SE531923C2 - En vibrationsdosimeter - Google Patents

Description

25 531 923 DElOll9252 visar en anordning för mätning av hand- och arm vibrationer. Användaren kan bära anordningen på kroppen utan att det förhindrar utförande av arbetsuppgifter. Med DE10ll9252 är det dock inte möjligt att utföra mätningar på insidan av en användares hand.

EPl586875 visar utrustning för mätning av kummulativ vibrationsdos överförd till en användares hand-arm.

Sensorn är utformad tillsammans med en beräkningsenhet för att beräkna vibrationsdos i en manschettknapps liknande form. Där länken mellan sensorn och beräkningsenheten för beräkningar kläms fast mellan användarens fingrar. Mätvärden överförs till en dockningsstation ansluten till en dator för vidare analys, lagring och för presentation av vibrationsdos.

Mätvärden kan också presenteras numeriskt på en LCD~ display placerad på ovansidan av beräkningsenheten.

Ett kvarvarande problem är att kunna utföra mätningar på en valfri punkt på insidan av användarens hand.

Ytterliggare ett problem är att presentera aktuell vibrationsdos samtidigt som användaren håller i en vibrerande maskin och användaren bär handskar för skydd mot kyla. ÄNDAMÅL OCH SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med uppfinningen är att lösa ovanstående problem och anvisa en anordning för mätning av kumulativ dos av vibrationer som ger tillförlitliga mätvärden och som är enklare för användaren att ta på sig och som i mindre omfattning stör arbete med en handhållen maskin än tidigare kända dosimetrar. Uppfinningen möjliggör 10 15 ' 20 30 531 923 3 mätningar utförda av en sensorenhet placerad på insidan av användarens hand. Anordningen innefattar en sensorenhet anordnad i en tunn textilie. Textilien kan vara tillverkad av ett elastiskt material. Eftersom sensorn är integrerad i textilien behöver användaren inte klämma fast sensoreneheten, exempelvis mellan sina fingrar eller mellan handen och verktyget. Textilien dras över handen vid användning så att sensorenheten hamnar i en position för att tryckas av användaren mot maskinen.

Textilien är anpassad för att bäras under en skyddshandske, arbetshandske eller liknande.

Sensorenheten och den analyserande enheten är därför typiskt dold för användaren vid användning. Anordningen innefattar vidare en presentationsenhet för avläsning av vibrationsdos, exempelvis visar presentationsenheten en särskild symbol om skadlig vibrationsdos överskrids.

Presentationsenheten är anpassad för att fästas på användarens arm. Då presentationsenheten kommunicerar trådlöst med den analyserande enheten kan användaren bära en skyddshandske, eller liknande, vilken täcker sensorenheten och den analyserande enheten, trots det kan användaren avläsa aktuell vibrationsdos. Användaren kan därför innan användning ta på sig ett ytterplagg, exempelvis en fodrad jacka, och fästa presentationsenheten på utsidan av ärmen av ytterplagget.

Uppfinningen är särskilt lämplig för användning i kallt klimat.

Vidare är sensorenheten flyttbar till olika positioner på insidan av användarens hand vilket gör att mätpunkten anpassas till förändringar av vibrationsutgångspunkten.

Då mätpunkten är flyttbar och därmed anpassningsbar till den bästa möjliga mätpunkten kan vibrationsexponering l0 l5 20 25 30 53"! 9.23 4 mätas med hög tillförlitlighet och presenteras för användaren. Användaren kan baserat på presenterad vibrationsdos justera sin användningsteknik av maskinen för att minimera vibrationsexponeringen. En fördel med uppfinningen är att den möjliggör för användaren att öka sin förståelse av hur olika arbetssätt påverkar överförda vibrationer, vilket efter upprepad användning av anordningen ger en minskad vibrationsexponering.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen förklaras närmare under hänvisning till bifogade figurer, där Figur l visar ett exempel på en anordning enligt uppfinningen där en sensorenhet är anordnad i en tunn textilie. Vidare visas en presentationsenhet vilken är anordnad en användares arm.

Figur 2 avbildar en sensorenhet vilken är integrerad i en tunn textilie. I denna utföringsform är den tunna textilien utformad som ett band. Sensorenheten placeras i användarens handflata. Bandet är flyttbart vilket medför att sensorenheten kan placeras på olika positioner i användarens handflata.

Figur Ba visar sensorenheten och den analyserande enheten integrerade i ett handskliknande arrangemang. För att användaren ska få en god kontakt med maskinens handtag kan handsken vara fingerlös. Den analyserande enheten kan vara placerad vid en position i övergång mellan hand OCh arm. För att säkra det handskliknande arrangemanget kan ett kardborrelàs användas. Den analyserande enheten är då med fördel skyddad av kardborrelåset i säkrat läge. lO l5 '20 25 30 531 923 Figur 3b visar den analyserande enheten dold och skyddad av kardborrebandet.

Figur 4 visar ett exempel på placering av sensorenhet i användarens handflata.

Figur 5 är en illustration av att sensorenheten är flyttbar i det handsliknande arrangemanget, exempelvis genom att textilien innefattar fickliknande element anpassade till att ha utrymme för sensorenheten.

Figur 6 visar en alternativ utföringsform där textilien i form av ett band anordnas användarens fingrar.

Figur 7 visar en alternativ utföringsform där textilien är anordnad ett av användarens fingrar. Ett användningsområde för utföringsformen är mätning av överförda vibrationer till en tandläkare som använder en tandborr eller tandslip.

Figur 8 visar att sensorenheten kan vara avlångt utformad.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Jämfört med tidigare kända dosimetrar ger uppfinningen en bättre kontakt och ökad tillförlitlighet i mätning av vibrationer mellan hand och maskin då kontaktytan ligger i handens insida där vibrationscentra finns då en handhållen maskin används. Anordningen kan användas för mätning vid användning av en mängd olika typer av maskiner som exempelvis borrmaskiner, slagborr, vinkelslip, tandläkarborr eller kedjesàg. Ytterliggare 10 15 “ 20 25 30 531 923 6 exempel på maskin är snöskoter eller packmaskin där vibrationer överförs via handtag eller annat styrmedel.

Användaren kan enkelt se den aktuella vibrationsdosen och på så vis vidta åtgärder som minskar dosen, även då användaren bär arbetshandskar och tjocka ytterplagg.

Vibrationsmätning kan göras pà olika punkter i handen, exempelvis i nandflatan, eller pà ett finger. Detta gör att position av sensorenheten kan anpassas för att få så korrekta mätvärden som möjligt av vibrationsexponering.

Figur l visar ett exempel på en anordning enligt uppfinningen där en sensorenhet 2 är anordnad i en tunn textilie l. Vidare visas en presentationsenhet 4 vilken är anordnad en användares arm. Presentationsenheten 4 är anordnad en fastsättningsanordning 5 anpassad till att omsluta användarens arm. Exempel på sådan fastsättningsanordning 5 är ett band eller rem.

Presentationsenheten 4 kan också fästas på vägg, verktyg där visualisering är lämpligast, d.v.s. i operatörens synfält. Textilien 1 är i figur l formad som ett band för att kunna dras över användarens hand.

Figur 2 visar att sensorenheten 2 vid användning är placerad i användarens handflata 9. Figur 2 avbildar samma exempel som figur l men avbildar insidan pà användarens hand. I denna utföringsform är den tunna textilien 1 utformad som ett band. Sensorenheten 2 är placerad i användarens handflata. Bandet är flyttbart vilket medför att sensorenheten l kan placeras på olika positioner i användarens handflata. Kommunikation utförs företrädesvis trådbundet 6 till den analyserande enheten 8. 10 15 20 25 30 535 523 7 Figur 3a visar sensorenheten 2 och den analyserande enheten 8 integrerade i ett handskliknande arrangemang la. Det handskliknande arrangemanget la är särskilt fördelaktigt då det fixerar sensorenheten 2 på ett bättre sätt än om ett band, liknande det i figur 2, används. En fördel med att integrera sensorenheten 2 i ett band är dock att bandet, och därmed sensorenheten 2, är lätt att flytta för att anpassas till vibrationscentrum. För att sensorenheten 2 ska vara flyttbar innefattar det handskliknande arrangemanget la ett antal fixeringselement mellan vilka sensorenheten 2 kan alterneras. För att användaren ska få en god kontakt med maskinens handtag kan handsken la vara fingerlös. Den analyserande enheten 8 kan vara placerad vid en position i övergång mellan hand och arm, vid handloven. En fördel med den positionen är att den analyserande enheten 8 inte belastar handen med sin tyngd, samtidigt som den kan vara integrerad i den handsken. För att säkra det handskliknande arrangemanget la kan ett kardborrelås lO användas. Den analyserande enheten 8 är då med fördel skyddad av kardborrelàset lO i säkrat läge, vilket framgår från figur 3b. Ytterliggare en fördel med att placera den analyserande enheten vid handloven är att den kabel som förbinder den analyserande enheten med sensorenheten är integrerad i handsken la. Kabeldragning i utförandet i ett handskliknande arrangemang la medför mindre risk för kabelbrott. Kabeln 6 är nämligen vid användning fixerad i handsken la. Dessutom minskar risken för felmätning då risken för självsvängning i kabeln elimineras med en fixerad kabel.

Figur 3b visar den analyserande enheten 8 dold och skyddad av kardborrebandet 10. 10 15 » '20 25 30 531 523 Sensorenheten 2 har typiskt en knappliknande utformning.

Tidigare kända vibrationsdosimetrar för mätning av vibration vid hand har en utformning där en sensorenhet och en analyserande enhet är integrerad i en struktur.

Detta till skillnad mot anordningen där sensorenheten 2 är sammanbunden med den analyserande enheten via en kabel 6. Sensorenheten 2 har en höjd som typiskt ligger mellan 3 och lO mm. Detta gör att sensorenheten 2 kan bäras under arbetshandske eller liknande utan att den stör de arbetsmoment en användare ska utföra. Sensorenheten 2 innefattar ett sensorelement samt elektroniska kretsar vilka är anpassade för att sända vibrationsdata till den analyserande enheten 4. Sensorelementet kan vara en 3- axlig accelerometer. Den 3-axliga accelerometern kan vara av analog typ. I det fallet innefattar dosimetern minst en A/D-omvandlare. A/D-omvandlaren kan vara integrerad i en krets med ett flertal andra komponenter eller monterad som en enskild komponent på ett kretskort. Den 3-axliga accelerometern avger typiskt mätstorheter som m/sekzeller m/sek. Dessa mätstorheter omvandlas i den analyserande enheten till enheter som relaterar till frekvenser.

Vidare innefattar sensorenheten 2 kommunikationsmedel för att överföra mätdata till den analyserande enheten 8.

Den analyserande enheten 8 är anpassad till att behandla vibrationsdata i enlighet med standard ISO 5349~l eller andra liknande mätmetoder. Ett beräkningsmedel i den analyserande enheten 8 kan exempelvis vara en microprocessor eller en signalprocessor. Den analyserande enheten innefattar minnesmedel för att lagra mätdata.

Minnesmedlet kan vara inbyggt eller integrerat med beräkningsmedlet. lO 15 20 25 30 53'| 923 9 l en utföringsform innefattar den analyserande enheten 8 medel för att beräkna r.m.s. (root mean square) definierat enligt ekvation (1) nedan: 1 1 T ï ahw = Jbahwz 0 (msn <1) där T är mättiden och am,är den frekvensvägda accelerationen.

Detta ger RMS-vardena för de frekvensvägda vibrationsnivàerna i vardera riktningen. ahwx r ahwy r anwa Värdena summeras sedan till en vektorsumma enligt nedanstående formel vilket ger den totala vibrationsnivàn för vibrationer i tre riktningar. _ f 2 2 2 ahv w ahwx +ahwy + ahwz Den dagliga vibrationsexponeringen beräknas sedan enligt: A(s) = am J; 0 Textilien l kan vara utformad på många olika sätt. Det ar en fördel om textilien innefattar slitstarka fibrer, exempelvis baserade på akrylat eller polyester.

Figur 4 visar ett exempel på placering av sensorenhet 2 i användarens handflata. Sensorenheten kan alternativï Vara placerad på annan plats, ex. på hand/arm eller i maskinens handtag. 10 15 '20 25 30 531 923 10 Figur 5 är en illustration av att sensorenheten 2 är flyttbar och kan alterneras mellan minst två positioner i det handskliknande arrangemanget. Det handskliknande arrangemanget la innefattar minst två fixeringselement mellan vilka sensorenheten 2 är flyttbar.

Fixeringselementen kan vara utformade som smà fickor, som kardborrelås eller annan typ av snabblàs. Eftersom sensorenheten 2 är flyttbar är centrum för mätpunkten anpassningsbar till den typ av maskin som är aktuell att använda.

Sensorenheten 2 kan innefatta medel för greppkraftsmätning. Greppkraft är en viktig parameter i överföring av vibrationer till handen. I en utföringsform utgör greppkraftsdata som beräkningsunderlag i den analyserande enheten 8 för pà~ och avslagning av vibrationsmätningen. Greppkraftsdata kan visualiseras i presentationsenheten 4 för att indikera en ökad vibrationsbelastning.

För anpassning till mätsituationer där höga transienter förekommer är det en fördel om sensorenheten 2 innefattar en yttre dämpande beläggning i anläggningsriktning mot maskinen. Ett exempel på maskin med höga transienter är en slagborrmaskin.

Figur 6 visar en alternativ utföringsform där textilien i form av ett band anordnas användarens fingrar.

Figur 7 visar en alternativ utföringsform där textilien är anordnad ett av användarens fingrar. Ett '53 'i 923 ll användningsområde för utföringsformen är en tandläkare som använder en tandborr eller tandslip.

Figur 8 visar att sensorenheten 2 kan ha en avlång form.

Uppfinningen begränsas inte till de ovan nämnda utföringsexemplen, utan kan varieras på många sätt inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (1)

1. 0 30 531 H33 l2 PATENTKRAV l. h) En anordning för mätning av kumulativ dos av vibrationer överford till en användare av en handhållen maskin, innefattande en sensorenhet anpassad för att placeras i handen på användaren för att mäta överförda vibrationer till användarens hand; en analyserande enhet vilken har medel för att hantera mätdata och beräkna vibrationsdos; en presentationsenhet; kannetecknad av att sensorenheten (2) är anordnad i en tunn textilie (1) varigenom sensorenheten (2) och textilien (1) är anpassade för att bäras under en skyddshandske, arbetshandske eller liknande; textilien (1) är tformad för att vid användning dras över användarens hand, varigenom sensorenheten (2) Vid mätning är placerad i en position mellan användarefls handflata (9) och maskinen; presentationsenheten (4) är anpassad att kommunicera trådlöst med den analyserande enheten (8) och presentationsenheten (4) är anordnad i ett band- alternativt remliknande fästelement (5), varigenom presentationsenheten (4) är anpassad att fästas på användarens arm- Anordningen enligt patentkrav l kannetecknad av att: sensorenheten (2) är knappliknande och kan alterneras mellan minst två positioner i användareflš handflata (9). Anordningen enligt patentkrav 2 kärnieteczknaci av att: den tunna textilien (1) är handskliknande (la)- lO 20 25 30 531 923 13 Anordningen enligt patentkrav 3 kännetecknad av att: den handskliknande textilien (la) innefattar minst två fixeringselement (2a, 2b) mellan vilka sensorenheten (2) kan alterneras (7). Anordningen enligt patentkrav 2, 3 eller 4 kännetecknad av att den analyserande enheten (B) är integrerad i den tunna textilien (1) i en position som gor den placerad på ovansidan av användarens hand eller handlov vid användning. Anordningen enligt patentkrav 5 kännetecknad av at:t den tunna textilien (l) innefattar ett kardborrelàs (10) där den ovanliggande delen avser täcka den analyserande enheten (8) när kardborrelåset (10) är i stängt läge. Anordningen enligt något patentkrav 4, 5 eller 6 kännetecknad av att den analyserande enheten (B) innefattar medel för att beräkna den kumulativa vibrationsdosen baserad på mätningar i sensorenheten (2) vilken innefattar ett sensorelement vilket är anpassad att utföra mätningar i minst 3 Vekt0f riktningar. Anordningen enligt patentkrav 5, 6 eller 7 kännetecknad av att smworaüæten(2) innefattar en yttre dämpande beläggnin9 i anläggnings riktning mot maskinen, varigenom anordningen är anpassad till en maskin vilken genererar höga vibrationstransienter. .5531 923 14 Anordningen enligt patentkrav 8 kännetecknad av atï: sensorenheten (2) innefattar medel för greppkraftsmätning och den analyserande enheten (8) är konfigurerad att använda indata från medlet för greppkraftsmätning för att beräkna om vibrationsmätning ska vara aktiverad eller inaktiverad.