VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015
ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЩЕГО ДИНАМИЧЕСКОГО СООТВЕТСТВИЯ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОДЕЖДЫ ДЛЯ ТЯЖЕЛЫХ ФИЗИЧЕСКИХ РАБОТ
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Анализ имеющихся вариантов конструкции специальной одежды для горноспасателей, представленный в главе 1, позволил выявить ряд недостатков, которые отрицательно сказываются на эргономических показателях изделия. Сложность применяемого горноспасателями снаряжения изначально накладывает ограничения на возможности улучшения эргономичности конструкции. Значительная масса комплекта средств индивидуальной защиты человека обусловливает особенности в эргономических характеристиках горноспасательных работ [1,2].
С целью исследования эргономических характеристик специальной одежды для бойцов горноспасательной службы на основе тщательного изучения особенностей телодвижений человека при ведении горноспасательных работ нами были составлены эргономические схемы. Выявление специфических видов телодвижений осуществлялось непосредственно из практического опыта горноспасателей, работы которых относятся к категории тяжелых. Основные динамические позы представлены на рисунке 1 и рассмотрены в таблице 1.
Таблица 1 – Эргономическая характеристика горноспасательных работ
|
Номер схемы на рисунке |
Вид выполняемых работ |
Описание телодвижения |
|
1 |
2 |
3 |
|
1 |
Поднимание предметов и тел с земли |
Наклон туловища под углом 90º, руки опущены вниз, ладони направлены друг к другу |
|
2 |
Поддерживание предметов в фиксированном положении, замена ОЭ |
Наклон туловища под углом 90º, руки опущены вниз и согнуты в локтях под углом 90º, ладони направлены друг к другу |
|
3 |
Оказание помощи пострадавшему с использованием искусственного дыхания |
Наклон туловища под углом 90º, руки опущены вниз и согнуты в локтях под углом 90º, ладони направлены друг к другу, ноги согнуты в коленях под углом 90º |
|
4 |
Стоя, руки вытянуты вверх, ладони направлены вовнутрь |
Одевание респиратора |
|
5 |
Стоя, руки направлены вверх, согнуты в локтях под углом 90º |
Одевание респиратора |
|
6 |
Стоя, руки направлены горизонтально вперед, ладони вовнутрь |
Оказание помощи при замене ОЭ во время ведения спасательных работ |
|
7 |
Стоя, руки направлены назад под углом 45º, ладони вовнутрь |
Перенос пострадавшего на носилках |
|
8 |
Туловище расположено вертикально, ноги согнуты в коленях под углом 30º, руки направлены назад под углом 30º |
Фиксирование носилок с пострадавшим для его переноса в безопасную зону |
|
9 |
Туловище расположено под углом 30 º, ноги согнуты в коленях под углом 30º, руки направлены вперед под углом 45º |
Поиск предметов и тел в труднодоступных местах, выполнение мероприятий по замене ОЭ |
|
10 |
Туловище расположено вертикально, ноги согнуты в коленях под углом 30º, руки направлены вверх и назад, согнуты в локтях под углом 35º |
Пользование кнопкой Байпаса |
Продолжение таблицы 1
|
1 |
2 |
3 |
|
11 |
Туловище расположено вертикально, одна нога согнута под углом 70º, другая выпрямлена, стопы фиксированы в наклонном положении, руки направлены вверх и вперед под углом 45º |
Перемещение горноспасателя по наклонной плоскости, характерной для штреков угольных шахт |
Рисунок 1 - Эргономические схемы выполнения горноспасательных работ
При определенных движениях обнаруживаются существенные изменения отдельных размерных признаков человека. Это обусловлено присутствием в комплекте одежды горноспасателя респиратора, значительно ограничивающего эргономичность его одежды, и активизацией отдельных органов и мышц при выполнении спасательных работ, относящихся к категории работ большой тяжести.
Анализ характерных движений бойцов горноспасательной службы представлен в таблице 2.
Таблица 2 – Эргономический анализ горноспасательных работ
| Номер схемы на рисунке | Рабочие мышцы |
Рабочие органы |
Конструктивные Участки |
|
4, 5, 10 |
Двуглавая мышца плеча, дельтовидная и трапециевидная мышцы |
Легкие, сердце |
Дтс2, Дтп2, Шг, Шс, Ол |
|
1,2,6 |
Двуглавая и трехглавая мышцы плеча, дельтовидная и трапециевидная мышцы |
Легкие, сердце |
Дтс2, Дтп2, Шг, Шс, Впк2 |
|
11 |
Двуглавая мышца плеча, трапециевидная, портняжная четырехглавая мышцы, большеберцовая передняя, двуглавая мышца бедра, трехглавая голени, пяточное сухожилие |
Легкие, сердце, печень |
Дтп2, Шг, Шс, Впк2, Дтк |
|
3,9 |
Трехглавая мышца плеча |
Легкие, сердце, печень |
Дтс2, Шс, Впк2, Дтк, Ок, Дсз |
|
7,8 |
Двуглавая, трехглавая мышцы плеча, трапециевидная мышца, прямая мышца живота, косая наружная мышца живота, а также мышцы ног |
Легкие, сердце, печень |
Дтс2, Дтп2, Шг, Шс, Впк2, Оп, Др.зап, Дтк |
Примечание: Дсз - расстояние от линии талии до пола сзади по поверхности; Ол – обхват локтя в согнутом положении руки; Дтк – расстояние от линии талии до колена по поверхности ноги; Обозначение стальных размерных признаков соответствует ОСТу 17-325-86.
По данным таблицы 2 можно сделать вывод о том, что при выполнении работ основным изменениям подвергаются конструктивные участки: Дтс2, Дтп2, Шг, Шс, Впк2, Дтк, Др.зап , а также Дсз, Ок, Оп, Ол.
Для оценки значимости влияния отдельных размерных признаков на уровень эргономичности конструкции были определены частоты встречаемости конструктивных участков, которые изменяют свою величину при движении человека, , %, по следующей формуле:
(1)
где - количество одного конструктивного участка, встречающегося во всех телодвижениях; – количество всех конструктивных участков.
В результате были получены следующие значения:
, , , , , , , , , , .
Таким образом, наиболее часто изменяют свои параметры конструктивные участки - Шс, Дтс2, Дтп2, Шг, Впк2.По всем участкам изделия требуется обеспечить необходимую свободу, т.е. при разработке конструкции куртки конструктивные участки необходимо проектировать с учетом динамических приростов.
Для определения динамических приростов были проведены антропометрические измерения этих конструктивных участков в статике и динамике в соответствие с рисунком 1. По результатам обработки пробной выборки получили сведения об объеме достоверной выборки. Первоначально обследованию подлежало двадцать мужчин определенной (описанной ранее) физической подготовки от 25 до 45 лет. Затем была проведена статистическая обработка данных. Полученные данные позволили установить, что объем выборки в количестве 160 человек представляет собой достоверную выборку, удовлетворяющую необходимому уровню точности, чтобы определить значения динамических приростов при доверительной вероятности 0,95.
Описанные измерения были выполнены для представителей определенной достоверной выборки. Полученные значения динамических приростов представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Статистическая обработка данных эксперимента
|
Наименование измерения |
Среднее значение динамического прироста, см |
Размах варьирования, R, см |
Среднеквадратическое отклонение, S ,см |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Дтс2 |
12,3 |
1,2 |
0,394 |
|
Дтп2 |
3,73 |
0,5 |
0,165 |
|
Шс |
20,5 |
0,8 |
0,264 |
|
Шг |
9,9 |
0,9 |
0,297 |
|
Дтк |
-2,87 |
1,4 |
0,462 |
|
Впк2 |
15,6 |
1,4 |
0,462 |
|
Др.зап |
4,53 |
1,8 |
0,594 |
|
Дсз |
4,3 |
0,9 |
0,297 |
|
Ок |
4,0 |
0,8 |
0,264 |
|
Оп |
4,18 |
0,7 |
0,231 |
|
Ол |
12,1 |
0,6 |
0,198 |
Следующим этапом работы стало выявление существующих изменений среди полученных данных по сравнению с принятыми на текущий момен. Полученные результаты представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Характеристика динамических приростов размерных признаков
тела человека применительно к горноспасательным работам
|
Характеристика движения |
Измерение Фигуры |
Динамический прирост, см |
||
|
Базовый |
Расчетный |
Отклонение |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Отклонение туловища назад Полный наклон туловища вперед Лопатки максимально сближены при опущенных руках Нога согнута в тазобедренном и коленном суставах под прямым углом Рука согнута в локтевом суставе под прямым углом Предплечье и кисть направлены вперед Рука согнута в локтевом суставе под острым углом и расположена в вертикальной плоскости |
Дтп2 Шс Дтс2 Впк2 Шг Дтк Дсз Ок Др.зап Оп Ол |
- 15,8 8,6 8,2 8,6 - - 3,3 4,2 2,7 5,5 |
3,725 20,5 12,3 15,6 9,9 -2,87 4,3 4 4,525 4,175 12,1 |
- +4,7 +3,7 +7,4 +1,3 - - +0,7 +0,325 +1,475 +6,6 |
Анализ данных таблицы 4 позволяет сделать следующие выводы: присутствие в комплекте специальной одежды респиратора горноспасателя с одной стороны ограничивает динамику его движений, а с другой – приводит к увеличению динамических приростов на важных участках конструкции. Распределение прибавок по участкам конструкции следует распределять с учетом поправок на выявленные динамические приросты.
-
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОДЕЖДЫ ДЛЯ ГОРНОСПАСАТЕЛЕЙ / Черунова И.В. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Шахты, 2001
-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОТИВОТЕПЛОВЫХ КОСТЮМОВ / Черунова И.В. //монография / И. В. Черунова ; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное агентство по образованию, Гос. образовательное учреждение высш. проф. образования "Южно-Российский гос. ун-т экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС"). Шахты, 2007