Entwicklung eines biomechanischen Modells des Hand-Arm-Systems: Lagebestimmung und die Statik seiner Glieder als geschlossene kinematische Gelenkkette

ISBN-13: 9783540181354 / Niemiecki / Miękka / 1987 / 163 str.

Georgios Tsotsis

Opis

Eine wichtige Aufgabe der Arbeitsplatzgestaltung ist es, fur Korperstellungen zu sorgen, die moglichst wenig statische Arbeit erfordern. Dazu sind Kenntnisse uber den Anteil der Belastung der beteiligten Muskeln bei der Verrichtung einer statischen Arbeit notwendig. Die Krafte und Momente, die von aussen auf das Hand-Arm-System wirken, belasten nicht nur die Muskeln, sondern auch die Gelenkflachen und die Gelenkbander. Gegenstand dieser Arbeit ist die statische Untersuchung des Hand-Arm-Systems. Die Lagebestimmung der Glieder dieses Systems erfogt mit Hilfe eines biomechanischen Modells, in dem das Hand-Arm-System als eine kinematische Gelenkkette mit vier Gliedern (Schultergurtel, Oberarm, Unterarm und Hand) betrachtet wird. Zur Bestimmung der Krafte und Momente dient ein Modell der Muskelkrafte. Um die Lage der Glieder, der Muskelkrafte, der Zwangskrafte und der Zwangsmomente an den Gelenken zu berechnen, wurde ein FORTRAN-Simulationsprogramm erstellt. Am Beispiel eines aufrechtstehenden Mannes, der ein Gewicht halt, untersucht der Verfasser den Gleichgewichtzustand des rechten Hand-Arm-Systems."

Spis treści

Verzeichnis Der Wichtigsten Formelzeichen.- 1. Einführung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Historische Entwicklung und Stand der Erkenntnisse.- 1.3 Ziele und Inhalt der Arbeit.- 1.4 Bemerkungen zur Schreibweise.- 2. Das Hand-Arm-System.- 2.1 Der Schultergürtel.- 2.1.1 Die Skelettelemente des Schultergürtels.- 2.1.2 Die Gelenke des Schultergürtels.- 2.1.3 Die Normallage und die Mittellage des Schulter- gürtels.- 2.1.4 Die Bewegungsmöglichkeiten und der Bewegungsraum der Glieder des Schultergürtels.- 2.1.5 Die Bewegungen des Schultergürtels als Ganzes.- 2.1.6 Die Muskelwirkung bei Bewegungen des Schulter- gürtels.- 2.2 Der Oberarm.- 2.2.1 Das Oberarmbein.- 2.2.2 Das Schultergelenk.- 2.2.3 Die Normallage und die Mittellage des Oberarmes.- 2.2.4 Die Bewegungsmöglichkeiten und der Bewegungsraum des Oberarmes.- 2.2.5 Die Muskelwirkung bei Bewegungen des Oberarmes.- 2.3 Der Unterarm.- 2.3.1 Die Skelettelemente des Unterarmes.- 2.3.2 Das Ellbogengelenk.- 2.3.3 Das untere Speichen-Ellengelenk.- 2.3.4 Die Normallage und Mittellage des Unterarmes.- 2.3.5 Die Bewegungsmöglichkeiten und der Bewegungsraum des Unterarmes.- 2.3.6 Die Muskelwirkung bei Bewegungen des Unterarmes.- 2.4 Die Hand.- 2.4.1 Die Skelettelemente der Hand.- 2.4.2 Das Handgelenk.- 2.4.3 Die Normallage und die Mittellage der Hand.- 2.4.4 Die Bewegungsmöglichkeiten und der Bewegungs- räum der Hand.- 2.4.5 Die Muskelwirkung bei Bewegungen der Hand.- 3. Das Biomechanische Modell.- 3.1 Modellbildung der Glieder und der Gelenke.- 3.1.1 Lagebeschreibung der Glieder.- 3.1.2 Bestimmung der Normal läge.- 3.1.3 Bestimmung der Mittel läge.- 3.1.4 Lagebestimmung der Glieder des Hand-Arm-Systems als geschlossene kinematische Gelenkkette.- 3.1.4.1 Lagebestimmung der Hand.- 3.1.4.2 Lagebestimmung des Unterarmes.- 3.1.4.3 Lagebestimmung des Oberarmes.- 3.1.4.4 Lagebestimmung des Schlüsselbeines.- 3.2 Modellbildung der Skelettmuskeln des Hand-Arm-Systems.- 3.2.1 Die Skelettmuskeln.- 3.2.2 Modellbildung der Skelettmuskeln.- 3.3 Kräfte und Momente des Hand-Arm-Systems.- 3.3.1 Bestimmung der eingeprägten Kräfte und Momente.- 3.3.2 Bestimmung der Muskelkräfte, der Zwangskräfte und Zwangsmomente.- 3.3.2.1 Bestimmung der Kräfte und Momente im Handgelenk.- 3.3.2.2 Bestimmung der Kräfte und Momente im Ellbogengelenk.- 3.3.2.3 Bestimmung der Kräfte und Momente im Schultergelenk.- 4. Simulation des Biomechanischen Modells.- 4.1 Beschreibung des Programms HASY.- 4.2 Berechnungsbeispiel.- 4.2.1 Lagebestimmung.- 4.2.2 Bestimmung der Kräfte und Momente an den Gelenken.- 5. Zusammenfassung.- 6. Schrifttum.- 7. Anhang.- 7.1 Anwendungsgebiete.- 7.1.1 Die Kinematik und die Kinetik des Hand- Arm-Systems.- 7.1.2 Dynamische Simulation des Hand-Arm-Systems.- 7.1.3 Ergonomie.- 7.1.3.1 Arbeitsplatzgestaltung.- 7.1.3.2 Arbeitsmittelgestaltung.- 7.1.4 Medizin.- 7.1.5 Rehabilitation.- 7.1.6 Sport.- 7.2 Ebener Schnitt eines geraden elliptischen Zylinders.- 7.3 Tangente von einem Punkt an einer Ellipse.- 7.4 Schnittpunkt eines Kreises mit einer Ellipse.- 7.5 Begriffserläuterungen.- 7.6 Tabellen der Muskeln des Hand-Arm-Systems.