一种人体登塔姿势的舒适度评估方法技术

本发明专利技术提出一种人体登塔姿势的舒适度评估方法，步骤如下：捕捉并保存登塔工作人员身体目标部位上测试器的运动轨迹数据；分析运动轨迹数据；判断登塔工作人员目标部位肌肉的激活程度是否大于标准阈值h，若是，执行采集肌电信号的步骤；否则，舍弃不满足标准的肌肉记录；利用生理记录仪采集目标部位肌肉的肌电信号EMG

A comfort evaluation method of human climbing posture

【技术实现步骤摘要】
一种人体登塔姿势的舒适度评估方法
本专利技术涉及杆塔攀爬姿势评估的
，更具体地，涉及一种人体登塔姿势的舒适度评估方法。
技术介绍
为优化能源资源配置，节省输电线路走廊用地，我国正在发展特高压输电技术，但随着输电电压等级的提高，输电杆塔也越来越高，因此，工作人员在线路检修作业中的工作量和工作难度越来越大，同时攀爬杆塔的难度也越来越大。目前，工作人员登塔主要采取人力徒手攀爬的方式，攀爬登塔的同时还需带上必要的检修工具，因此，工作人员在登塔时除对自身体能要求较高之外，还对攀爬登塔的姿势有一定要求，在实际工作中，大部分工作人员登塔时不讲究登塔姿势的舒适度，凭蛮力一直攀登，造成攀登过程中体能的大量消耗，若工作人员登塔姿势的舒适度低，会进一步增加工作人员的疲劳感，降低工作人员的工作效率，影响工作人员检修时的工作状态，严重时可能造成重大工作失误，威胁自身的生命安全。综上所述，如何对人体登塔姿势的舒适度进行评估，从而进一步指导电力检修工作人员在登塔时的攀爬姿势，具有十分重要的意义。
技术实现思路
为克服现有工作人员在攀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人体登塔姿势的舒适度评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS1.在参与评估的登塔工作人员身体的目标部位上分别粘贴测试器；/nS2.登塔工作人员按照攀爬规范规定的登塔姿势开始登塔攀爬；/nS3.利用动作捕捉摄像机捕捉目标部位上测试器的运动轨迹数据，并通过三维动作捕捉控制器保存运动轨迹数据；/nS4.利用三维运动捕捉分析器对运动轨迹数据进行分析处理；/nS5.通过分析处理后的运动轨迹数据驱动人体仿真模块，人体仿真模块分析运动轨迹数据对应的目标部位肌肉的激活程度；/nS6.人体仿真模块判断登塔工作人员目标部位肌肉的激活程度是否大于标准阈值h，若是，执行步骤S7；否则，舍弃不满足标准...

【技术特征摘要】
1.一种人体登塔姿势的舒适度评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1.在参与评估的登塔工作人员身体的目标部位上分别粘贴测试器；
S2.登塔工作人员按照攀爬规范规定的登塔姿势开始登塔攀爬；
S3.利用动作捕捉摄像机捕捉目标部位上测试器的运动轨迹数据，并通过三维动作捕捉控制器保存运动轨迹数据；
S4.利用三维运动捕捉分析器对运动轨迹数据进行分析处理；
S5.通过分析处理后的运动轨迹数据驱动人体仿真模块，人体仿真模块分析运动轨迹数据对应的目标部位肌肉的激活程度；
S6.人体仿真模块判断登塔工作人员目标部位肌肉的激活程度是否大于标准阈值h，若是，执行步骤S7；否则，舍弃不满足标准阈值h的肌肉记录；
S7.在满足标准阈值h的目标部位肌肉上粘贴贴片电极，利用生理记录仪采集目标部位肌肉的肌电信号EMGe0i；
S8.利用最大主动收缩肌电测试法标定目标部位肌肉，并采用生理记录仪采集处于最大自主收缩状态下的目标部位肌肉的肌电信号EMGe1i；
S9.计算目标部位肌肉的肌肉激活度Acti，i表示所有目标部位肌肉的总个数；
S10.根据目标部位肌肉的肌肉激活度Acti，利用层次分析法，建立人体登塔姿势评估指标。


2.根据权利要求1所述的人体登塔姿势的舒适度评估方法，其特征在于，步骤S1所述的目标部位包括：躯干目标、上肢目标及下肢目标。


3.根据权利要求1所述的人体登塔姿势的舒适度评估方法，其特征在于，步骤S2所述的相邻两次登塔姿势攀爬切换的时间间隔为3min～5min。


4.根据权利要求1所述的人体登塔姿势的舒适度评估方法，其特征在于，三维动作捕捉控制器将运动轨迹数据以C3D的格式导出，并传输至三维运动捕捉分析器进行分析处理。


5.根据权利要求1所述的人体登塔姿势的舒适度评估方法，其特征在于，所述测试器为红外反光球，步骤S5所述的人体仿真模块为Anybody人体仿真模块。


6.根据权利要求2所述的人体登塔姿势的舒适度评估方法，其特征在于，步骤S8所述的目标部位肌肉的肌肉激活度Acti的计算步骤为：
步骤1：对满足标准阈值h的目标部位肌肉的肌电信号EMGe0i进行分析处理，处理过程为：



其中，RMSe0i表示目标部位肌肉的肌电信号EMGe0i在一个采样周期的标准值；T为采样周期，EMGe0i为目标部位肌肉的肌电信号；
步骤2：对最大自主收缩状态下的目标部位肌肉的肌电信号EMGe1i进行分析处理，处理过程为：



其中，RMSe1i表示最大自主收缩状态下的目标部位肌肉的肌电信号EMGe1i在一个采样周期的标准值；T为采样周期，EMGe1i为最大自主收缩状态下的目标部位肌肉的肌电信号；
步骤3：求取目标部位肌肉的肌肉激活度Acti：
Acti＝RMSe0i/RMSe1i
其中，Acti为目标部位肌肉的肌肉激活度，i表示目标部位肌肉的总个数；RMSe0i表示目标部位肌肉的肌电信号EMGe0i在一个采样周期的标准值；RMSe1i表示最大自主收缩状态下的目标部位肌肉的肌电信号EMGe1i在一个采样周期的标准值。


7.根据权利要求6所述人体登塔姿势的舒适度评估方法，其特征在于，步骤S10所述利用层次分析法的过程如下：
S1001：将登塔工作人身体的不同目标部位躯干目标A、上肢目标B及下肢目标C设定为第一层次目标，将登塔工作人员身体的背部肌肉a1、胸部肌肉a2及腹部肌肉a3设定为躯干目标A的第二层次子目标；将登塔工作人员身体的肩部肌肉b1、后臂肌肉b2、前臂肌肉b3及手部肌肉b4设定为躯干目标B的第二层次子目标；将登塔工作人员身体的髋部肌肉c1、大腿肌肉c2、小腿肌肉c3及足部肌肉c4设定为下肢目标C的第二层次子目标；
S1002：根据已知层次分析法比较重要性标度的定义，以躯干目标A下第二层次子目标为行，以躯干目标A下第二层次子目标为列组成判断矩阵As＝(ajk)3×3，ajk>0，akj＝1/ajk；以上肢目标B下第二层次子目标为行，以上肢目标B下第二层次子目标为列组...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡聪，杨鑫，王岩，石俏，吴慧峰，唐建辉，庄巨周，韩广超，时云月，胡正庭，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44