驾驶疲劳的心电和肌电信号分析

目的探讨疲劳情境下驾驶员心电信号和肌电信号的有效特征。方法被试为12名年轻驾驶员,标准刺激为96张不同驾驶情景图片,要求被试连续2.5 h对图片进行按键反应。结果随着疲劳程度的增强,心率变异性呈整体上升趋势,平均功率频率呈下降趋势。结论心率、表面肌电值可以作为测量驾驶员疲劳程度的有效指标,人体的疲劳程度可能不是连续的增加,而是疲劳和清醒交替不断出现。     

疲劳对腰部稳定肌前馈控制的影响

目的采用经典落球试验研究范式和sEMG信号分析方法,研究急性运动性腰部肌肉疲劳和主观心理预期对腰部多裂肌前馈控制的影响。方法选取10名18～26岁健康男性被试,采用双因素(预期因素2×疲劳因素2)实验设计,分别于"间歇性腰部肌肉等长疲劳负荷试验"前后完成落球试验,采集被试肱二头肌和L5～S1腰部多裂肌sEMG信号,计算sEMG信号距离落球刺激的起始时间和平均反应强度,观察急性腰部肌肉疲劳和主观心理预期对被检肌肉快速反应时间和反应强度的影响。结果本研究所采用的疲劳负荷试验造成被试腰部多裂肌MPF平均下降18%;主观心理预期能够明显加快腰部多裂肌快速反应时间;疲劳具有加快腰部多裂肌快速反应时间的趋势,但无明显统计学意义;主观心理预期能够明显降低腰部多裂肌反应强度,而疲劳对腰部多裂肌快速反应强度均无明显影响。结论主观心理预期能够明显加快腰部多裂肌的快速反应时间,从而为腰部稳定性提供代偿性保护;急性运动性肌肉疲劳不能改变腰部多裂肌的快速反应时间和快速反应强度,证明中枢神经系统对腰椎稳定肌活动的前馈控制具有较好的稳定性。     

驾驶员BMI对肌肉疲劳度的影响研究

目的 探究在相同驾驶条件下，个体BMI差异对驾驶员肌肉疲劳累积的影响。方法 采用对照试验对驾驶员不同BMI与腰背肌肉疲劳之间的关系进行研究。12名被试以标准驾驶姿势进行时长60 min的模拟驾驶，采集被试驾驶期间腰背部竖脊肌及背阔肌表面肌电信号MPF。试验从主观测评、客观数据两个维度入手，分析各被试BMI与表面肌电信号之间的关系，从而判断长时间驾驶状态下，驾驶员不同BMI对腰背部肌肉疲劳度是否具有显著性影响。结果 两组肌肉MPF值与驾驶时间均呈现显著性负相关。3组不同被试组间背阔肌、竖脊肌MPF值存在显著性差异。两组肌肉MPF趋势变化图均表明BMI值越大，MPF值越早出现下降趋势，且竖脊肌MPF值波动明显>背阔肌。结论 驾驶员BMI值越大，肌肉越早出现疲劳，且腰部竖脊肌比背部背阔肌更容易出现疲劳现象。研究结果可为驾驶疲劳个体差异问题研究、驾驶座椅设计及驾驶疲劳检测因素研究提供一定参考。     

拉车作业之肌肉疲劳分析与预测

目的本研究的第一个目的是以肌力下降、耐受时间及主观评价来比较在不同负荷水平下拉车作业造成的肌肉疲劳水平;第二个目的是建立数学模型来量化拉车作业造成肌肉疲劳的程度;最终目的为提供拉车作业工作设计的提供依据,以降低劳动者肌肉骨骼伤害的风险。方法通过设计模拟手拉叉车实验,测量两种负荷下被试的实验前后拉力值、持续施力的耐受时间以及身体疲劳主观评价的数据,进行肌肉疲劳分析。结果实验数据显示拉车作业产生肌肉疲劳,性别和负荷对耐受时间、拉力下降速率产生显着影响;性别也显著影响被试对疲劳的主观评价,身体质量指数是影响耐受时间的显著因子。结论拉车作业中肌肉疲劳会导致拉力显著下降;性别是影响肌肉疲劳的重要因子,女性被试比男性被试更易疲劳;根据预测函数模型计算的男、女被试的疲劳速率k值分别为0.071、0.099。     

受限空间下重复搬举作业腰部肌肉疲劳特征研究

目的 探讨在高度受限空间下机务人员进行重复搬举作业对腰部肌肉疲劳状特性的影响。方法以装填火箭弹作业为背景,招募12名健康在校大学生参与实验,使用表面肌电仪、背力计和Borg’s RPE量表记录被试的表面肌电、肌力和主观疲劳数据,分析作业过程肌肉疲劳发展特征。结果 在整个模拟装填火箭弹的过程中,随着装填时间的延长,MVE%(Maximum Voluntary Electrical Activation,MVE%)和RPE(Rating of Perceived Exertion,RPE)值呈上升趋势,腰部肌肉力量和MF(Median Frequency,MF)值呈下降趋势;采用重复测量方差对腰部肌力、MVE%和MF值进行分析,与实验前相比,得出肌力在20 min后出现明显差异(P<0.05),左侧竖脊肌和多裂肌的MVE%值在10 min出现明显差异性,右侧竖脊肌和多裂肌在15 min出现明显差异性(P <0.05),左、右侧竖脊肌MF值在第15 min开始出现明显差异(P <0.05),左侧多裂肌在第10 min开始出现明显差异(P <0.05),右侧多裂肌MF值...     

作业休息制度和搜索区域移动速度对搜索绩效和视觉疲劳的影响

目的本研究旨在探究不同的作业休息制度和搜索区域移动速度对动态视觉搜索任务的搜索绩效和视觉疲劳的影响。方法采用作业休息制度(3)×搜索区域移动速度(2)二因子组内设计的人因实验进行研究。被试(N=15)在不同的作业休息制度和移动速度条件下完成视觉搜索任务。测量指标包括单次任务反应时间、各个时间节点被试的闪光融合频率和主观疲劳感受评分。结果移动速度对搜索绩效和视觉疲劳主观感受有显著影响,闪光融合频率随移动速度的增加有降低的趋势。结论高移速的搜索任务比低移速的搜索任务带来的视觉疲劳程度更高,绩效更差。作业休息制度对搜索绩效、视觉疲劳主观感受有显著影响。研究结果对动态视觉搜索作业的劳动作业休息制度设计具有指导意义。     

基于PPG技术的电动列车司机HRV分析

目的借助光电容积脉搏描记(Photo Plethysmo Graphy,PPG)技术探究城市轨道交通电动列车司机心率变异性(Heart Rate Variablity,HRV),以获得列车司机疲劳趋势,实现疲劳的监测和预警。方法设计城市轨道交通模拟驾驶实验,基于PPG技术采集被试电动列车司机的脉搏信号,分析脉搏信号中心率变异性的频域指标LF/HF和非线性指标SD1、SD2。结果 (1)新进司机在驾驶初期交感神经和迷走神经交替作用明显;(2)驾驶环境改变时,交感神经活性增强,被试司机LH/HF的比值呈现明显上升趋势;(3)随着驾驶时间的增加,LF/HF值呈现上升趋势,交感神经持续活跃极易产生驾驶疲劳;(4)SD1、SD2有效反应被试列车司机长、短期抗压能力大小。结论 PPG技术的各项指标有效获得被试司机的疲劳趋势,为实现疲劳的实时监测提供了技术支撑。     

基于sEMG的渣土车驾驶员肌肉疲劳与恢复研究

目的 为了解渣土车驾驶员肌肉疲劳发展与疲劳恢复特征,避免疲劳累积,降低肌肉骨骼损伤风险。方法 设计并组织渣土车模拟驾驶实验。招募8名被试参与实验,测量驾驶过程和恢复阶段驾驶员主观疲劳评分数据与颈部左右斜方肌、腰部左右竖脊肌、左右多裂肌共6个肌群的肌肉活动信息,运用统计学分析方法分析肌肉疲劳随驾驶时间和恢复时间而变化的特征。结果 经过180 min模拟渣土车驾驶任务后,驾驶员达到非常疲劳状态,所测量6个肌群肌肉疲劳,腰部CR-10评分高于颈部;经过5 min静坐和30 min静坐且听音乐休息后,驾驶员恢复至较清醒状态,所测6个肌群中,身体左侧相关肌群逐渐恢复,身体右侧相关肌群仍然处于疲劳状态。结论 渣土车驾驶过程肌肉疲劳明显,静坐恢复方式有利于疲劳恢复,但是身体右侧斜方肌、竖脊肌和多裂肌仍处于疲劳状态。     

基于足底压力和表面肌电测量技术的制造企业工作鞋鞋垫评价研究

目的探索制造企业工作鞋鞋垫舒适性的评价方法,挑选出符合人体足部生物力学和舒适性要求的鞋垫。方法以某制造企业拟采用的三种典型的工作鞋垫为研究对象,选择10名被试进行站姿装配作业,通过足底压力测试系统、表面肌电测试技术、主观调查等三种方法,测试作业人员使用不同鞋垫时的足底压力和表面肌电等指标水平。其中,足底压力测试系统主要测量了作业者足部与工作鞋鞋垫的接触面积、峰值压强、压强-时间积分三个指标,用来评估足底压力;表面肌电技术测量了人体肌电信号,采用中值频率(MF)、平均功率频率(MPF)指标来评估作业者的肌肉疲劳状况,同时结合主观评价量表,综合评价鞋垫的舒适性。结果有无鞋垫对作业者疲劳状况的影响很大;工作鞋鞋垫能够很好地平衡足底压力,尤其是足弓部的优良设计,能够增加中足的接触面积,分散前掌和脚跟的足底压力。鞋垫的舒适性受到鞋垫材料、硬度、厚度和构造的影响。数据分析结果显示,1号鞋垫在各个指标都具有明显的优势,使其相较于其他鞋垫能够更好地满足人体的舒适性体验,更不易感到疲劳;结论选用的各测量指标的评价基本一致,能够有效的区分三种不同鞋垫的舒适性。经过多方面评价,鞋垫舒适性排名为:1号鞋垫2号鞋垫3号鞋垫。     

考虑脑力负荷的模拟手工装配作业实验研究

目的为了减少员工装配作业时由于任务切换导致绩效下降的影响,探究员工在4种任务切换情境下手工装配作业的绩效表现与脑力负荷变化。方法采用复杂性与相似性(2×2)因素的交替任务切换范式,通过乐高模型装配,开展任务重复与任务切换的模拟手工装配作业实验。分析被试的行为绩效指标(错误率、反应时间(RT)、平均装配时间)和任务切换前后脑电(EEG)指标的变化及其差异。结果不同类型任务切换不会导致被切换任务错误率上升;复杂不相似任务切换时,切换任务错误率显著高于简单任务切换,反应时间显著高于另外3种任务切换;复杂相似任务切换时,脑力负荷处于平稳状态,其他3种均导致员工脑力负荷增大。结论 4类指标赋予相同权重情况下,任务切换类型的优选方案依次为复杂相似型、简单不相似型、简单相似型、复杂不相似型。     

基于短时傅里叶变换的动力性运动疲劳肌音特征分析

肌音可用于跟踪局部肌肉疲劳引起的肌肉收缩性能的变化,之前相关的文献主要研究的是静力性运动疲劳的肌音特征.现在我们对动力性运动疲劳产生的肌音信号变化特征进行分析,提取腓肠肌坐姿负重提踵至疲劳所产生的肌音信号并进行分析,得到了肌音信号中值频率的变化规律.计算显示随着时间的延长和疲劳的加深,肌音信号的中值频率呈现增大的趋势,与静力性运动疲劳所得的结论有所不同.实验结果显示,肌音信号的特征受运动类型影响较大,静力性运动所得出的结论不能适用于动力性运动.     

单调作业中单调感对职业疲劳的影响研究北大核心CSSCI

为了探讨单调作业条件下作业者职业疲劳及其影响因素,以及作业者主观单调感对于职业疲劳的影响,通过问卷调查的方法对120名汽车厂焊装生产线车间员工的疲劳状况、睡眠质量、生活质量、作业相关要素和主观单调感进行了调查和数据处理。对该作业人群的疲劳状况及引发疲劳的各项影响因素进行了统计分析及多元回归分析。分析结果表明,作业者在单调作业下产生主观单调感的现象是普遍存在的,而这种单调感会显著地影响作业者的疲劳状态。影响作业者主观单调感的各相关因素中,作业环境和作业时间是两个主要因素;而相同的作业条件下,女性作业者更容易感到疲劳,也更易于产生单调感。因此,对于作业者主观单调感的改善应首先从作业环境和作业时间两个方面着手。同时对女性作业者应给予更多的关注。     

单调作业中单调感对职业疲劳的影响研究

为了探讨单调作业条件下作业者职业疲劳及其影响因素,以及作业者主观单调感对于职业疲劳的影响,通过问卷调查的方法对120名汽车厂焊装生产线车间员工的疲劳状况、睡眠质量、生活质量、作业相关要素和主观单调感进行了调查和数据处理。对该作业人群的疲劳状况及引发疲劳的各项影响因素进行了统计分析及多元回归分析。分析结果表明,作业者在单调作业下产生主观单调感的现象是普遍存在的,而这种单调感会显著地影响作业者的疲劳状态。影响作业者主观单调感的各相关因素中,作业环境和作业时间是两个主要因素;而相同的作业条件下,女性作业者更容易感到疲劳,也更易于产生单调感。因此,对于作业者主观单调感的改善应首先从作业环境和作业时间两个方面着手。同时对女性作业者应给予更多的关注。     

运动性肌肉疲劳的主观感受与表面肌电客观变化的一致性

运动性肌肉疲劳是日常生活中常见的肌肉疲劳现象,相关研究在人类工效学、康复医学和体育科学等领域有着广泛的应用。本文系统总结了肌肉疲劳的主观感受和表面肌电信号特征的客观变化及其关系,首先介绍了动态运动和静态运动诱发肌肉疲劳的表面肌电(Surface electromyography,SEMG)信号特征变化的最新研究成果,随后介绍了疲劳过程中负荷水平、年龄、性别、人群等对主观感受变化的影响,并对主客观指标间的关系进行了梳理,最后对未来建立更精确的肌肉疲劳度评价体系进行了展望。     

人工物料搬运作业肌肉疲劳动态发展研究

目的为减少人工物料搬运作业肌肉疲劳累积、降低MSDs风险,设计人工物料搬运实验,研究行走速度为1km/h、2km/h条件下作业人员肌肉疲劳发展情况。方法招募5名大学生参与实验,从主观和客观两个方面测量作业过程中肌肉疲劳数据——肌力(MS)、最大耐受时间(MET)和主观肌肉疲劳评分(RPE),分析作业过程肌肉疲劳发展特征,并构建MET预测模型。结果负荷对肌力以及肌力降幅影响不显著,但显著影响MET;行走速度对肌力降幅影响不显著,但显著影响肌力和MET。     

双手推拉作业肌肉疲劳动感分析与感知建模

目的为探究双手推拉作业肌肉疲劳发展规律及其差异,以及建立推拉作业的RPE感知模型。方法通过设计模拟推拉试验,招募8名男性大学生参与试验,测量两种作业方式下不同负荷和高度的肌力(MVC、F)、最大耐受时间(MET)以及多个部位的主观疲劳值(RPE),并利用统计方法分析试验数据。结果在试验条件下,作业方式对肌力降幅(FD)、MET影响显著;负荷对FD影响不显著,但对MET影响显著;构建的推拉作业RPE模型能用来描述两种作业方式的主观疲劳发展。结论作业方式、负荷是肌肉疲劳积累的显著影响因素;推动作业产生肌肉疲劳积累的风险更低;推动、拉动作业的FD分别达到0.45、0.575时,作业不能继续进行。     

基于表面肌电信号的超声探头人因设计评价研究

本研究利用表面肌电采集、分析技术和Borg量表来对超声探头的人因工程学设计进行评价,为超声探头的人因工程学设计评价提供方法参考。在本研究中,邀请10个志愿者使用两个在设计样式和重量存在差异的超声探头进行模拟超声检测操作任务。使用MPl50生理信号记录仪记录前臂上的两块肌肉一指浅屈肌和桡侧腕长伸肌的肌肉活动。同时应用Borg量表对志愿者的主观反馈进行评定。结果显示使用质量较重和手柄宽度较小的超声探头时手部要承担更大的劳动负荷,更容易使局部肌肉产生疲劳,同时志愿者主观反馈结果与表面肌电测定结果存在一致相关性。这个研究方法可以作为对医疗器械手柄人因设计的评价的方法,研究结果可以作为医院在选择超声探头的指导。     

轴重对轮轨材料滚动磨损与损伤行为影响

利用WR-1轮轨滚动磨损实验机研究不同轴重下轮轨材料滚动磨损与损伤性能。结果表明:轮轨试样磨损率均随轴重增加呈现线性增加趋势,且钢轨试样磨损率大于车轮试样磨损率。轮轨试样硬化率均随时间呈现先增加后趋于稳定的变化趋势,轮轨试样塑变层厚度和硬化率均随轴重增加而增大,且车轮试样硬化率大于钢轨。车轮试样和钢轨试样表面损伤形貌不同,车轮试样表面表现为垂直于滚动方向的疲劳裂纹,钢轨试样表面表现为裂纹和块状剥落,轮轨试样表面损伤均随轴重增加而更加严重;车轮试样表面裂纹疲劳断裂和钢轨试样表面块状剥落形成磨屑,成分主要为Fe2O3和马氏体,随轴重增加,磨屑尺寸呈现增大趋势,但成分与含量无明显变化。     

十八胺乳状液在热力设备停用保护中的应用研究

通过高压釜试验，对影响十八胺（ODA）在20A碳钢试片表面成膜的主要因素进行了研究，并进行了电化学测试。结果表明试片经ODA乳状液的高温处理后，表面形成保护膜而处于钝化状态；当ODA浓度为20mg/L，pH值为9．5左右时成膜效果最好；成膜效果随温度升高呈上升趋势，在280℃下成像效果随恒温时间的延长先上升而后下降。     

2A12铝合金化学铣切加工工艺探讨

为了精确加工2Al2铝合金,探讨了化铣时间和温度对其化铣速率及表面粗糙度的影响,采用现代技术对化铣工件的力学性能进行了测试与分析.结果表明:延长非化铣部位保护胶固化时间并使保护部位向非加工面位移3～5 mm可很好地解决未化铣区域的腐蚀问题;随化铣时间的延长,化铣速率降低,且化铣温度与化铣速率呈现正相关性;化铣表面的粗糙度随化铣时间的延长而增加,随化铣温度的升高呈先减小后增加的趋势;化铣后材料的抗拉强度和屈服强度均有所提高.