人体在正常站立姿势下全身垂直振动的传递

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：Transmission of Vertical Whole-Body Vibration Through the Human Body for Normal Standing Posture

研究站立姿势下垂直全身振动（WBV）传递规律，分析单人与10名受试者在不同加速度下的振动传递特性（3-12Hz）。发现首共振4-6Hz，次共振7-9Hz，峰值传递率随加速度增大而降低。躯干和下肢传递率随身高增加，T8腰椎最高（4.50），小腿最低（2.04）。女性骨盆传递率高于腰椎。建议在4-10Hz减少暴露，平台-足部界面隔振。

　　

摘要

了解振动通过人体的传递机制对于设计人机集成系统和振动缓解装置至关重要，这些设备和系统有助于减少与振动相关的问题。本研究探讨了正常站立姿势下的垂直全身振动（WBV），以提供有关振动暴露缓解的依据。研究人员分别对一名受试者在不同振动台加速度下的振动传递情况进行了研究，同时也对十名受试者在相同振动台加速度下的情况进行了研究。振动传递率在3.0–12.0 Hz的频率范围内进行了测量。第一共振频率出现在4.0–6.0 Hz之间，第二共振频率出现在7.0–9.0 Hz之间。总体而言，随着输入加速度的增加，振动传递率会降低。躯干和下肢各部位的振动传递率随身高增加而提高，具体顺序如下：小腿、大腿、骨盆、第五腰椎、第三腰椎、第十二胸椎和第八胸椎（T8）。头部和颈部的振动传递率低于T8，但女性受试者的骨盆振动传递率高于腰椎。通常情况下，T8和上肢部位的振动传递率最高，下肢部位的振动传递率最低。总体平均峰值传递率为3.57，其中T8的最高值为4.50，小腿的最低值为2.04。研究结果提供了人体各部位振动传递的详细图谱，表明在4–10 Hz的频率范围内应尽量减少人机系统中的振动暴露，并应在平台与脚部接口处采取振动隔离措施。这些研究结果可为制定相关标准和设备设计提供指导，从而降低振动相关风险。