由于重复性任务(如植物移植)需要持续弯腰、下蹲和不良姿势,与工作相关的肌肉骨骼疾病 (WMSD) 在农业行业中很常见。这项研究使用可穿戴传感器评估模拟移植过程中的人体生物力学,并评估协作机器人 (cobot) 辅助在减轻身体压力方面的潜力。16名参与者在手动和协作机器人辅助条件下执行移植任务。使用Xsens运动捕捉和Trigno EMG系统收集运动学和肌电图 (EMG) 数据。
协作机器人辅助显著降低了关键脊柱区域(L5/S1、L1/T12、T1/C7)的节段速度和加速度,表明脊柱动态负荷较低。它还改变了肌肉激活,减少了肱二头肌的使用,同时增加了稳定肌肉(如腕桡屈肌、肱桡肌和上斜方肌)的激活。
任务持续时间减少了59.46%,表明效率提高了。这些发现凸显了协作机器人通过鼓励受控运动和减少姿势压力来提升人体工程学效果的潜力。然而,肌肉激活的变化凸显了针对特定任务进行协作机器人调校的必要性。这项研究支持使用集成式IMU和EMG系统来指导协作机器人的设计,并在劳动密集型环境中实现实时生物力学监测。
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