Vrste gibanja, percentilske skupine, antropometričke mjere...

Neki temeljni pojmovi iz statistike potrebni u ergonomiji

Normalno ponašanje

• je ono koje zadovoljava većinu ljudi i time se bavi statistika (da se ne odstupa od nekakvog prosjeka).

  U normalnoj razdiobi raspodjela učestalosti definirana je tzv. Gausovom krivuljom. Gausova krivulja je simetrična.
   

  Sve karakteristike i podatke u antropometriji koje obrađujemo prikazujemo Gausovom krivuljom.
   

U normalnoj razdiobi raspodjela učestalosti definirana je tzv. Gausovom krivuljom. Gausova krivulja je simetrična.
 

Sve karakteristike i podatke u antropometriji koje obrađujemo prikazujemo Gausovom krivuljom.
 

Uobičajeno je da se podaci o antropomjerama dijele prvo prema spolu, kako za djecu, tako i za odrasle. Pored toga se podaci često dijele i u tzv.  

Percentilske skupine

• (može ih biti 3 – 5), i one su u stvari statistička distribucija izmjerenih veličina, koje se mjere uvijek od lijeve strane (gdje je nula) do određene granice. Katkada se ovi antropometrijski podaci dijele i u skupine zavisne od dobi analiziranih subjekata ili na neki drugi način. Naprimjer u 5-tu percentilsku skupini bi pripadalo dosta sportaša, jer su oni visoki, pa onda da bi dobili što detaljnije podatke onda tu skupinu još jedanput analiziramo da dobijemo njihovu raspodjelu po Gaussu.

Znači kod percentilskih skupina jedna od najvažnijih stvari je za koju se populaciju radi, tj. odnosi.

Kada nešto radimo za nekog čovjeka ili ljude, ne radimo za prosječnog čovjeka, nego da se time može zadovoljiti što veća populacija.

Određena percentilska dimenzija vrijedi samo za tu karakteristiku koju promatramo – npr. ako po visini spadamo u 65-tu percentilsku skupinu, ne znači da će nam i duljina ruke spadati također u tu skupinu.

Sve ovo do sada spadalo je u statičke antropomjere i one se odnose na golog čovjeka (o čemu moramo voditi računa npr. pri krojenju radne odječe čiju veličinu moramo povećati da bi radnik bio komotan i da bi mogao raditi određene pokrete).

Drugi primjer je da se u obzir mora uzeti i visina đona na cipeli kao i visina šešira da čovjek ne bi negdje zapeo ako ima potrebe na poslu prolaziti kroz određena vrata ili prolaz.

Također ove statičke antropomjere treba uzeti u obzir kod invalida (rampe, prilazi i prolazi za invalidska kolica), jer oni danas čine 10% svjetske populacije.

Za konstrukciju radnog mjesta statičke antropomjere nisu dovoljne. Svaki posao uključuje i gibanje, pa moramo znati i dinamičke antropomjere.

Cilj poznavanja antropometričkih mjera je: 

1. optimiziranje organskih pokreta,
2. što veća ekonomija tjelesnih aktivnosti obzirom na dimenzije koje imamo, da skratimo određene pokrete i što manje se umaramo.

Dinamička antropometrija

• proučava faktore potrebne za gibanje čovjeka (sile u zglobovima).

Primjer:

• klizač na ledu – da li će skupiti ili raširiti ruke, jer se tu radi o načinu raspodjelu mase.

Vanjska dinamička antropometrija

• odnosi se na najobičniju podjelu tijela (trup, glava, podlaktica, lakat, i sl.),

Unutarnja dinamička antropometrija

• odnosi se na pokretanje (npr. ruke – kako koji mišići na to utječu). Proučava sile i momente u zglobovima.

Unutarnja antropometrija se tek razvija, jer je još uvijek teško definirati što utječe na pojedine pokrete.

Dinamička antropometrija kod nas je uvedena sredinom 80-tih godina prošlog stoljeća.

Kod dinamičkih antropomjera bitno je sljedeće:

1. dohvatno polje (rukom),
2. mišićna snaga,
3. dužina mišića,
4. brzina gibanja (nije uvijek ista, npr: nije isto kad zamahnemo da nekog udarimo ili pomilujemo).

Mozaička funkcionalna cjelina:

• Definira grupe mišića koje su potrebne da se giba npr. ruka.

Biomehanika

• Biomehanika je primjena mehanike na biološke sustave.

U biomehanici sustavno mjerimo položaj tijela, brzine pokreta, bitna su nam i ubrzanja, pa možemo izračunati sile i momente koji se javljaju kod različitih aktivnosti. 

Svrha biomehanike je da ustanovi najprikladniji položaj za neki složeni posao (npr. kod sportaša – kako i iz kojeg položaja bacati disk ili kuglu; u industriji – dizanje tereta iz čučnja ili ne, …).

U antropometriji se pretpostavlja i promatra ljudsko tijelo kao simetrička cjelina, ali se ipak mjeri desna strana, jer u praksi tijelo nije u potpunosti simetrično.

U mehanici radimo sa desnim koordinatnim sustavom.

Neka pitanja orijentacije čovjeka

Smjestimo li čovjeka u prostor kao na donjoj slici, tada se njegov odnos prema stranicama kubusa može definirati koordinatnim sustavom čije su osi paralelne bridovima kubusa. Uvođenjem pojma koordinatnog sustava uvodimo istodobno i pojmove ravnina, osi i točaka.

Izabere li se npr. na donjoj plohi prikazanog kubusa u sjecištu njenih dijagonala točka „ 0 „, tada smo definirali njezin položaj. Ako kroz tu točku povučemo osi koje su paralelne s bridovima, tada smo odredili skup pravaca koji su okomiti međusobno, i koje nazivamo osima tog koordinatnog sustava. U ovom slučaju točku „ 0 „ nazivamo početkom ili ishodištem tog sustava.

Na slijedećoj slici ucrtani su uobičajeni simboli za osi X, Y i Z. uz svaki par osi pridružena je i odgovarajuća ravnina, pa imamo ravnine XY, YZ, ZX.

Strelice na osima X, Y, i Z pokazuju na koji način rastu pozitivne vrijednosti na osima. Pomaci u kojem pokazuju strelice su pozitivni, a ako idu u suprotnom smjeru onda su negativne.

Obzirom da se primjena koordinatnog sustava koristi u vezi sa čovjekom, potrebno je spomenuti kako se u medicinskom nazivlju opisuju pojedine ravnine:

• ravnina „XY“ zove se transverzalna ravnina,
• ravnina „XZ“ zove se sagitalna ravnina,
• ravnina“YZ“ zove se frontalna ravnina.

Pomaci od točke „ 0 „ zovu se:

1.) a.) pozitivni pomaci po osi             +          „Z“ nazivaju se još i kranijalni,

1.) b.) negativni pomaci po osi           -           „Z“ nazivaju se još i kaudalni,

2.) a.) pozitivni pomaci po osi             +          „X“ nazivaju se još i ventralni,

2.) b.) negativni pomaci po osi           -           „X“ nazivaju se još i dorzalni,

3.) a.) pozitivni pomaci po osi             +          „Y“ nazivaju se još i lijevi lateralni,

3.) b.) negativni pomaci po osi           -           „Y“ nazivaju se još i desni lateralni,

Ako se osi koordinatnog sustava pomaknu iz svojeg glavnog položaja paralelno sa svojim osima u karakterističnu točku središta masa, koju često nazivamo težištem, tada se taj položaj koordinatnog sustava naziva glavnim središnjim položajem koordinatnog sustava.

Središte masa je točka koja unutar tijela mijenja svoj položaj u ovisnosti o obliku stava čovjeka. Npr. ako čovjek podigne ruke uvis, i položaj središta masa će se pomaknuti prema gore u odnosu na položaj težišta u stavu kada su nam ruke spuštene niz tijelo.

Posebno značenje ima označivanje osi koordinatnog sustava kada se razmatra rotacija oko neke osi.

Za dolje navedeni koordinatni sustav kažemo da je desni ili kartezijanski koordinatni sustav. Ovo se povezuje s tim da se promjena kuta, kada se kreće iz osi „X“ prema osi „Y“ u ravnini „XY“, smatra pozitivnom. Ako se iz osi „X“ u istoj ravnini „XY“ zbiva promjena kuta prema negativnoj strani osi „Y“, tada je promjena kuta negativna.

Ovo se pravilo o definiciji pozitivnog prirasta kuta može pratiti pomoću naše desne šake. Ako postavimo prste u smislu pozitivnog prirasta bilo kojeg od kutova, tada će palac biti usmjeren (tj. paralelan) s pozitivnom osi koja je okomita na ravninu u kojoj promatramo promjenu kuta.

Da se slikovito prikaže značenje dinamičkog momenta tromosti, kao jedne od dinamičkih karakteristika, najjednostavnije je zamisliti jednog klizača na ledu, koji izvodi tzv. piruetu.

Ako skupi ruke uz tijelo onda rotira većom kutnom brzinom, nego kad ih raširi, što znači da je očito da brzina vrtnje zavisi od raspodjele masa u odnosu na os rotacije.

Kada promatramo ravninsko gibanje jednog krutog tijela, kažemo da ono u ravninskom gibanju može vršiti dvije vrste gibanja:

1. translacijsko gibanje (gibanje po određenom pravcu),
2. rotacijsko gibanje (izaziva ga moment).

Dinamički moment tromosti je veličina koja nam govori kako je raspoređena masa kod nekog gibanja, a koja utječe na to gibanje (skupljene ruke kod klizača – brže se vrti, raširene ruke – sporije se vrti).

Iz mehanike je poznato da jedno kruto tijelo u prostoru može vršiti translaciju i rotaciju. Ako se ono prostorno giba, onda se u izabranom trenutku zbivaju 3 rotacije i 3 translacije, a možemo reći da to kruto tijelo ima 6 stupnjeva slobode (6 SSG). Ljudsko tijelo ima 244 SSG.

Rotacije su u pravcu osi X, Y, Z.

Translacije su u pravcu osi X, Y, Z.

Kod translacije imamo iste brzine, ali može biti različit smjer.

Kod rotacije imamo različite brzine. Rotacija se vrši oko točke ili osi a s tim u vezi mijenjaju se brzine.

Treba razlikovati rotaciju od translacije.