Mechanical simulation for an ergonomic analysis of the workstations: elbow and forearm case
Simulation mécanique pour l'analyse ergonomique des postes de travail : cas du coude et de l'avant-bras
Résumé
Workstations design has a direct impact on working conditions. Ergonomics takes an important place in the industry. Musculoskeletal disorders (MSD) appear more and more frequently as working diseases. The purpose of this thesis is the design of motion analysis tools of the upper extremity that can be used to improve the ergonomics of workstations and decrease the risks of MSD appearance. The main contributions presented in this thesis are: - A biomechanical model of the upper extremity based on functional anatomy ; - A complete processing chain, from motion capture to muscle forces estimation in an inverse dynamics approach; - The definition and the evaluation of additional constraints that can simulate the co-activation of the antagonism muscles ; - The presentation and the evaluation of an muscle forces computation method based on interpolation; - The definition and the evaluation of an ergonomic criterion usable to evaluate the painfulness of a motion.
L'ergonomie est un facteur de conception des postes de travail important, l'apparition de troubles musculo-squelettiques (TMS) y étant directement liée. L'objectif de cette thèse est la conception d'outils d'analyse du membre supérieur utilisables pour améliorer l'ergonomie des postes de travail et diminuer les risques d'apparition de TMS. Les contributions principales de cette thèse sont : - Un modèle biomécanique du membre supérieur basé sur l'anatomie fonctionnelle ; - Une chaine de traitement complète, de la capture de mouvements à l'estimation des efforts musculaires « par dynamique inverse » ; - L'ajout de contraintes complémentaires simulant la co-activation des muscles agonistes et antagonistes au mouvement ; - La présentation et l'évaluation d'une méthode d'estimation des efforts musculaires par interpolation ; - La définition et l'évaluation d'un critère ergonomique permettant d'évaluer la pénibilité d'un mouvement.
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