Abstract:
هدف: هدف این مطالعه، مدل سازی منتخبی از روش های حمل بار در دو حرکت پایه ای نشستن و برخاستن، به منظور معرفی مناسب ترین روش جهت کاهش انرژی مصرفی و گشتاور مفاصل در بین نظامیان بود.
روش ها: از تعداد ده نفر آزمودنی جهت تعیین قیدهای آناتومیکی، ثبت کینماتیک حرکات نشستن و برخاستن و استخراج برخی از پارامترهای لازم جهت مدل سازی استفاده شد.
متعاقب آن، موقعیت مرکز ثقل چهار وسیله ی حمل بار شامل کوله پشتی، کوله دوگانه، جلیقه و کیف دوگانه تعیین شد و با اعمال باری به جرم 40 کیلوگرم به آن، چهار مدل مختلف، از بدن و بار اعمال شده به آن بر اساس معادلات دینامیک معکوس به روش لاگرانژ ساخته شد. سپس مدل های دو بعدی و چهار سگمنتی، بر اساس اطلاعات کینماتیک حرکت اجراء شدند و گشتاور هیپ و انرژی مکانیکی مفاصل محاسبه شد.
یافته ها: براساس نتایج پژوهش از بین روش های بررسی شده، روش کوله پشتی، کمترین انرژی مکانیکی را صرف کرد و روش کیف دوگانه نیز کمترین گشتاور را به مفصل هیپ اعمال کرد.
نتیجه گیری: برای افزایش توان سرباز حین حمل بار در حرکات تکراری و طولانی، لازم است جرم بار در نزدیک ترین فاصله نسبت به مرکز ثقل بدن، و با ارتفاع کمتری به بالاتنه وارد شود تا انرژی مکانیکی و گشتاور حرکت کاهش یابد. نهایتا می توان گفت از بین روش های بررسی شده، حمل بار با کوله پشتی با توجه به قابلیت هایی که دارد، می تواند مناسب ترین انتخاب جهت حمل وسایل سنگین و حجیم باشد.
Objective: The purpose of this study was modeling some selected method of load carriage during sitting and arising، in order to introduce the best method to reduce energy consumption and risk of injury among troops.
Methods: In this research، ten subjects participate to determine the anatomical constraints، record the kinematic of motions and extract some parameters for modeling. Subsequently، the center of gravity position of four equipment for load carriage، including: Backpack، Double pack، Trunk vest and Double satchel، were determined and four different dynamic models of body and the load entered، were developed based on inverse dynamics equations by Lagrangian method. To calculate joint torque and mechanical energy، two dimensional models with four segments were run with kinematics information.
Results: According to investigation results، mechanical energy consumption in Backpack method and hip torque in Double satchel method were lowest.
Conclusion: A more practical choice for military operations is to carry a load as close as possible to the center of mass of the body. In a nutshell، between all methods، carrying operation by Backpack method، according to its capabilities، is the best choice for carrying heavy and bulky equipment.