Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

โปรแกรมชีวกลศาสตร์ในสภาวะสถิตแบบ 2 มิติโดยใช้แท็บเล็ต

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

A 2-D BIOMECHANICAL STATIC PROGRAM USING TABLET

Year (A.D.)

2014

Document Type

Thesis

First Advisor

ไพโรจน์ ลดาวิจิตรกุล

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมอุตสาหการ

DOI

10.58837/CHULA.THE.2014.1378

Abstract

ชีวกลศาสตร์ (Biomechanics) เป็นแนวทางหนึ่งที่ใช้ในการประเมินภาระงานเพื่อลดความเสี่ยงการบาดเจ็บหรืออันตรายที่อาจเกิดขึ้นต่อร่างกายผู้ปฏิบัติงาน โดยใช้ข้อมูลท่าทางของร่างกายจากการวัดขนาดด้วยภาพถ่าย (Photogrammetry) และหลักการทางกลศาสตร์ในการคำนวณหาขนาดแรงและโมเมนต์ลัพธ์ที่เกิดขึ้นต่อร่างกาย ปัจจุบันได้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์และกล้องถ่ายภาพดิจิตอลร่วมกันในการศึกษา ด้วยเทคโนโลยีที่ถูกพัฒนาอย่างรวดเร็ว แท็บเล็ต (Tablet) ได้รวมคุณสมบัติของเครื่องคอมพิวเตอร์และกล้องถ่ายภาพดิจิตอลไว้ด้วยกัน สามารถป้อนข้อมูลจากการสัมผัสหน้าจอด้วยนิ้ว (Finger) หรือปากกาดิจิตอล (Digital Pen) ผู้วิจัยจึงได้พัฒนาโปรแกรมชีวกลศาสตร์บนแท็บเล็ต โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและทดสอบโปรแกรมบนแท็บเล็ตสำหรับคำนวณหาขนาดแรงและโมเมนต์ลัพธ์ในสภาวะสถิตแบบ 2 มิติ และเพื่อประเมินผลการใช้โปรแกรมเมื่อชี้พิกัดข้อต่อด้วยนิ้วและปากกาดิจิตอลบนแท็บเล็ตเทียบกับการชี้พิกัดด้วยเมาส์ (Mouse) บนเครื่องคอมพิวเตอร์ โดยที่โปรแกรมสามารถสร้างแผนภาพวัตถุอิสระ (Free Body Diagram) ซ้อนทับบนภาพนิ่งของคนขณะทำงานได้ และสามารถให้อิสระในการใส่ขนาดและทิศทางของแรงภายนอกที่กระทำบนร่างกาย จากผลการทดลองใช้งานโปรแกรมที่ความสว่าง 250 ลักซ์ และระยะห่างของแท็บเล็ตในการบันทึกภาพ 6 เมตร พบว่าค่าโมเมนต์ลัพธ์ที่คำนวณได้จากวิธีใช้นิ้วและปากกาดิจิตอลบนแท็บเล็ตกับวิธีใช้เมาส์บนเครื่องคอมพิวเตอร์ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ที่ระดับ.05 และผลการวิเคราะห์ระบบการวัดด้านรีพีททะบิลิตี้และรีโปรดิวซิบิลิตี้ (Gage Repeatability and Reproducibility, Gage R&R) ด้วยวิธีอาศัยการวิเคราะห์ความแปรปรวน (ANOVA) จากผู้ใช้งาน 5 คน พบว่าค่าความผันแปรที่ยอมให้ (Precision-to-Total Variation, P/TV) เมื่อชี้พิกัดด้วยนิ้วเท่ากับ 0.98% และเมื่อชี้พิกัดด้วยปากกาดิจิตอลเท่ากับ 0.95% ซึ่งมีค่าน้อยกว่า 10% แสดงว่าโปรแกรมชีวกลศาสตร์ที่สร้างขึ้นนี้มีความเที่ยง (Precision) อยู่ในเกณฑ์ที่สามารถยอมรับความสามารถของระบบการวัดได้ คำสำคัญ: ชีวกลศาสตร์, แรงและโมเมนต์บนข้อต่อ, โมเมนต์สูงสุดบนข้อต่อ, สภาวะสถิต

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Biomechanics is an approach to evaluate workloads in order to decrease risk of harmful or dangerous occurred in worker body by using Photogrammetry and Mechanics to calculate force and joint moment in worker body. Nowadays, the analysis uses computer and digital camera. With the advance technology, Tablet is the new innovation device which combines computer and digital camera properties with finger touch screen or digital pen. Researcher develops biomechanic program on tablet which the aims of this study were 1. to design and test 2-D biomechanical static program on tablet to calculate joint force and joint moment and 2. to evaluate the program between using finger and digital pen on tablet and using mouse on computer. User can draw a free body diagram over the picture of worker and can add magnitude and direction of external force freely that it is different from other programs in present. The testing conditions were set at brightness of 250 lux and distance of capture of 6 meters. The results of program showed that the net moment was not significant different between using finger and using digital pen on tablet, and using mouse on computer at .05 confidence levels. Moreover, the results from measurement of Gage Repeatability and Reproducibility (Gage R&R) by ANOVA method based on 5 users were 0.98% and 0.95% of Precision-to-Total Variation, P/TV by using finger and using digital pen, respectively. It is less than 10% showed that the program were precise and accepted. KEYWORDS: Biomechanical, Joint force, Joint moment, Joint Strength, Statics

Link to Full Text

Share

COinS