교원교육 제34권 제2호 (p.121-139)

저상작물의 작업 자세별 부하의 정량적 분석

The Biomechanical Analysis of Load on the Different Working Postures in Low-Lying Crops
키워드 :
농작업 자세,적분근전도,평균주파수,하지 관절모멘트,Agricultural working posture,Integrated EMG,Mean power frequency,Joint moment

목차

요 약
Ⅰ. 서 론
Ⅱ. 연구 방법
  1. 피험자 선정
  2. 실험기자재
  3. 실험 방법
  4. 자료처리방법
  5. 통계처리
Ⅲ. 연구 결과
  1. 근전도 분석
  2. 하지 관절모멘트 분석
Ⅳ. 논 의
  1. 근전도 분석
  2. 하지 관절모멘트 분석
V. 결 론
References
Abstract

초록

본 연구는 저상작물의 농작업에서 농작업자들이 많이 취하고 있는 다양한 작업 자세들 중에서 근골격계 질환의 위험요인이라고 할 수 있는 작업 자세들이 작업부하에 미치는 영향을 생체역학적으로 분석하는데 그 목적이 있다.
본 연구에 동원된 피험자는 최근 1년 이내에 신체에 아무런 부상이 없는 건강한 성인 남자 10명 이었다. 농작업 현장에 나타나고 있는 불균형 자세를 대상으로 근전도 분석, 3D 영상분석 및 지면 반력 측정을 통하여 작업 부하를 분석한 결과는 다음과 같다.
본 연구에서 상대적분근전도를 분석결과, 작업 자세는 두장근, 승모근, 척추기립근, 대퇴직근의 적분 근전도의 크기에 통계적인 차이를 나타내지 않았다(p>0.05). 그러나 엎드려 자세에서 두장근, 승모근, 척추기립근의 근활성도가, 쪼그려 자세와 엎드려 자세에서는 대퇴직근의 근활성도가 높게 나타났다. 따라서 자세에 따른 관련 근육의 활성화 정도가 다르기 때문에 작업 자세에 따라서 관련 근육의 부담을 고려하여 작업 자세를 수시로 바꾸어야 한다고 사료된다. 또한 작업 시간이 경과함에 따른 상대 적분근전도는 쪼그려 자세와 엎드려 자세에서 증가하는 경향을 나타냈다. 평균주파수는 각 근육별 자세에 따라서 나타나는 반응이 약간 다르게 나타났으며, 특히 쪼그려 자세의 경우 본 연구의 모든 근육에서 평균주파수가 감소하는 경향을 나타내어서 장시간 작업을 할 때 인체 모든 부위에 작업 부담을 주는 가장 불균형한 작업 자세라고 할 수 있다.
각 관절모멘트 분석결과, 발목관절에서는 엎드려 자세, 무릎관절에서는 선 자세, 고관절에서는 엎드려 자세의 최대모멘트가 각각 가장 크게 나타났다. 따라서 자세에 따라서 각 관절별로 작업 부하가 다르기 때문에 근골격계의 질환을 예방하기 위해서는 작업장 환경을 개선해야 한다고 판단된다.
The purpose of this study was to biomechanically analyze the effect of working postures, which represent risk factors of musculoskeletal diseases, on the workload among the various working postures employed by agriculture workers working significantly in agricultural work involving low-lying crops.
The Subjects employed in this study were ten healthy adult men who had experienced no physical injuries within the last one year. The workload of the unbalanced posture at agricultural work site were analyzed by using the electromyography, the 3D image analysis method and the ground reaction force measurement. Based upon the analysis results the following conclusions were obtained.
In this study the relative integrated EMG was not statistically significant(p>0.05) among the working postures in longus capitis, trapezius, erector spinae, rectus femoris. However, in the prone posture, the muscle activation of longus capitis, trapezius, erector spinae were high, and the muscle activation of the rectus femoris was high in the squat posture and the prone posture. Therefore, since the degree of muscle activation of the related muscles depends on the posture, it is necessary to change working postures occasionally in consideration of the burden on related muscles. Also, the relative integrated EMG showed a tendency to increase over time in the squat posture and in the prone posture.
The mean power frequency of each muscle was slightly different dependent upon posture. The mean power frequency of four muscles in the squat posture especially decreased with this working posture placing burdens on all parts of the human body if used for extended periods.
Analysis of each joint moment showed that the ankle joint's average moment was highest in the prone posture, the knee joint in the standing posture, the hip joint in the prone posture, respectively. Based on these results, the joint moment varied according to each joint's posture. Our findings indicate that the working environment should be improved in order to prevent musculoskeletal system injuries because the workload is different for each joint according to posture adopted.