【摘要】：陸、海、空各種運(yùn)載工具(汽車、坦克、飛機(jī)、航天器、船舶等)在動(dòng)態(tài)環(huán)境下工作時(shí),都會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。這種振動(dòng)將會(huì)引起駕乘人員的肌肉疲勞,其中以腰、頸、臂、股疲勞最為常見,而長期處于振動(dòng)疲勞狀態(tài)下可導(dǎo)致慢性肌肉骨骼損傷。因此,研究動(dòng)態(tài)振動(dòng)環(huán)境對(duì)人體的影響和找到預(yù)防振動(dòng)疲勞的方法已成為人機(jī)工程學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。 由于人體在舒適和疲勞狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的肌纖維電位傳導(dǎo)速度的不同,會(huì)引起各骨骼肌放電的不同,最終導(dǎo)致表面肌電信號(hào)的特征差異。相比于通過測(cè)定血液中乳酸含量評(píng)價(jià)疲勞的創(chuàng)入式方法,表面肌電圖法憑借著其無創(chuàng)、簡(jiǎn)易、多測(cè)點(diǎn)等測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)在醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、工效學(xué)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。因此,選用表面肌電圖法作為本文實(shí)驗(yàn)的主要方法。 本文首先介紹了表面肌電信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理,根據(jù)肌電信號(hào)的特點(diǎn)分析了采集信號(hào)過程的主要干擾因素,同時(shí)從軟硬件兩方面來設(shè)計(jì)本文的信號(hào)采集實(shí)驗(yàn)流程；其次是記錄了本文實(shí)驗(yàn)的步驟。本文主要針對(duì)于駕乘環(huán)境下振動(dòng)疲勞分析,故需要盡可能模擬駕乘狀態(tài)、搭建駕乘環(huán)境。本文實(shí)驗(yàn)采用YS系列電磁吸合式振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行激振,將受試者安放在汽車座椅上,通過Delsys軟件系統(tǒng)來接收監(jiān)測(cè)出的肌電信號(hào),并將各骨骼肌的表面肌電信號(hào)記錄和顯示在電腦中；然后是根據(jù)實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)出的肌電信號(hào)樣本,分別對(duì)其進(jìn)行時(shí)域分析和頻域分析。其中將積分肌電值作為時(shí)域分析的疲勞評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),將中值頻率和平均頻率作為頻域分析的疲勞評(píng)價(jià)指標(biāo),通過對(duì)時(shí)頻域的分析,可以得到測(cè)試目標(biāo)的骨骼肌產(chǎn)生疲勞的難易程度、產(chǎn)生疲勞的時(shí)間、各骨骼肌振動(dòng)過程中頻率的變化以及各疲勞指標(biāo)的變化情況,可以分析出根據(jù)iEMG值的衰減和中值頻率的左移現(xiàn)象能用來評(píng)價(jià)振動(dòng)疲勞,模擬出汽車在行駛過程中由振動(dòng)所致疲勞發(fā)生的難易程度為豎脊肌、頸項(xiàng)肌、肱二頭肌和股二頭肌；最后提出一種預(yù)防振動(dòng)疲勞產(chǎn)生的方法——加速度補(bǔ)償法,加速補(bǔ)償法可分為單方向加速度補(bǔ)償法、多方向加速度補(bǔ)償和最大值補(bǔ)償法。此種方法的基本理論是通過找到影響肌肉振動(dòng)最大加速度方向,并通過加該方向相反加速度使其產(chǎn)生影響變低,進(jìn)而抵消慣性力,減小振動(dòng)所引起的疲勞。通過對(duì)各加速度補(bǔ)償法在相應(yīng)骨骼肌上的應(yīng)用,可對(duì)比加速度補(bǔ)償前后受試者肌電信號(hào)的疲勞程度。通過對(duì)比,加速度補(bǔ)償法可將相應(yīng)肌肉所受加速度降低30%～80%,達(dá)到了緩解疲勞的效果。
【圖文】：

圖2.1骨路肌解剖分解示意圖Fig.2.1 Schematic diagram of skeletal anatomy很多肌纖維組成的部分成為肌腹，再加之上文提到的連接作用的肌腱共同組成了骨路肌。肌纖維(muscle fiber)其實(shí)還可以再分，，除去包裹在其外部的肌外膜(cell membrane)

我們把這樣的組成叫做運(yùn)動(dòng)單元，它是通過從脊髓中運(yùn)動(dòng)神經(jīng)原的細(xì)胞體、脊髓神經(jīng)、神經(jīng)纖維（軸突）再到運(yùn)動(dòng)終板所控制的肌纖維組成神經(jīng)肌肉，如圖2.2所示【28】。后根射中會(huì)全 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元"77掌士NB /,肌肉縮、Z 、、 丨放脈沖、、 神經(jīng)纖維 /脊髓、 \信號(hào)的；I 前角； 、、、源頭 NB‘控制單元終點(diǎn)1 ： 肌纖維圖2.2神經(jīng)與骨煃肌連接示意圖Fig.2.2 Neuromuscular connection diagram上述所提到的運(yùn)動(dòng)單元是控制肌肉縮放e蠡鏡ノ唬拇笮∈怯傷淶募∠宋齠ǖ腎29】。在做動(dòng)作幅度較大的機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)，所需要牽扯的肌纖維就多，對(duì)應(yīng)的神經(jīng)-12-
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U467.493;TH113.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2578988