Биомеханические основы создания предметной среды человека тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.08 ВАК РФ

министерство здравоохранения латвийской сср

латвийский научно-исследовательский институт / травматологии и ортопедии

На правах рукописи

АРУИН Александр Семенович

УДК 612.76:331.015

БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ПРЕДМЕТНОЙ СРЕДЫ ЧЕЛОВЕКА

^ специальность 01.02.08 - Биомеханика /

^ * Автореферат

у" диссертации на соискание ученой степени

г С доктора биологических наук

•Л

Рига-1990

Работа выполнена в Московском институте электронного машин строения.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор БАЛЬСЕВИЧ В. К.

доктор биологических наук ШАПКОВ Ю.Т.

доктор технических наук ХЕРМАНИС Э. X.

Ведущее предприятие -

Институт машиноведения имени А. А. Благонравова АН СССР

Защита состоится "

1990 г. в

часов на заседании специализированного Совета Д 081.02.01 при Лг вийском научно-исследовательском институте травматологии и ортог дии Минздрава Латвийской ССР (226005, г. Рига, улица Дунтес, 12/2

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке институ (226005, г. Рига, улица Дунтес, 12/22).

Автореферат разослан "

1990 г.

Ученый секретарь специализированного Совета к. м. н.

Вилка И. К.

общая харнктеркстика рабо.ы

Актуальность темы. Неучет человеческого фактора при создании автоматизированных систем управления и машин различного назначения приводит к том:' что до 30% проектной эффективности, закладываемой констчукт-рами в новые виды техники, не реализуется при ее эксплуатации. Отечественный и зарубежный опыт свидетельству?т, что длительное использование такого нерационального оиорудования приводит к снимэниро качества продукции и производительности труда, возникновению профессиональных заболеваний, способствует текучести кадров, создэет социальные проблемы.

Максимально снизить вероятность ошибочных решений при разработке новых механизмов и машин, инвентаря к оборудования можно, если учитывать все аспекты взаимодействия человека с предметной средой.

Зкачительн й вклад в этот процесс вносит эр-ономика, изучающая свойства системы "человек - машина - предмет деятельности - среда", определяете анатомическими, физиологическими и психологическг :и характеристиками человека. Однако биомеханические аспекты взаимодействия в эток системе обычно остаются вне рамок таких исследований, либо затрагиваются лишь попутно. Это приводит к появлению оольшого количестве, неоптимальных конструкций оборудования, инструмента, рабочих мест и др.

Биомеханика играет Есе возрастающую роль в комплексном решении вопросов научно-технического прогресса. Являясь вепущей фундаметальной дисциплиной, изучающей движение .ливых систем, биомеханика в то же время мало используется в прикладках исследованиях. Ее влияние на оптимизацию деятельности человека в условиях производства еще невелико, а в условиях непроизводственной деятельности практически невыражено. В то же время биомеханические исследования предметной, в частности, производ-

о _

ственной среды человека могут потенциально привести к улучше нию условий деятельности человека, созданию комфорта, предупреждению профессиональных заболеваний и травм, повышению производительности труда.

Цель исследования, улучшение условий пр!фессиональной и непрофессиональной деятельности человека путем разработки единого методического подхода к совершенствованию систем . "человек - предметная среда" за счет рационального выбора параметров предметной среды на основе учета данных о биомеханике тела человека.

Задачи исследования.

1.Разработать методы оценки исходных биомеханических пара метров тела человека и опрэделить необходимые количественны данные по биомеханике его двигательного аппарата

2. Исследовать поведение типовых систем 'человек - предметная среда" при выполнении движений производственной и непроизводственной направленности.

3. На основе полученных данных разработать специальны конструкции элементов предметной :реды, улучшающие условия жиз недеятельности человека и оценить их эффективности.

Научная новизна результатов исследования. Разработаны био механические основы создания эффективной предметной средь, •человека, с которой он взаимодействует в условиях профессиональной и непрофессиональной деятельности.

Разработаны новые методы и средства биомеханического исследования двигательного аппарата человека: способ исследования стопы, способ оценки биомеханических свойств мышц, способ определения измене' ия длины мышц конечг лсти, способ определения биомеханических свойств мышечного аппарата, способ определения демпфирующей способности объекта, способ определения объема тела человека,устройство для регистрации воеменных и линейных характеристик шага, устройство для регистрации характеристик шага, устройство для определения длинч мышц, устройство для определения параметров перемещения с ?опы, шагомер у, др., которые позволили получить новые сведения о челоъ^ке.

■ 3 - ' "

С помощью разро.боташ;_.гс методов изуче .ы биомеханические и морфоме^рические характеристики мышц, биомеханические характеристики верхней и нюней конечностей я позвоночного столба „ри выполнении различных двиуенш, и п рагг.ых позе с. Определены зависимости, связывающие эти характеристики с внешними антропометрические признаками "ли параметрами движений, что позволяет применять их для совершенствования предметной срепы.

Разработаны общие требование созданию ручного инвентаря различного назначения, рабочего места при положении оператора стоя и сидя, оптимизации опорного взаимодействия при локомоци-ях.

На основе полученных данных ра:-работаны новые способы и устройства, направленные на улучшение условий труда и отдыха: . способ снижения нагрузок" на плечевой пояс, способ снижения утомления оператора, слособ иаго'ссз.иения рукоятей, рабочее место оператора, клавиатура, пояс-корсет, способ изготовления защитного шлема

Разработан алгоритм автоматизированного проектг эования предметной среды человека, основанный на использовании биомеханических критериев, с помощью которых повышается эффективность конструирования элементов предметной с.юды.

Результаты работы отмечены в Отчетных Докладах АН СССР •Важнейшие достижения в области естественных и общественных тук за 1988 г. "

Достоверность результатов вытекает из обоснованности тео- • этических положений и экспериментальных методов и обеспечивайся необходимым количеством испытуемых в каждой ; иперимен-'альной серии, позволяющим получить статистически достоверные >езультаты.

Практическое значение работы. Результаты работы открывают [уть к созданию эффективной предметной среды человека ( рабо-их инструментов, рабочих мест, инвентаря различного назначе-:ия И пр.). *

Полу йнкые результаты использованы в плановых работах ИЭМ, ГЦОЛИФК, ВНИИ®. Кроме того они внедрены в научно-исследо-

вательские работы ряда организаций АН СССР, Госкомобразованш СССР, Госко!,¡спорта СССР и др., что отр&тено в документах, прилагаемых к диссертации. Например, полученные результата использованы в НПО ВНИШКСТРУМЕНТ при оптимигоции рукояток оучногс слесарного инструмента, в Украинском НИИ кожевенно-обувной промышленности НПО "ДНЕПР" при разработке новых образцов обуви, в ГЦОЛИФК при разработке темы "Исследование биомеханических факторов, определяющих и лимитирующих спортивную работоспособ-чость", входящую в координационный план НИР АН СССР по проблеме "Биомеханика", и др. Результаты диссертации используются npi чтении лекций на фпк по эргономике в МАИ и МИРЗА, и по биомеханике в ГЦОЛИФК.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывавши на X и XL Международном-конгрессе по биомеханике (Швеция, 1985, Нидерланды, 1987), аа 1 Международном симпози^ле по компьютерному моделированию в биомеханике ( ПНР, 1987),на XXX Международном научном коллоквиуме по биомедицинской кибернетике (ГДР, 1985), на Международном симпозиуме "Человек и вибрация" (Италия, 1979), на Международном си. лозиуме по биомеханике спорт) (ФРГ, 1980), на ХУ11 Международном ко.локвиуме по научной организации труда (ЧССР, 1988), на Международной научно-практической конференции "Перспективы развития и производства спорт ж,но' обуви" (Киев, 1988), на Международной конференции "До^ткжени биомеханики в медицине" (Рига, 1988), на 11 и 111 Всесоюзны конференциях по проблемам биомеханики (Рига, 1979,1983), н Международном симпозиуме "Спортивная медицина и биомеханика" на Y, Y1 Всесоюзных конференциях по биомеханике спорта ( Москва, 1987, Чернигов, 1989), на 1-1Y Всестзных школах-семинарах по эргономической биомеханике (Севастополь, 1986, 1987,1988, 19ь9), на 11 Всесоюзной конференции по эргономике (Москва, 1988), на секции биомеханики труда и спорта Научного совета АК СССР по проблемам биомеханики, на 111 Всесоюзной конференции по биологической и медицинской кибернетике (1978), на Всесоюзной научно-практической конференции "Теория и практика конструирования и обеспечения надежности и качества РЗА и ЭВА"

- г; -

13

(ГТ^нза, 1986), на Всесоюзной конференции "Проблемы оценки функциональных возможностей человека"(МоскЕа, 1980), на научном семинаре Московского авиационного института, научном семинаре "Проблемы, биомеханики" ГЦОЛИФК/ ВНШФК и др.

Публикации результате^ исследования. Материалы диссертации опубликованы в монс.'рафых "Биомеханика двигательного аппарата человека" (М.: ФиС, 1981) и "Эргономическая биомеханика" (Е: М^шинострсзние. 1989), а так же в 80 других "убликациях в советской и зарубежной печати. В библиографическом списке приводится 35 работ, в которых отражено основное содержание диссертации.

По материалам работы автором получено 21 авторское свидетельство на изобретения и 3 положителных решения на выдачу авторских свидетельств.

Объем и структура. Диссертация объемом 314 стр. машинописного текста, состоит из введения, шести глав, заключения и вы-вод<зв. Иллюстративный материал включает 76 рисунков и 26 таблиц. Библиография насчитывает 378 названий, из них 144 на русском языке. Основной материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором.

. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обсуждаемся актуальность темы диссертации, ставится основная цель работы, приводится краткое изложение ее содержания, формулируются научные положения выносимые на защиту:

- разработка комплексного подхода улучшения условий деятельности человека в системе "человек - предметная среда" в а счет рационального выбора параметров предметной среды на основе учета данных о биомеханике тела человека;

- новые методы и средства исследования биомеханики двигательного аппарата; •

- результаты экспериментальных исследований биомеханических характеристик верхних и нижних конечностей и позвоночного стол-

- б -

ба человека при выполнении различных движений;

- новые способы и конструкции элементов предметной среды, позволяющие улушшть условия деятельности человека.

Глава 1 диссертации посвящена анализу современного состояния исследований в области совершенствования ист ем "человек -машина".

В последнее время как в нашей отране, так и за рубежом возросло количество исследований по эргономике и биомеханике,1 направленных на создание оптимальных условий деятельности человека в составе систем "человек - машина - среда". Существенный вклад в эти проблемы внесли работы лА. Еернштейна, С. iL Горшкова, Е С. Гурфинкеля, А. И. Губинского, И. В. Кнетса, В. Ф. Ломова, R И. Медведева, Г. >1 Зараковского, В. 1,1 Зацкор-ского.В. П. яинчен в, A.C. Миркина, ЕЕ Мунипова, И.Ф. Образцова, К. В. Фролова, П. л. Шлаена, Z А. Янсона и др. а так ж зарубежных ученых 6. Andersson, D. Chaff in, Е. Grandjean, К. Кгоошг A. Nahernson, В. Nigg, А. Schultz, Е. Тichauer et al

Изучение проблемы, показывает, что при создании эффективных систем "человек - предметна., ci да" необходимо использование биомеханических данных. Потребность в таких данных в настоящее время чрезвычайно велика, однако имеющаяся в литературе информация ограничена, при этом она во многих случаях противореча. В подавляющем большинстве случаев биомех; лические дачные не взаимосвязаны с антропометрическими характеристиками человека s параметрами его движений. Недостаточно сведений о нагрузках, испытываемых сегментами тела в различных условиях профессиональной и непрофессиональной деятельности, что затрудняет; и: использование для с вершенствования сисчм ' человек - машина". Вследствие этого назрепа .необходимость в отборе, обобщении i корректном представлении имеющихся в литературе биомеханически данных, а так же в разработке экспериментальных методов иссле дования двигательного аппарата человека й получении недоетаюад значений биомеханических параметров, необходимых для соверкенс твования предметной среды.

В этой главе проанализированы также варианты меха..ическо-

го взакмодейстЕ1хЛ человека с предметлой средой, рассмотрены роль ч место биомеханики в его совершенстовании. Пгмведена ' трактовка понятия предметной среды, как совокупности окружающих человека предметов, с которыми он механич, ;ки взаимодействует. В ¡-юнце главы определены основные направления исследования, необходимого для разоаботки единого методического подхода к совершенствованию систем "человек - предметная среда" за счет рационального выбооа параметров предметной среды на основе учета данных о биомеханике тела человека.

- В Главе 2 диссертации изучены и систематизированы данные по биомеханике двигательного аппарата человека. Рассматриваются морфометрические и биомехгчические характеристики мышц, а также кинематические, размерные и масс-инерционные характеристики тела человека.

Основные экспериментальные исследования по изучению двигательного аппарата человека были проведены на 221 объектах (табл.1).

Таблица 1

Основные рчсперимектальные Общее Возраст

исследования количество (лет)

Определение жесткости

и демпфирования мышц 133 18-26

Экспериментальные Определение кинемати-

исследования ческих характеристик 35 20-24

на практически Определение свойств

здоровых людях стопы 7 20-24

Оценка эффективности

движений 24 20-24

Экспериментальные Определение плеч см

исследования на мышечной тяги 11 33-55

трупных препаратах Определение удлинений

мышц 11 33-35

Всего 221

Кинематические характеристики. Недостаточность сведений о| изменениях положения тела человека и параметров его движения потребовала разработки устройств, формирующих с помощью излучения оптического квантового генератора (041/ в зоне передвижения человека информационное по'ле любой заданной конфигурации, пере-сет,ение которого человеком автоматически регистрируется. Посредством этих устройств ( а. с. 668С78 и 705978) "определены кинематические параметры некоторых Естественных движений человека (скорость передвижения, временное и линейные характеристики шага и др.). Ко--плекс устройств внедрен в Госкомспорте СССР и был использован е сборной команде СССР по легкой атлетике в период подготовки к XXII Олимпийским играм.

Масс-инерционные характеристики. К числу основных биомеханических параметров двигательного аппарата человека откосятся масс-инерционные характеристики его тела (MUX), .которые включают в себя массы и моменты инерции отдельных сегментов тела и всего тела в целом, координаты центров масс, ' радиусы инерции отдельных сегментов и т. п. В этой главе приведены основные значения МИХ тела человека, определенные радиоизотопным способом, а так же уравнения регресс, .и для определения МИХ сегментов по длине и весу тела.

Размерные параметры тела. Важную роль в создании комфортных условий для человека играет. учет разменов и плотности тела. В отличие от линейных размеров, получение которых обычно не вызывает затруднений, определение объема тела, используемого для оценки плотности тела, представляет непростую задачу. Сложности связаны с необходимостью применения метода гидростатического взвешивания, что по медицинским соображениям часто исключает! саму возможность измерения. В диссертации ойисан разработанные способ определения объема тела человека путем измерения избыточного давления газа в sáMKHyroft камере с исследуемым человеком (а. с. 1491448, 1551348).

Биомеханические свойства мышц. Движения человека в существенной степени определяются биомеханикой его скелетных мышц. Трудности измерения биомеханических свойств мышц связаны: а) сс

с-ожностями изучения свойств отдельных мышц in vivo; б) изменчивостью свойств мышц под влиянием утомления, эфферентных воздействий, гуморального влияния и т. п. В этой связи в эксперименте приходится использовать специальные методические приемы, позволяющие измерять треб,емые параметры. В этой гл. ве приведены результаты определения жесткости и демпфирования различных мышечных групп, в том числе полученные с помощью разработанного способа определения биомеханических свойств мышц, отличающегося продольным их нагружением в процессе естественных движений человека (а.с. 1168193). приведены такле результаты экспериментов по определению влияни. биомеханических свойств мышц на эффективность некоторых движений. Показано, что способность мышц использовать энергию упругой деформации в большей степени зависит от показателей демпфирования мышц, чем от показателей жесткости.

Морфометрические параметры. Для решения многих задач биомеханики, эргономики, физиологии, протезирования, робототехники' и др. необходимы количественные данные о строении отдельных мышц и их расположении относительно костных рычагов. При этом наибольший интерес представляют длины и плечи тяги мышц. Анализ данных литератгоы о величинах плеч сил и удлинений основных мышечных групп верхней и нижней конечности и их зависимостях от углов в суставах выявил как совпадающие, так и весьма противоречивые результаты. Установлено, что плечи сил и длины мышц чаще всего представляются в абсолютных величинах, а не в долях соответствующих антропометрических признаков человека и приводятся не в виде уравнений, а в форме графиков и таблиц, поэтому их использование ограничено. Кроме этого не учитывается естеса венный ход центроиды мышцы, изменение положения мгновенной оси вращения в суставе, неточечный характер крепления мышц к костям и др. Необходимость получения более полной информации потребовала проведения специальных экспериментов. Для их осуществления был создан метод определения плеч сил мышц, заключающийся в приложении к отпрепарированному началу исследуемой м"ицы известной силы (р) и измерения момента, развиваемого jto3 мышцей

в суставе (М). Искомое плечо силы расчитывалось как частное от | деления зарегистрированного момента силы (И) на известную силу ( Р ) (ас. 13227877). Был также разработан метод определения | изменений .длины мышц, заключающийся в приложении к отпрепарированной мышце дозированного усилия, постоянство которого обеспечивается при измерении удлинений исследуемой мышцы в процессе изменений углов в суставах (а. с. 1222247, 1258377). На основе проведенных экспериментов и с учетом литературных данных расчи-таны представленные в работе уравнения регрессии, связывающие' плечи сил и удлинения основных мышечных групп нижней конечности человека с углам:- в суставах

В табл. 2 приведены коэффициенты уравнений регрессии вида * О^2" для зависимостей "плечо силы мышцы (о(,см) - угол в'суставе (уЗ, град). Коэффициенты уравнений регрессии вида для зависимостей "удлинение мышцы

(.Ли см) - угол в суставе (град) представлены в табл. 3.

Таблица 2

Сустав Мышца Оо <*1' . Допустимь""-' диапазон С?2 изменения суставных углов, град

Голено- ТА 8,16999 -0,007 -0,00025 80 - 140

стопный БО 26,1045 0,4768 -0,00185 100 - 150

6АЬ -31,8974 0,5575 -0,00213 100 - 150

ВАМ -54,5240 0,9345 -0,00365 100 - 150

Коленный (ЗА -3,6848 0,0715 -0,00022 70 - 180

ЯР -С,63975 0,12107 -0,00043 90 - 175

УА ' -3,63975 0,12107 -0,00043 90 - 175

НА -10,95588 0,22732 -0,00086 90 - 175

Тазобед- 1Ь 7,32185 -0,02743 -0,00007 40 - 190

ренный еьм -30,21883 0,26649 -0,00044 100 - 220

ИР -5,75999 0,1750 -0,00069 40 - 200

НА -11,87895 0,25641 -0,00092 60 - 220

Таблица 3.

Сустав Мышца Cfp Сh Угол в суставе &L принято = 0,

Голено- ТА 7,06 0,163 -0,000375 -

стопный SO -9,05 0,355 -0,00234 -

GAL -11,4 0,359 -0,0022 120

' GAM 8,06 0,0536 -0,001 120

Коленный GAL -2,64 . 0,0152 -0,00014 90

GAM -7,48 0,0849 0,00003 90

RF 11,8 0,0397 -0,00015 180

VA 11,8 0,0397 -0,00015 -

BF -12,4 0,155 -0,00016 90

Тазобед- IL . 18,3 0,148 -0,00035 -

ренный GLM 21,5 0,0749 -0,00052 -

RF 12,0 0,106 -0,0001 130

BF 11,4 . -0,108 -0,0001 1?9

Обозначение мышц: ТА- передняя большеберцовая; SO- камбало-видная; GAL и GAM -латеральная и медгальнсз головки икроножной мышцы; RF и VA'- прямая и широкие мышцы бедра; BF-двуглавая мышца бедра; IL и 6LM- под-здошная и большая ягодичные; НА -группа hamstrings, ограничивающих коленную ямку; GA - икроножная.

Приведенные в главе 2 систематизированные данные по Сио-* механике двигательного аппарата человека используются в последующих главах диссертации при осуществлении биомеханических расчетов, направленных на рациональный выбор параметров элементов предметной среды.

Глава 3 посвящена изучению действий {./ками и работы за пультом. Е.рхняя конечность позволяет осуществлять разнообразные действия. Однако ее возможности часто не используются, более того, при ручной работе нередко наблюдается снижение производительности труда, болезненные ощущения,•связанные с длительным удержанием верхних конечностей на весу, без опоры,

выполнением работы в предельных с анатомической точки зрения иодомэниях, перегрузкой мышц антчгонистов и т. п. Подобные незке-лателъпие явления зависят от многих факторов, в частности от типа захвата инструмента, величины проявлгэмой силы, направления движения верхней конечности, частоты, длительности ручных действий и пр. При этом одна из главных причин снижения эффективности действий руками связана с невысоким качеством используемого для ручных действий инвентаря. Всесторонний аь-лиз ручных действий и инвентаря различного назначения в час чюсти показал, что: а)длительные многократные действия ударным инвентарем производи „»иного и спортивного назна"еник приводят к хрс-ни-'еским заболеваниям локтевого сустава (зпикондилиту), вероятность возникновения которых существенно зависит от конструкции инвентаря: например, от соотношения масс рукояти и рабочего органа, способа и меетг захвата рукояти и ее резонансных свойств; б) величина вращающего момента, проявляемого при действиях инвентаре» поворотного типа в значительной мере зависит от фор'у и диаметра рукояти.

Оптимизация ручных действий может осуществляв зя: а) путем реорганизации движений верхних конечностей, однако такой путь малоэффективен; б) биомеханически обоснованной рационализацией элементов предметной среды, с которыми человек взаимодействует посредством верхних конечностей. Во втором рассматриваемом в диссертации подходе решаются три задачи: 1) устранение чрезмерного изгиба кисти; 2) устранение локальных давлений на отдельные участки ладоней и пальцев; 3} учет латеральны.. предпочтен^ и размеров тела. Ьеализов шые в рау-ах этого подхода у-от.эу-менти специального назначения, имеющие рукояти, изготовленные с помощью разработанного способа ( положительное решение по заяв-на а. с. 44228198/25 и 4428197/25) позволяют снизить вероятность возникновения профессиональных заболеваний, повысит! производительность труда при работе с ручным инструментом, создать комфортные условия профессиональной и непрофессионалы.^ деятельности человека.

В этой главе особое внимание уделено изучению ручных

действий за пультом. . Это'связано с тем, что быстрая компьютеризация всех сфер деятельности человека резко увеличила чи~ло рсЗочих мест, оборудованных видеотерминалами. Однако условия взаимодействия человека с элементами пультов еще далеки от совершенства.

Изучение работы на традиционной клавиатуре показало, что нерациональная конструкция клавиатуры требует значительного объема латеральных движений лальцев, пронирования кистей почти до анатомического их предела, поворота предплечий внутрь и др. р.зультатом чего являются ощущения дискомфорта, приводящие к снижению производительности.

Частичное улучшение условий работы оператора .мо;кет быть достигнуто применением описанных в диссертации специальных ложементов для кистей, в некоторой степени позволяющих уменьшить статичес-кую нагрузку на мышцы верхних конечностей и плечевого пояса за счет, контакта кистей с панелью клавиатуры, на которой закреплены ложементы, однако кординальное улучшение мо^ет быть ' достигнуто лишь путем комплексного усовершенстованйя клавиатуры. Для этого осуществлялось изучение положений тела и движений пальцев при ударе по клавишам, в частности, направлений движений пальцев, углов разворота кистей, зон контакта пальцев с панелью клавиатуры и ,-р. В результате такой работы разработаны принципы создания биомеханически обоснованной алфавитно-цифровой клавиатуры заключающиеся в: . , . исключении латеральных' движений 2-5 Дальцев;

- расширении объема рабочих движений 1 пальца;

- размещении клавиш радиально в соответствии с полученными зонами контакта;

- обеспечении рабочего хода клавиш в направлении естественных движений пальцев и др. Установленные принципы реализованы в конструкции ьовой алфавитно-цифровой клавиатуры (а. с. 1518144), (рис. 1).

Другой путь оптимизации работы за пуль'том, предложенный в циссертации, заключается в создании динамической опоры Аля верхних конечностей, которая позволяет существенно уменьшить долю

СED 0

Рис. 1. Биомеханически обоснованная алфавитно-цифровая клавиатура. .

1 - клавиши регистра прописных букв; 2 - клавиши до по-лительного регистра, направление рабочего хода в плоскости клавиатуры; 3, 4 - значение клавиш в регистре русского и латинского алфавита; 5 - значение клавиш в регистре цифр, статической работы мышц при манипулировании поднятыми и отве денными от тела руками. Сформулирована концепция такой подвил ной опоры, основанная на определении величины действующей н опору разгружающей силы, а также локализации конечности и опоре с учетом масс-инерционных характеристик конкретногс one ратора и используемого ручного инвентаря, (ас. 1393418? 1458769). Разработано несколько вариантов устройств, реализук щих концепцию подвижной опоры. В экспериментах, в которых прс верялась их эффективность, было установлено, что двигательш действия, осуществляемые на рабочих местах, оборудованных тага ми приспособлениями (а. с. 1335277), характеризуются меньшей ¿< личиной ЭМГ-активности ряда мышц. Анализ рабочих движений, bi полняемых в двух вариантах: без использования подвижной опоры

с зе использованием, осуществленный с помощью оптико-злектон-ной системы БЕЬБРОТ и механико-математического моделирования тила человека показал что гомлрессионкая сила действую-

щая на межпозвоночный диск и механические затраты (А) в суставах верхней конечности возрастают линейно с увеличением массы перемещаемой детали (рис.2). Использование устройства динами-

Гк,кИ.

6 8 т,кг

Рис. 2. Зависимость компрессионной силы Рк и механических энергозатрат в суставах верхней конечности от массы детали.

ческой опоры существенно снижает величину ( Я«) при всех исследованных значениях разгружающей силы. При этом, однако, суммарные механические энергозатраты ( А ) имеют тенденцию к увеличению ( рис.3), что должно быть учтено при регулировке этих приспособлений путем установки соответствующей силы поддержки.

Глава 4 посвящена изучению поз человека, существенно влиявших на его механическое взаимодействие с предметной средой.

В условиях современного производства и во время непрофессиональной деятельности • человек выполняет значительный объем движений стоя. В этой позе нагрузки, действующие на тело человека, в частности на позвоночный столб, часто являются причиной

40 20 10

кН

0,9

0 20 40 60 80

Рис.3. Зависимость компрессионной Силы ^ , действующей нг з/Ь^» и суммарных механических энергозатрат в суставах верхней конечности от величины разгружающего усилия при использовании подвижной опоры (случай манипулирования деталью массой 0,2 кг), заболеваний. Одной из самых травмируемых областей позвоночного столба является поясничная область. Согласно данным медицинской статис?ики недомогания, вызванные болями в области поясницы (пояснично-болевой синдром), а 2/3 случаев связаны с подъемом тяжестей. Поэтому рационализация положений тела в позе стоя в первую очередь должна улучшать условия выполнения тяжелой физической работы, в частности поднимание грузов. .

Изучение механизма действия нагрузок на элементы тела человека при подъеме грузов показало, что среди причин, вызывающих пояснично-болевой сидром, факторы биомеханического порядка находятся на одном из первых мест. Среди них наибольшее значение имеет повышение давления в межпозвоночных дисках при движениях в позе стоя, например, при наклонах и поворотах позвоноч-. ного столба, связанных с подъемом и переносом грузов, передвижении тележек, вагонеток и т.п., что явля.тся потенциально

опасным для здоровья. При этом величина нагрузки, действующей . на межпозвоночные диски, зависит не только от веса поднимаемого груза, но и от момента силы, действующего на йояснично-крестцовое сочленение, и определяемого точкой приложения усилия , например, пространственным положением груза в начальном и конечном пункте подъема, а также позой, занимаемой телом. Совершенствование грузоподъемных'операций путем рационализации.предметной среды может существенно угёнышть вероятность перегрузки элементов позвоночного столба и предотвратить травмирование.

. • • В этой главе рассматривался два пути снижения действующих на межпозвоночные .* диски нагрузок. Первый заключается в снижении давления на межпозвоночные диски путем создания повышенного давления в брюшной полости при натуживания. При этом установлено, что эффективность использования этого приема при выполнении тяжелой физической работы увеличивается в случае использования разработаннс 'о варианта пояса-корсета, имеющего прилегающую к передней стенке живота полужесткую фигурную пластину. Второй подход заключается в снижении величин моментов, действующих на поясничный отдел позвоночного столиа при грузоподъемных операциях. Это может быть достигнуто усовер-шенстованием элементов предметной среды, с которыми человек взаимодействует при тяжелой физической работе в позе стоя, в частности снижением габаритов переносимых Грузов, соответству-ошим расположением рукояток на контейнерах и тележках и их ра-диональной конструкцией, оптимальной жесткостью полов, по кото-зим человек передвигает тележку с грузом и т. п., а так же раци-энализацией положений тела, предотвращающих неравномерность сагружения межпозвоночных дисков.

В этой связг изучению подвергались подъемы грузов с уров-1Я пола на различную конечную высоту, являющиеся одной из са-<ых распространенных грузоподъемных операции, характеризующих-:я большими величинами действующих на межпозвоночные диски 1агрузок. Для определения этих нагрузок в эксперименте пос-юдством динамографической платформы и оптико-электронной сис-■емы БЕЬЗРОТ, соединенной с ЭВМ, регистрировали траектории дви-

жения сегментов тела человека при подъеме грузов .массой 10 кг с разной начальной высоты на различный конечный уровень в двух вариантах: используя традиционную технику подъема "спиной" (а)

и более рациональную -"ногами'Чб) (рис. 4).

Рис. 4. Схема проведения экспериментов по изучению грузе подъемных операций и модель используемая для расчетов нагрузок, действующих на межпозвоночные дис! 1-динамографическая платформа, 2-поднимаемый груз, 3' инфракрасные маркеры, 4-телевизионные кам ры, 5-опти ко-электронная система БЕЬЗРОТ, б-ЭВМ, 7- модель поясничной области позвоночного столба: > »-лев и правая мышцы живота, , У^ -наружные косые мышцы ж вота,^ .^-внутренние косые мышцы живота, В^• гибатели спины, ^ ,^-широчайшие мышцы спины, р- сил внутренней поддержки, С^д^-компоненты вектора коы рессионной силы.

Расчеты момента ДО , действующего на поясничную область

и компрессионной силы р^ , приложенной к межпозвоночному диску осуществленные с помощью механико-математической модели тела человека, показали (тгбл. 4), что подъем "спиной" характеризуется- увеличенными значениями момента и компрессионной силы и такую технику подъема грузов не следует использывать.

Установлено также, что значительное уменьшение действующих на поясничную область позвоночного столба нагрузок при подъеме грузов на высоту до 2 м достигается путем использования подставок высотой 0,4 м, на которых следует располагать поднимаемый груз. Такой рациональный выбор параметров предметной среды позволяет улучшить условия професссиональьой и непрофессиональной деятельности человека при осуществлении грузоподъемных операций в позе стоя.

Таблица 4.

Способ подъема Высота, м • Момент, Им Кош; эсс ионная сила, Н

Начальная Конечная

"а" с уровня пола Ь- 0 1.3 170,6 4020.3

"а" с уровня пола Ь- 0 1,6 207,3 4734,8

"а" с подставки 11- 0,4 1,6 136,1 3121,4

"б" с уровня пола Ь- 0 1,3 144,7 2933,3

"б" с уровня пола И- 0 1,6 163,0 3280,1

"б" с подставки Ь- С,4 1,6 88,2 1702,2

Сидя человек выполняет значительный объем работ, отдыхает, передвигается на транспорте. В отличие от позы стоя, в позе сидя тело взаимодействует с опорой через таз, стопы, позвоночный столб и, в некоторых случаях, верхние конечности. Рациональный выбор параметров предметной среды человека в позе сидя должен обеспечить минимум нагрузок на тело человека. Анализ литературных данных, а так же собственные эксперименты, основанные на измерении внутрибрюшного давления показали, что существенное снижение действующих на межпозвоночные диски цагрузок в позе сидя

достигается при сохранении естественного пояснлчного лордоза. Описаны некоторые конструкции, позволяющие достичь этого за счет рационального выбора формы и жесткости сиденья, положения и конструкции спинки, расположения подлокотников и подставок под стопы, соотношения высот рабочей поверхности и плоскости сиденья.

Глава ь посвящена изучению опорных взаимодействий при локо-моциях. Б большинстве ло"омоций'человек взаимодействует с опорой посредством нижних конечностей. При этом каждая постановка ноги на опору сопровождается кратковременным силовым возмущением, распространяющимся по всему телу, при этом динамические воздействия могут при определенных условиях привести к повреждениям опорно-двигательного аппарата человека. Согласно литературным данным, именно неудовлетворительные условия опорных взаимодействий при передвиженк:х являются причиной того, что от 60 до 80 процентов Езрослых горожан имеют разнообразные патологические изменения позвоночника и связанные с ниш неврологические заболевания. * .

С позиций биомеханики взаимодеГотвие человека с опорой целесообразно исследовать изучая систему "опорно-двигательный аппарат - обувь - покрытие". Каждая из составляющих этой системы в определенной мере демпфирует нагрузки, однако вклад их I; "-одинаков. изучение опорных взаимодействий при локомоциях показало, что вклад опорно-двигательного аппарата в общее демпфирование динамических воздействий происходит в основном за счет сгибания нижних -конечностей в коленном суставе, если ноги хотя бы немного согнуты, снижение динамических воздействий гроисходит очень результативно. Установлено также, что стопа является существенным амортизатором. В экспериментах с помощью вибрационного способа, при котором на человека со стороны стоп воздействовали механическими гармоническими колебаниями , измеряли затухание этих колебаний на дистальных отделах голени и по их отношению оценивали коэффициент передачи стопы на резонансной частоте ( а. с/ 584842) Установлено, что для здоровье, испытуемых коэффициент передачи находился в интервале 1,25 - 1,39, в еду-

чае функциональной недостаточности стоп \ч суг^стввино возрастает. Е частности, у испытуемого с ярко выраженным плоскостопием он достигал значений 1,СЗ, что указывает на снижение амортизационных свойств стслы. Рез;. чьтаты этих эксперименив , атак-яе то, что большая час:ь локомоций выполняется на жестких пок-р .тиях, свидетельствуют о важности рационального выбора параметров предметной среды, с которыми человек взаимодействует при локоыоциях: обуви и полов, хор<-то снижающую динамические воздействие. Для их конструирования необходики количественные дан-низ о демпфировании динамичегтах воздействий к ждой из составляющих системы "опорно-двигательный аппарат - обувь - покрытие" при их взаимодействии. С це„ью их получения иепольэ-вался метод определения* демпфирующих свойств объекта (а.с. 1137372, 12С8490), заключающийся в одновременном воздействии механическими гармончческими колебаниями на чсследуему*. подошву обуви и ее жесткий макет, измерении на проксимальных отделах стоп затухания колебаний и определения по разнице полученных результатов изолирующей способности обуеч ( и ) Изучались ррчли"чые сочетания подошв обуви из разных материалов ( резина, кожа, полиуретан и др.) и покрытий ( песок, асфальт, опилки, травяной газон). Изолирующая способность обуви L оценивалась по соотношению L - Aj_ • ' коэффициент передачи стопы, ДQ - коэффициент'передав счстеьи "стопа - обувь". Результаты экспериментов четко иллюстрируют влияние часюты вибрационного возбуждения, а тагсда материала подошвы ia снижение динамических воздействий на тело человека (рис.5). Кроме того установлено, что обувь с подошвой из кожи в 2,5 раз меньше демпфирует нагрузи, чем обувь с подошвой из вспененного полиуретана.

Для исследоггния поведения системы " опорно-двигательный аппарат - обузь - поку-дие" в процессе естественных локомоций человека ( ходьба, бег, прыжки) использовался разработанный метод определения изолирующей способности обуви, основанный на спектральном анализе опорных дннамограмм и ускорений тела, регистрируемых посредством дина!,»графической платформы и пьезоэк-селерометрических датчиков, установленных на дистальном отделе

О 5 20 50 70 Гц

Рис 5. Амплитудно-частотные характеристики стопы и системы "стопа - обувь". ■1- стопа без обуви; 2- полуботинки, подошва из коли; 3- кеды; 4- кроссовая обувь "Бремен"; кроссовая обувь подошва из полиуретана.

голени, на подвздошном гребне и на голове испытуемого. Оценке изолирующих свойств обуви осуществлялась путем попарного сравнения спектральных составляющих по формуле:

- V -• и Апк,

где Дп Ьх ~ амплитуда П -ой гармоники, зарегистрированна1 на входе исследуемого объекта;

Дп ЬыХ- амплитуда Л -ой г^эмоники, зарегистрировать на в&ходе исследуемого объекта. Определенные в эксперименте спектральные харгггеристики демпфирования различной обуви приведены на рис 6.

Полученные количественные данные о вкладе каждой составля юшей системы "опорно-двигательный аппарат-- обувь - покрытие" общее демпфирование нагрузок, а также.результаты изучения фрю ционных свойств обуви и опорной поверхности и условий, способствующих обеспечен/л латеральной стабильности стопы, позволя! повысить эффективность разрабатываемых элементе , предмет среди (обуви, покрытий и др. ), с которыми человек взаимодейетв;

- 23 -

ет при локомоциях посредством нижних конечностей.

С целью оценки безопасных и экономичных условий передвижений по лестницам (пандусам) и подъемов по приставным лестницам с позиций биомеханики проанализированы соотношения между высотой (О ) и шириной (5) ступеней. Показано, что при конст-р:'мровании лестниц необходимо учитывать биомеханически обоснованные предельно допустимые размеры ступеней, которые определяются выражением о

¿а* 6 = 0,3 м

Глава 6 посвящена вопросам автоматизации проектирования предметной среды человека. С позиций биомеханики анализируются статические, кинематические и динамические систем • автоматизированного проектирования (САПР). Приводится формальная модель и алгоритм САПР, включающий в себя три подсистемы:

- формирование модели человека-оператора и ее оптимизация;

- конструирование модели рабочего места и ее оптимизация;

- оптимизация конструкции рабочего места с помощью задан-

Рис. 6. Характеристики демпфирования различной обуви зарегистрированные при ходьбе с'о скотгастыо 1,2 м/с 1- кроссовая обувь "Адидас"; 2-кроссовая обувь, подошва . из резины; 3- кроссовая обувь, подошва из вспененного полиуретана; 4- кеды; 5- полуботинки подошва из кожи; б- полуботинки, подошва из вспененного полиуретана.

- 24 -

ных биомеханических критериев.

В качестве критериев используются разнообразные биомеханические характеристики, приведенные в главе 2, а таг. же литературные данные.

XXX

Изучение систем "человек-предметная среда" показало, что недостаточный учет данных о бисехан-ке тела человс -л приводит к созданию предметной среды, не учитьг-вде'1 в полной мэре человеческий фактор. Существенное улучшение условий деятельности достигается путем создания предметной среды на основе изучения и использования биомеханических данных человека, что способствует повышению призводительно«л труда, снижению числа профессиональных заболеваний и травм.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Предложен новый подход к созданию эффективных систем "человек - предметная среда", основанный на изучении механического взаимодействия человека с предметной средой и рациональном выборе параметров предметной среды, с учетом данных о биомеханике тела человека.

2. Разработаны новые методы исследов-ния, с помощью которых выявлены, изучены и обобщены биомеханические параметры тела человека, в частности:

- разработан новый способ определения биомеханических свойств мыиц, о"-тачающийся их продольным нагружением в процессе естественных движений человека, с помощью которого определены характеристики жесткости и' демпфирования ряда мышечных групп;

- разработан новый метод бесконтактного определения кинематических характеристик движения объекта, основанный на формировании посредством оптических квантовых генераторов информационного поля заданной конфигурации, с помощью этого метода определены кинематические параметры некоторых естественных движений человека;

- впервые созданы новые методы определен!..! мсчфометрических данных мыщц, с помощью которых получены данные об изменении длины и плечах сил основных мышц нижней конечности и расчитаны уравнения регрессии, обязывающие эти параметры с углами в суставах;

- обобщены данные о биомеханике двигательного аппарата человека; масс-инерционные и морфометрическ:;е характеристики представлены в виде уравнений регрессии, связывающих искомые параметры с внешними антропометрическими признаками или пара-мэтрами движений, что позволяет их применять при создании предметной среды для конкретного человека.

3. На основе изучения биомеханики ручных действий человею при выполнении разных д: чгательных задач, сформулированы общие требования к ручному инвентарю различного назначения и элементам управления пультов -в рамках данного направления исследований:

- разработана концепция подвижной опорь, основанная на создании верхним конечностям разгружающего усилия, величина и точка приложения которого выбирайся с учетом масс-инерционных характеристик тела и параметров движения;- разработаны принципы создания биомеханически обоснованной алфавитно-цифровой клавиатуры, позволяющей снизить утомление оператора и повысить производительность труда за счет оптимизации пространственного положения клавиш и исключения латеральных движений пальцев.

4. Установлено, что в опорных взаимодействиях вклад элементов системы "опорно-двигательный аппарат - обувь - покрытие" в общее демпфирование нагрузок, действующих на тело со стороны нижних конечностей, "^одинаков. Разработаны новые способы определения демпфирующей способности объекта, которые позволяют получить количественные данные о вкладе каждой из составляющих системы в общее демпфирование нагрузок, что, в свою очередь, дает возможность повысить эффективность всей системы.

5. Показано, что при взаимодействии человека с предметной средой в положениях стоя и сидя важное значение имеет миними-

зация на^оузок на егс межпозвоночные дисил. Предложены подходы, позволяющие снизить действующие на межг. озвоночныз диски нагрузки путем обеспечения сохранения естественного лордоза а снижения моментов, действующих на поясничный отдел позвоночного столба.

6. Впервые в отечественной практике предложена формальная модель и алгоритм функционирования системы автоматизированного проектирования предметной среды. Отличительной особенностью систомы является использивание предложенных в диссертации биомеханических критериев.

7. Предложенные в диссертации подход, методы и способы нашли практическое воплощение в ряде конструкций предметной "рады, позволяющих улучшить условия деятельности человека в различных областях его жизнедеятельности. В частности, разработаны ловка конструкции рукоятей ручного инструмента, новое рабочее место оператора, новая i .шструкция алфавитно-цифровой клавиатуры, ряд конструкций, позволяющих обеспечить сохранение естественного лордоза позвоночника и снизить моменты, действующие на поясничный отдел позвоночного столба ..ри различнах видах деятельности человека.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Аруин А. С. „ Волков ЕИ., Зациорский В. 11 и др. Влияние упругих сил мышц на эффективность мшлчной работы // Физиология человека-1977.-Т 3.- С. 519-525.

la. Aruin A. S., Volkov N. I., Zatsiorsky V.M. et al. Effekt of elastic forces of muscles on the efficiency of muscular work // Human Physiology.- 1977.- V.3.- P. 420-426.

2. Аруин А. С., Зациорский E 1.L , Райцин JL 11 Виомеханичас-киг свойства мышц нижних конечностей человека // Теория и практика физической культура - 1977. - N. 9. - С. 8-14.

3. Аруин А. С., Зациорский Е М. Определение рессорных свойств стопы // Ортопедил, травматология и протезирование.- 1978.-N. 6. - С. 85-88.

4. Зациорский В. М., Аруин А. С. Биомехаьлчесгие свойства с'»летных мьппц // Теории v практика физической культуры. -1978.- Н.Э. - С. 21-35.

5. Лруин А. С. , Загюрский Е М. , Пановко Г. Я., Райцин jl М. Эквивалентные биомеханические характеристики мышц голеностопного сустава // йгаиология человека. - 1978.*- Т. 4,- С. 1072-1079.

5а. Aruin A. S., Zatsiorsky V. М , Panovko 3. J., Raitsin L. M. Equivalent bicmschanical characteristics of tlv ankle joint muscles // Human Physiology.- 1979.- V.4 - P. 862-868

6. Аруин А. С. , Прилуцкий Б. И., Райгчн Л. Ii Савельев И. А. Биомеханические свойства мь"ац и эффективность движений // Физиолога человека." 1979.- Т.5.- С. 589-599.

ба Aruin A.S., Prilutsky В. I., Raitsin L.ML, Saveljev I.A. Bicmechanical properties of iraisc.es and efficiency of movement // Hurron Physiology.- 1979.-Y.5.- P. 426-434

7. Райцин JL11, Аруиа А. С., Балахничев R R Использование оптических квантовых генераторов для контрол: за спортивной техникой // Теория и практика физической культуры. - 1980. -N. 7. - С. 49-51.

8. Aruin A.S. A method of determining spring capacities of foot // Ylll-th International congress of Biomechanics. -Abstract.- Japan.- 1981.- P. 35.

9. Запиорский R , Аруин А. С., Селуяно?. E H. Биомеханика двигательного аппарата человека. М.; ФиС. - 1981. - 141 с.

9а. Zatsiorsky V. М. , Aruin A.S. , Se^Jjanov V.M. Btomocha-nik dos rnnschi ichcn Bewegunjrsapparates. Berlin: Sportverlag.-1034.- 144 S.

10. Zatsiorsky V. M., Aruin A. S. , Selujanov V.N. Massen-geomatrie des nxs.ischl'chen Korpers (1) // Teorio und praxis der Korper Kultur.- 1982.- N. б. - S. 416-423.

11. Zatsiorsky V. II , Aruin A.S., Selujanov V.M. Massen-goomstrie des menschlichen Korpers (11) // Teorie und praxis der Körper Kultur. - 1982. - N. 7. - S. 533-541.

12. Аруин А. С., Зациорский R М, Эргономическая биомеханика ходьбы и бега. iL : ГЦОЛИФК. - 1983. - 53 с.

13. Zatsiorsky V.M., Aruin A.S. , Prliutsky В. I. et al. Biomechanical characteristics of human body // Biomechanics and Performance in Sport / Eds. W. Bauman. - Schorndorf: K. Hofman Verlag." 1983.- S. 71-84.

14. Aruin A. S. Biomechanicshe Aspecte der Robotertechnik // 28 Intern. Wiss. Koll. Т.Н. Ilmenau: Vortragsreihe. I Irrer *ui. -1983.- S. 241-243.

15. Aruin A. S., Zatsiorsky l'. M. Promechanical characteristics of human ancle-joint muscles European J. of Applied Physiology. - 1984. - V.52. -P. 400-406.

16. Зациорский В. М., Аруин А. С., Прилуцкий Б. И. и др. Определение биомеханическим способом плеч сил подошвенных сгибателей стопы // йгаиология человека.- 1985.- Т.Н.- С. 616-622.

17. Arum A.S. Aktuelle Probleme der ergonomischen Biomechanik // 30 Intern. Wiss. Koll. Т.Н. Ilmenau: Vortragsreihe. Ilmenau. - 1985. - S. 187-190.

18. Аруин A.C., Зациорский В. M. Эргономическая-биомеханика физкультуры и спорта. М.: ГЦ0ЛИФК, 1985. - 27 с.

19. Аруин А. С., Прилуцкий Б. И. Связь между биомеханическими свойствами мышц и их способностью использовать энергию упругой деформации // Физиология человека.- 1985.- Т.Н.- С. 12 -16.

19а. Aruin A.S., Prilutsky B.I. Relationship of the biomechanical properties of muscles to ther ability to utilize elastic deformation energy // Human Physiology. - 1985.- V. 11.-P. 8-12.

20.' Аруин А. С., Актов А. В., Корецкий А. В. Демпфирование ударных нагрузок при локомоциях // Достижения биомеханики "в "ке дицине. Рига. - 1986. - Т. 3. - С. 32-37.

21. Аруин A.C., Зациорский ЕМ., Прилуцкий Б.И. Морфомет-рия мышц в биомеханике докомоций. М., 1986. - 92 с." - Деп. в ВИНИТИ 05. 09. 87, N. 6530-В86.

22. Аруин А. С., Прилуцкий В. JL Зависимость удлинения трехглавой мышцы голени от углов в голеностопном и коленном суставах // Физиология человека. 1986.- Т. 12. - С. 244-248.

J 22a. Aruin A.S., Pr'lutsky B. 1. Dependence of lengthening |of the triceps surae muskle cn knee and joint angles.// Humsn ' nuysiology. - 1987.- V.13 - P. 105-109.

23. Аруин'А. С., Ье;тиорский E M. , Ко редкий А. В. , Потемкин Б. А. Испытания демпфирующих свойств обуви вибрационным методом // Кожевенно-обувная промышленность. - 1987. - N. 4. - С. 22-23.

24. Aruin A.S. Ergo^omic aspects in biomechanics of interaction with support // Fifth international Symposium of Biomschanics in sport: Abstract. - Athens, Greece, 1987. - P. 140.

25. Аруин А. С., Зациорскии E M. Перспективы развития эргономической биомеханики. -• Ки^в: Знание, 1987. - 16 с.

26. Аруин А. С., Зациорский В. М. Эргономическая биомеханика предупреждения травматизга. - М., 1987.-112 с.-Деп. в ВИНИТИ 23.12.67, N.9005-B87.

27. Zat-siors'-y V.M., Arum A. S., Prilutsky P. I. et al. The "biomechanical" metnod used for determining the arms of muskulär force // Biomechanics X-B / Ed. B. Jonr^n. - Champaign: HKP, 1987.- P. 1117-1121.

28. Аруин А. С., Сазонов E E Нагрузки, действующие на поясничнй.отдел позвоночника при различных рабочих по~ах // Всесоюзная конф. "Проблемы биомеханики в спорте": Тез. докл. -Si , 1987. - С. 8-9.

29. Ар"Ш A.C., Прилуцкий Б.И. Оптимизе-ия рабочих действий руками // Перспективы развития эргономической биомеханики: Тр. Всес. шк.- сем.» Севастоп-ль 12-1° окт. 1987 / Научный совет АН СССР по пробл. биомеханики, Моск. ин-т электронного машиностроения.- М., 1988.- С. 4-19.- Деп. в ВИНИТИ 14.09. 88, N. 6972-В88

30. Миртов Ю. К , Аруин А. С. Эргономические и биомеханические основы конструирования клавиатуры. // Перспективы развития эргономической биомеханики: Тр. Всес. шк. - сем., Севастополь 12-13 окт. 1987 / Научный совет АН СССР по пробл. биомеханики, ¡Лоск, ин-т элекгроного машиностроения.- М. , 1988.- С. 146-166.

- Деп. в ВИНИТИ 14.09.88, N. 6972 - В88.

31. Аруин A.C., Зациорский ЕМ., Прилуцкий Б. И. Плечи сил

- 30 - •

и удлинения мышц глжних конечностей п, л различных'значениях ' суставных углов // Архив анатомии, гисто.пгии и эмбриологии. -1988,- N. б. - С. 52-55.

32. Аруин А. С, Зациорский В. М. , Прилуцкий Б. И. Морфометрия мышц. - М. ГЦОЛИФК, 1988. - 60 с.

33. Aruin A. S., Prilutsky В. I. Human body simulation in computer-ded of work stations /"/ I-st Ir. .ei .îatlonal symposium on Computer Simulation in Biomechanics: Paper.- Warsaw, 1987 // Biology of Sport. - 1988. - V.5. Suppl.l. - P. 199-206.

34. Аруин А. С., Зациорский В. E оргоиошческая биомеханика. M. : Машиностроение, 1989. - 251 с.

35. Аруин А. С., Зациорский В. М. , Потемкин Б. А. Демпфирование динам, ческих воздействий при локомоциях // Современные проблемы биомеханики. - Рига: Зинатне, 19£9. - Вып. 6.- С. 63-78.

36. Аруин А. С. Компьютерное проектирование рабочих мест. -Киев: Знание, 199С. - с.

Изобретения по теме диссертации

1. А. с. 469053 СССР, МКИ* G 01С 22/С\ Шагомер / Аруин

А. С. , Аверкович Е В., Холопцев В. И., Кулик Н. Г. (СССР). -2 с. : ил.

2. А. с. 584842 СССР, МКИ А 61В 5/00. Способ исследования стопы / Зациорский Е " , Аруин А. ( СССР) .-2с.: ил. .

3. А. с. 668678 СССР, MKJ?A 61 F 5/10. Устройство для определения размеров стопы под нагрузкой / Аруин A.C. (СССР).- 2 с. : ил. ' '

4. A.c. 6и9371 CCCV, МКИ G 08 В 13/18. Устройство для контроля пересечения световой гргЗшцы / Аруин А. С., Балахничев ЕЕ, Зациорский ЕМ., Райцин JL М. (СССР). - 2 е.: ил. •

Ь. А. с. ' 705978 СССР, МКИ3А 61В 5/Ю. Устройство для регистрации временных и линейных характеристик шага / Зациорский ЕМ., Райцин JL М., Аруин A.C., Балахничев Е Е ( СССР). -4 с. : ил

6. А. с. 754727 СССР, Ш*к 61 В 5/10.. Устройство для регистрации характерно ik шага / Зациорский ЕМ., Райцин JL К , Аруин A.C., Балахничев ЕЕ (СССР).14 е.: йл.

- 31 -

7. A.c. 1067759 CCC°, МКИ'В p4 F 1/18. Усгро^тво контро-п движения самолетов и тргчспортных средств по аэродрому / Крылов Е Б., Ляшукова С. М., Аруин А. С. и др. (СССР). - 6 с.: ил.

8. А. с. 1137372 СПР, MKH^G 01 М 19/00. Способ определения демпфирующей способности объекта / Аруин А. С. (СССР).-2с.: ил.

9. А. с. 1168193 СССР, МКИ* А 61 В 5/10. Способ оценки биомеханических характеристик мышц / Аруин А. С., Райцин Л. М., ари -луцкийЕИ. (СССР). - 3 с.: ил.

10. А. с. 1208490 СССР, МКИ 6 01 М 19 '00. Способ определения демпфирующей способности объекта / Аруин а. С., Потемкин Е А., Зациорский Е М., Кореей А. Е ( СССР), - 2 с.- ил.

11. A.c. 1222247 СССР. МКИ А 61 В 10/00. Способ определения изменения длины мышц конечности / Аруин А. С., Прилуцкий EIL (СССР).-2 с. .

12. А. с. 1Г58377 СССР. МКУ А 61 В 5/10. Устройство для определения длины мышц / Аруин A.C., Прилуцкий ЕЛ,. Шахназаров А. И. (СССР).- 2 е.: ил.

13. A.c. .1316670 СССР. кЛ А 61 F 5/14. Супинатор / Аруин A.C. (.СССР).- 2 е.: ил.

14. A.c. 1327877 СССР, МКИ А 61 В 5/10. Способ определения биомеханических свойств мышечного аппарата / Аруин А. С., Зациорский Е М. (СССР). -2 с.: ^л.

15. А. с 1331489 ССР, МКк' А 61 В 5/10. Устройство для определения параметров перемещения стопы / Аруин A.C. (СССР).

- 2 с.: ил.

16. А. с. 1335277 СССР, МКИ*А 61 F 5/37. Рабочее место оператора / Аруин А. С., Зациорский Е М. (СССР) .-4с.: ил.

17. Ale. 1393418 СССР, МКИ*А 61 F 5/37. Способ снижения нагрузок на плечевой ^ояс / Аруин A.C., Зациорский ЕМ. (СССР).

- 2 с.: ил.

18. А. с. 1419694 СССР, МКИ А 61 F 5/37. Способ снижения утомления оператора / Аруин A.C. , Зациорский ЕМ. (СССР).-2

з.: ил.

19. А. с. 1491448 СССР, МКИ А 61 5/10 способ определения объема тела / Аруин A.C., Зациорский ЕМ. (СССР) -1 с.

20. A.c. 1518144 JCCP, МКИ B41 J 61 L/10 Клавиатура / Миртов КЛК, Аруин A.C. (СССР).-5 е.: ил.

21. A.c. 1551348 СССР, мки'а 61 В 5/lu. Устройство для определения объема тела / Аруин A.C., Зациорский В.М. (СССР).- 2 с.: ил. .

н

22. А. с. СССР, МКИ В 25 6 1/10. Способ изготовления рукоятей / Аргин А. С., Фарбер^Б. С., Бер С. Г., Гадателе в А. А., Ла-бенски'й A.B. Шмелева Е.Л. (СССР). Положительной решение о вы-да<.) А по заявкам 4428198/25 и 4428197/25 от 26. 07. i989r.

23. А. с. СССР, МКИ А 61 В 5/10. Пояс- корсет / Зациорский В. М. Сазонов В. П. Аруин Л. С. и др. Положительное решение о выдаче А. с. по заявке на А. С. N 4651652/30-14 от 25. 08. 1"80г.

24. к. с. СССР, МКИ * 42 В 3/00. Способ изготовления вавдт-ного шлема / Аруин А. С., Зациорский В. 11, Фарбер Б. С., Никитин Е Г. Положительное решение о выдаче А. с. по заявке ' К 4421643/30-12 от 05.05. 1У89Г.