Among various manual materials handling tasks, pushing/pulling was known to be one of the risk factors for the low back and shoulder musculoskeletal disorders (MSDs). This study was conducted to find out an optimal solution set of the handle height and distance for 4-wheel cart with two vertical handles. Ten male college students participated in the pushing force measurement experiment. The face-centered cube design, one of the central composite designs, was applied for the experiment, and the isometric voluntary pushing force was measured in 9 treatment conditions. The second order response surface model was predicted by using the pushing strength as a response variable, and the handle height and distance as independent factors. According to the 2nd order response model, the handle height and distance showed nonlinear relationship with the isometric pushing strength. To maximize the 2nd order response model (pushing force), the handle height and distance were optimized. The optimal handle height was 'xyphoid process height - stature', and the optimal handle distance was '$1.25{\times}shoulder$ width'. When calculated using the anthropometric data of the subjects of this study, the optimal handle height was $115.4{\pm}3.4$ cm, slightly higher than the elbow height, and the handle distance was $52.9{\pm}2.3$ cm.
Manual materials handling tasks are the main risk factors for the work-related musculoskeletal disorders. Many assistant tools for manual materials handling are being used in various kind of industries. One of them is a 4-wheeled cart which is widely used in manufacturing factories, hospitals, etc. The major force required to control the 4-wheeled cart is pushing and pulling. There are two types of handles being used for the 4-wheeled cart : vertical type (two vertical handles), and horizontal type (one horizontal handle). This study tried to investigate the pushing forces and subjective discomforts (hand/writst, shoulder, low back, and overall) of the two handle types with different handle height and distance conditions. Twelve healthy male students (mean age = 23.4 years) participated in the experiment. The independent variables were handle angle (horizontal, vertical), handle height (low, medium, high), and handle distance (narrow, medium, wide). The full factorial design was used for the experiment and the maximum pushing forces were measured in 18 different conditions ($2{\times}3{\times}3$). Analysis of variance (ANOVA) procedure was conducted to test the effects of the independent variables on the pushing force and discomfort levels. Handle height and angle were found to be the critical design factors that affect the maximal pushing forces and subjective discomfort. In the middle height, subjects exerted higher pushing forces, and experience lower discomfort levels compared to the high, and low height. There was no statistical influence of the handle distance to the pushing forces and subjective discomfort levels. It was found out that the effects of the handle angle (horizontal and vertical) on both pushing force and subjective discomfort were statistically significant (p < 0.05). The vertical handle revealed higher pushing force and lower discomfort level than the horizontal handle. The reason for that was thought to be the different postures of the hand when grasping the handles. The horizontal handle induced pronaton of the hand and made hand posture more deviated from the neutral position.
Journal of Korea Entertainment Industry Association
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v.14
no.7
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pp.519-528
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2020
Purpose of this study is to analyze the changes in state anxiety, heart rate, and fall efficacy of the elderly through the handle height of walking assistant vehicle (WAV). The subjects were 32 elderlies. WAV was in the form of strollers, and it's handle height was set as 48% of a subject's total height. Also, it's height was divided into 48, 43, 38%. To measure the state anxiety, Korean State-Trait Anxiety Inventory was used and to measure the heart rate, Fitbit Charge 2 wrist heart rate monitor was used. To measure the fall efficacy, Fall Efficacy Scale-Korea was used. As the results of state anxiety and heart rate, the statistically significant increase showed continuously through the decrease of the handle height of WAV. As the results of fall efficacy, the statistically significant decrease showed continuously through the decrease of the handle height of WAV. In all of the post hoc test, the results of the state anxiety and fall efficacy showed significant difference among the each handle height of WAV and the results of the heart rate showed significant difference between the 48, 43% and 38% handle height of WAV. Thus, to decrease the state anxiety and heart rate and increase the fall efficacy of the elderly, the handle height of WAV should be properly positioned and considered to adjust to 48% of the user's total height.
Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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v.20
no.43
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pp.197-204
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1997
Torques on each joint, the compression on L5/S1 disc, the force on hand of a rider are estimated using a static biomechnic model. Forces that the rider applies to the pedals, saddle and handle during starting and speeding are estimated using static mechanics. Physical stress is considered accroding to handle height and horizontal distance between handle and pedal. When handle height is higher in normal speeding, the force on handle and sum of torques on each joint decreases.
This study evaluated three forces (lifting, pushing and twisting) required to maneuver the single-wheel barrows according to handle height, width, horizontal angle and vertical angle. The four independent variables were varied in two levels. Handle height was varies in two levels : 'knuckle height (KH)' and 'KH + 0.1 ${\times}$ stature'. The two handle widths were '1.5 ${\times}$ shoulder width (SW)' and '1.75 ${\times}$ SW'. Two angles of $0^{\circ}$ and $15^{\circ}$ were used for horizontal and vertical angles. The 24 factorial design was used in the experiment. Twelve healthy male students (undergraduate and graduate) participated in the experiment. Subjects exerted three forces (pushing, lifting, and twisting clockwise) in each experimental condition. The order of 16 treatment conditions was determined randomly. Results showed that the effects of the four factors were different according to three forces. While lifting and twisting forces were higher in 'knuckle height', the pushing force was higher in 'KH + 0.1 ${\times}$ stature' (p < 0.05). Lifting and pushing forces showed higher values in the horizontal angle $0^{\circ}$ than in $15^{\circ}$. Handle width and vertical angle showed no statistically significant main effects on three forces (p > 0.05). Results of this study could be used as basic data for the ergonomic design of handle variables of one- or two-wheel barrows.
This study evaluated the effects of the handle width(shoulder width, 1.25${\times}$shoulder width, 1.5${\times}$shoulder width), height(3 levels : knee, medium, knuckle) and horizontal angle($0^{\circ}$, $10^{\circ}$) on the pushing, lifting, and twisting strengths which were required for carrying single or two wheel barrows. Twelve healthy college students(male) participated in the experiment. In each experimental condition($3{\times}3{\times}2$=18), the subjects exerted three forces(pushing, lifting, and twisting clockwise). The experimental conditions and three forces were tested in random order, and a minimum 2 minutes of rest was provided between exertions. Results showed that the mean and maximum pushing forces showed greater values when the horizontal angle was $0^{\circ}$ than $10^{\circ}$(p=0.016). However, the three independent variables had no statistically significant effects on the lifting forces(p>0.1). The mean and maximum twisting forces increased as the handle width became larger(p<0.05). Also, there was a marginal effect of the horizontal angle(p=0.065) on the twisting force. From the results of this study, the horizontal angle of $0^{\circ}$ and the wider handle width were suggested for the design of single-wheel barrows.
Handles on objects are very important to increase the safety and efficiency of manual handling of people who use them. In this study, four different prototype cartons combined with auxiliary handles were designed to determine the optimal handle position of cartons through the evaluation of user preferences. Twenty male students are participated in the experiment. Likert-5 point summated rating method was applied to evaluate the user preferences for provided handles of the carton among upper, middle, and lower position under the four different sizes and materials handling conditions(carrying positions). The results show that the subjects preferred upper part of the handle on the small cartons regardless of the carrying positions while upper and middle parts of the handle on the big cartons for handling above the waist height were preferred. An optimal handle position depending on the different sizes of carton and the different carrying positions were recommended based on the results of evaluation. It is thus recommended that the cartons provide handles on its relevant position depending on the size and materials handling condition to reduce the musculoskeletal stress and in turn to increase the user satisfaction.
Korean Journal of Computational Design and Engineering
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v.17
no.2
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pp.132-139
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2012
Presented in the paper is a procedure to extract simplified triangular mesh from a height map (terrain data). The proposed algorithm works directly on a height map that extracts a simplified triangular mesh. For the simplification, the paper employs an iterative method of edge contractions. To determine an edge to be contracted, the contraction cost of an edge is evaluated through the QEM method. Normally, an edge contraction will remove two triangles sharing the edge. Although the edge contraction can be implemented easily on a triangular mesh, it is not viable to implement the operation on a height map due to the irregular topology. To handle the irregular topology during the simplification procedure, a new algorithm is introduced.
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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2022.04a
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pp.218-219
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2022
Among the Barrier Free (BF) certification evaluation items for public facilities, at which position the standard for the effective height of the stair railing handle should be calculated is not clearly determined. Because of this, not only the evaluation standards of the certification authority and the evaluation committee are different, but disputes are occurring between the ordering organization, the design company, and the construction company. Therefore, the stair railing installation standard laws for public facilities were analyzed and through a case study of institutions that obtained the BF certification, problems were analyzed. The results of problem analysis reveal the following. 1) The standards of the Ministry of Health and Welfare and the Ministry of Land, Infrastructure, and Transport were different. 2) The effective height calculation standard was ambiguous, and disputes occurred frequently. To solve this problem, we proposed improvement plans for calculating the height of the stair railing that can comply with laws while ensuring safety.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.22
no.8
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pp.523-529
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2010
We investigate two-dimensional laminar flow around rectangular cylinders placed in a uniform stream. Numerical simulations are performed, using finite volume method, in the ranges of $50{\leq}Re{\leq}150$ and $0.1{\leq}W/H{\leq}1.0$, where Re and W/H are the Reynolds number and the width-to-height ratio, respectively. The immersed boundary method is used to handle the rectangular cylinder in a rectangular grid system. Comparisons with the previous results show good agreement in Strouhal number, drag and lift coefficient. The present study reports the detailed information of flow structure at different width-to-height ratios in the ranges of $50{\leq}Re{\leq}150$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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