài)量化評(píng)分C ； 其特征在于，還包括如下步驟: 步驟三:量化疲勞影響因素，得到疲勞量化評(píng)分D ;
其中，t為肌肉持續(xù)時(shí)間，MET為肌肉的最大持續(xù)時(shí)間，MET根據(jù)下式得到:.1n(fMvc)
其中，參數(shù)f?v。定義為％ MVC/100 ;k為常量，值為I，單位為miiT1 ； 步驟四:結(jié)合身體姿態(tài)量化評(píng)分C和疲勞量化評(píng)分D，確定人體舒適度； 步驟五:根據(jù)人體舒適度，分析造成人體不舒適的原因，給出相應(yīng)的調(diào)整措施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于RULA的人體舒適度測(cè)量方法，其特征在于，所述的步驟四中，根據(jù)下表確定人體舒適度的分?jǐn)?shù):
所得到的人體舒適度的分?jǐn)?shù)為值域在I到7之間的數(shù)值，分?jǐn)?shù)越大代表舒適度越低。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于RULA的人體舒適度測(cè)量方法，其特征在于，所述的步驟五，根據(jù)下表給出相應(yīng)的調(diào)整措施:

4.一種基于快速上肢評(píng)價(jià)RULA的人體舒適度測(cè)量裝置，其特征在于，該裝置包括:工作數(shù)據(jù)獲取模塊、身體姿態(tài)量化模塊、疲勞量化模塊以及人體舒適度確定模塊；其中，工作數(shù)據(jù)獲取模塊用于記錄工作數(shù)據(jù)，工作數(shù)據(jù)主要包括人體姿態(tài)數(shù)據(jù)、姿態(tài)持續(xù)時(shí)間以及最大自主伸縮力的百分比；身體姿態(tài)量化模塊用于根據(jù)所記錄的人體姿態(tài)數(shù)據(jù)，利用RULA方法身體姿態(tài)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，得到身體姿態(tài)量化評(píng)分C ;疲勞量化模塊用于獲得疲勞量化評(píng)分D ;人體舒適度確定模塊用于根據(jù)身體姿態(tài)量化評(píng)分C和疲勞量化評(píng)分D，確定最終的人體舒適度； 所述的疲勞量化評(píng)分D = ‘X10，其中t為肌肉持續(xù)時(shí)間，MET為肌肉的最大持續(xù)時(shí)間，MET根據(jù)下式得到:
其中，參數(shù)f?v。定義為％ MVC/100 ;k為常量，值為I，單位為HiirT1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于快速上肢評(píng)價(jià)RULA的人體舒適度測(cè)量裝置，其特征在于，所述的人體舒適度確定模塊，根據(jù)下表來(lái)確定人體舒適度:
所得到的人體舒適度為值域在I到7之間的數(shù)值，值越大代表舒適度越低。
【文檔編號(hào)】A61B5/103GK104173052SQ201410379957
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】周棟, 呂川, 陳嘉宇, 耿杰, 郭志奇, 彭迪 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)