振動疲勞的時頻域分析與其預(yù)防方法探究.pdf

1、陸、海、空各種運載工具（汽車、坦克、飛機、航天器、船舶等）在動態(tài)環(huán)境下工作時，都會產(chǎn)生機械振動。這種振動將會引起駕乘人員的肌肉疲勞，其中以腰、頸、臂、股疲勞最為常見，而長期處于振動疲勞狀態(tài)下可導(dǎo)致慢性肌肉骨骼損傷。因此，研究動態(tài)振動環(huán)境對人體的影響和找到預(yù)防振動疲勞的方法已成為人機工程學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個重要課題。
　　由于人體在舒適和疲勞狀態(tài)下對應(yīng)的肌纖維電位傳導(dǎo)速度的不同，會引起各骨骼肌放電的不同，最終導(dǎo)致表面肌電信號的特征

2、差異。相比于通過測定血液中乳酸含量評價疲勞的創(chuàng)入式方法，表面肌電圖法憑借著其無創(chuàng)、簡易、多測點等測量優(yōu)勢在醫(yī)學(xué)、運動學(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驗的主要方法。
　　本文首先介紹了表面肌電信號的產(chǎn)生機理，根據(jù)肌電信號的特點分析了采集信號過程的主要干擾因素，同時從軟硬件兩方面來設(shè)計本文的信號采集實驗流程;其次是記錄了本文實驗的步驟。本文主要針對于駕乘環(huán)境下振動疲勞分析，故需要盡可能模擬駕乘狀態(tài)、搭建駕乘環(huán)

3、境。本文實驗采用YS系列電磁吸合式振動臺進行激振，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)測出的肌電信號，并將各骨骼肌的表面肌電信號記錄和顯示在電腦中;然后是根據(jù)實驗監(jiān)測出的肌電信號樣本，分別對其進行時域分析和頻域分析。其中將積分肌電值作為時域分析的疲勞評價標(biāo)準(zhǔn)，將中值頻率和平均頻率作為頻域分析的疲勞評價指標(biāo)，通過對時頻域的分析，可以得到測試目標(biāo)的骨骼肌產(chǎn)生疲勞的難易程度、產(chǎn)生疲勞的時間、各骨骼肌振動過程中頻率的變化以

4、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)象能用來評價振動疲勞，模擬出汽車在行駛過程中由振動所致疲勞發(fā)生的難易程度為豎脊肌、頸項肌、肱二頭肌和股二頭肌;最后提出一種預(yù)防振動疲勞產(chǎn)生的方法——加速度補償法，加速補償法可分為單方向加速度補償法、多方向加速度補償和最大值補償法。此種方法的基本理論是通過找到影響肌肉振動最大加速度方向，并通過加該方向相反加速度使其產(chǎn)生影響變低，進而抵消慣性力，減小振動所引起的疲勞。通