基于主观感觉的人体关节活动舒适性评价

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1、基于主观感觉的人体关节活动舒适性评价【摘要】 目的对人体主要关节活动舒适性进行评价。方法参照国军标中的规定，确定出所要评价的关节及关节活动，由20位健康的男被试者参加，根据主观感觉利用自由模量幅度估计法，对其站姿和坐姿时相应关节活动的舒适性进行评价，确定出相对不舒适度指数，以描述关节活动总体舒适度的变化情况。结果主观感觉的不舒适程度受关节、关节活动类型以及活动角度等方面的影响。结果显示,在试验测试的8个关节中，主观感觉最舒适的关节活动在肩部，而最不舒适的关节活动在髋部。结论研究中提出的方法和结果可以为航空设计部门的工效评估以及姿态舒适性方

2、面的军标制订提供参考和指导【关键词】 关节活动；不舒适；自由模量幅度估计；评价设计飞机座舱及各种维修口盖时，一般需要考虑人体各部分与外界设备之间的交互，人体关节的活动情况是其中重要影响因素之一［1］。应用时通常从两方面考虑，一是操纵装置的位置是否在人体相应关节的活动范围（rangeofmotion，ROM）之内，二是如果在活动范围之内，其关节所呈现的活动角度是否会使人感到不舒适。第一个问题只要确定各关节的活动范围即可进行判断，而最关键最重要的是确定关节活动的舒适感。国外对于人体关节活动舒适性的研究较多，如Genaidy和Karwowski

3、［2］对人体关节活动的舒适性提出了一种分级系统，采用十分制进行评分，评分时主要依据的是人体主观感觉的不舒适感。这之后Genaidy［３］等人以及Dohyung和Waldemar［4，5］都相继对人体的上身以及全身的关节活动舒适性进行了评估和分级，依据的也均是主观感觉。国内在这方面的研究很少，由于国内和国外人体的测量尺寸、体质等方面都存在一定的差异，因此，笔者将针对本国人群进行研究，并将所得结论与国外的数据进行对比。　　方法　　采用心理物理学的自由模量幅度估计法［6］对人体主要关节（腕部、肘部、肩部、颈部、躯干、髋部、膝部和踝部）活动舒适性

4、进行研究。被试者利用幅度估计法进行测试，至少需要10名被试者［7］。实验中20名被试者均为在校男大学生，身体健康，无肌肉骨骼损伤历史，各项参数的平均值和标准差为：1）年龄(20.3±2.7)岁；2）身高（173.1±4.2）cm；3）体重（59.8±7.9）kg。实验程序实验分为两个阶段，即校准实验和主实验。　　校准实验                               　　校准实验目的是让被试者熟悉比例判断的方法，并且筛选出那些不适合的被试者。实验中将随机出现10条直线，要求被试者估计出其对应的长度值。经过对数变换后的实际值与

5、回答值成线性关系，即两个变换变量的回归系数为1.0(α=0.05),20位被试者均通过该测试。　　主实验                               　　实验中涉及到的关节及关节活动见表1，详细规定见文献［8］，其中坐姿是要求被试者坐在没有扶手且椅面平行于地面的座椅上。由于部分关节活动在坐姿和站姿时其活动情况和主观感觉基本没有变化，因此在坐姿时没有进行测试。将每一关节活动的活动范围均分成4部份，即活动范围的25%、50%、75%和100%，评价时将这4个角度作为一组，依次进行评价。为了避免由于评价项目过多而造成被试者主观感

6、觉的偏差，实验中增加了对比项和总对比项，即在评价完每个关节后选出该关节各活动中舒适性最差的一项进行对比评估；在评价完所有的关节之后，同样选出各关节中舒适性最差的一项再进行总对比评估。这样，在进行数据处理时就可以通过对比项和总对比项对各角度处的实验数据进行校正，从而增加实验数据的准确性。实验中要求被试者穿着以不妨碍运动为准，每种姿势保持20s，然后休息20s，在此期间确定出该姿势主观感觉的不舒适程度，并赋予一定的量值，数值越大，表示越不舒适。全部关节活动评估完成后对级别进行数值估计。本实验中按主观感觉舒适程度的不同将关节活动舒适度划分为9个

7、等级，分别用1～9表示，其文字描述分别为“好+”、“好”、“好-”、“中+”、“中”、“中-”、“差+”、“差”、“差-”。要求被试者根据自己的评价标准以及回答情况对各级别进行数值估计。表1本研究中测量的关节活动（略）                    　　数据处理数据的校正和标准化                               　　首先需要通过对比项和总对比项对实验数据进行校正，由于不同的被试者采用的评估标准不同，还需要对原始数据进行标准化。采用的公式为：标准值ijk=总对比i 总对比最大值×对比ij对比最大值i×回答

8、值ijk回答最大值ij×100（1）式中：i表示第i个关节，j表示关节的第j个活动，k表示第k个角度。处理后的数据中，对应的两个极端值为100.0和0.0，分别表示该姿势非常不舒适和非常舒适。