Biomechanische Analyse der Wirksamkeit von Exoskeletten beim Einsatz an industriellen Arbeitsplätzen

Autoren: Glitsch, Johns, Heinrich

Kategorie: Wirksamkeit und Anwendbarkeit von Exoskeletten in der Arbeitswelt

Chair: Heinrich

Beitragskurzfassung:
Seit einigen Jahren werden vermehrt Exoskelette (ES) für den Einsatz an industriellen Arbeitsplätzen angeboten, die einen Entlastungseffekt durch Reduktion der Muskel-Skelett-Belastungen bewirken und damit langfristig Muskel-Skelett-Beschwerden (MSB) vorbeugen sollen. In diversen Laborstudien konnten einzelne Wirkeffekte durch die ES nachgewiesen werden (1). Ob diese Effekte allerdings ausreichen, um auch in der Praxis an einem Arbeitsplatz einen nachhaltigen Entlastungseffekt zu erzeugen, um MSB zu verringern bzw. deren Entstehung vorzubeugen, bleibt bisher weitgehend unbeantwortet. Mit einem kombinierten Ansatz aus Labor- und Feldstudie soll ein generell einsetzbares Instrument geschaffen werden, um die biomechanische Wirksamkeit von ES besser und objektiv erfassen zu können. Dazu wurde ein komplexer biomechanischer Mess- und Modellierungsansatzes entwickelt, der neben der Elektromyographie (EMG), die Drehmomentunterstützung des ES und die damit verbundene Krafteinwirkung auf die zu unterstützenden Körperbereiche betrachtet (2). Mit verschiedenen aktiven und passiven rumpfunterstützenden ES wurden Tests sowohl im Labor wie auch im Feld durchgeführt und die biomechanische Wirksamkeit analysiert. Die zentrale Eingangsgröße ist die jeweilige Unterstützungskennlinie eines ES. Bei passiven Exoskeletten kann diese experimentell ermittelt werden, wohingegen bei aktiven Systemen der Zugriff auf die jeweilige momentane Drehmomentunterstützung des Antriebes erforderlich ist. Die biomechanische Modellierung liefert dann – neben den äußeren Kräften, die durch das ES auf das Muskel-Skelett-System (MSS) einwirken – auch die inneren Belastungen des MSS wie Gelenkmomente und Kompressionskräfte. Können im Labor vorwiegend standardisierte Bewegungsabläufe gut analysiert werden, so zeigen die Feldmessungen das breite Spektrum der unterschiedlichen Tätigkeitsaufgaben. Hierbei sind neben den belastenden Tätigkeiten auch die immer notwendigen Nebentätigkeiten zu erfassen, wo das ES evtl. stört oder aus Sicherheitsgründen nicht eingesetzt werden kann. Literatur: (1) de Looze et al. (2016): Ergonomics, 671-681. (2) Glitsch et al. (2019): Z. Arb. Wiss. online.

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Raum 1
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Glitsch, Johns, Heinrich