Messsystem zur Erfassung separater dreidimensionaler zeitvarianter Handkräfte

Status:

abgeschlossen 12/2004

Zielsetzung:

Zur Ermittlung von Handkräften bei manuellen Tätigkeiten wie Schieben, Ziehen, Heben und Tragen wurde ein dreidimensionales Messsystem zur separaten Erfassung der Kräfte beider Hände benötigt. Das Messsystem sollte die Erfassung der zeitvarianten Handkräfte für Langzeitbetrachtungen ermöglichen. Das Messsystem musste weiterhin eine Adaption an beliebige Körper ermöglichen, daher möglichst klein und flexibel montierbar sein. Die Kraftsignale waren zu speichern und mit einer entsprechenden Software zu visualisieren sowie qualitativ zu bewerten. Zur Weiterverarbeitung sollten die Kraftsignale als Textdateien exportierbar sein. Das System sollte autark bei Betriebs- oder Labormessungen einsetzbar sowie in das CUELA-HTR-Messsystem integrierbar sein.

Aktivitäten/Methoden:

In ein speziell gefertigtes Aluminiumgehäuse wurde ein ergonomisch geformter Kunststoffhandgriff integriert. Für die Fertigung größerer Stückzahlen des Kunststoffhandgriffs wurde eine Form entwickelt. Der Handgriff wurde über beidseitig angebrachte dreiaxiale Kraftsensoren am Gehäuse montiert. Beide Handgriffe wurden mit Messverstärkern zur elektrischen Anpassung der Sensoren ausgestattet. Alle messtechnischen Komponenten mussten gekapselt werden. Sub-D-Buchsen gewährleisteten die Spannungversorgung, die Steuerung des Messsystems und die Erfassung der Messsignale.

Ergebnisse:

Mit dem Handkraftmesssystem, bestehend aus zwei separaten Kraftmessgriffen, liegt ein vielseitig verwendbares, genaues Messsystem zur Erfassung von körperbelastenden Kräften an beiden Hände vor. Die Handkräfte werden dabei als dreidimensionale Kraftkomponenten und als Gesamtkräfte erfasst, und zwar sowohl im Koordinatensystem des Handgriffes als auch im Raumkoordinatensystem. Das Gerät ermittelt 50 Messwerte pro Sekunde. Die Kraftsignale können mittels Datenlogger oder über eine Kabelverbindung erfasst und gespeichert werden. Im Loggerbetrieb ist die Erfassung der Kräfte während einer ganzen Arbeitsschicht möglich. So lassen sich zum einen autarke Handkraftmessungen bei Betriebsmessungen vor Ort oder im Labor realisieren, aber auch Komplettmessungen mit dem CUELA-HTR-Körperhaltungsmesssystem. Die Erfassung der Handkräfte ermöglicht ergonomische und/oder biomechanische Belastungsanalysen, die beispielsweise für die Beurteilung von bestimmten Berufskrankheiten benötigt werden. Verschiedene Berufsgenossenschaften beabsichtigen, das Messsystem zu erwerben und in ihr CUELA-HTR-Körperhaltungsmesssystem zu integrieren. Das Messsystem ist auch für andere Institute, die sich mit ergonomischen Kraftmessungen beschäftigen, interessant. Eine Kleinserienfertigung in Lizenzvergabe durch einen Messgerätehersteller ist vorstellbar.

Weitere Informationen:

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