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작업조건의 변화에 따른 상지의 등척성 근지구력 및 피로 특성분석 원문보기
(An) Analysis of Isometric Endurance Time and Fatigue Charateristics of Upperlimbs by Changing Task Conditions

  • 저자

    심정훈

  • 학위수여기관

    東亞大學校 大學院

  • 학위구분

    국내박사

  • 학과

    산업공학과

  • 지도교수

  • 발행년도

    2004

  • 총페이지

    x, 137p.

  • 키워드

    작업조건 상지 등척성 근지구력 피로 산업공학;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T10067279&outLink=K  

  • 초록

    본 연구에서는 작업장에서 발생할 수 있는 근골격계 질환 발생 요인들 중 힘의 발휘 형태, 상지의 작업자세 및 작업 휴식 주기 등의 작업조건의 변화에 따른 단속적 등척성 근지구력 및 근육의 동원 형태, 그리고 피로 특성을 분석하였다. 피로 특성 분석에는 EMG에 의한 실험과 주관적 불편도 분석을 병행하였으며, 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 근지구력 분석 단속적 근지구력 시간은 pull, push, down, up의 순서로 감소하였으며, push, pull 및 down에서는 10%와 30%MVC에서는 큰 차이를 보이고 있지 않으나 50%MVC에서는 상당한 근지구력의 감소를 보였다. 특히 up의 경우 30%MVC에서도 근지구력 시간이 상당히 감소하였으며 작업시간이 10sec.이상 그리고 휴식시간이 작업시간의 100%이하일 때는 단속적 근지구력이 상당히 감소하는 것으로 나타났다. (2) 근육 동원 형태 분석 push의 경우 척측수근신근, pull의 경우 요측수근굴근, up의 경우 상완이두근 그리고 down의 경우 상완삼두근이 주동근 역할을 하는 것으로 나타났으며, 특히 up의 경우에는 다양한 근육들이 동원되는 특성을 보였다. 또한 전완 및 상완의 근육들은 자세에 따른 영향이 적은 반면, 어깨부위와 관련된 삼각근 및 등세모근의 근육들은 힘 발휘 특성뿐만 아니라 상지자세에 따라 다양한 특성을 보였다. (3) 피로도 분석 ① 평균 RMS 변화량 분석 push, pull 및 down의 경우 각각의 주동근들은 %MVC에 대해, 그리고 up의 경우 %MVC, 어깨 굴곡 그리고 팔꿈치 굴곡에 대하여 유의적인 차이를 보였다. 의무사이클에 따른 RMS변화량의 분석에서는 의무사이클이 50%이상이 될 때 평균 RMS의 변화량이 상당히 증가함을 보였으며, 특히 %MVC가 커질수록 의무사이클의 영향은 더욱 커지는 것으로 나타났다. ② 평균 MPF 변화량 분석 push 및 up의 주동근들은 %MVC에 대하여 유의적으로 감소하는 경향을 보였으며, up의 경우에는 %MVC에 관계없이 낮은 주파수대로 전이하는 경향을 보였다. 또한 up과 down은 30%MVC이하의 작업에서 의무사이클이 33%일 때도 평균 MPF 값이 감소하는 경향을 보였다. (4) 주관적 불편도 분석 손은 push와 pull, 전완 및 상완은 up, 그리고 어깨는 up과 push의 경우가 높게 나타났으며, down은 대체로 낮은 불편도를 보였다. 수용 한계치를 고려한 %MVC와 근지구력에 따른 불편도는 손과 전완은 30%MVC에서는 근지구력의 40%까지, 50%MVC에서는 up의 경우를 제외한 나머지 힘 발휘 형태에서 근지구력의 20%까지 3점이하의 불편도를 나타내었다. 상완과 어깨의 불편도는 up에서는 10%MVC하에서 근지구력의 40%지점, 30%MVC하에서 약 10%이하의 지점 그리고 50%MVC에서는 힘 발휘 시작시점부터 3점 이상의 값을 보인 반면, 다른 힘 발휘 형태는 10%MVC에서는 힘 발휘 전체 기간에 대해 3점 이하의 값을 나타내었다. 본 연구의 결과는 기존의 단기적인 작업 분석에 초점을 맞추고 있는 작업평가기법의 추가적인 활용에 도움이 될 것으로 기대되며, 작업 요인에 따른 상지 근육들의 특성 평가를 통하여 작업근골격계 질환의 예방 및 진단에 도움이 될 것으로 판단된다. 또한 중·장기의 작업 설계에 있어 작업 요인 및 작업 휴식 주기를 고려하기 위한 기초 자료로서 활용될 수 있을 것이다.


    This study was performed to investigate the effect of various task variables on the intermittent isometric enduracne time, muscle recruitment pattern and the characteristics of fatigue for 10 muscles of upperlimbs and to propose the guideline to design the workstation and proper work-rest cycle which can be able to reduce the fatigue. Task variables consisted of force exertion types(push, pull, up, down), %MVC, work postures of upperlimbs(shoulder flexion, adduction/abduction, and elbow flexion) and work-rest cycle. The experiment was performed by using the electromyogram(EMG) and subjective discomfort rate was done simultaneously. The results of this study were as follows. ① Endurance Time The endurance time of force exertion types decreased in order of pull, push, down and up. Push, pull and down force exertion were not significantly different enduracne time between 10%MVC and 30%MVC, but it considerably decreased at 50%MVC. On the other hand, the enduracne time of up force exertion remarkably decreased at 30%MVC or over 10sec. of work time and below 100% of rest time. ② Muscle recuriment pattern The results of muscle recruitment pattern showed that extensor carpi ulnaris muscle, flexor carpi radialis muscle, biceps brachii muscle and triceps brachii muscle were recruited as primer mover muscle at push, pull, up and down, respectively. In case of up force exertion, various muscles were more recruited than other types. The muscle groups related to the forearm and upper arm were less affected by work postures, but deltoidius and trapezius muscle groups related to the shoulder were mainly affected by force exertion type and work postures. ③ Fatigue analysis Fatigue analysis was perfomed to compare RMS ampltiude and MFP value between initial and terminal stages of each experiment conditions. The ANOVA of RMS amplitude for primer mover muscle was singnificant difference on the %MVC about push, pull and down force exertion and ANOVA of up force exertion was significant difference on the %MVC, shoulder flexion and elbow flexion. When the duty cycle was over 50%, the RMS amplitude considerably increased. Particularly as the %MVC increased, the duty cycle affected the increase of RMS amplitiude. ANOVA of MPF value at the push and up were significant difference at the %MVC. In case of up force exertion, MPF value tended to shift low frequency at all of the experiment conditions. Also, MPF value at up and down force exertion decreased at 30%MVC and 33% of duty cycle. ④ Subjective discomfort analysis In the subjective discomfort analysis, discomfort rate of hand was higher at the push and pull force exertion. Discomfort rate of forearm and upper arm was higher at the up. And discomfort rate of shoulder was higher at the up and push. Considering the acceptable limit, discomfort rate of hand and forearm was below the 3-point to the 40% of endurance time at 30%MVC in all of force exertion types and to the 20% of endurance time at 50%MVC with the exception of up force exertion. The discomfort rate of upper arm and shoulder at up force exertion were less than 3-point to the 40% of enduracne time at 10%MVC and to the 10% of endurace time at 30%MVC, but it was more than 3-point in the start point at 50%MVC. The results of this study will be helpful to use the posture analysis method that was focused at the short term work, and to diagonose and prevent from the musculoskeletal disoders of muscle. Also, the results of this study will be applied to design the middle or long-term work as basic data.


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