Sie sind hier
E-Book

Funktionales Modell der Einstiegsbewegung in einen PKW.

AutorAlexander Cherednichenko
VerlagHerbert Utz Verlag
Erscheinungsjahr2008
Seitenanzahl185 Seiten
ISBN9783831607662
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis36,99 EUR

Die vorliegende Arbeit liefert die Grundlagen für eine realistische Bewegungssimulation zur Beurteilung des Ein- und Ausstiegskomforts in der Fahrzeugentwicklung. An einem variablen Fahrzeugmodell wurden die Einstiegsbewegungen von Versuchspersonen in unterschiedlichen Fahrzeugkonfigurationen erfasst, ausgewertet und analysiert. Die komplexe Einstiegsbewegung in einen Pkw kann auf die Bewegung der führenden Körperteile in jeweils einer Ebene reduziert werden.

Die Lage der Ebene wird aus den anthropometrischen und fahrzeugspezifischen Abmessungen geschätzt. Die ermittelten Zusammenhänge werden erläutert und zu einem funktionalen mathematisch-statistischen Modell zusammengefasst. Die Bewegung der anderen (geführten) Körperteile wird aus den Bedingungen des dynamischen Gleichgewichts unter Verwendung von Trägheitskräften prognostiziert und mit dem Menschmodell RAMSIS visualisiert. Eine abschließende Versuchsreihe plausibilisiert und bestätigt das Modellierungs- und Simulationskonzept

Kaufen Sie hier:

Horizontale Tabs

Leseprobe

2 Theoretische Einordnung (S. 12-13)

2.1 Bewegungsregulation
Die Erfassung, Übertragung, Verarbeitung und Verwendung von Informationen zur Organisation von Lebensprozessen wird als biologische Regulation bezeichnet. Die Bewegung (vgl. Abschnitt 1.2.1) als Bestandteil menschlicher Tätigkeit kann somit als biologische Regulation zur Erreichung von Bewegungsaufgabe verstanden werden. Daraus resultiert, dass die Bewegungsregulation sehr eng mit der Aufnahme, Verarbeitung und Anwendung von Informationen zur Planung und Abstimmung von Bewegungen verbunden ist.

Die Theorien, wie eine komplexe Bewegung geplant und abgestimmt (koordiniert) wird, gehen auseinander. In der Bewegungs- bzw. Verhaltensforschung gibt es bis heute noch keine einheitliche Sichtweise, welche Vorgänge im Körper ablaufen, bevor eine Bewegung vollzogen wird. In den letzten Jahren haben sich zwei Richtungen abgezeichnet. Die erste wird als „motor approach" oder „motor control" (d. h. motorisch basierte Regulation) bezeichnet und betrachtet die Bewegung aus motorischer bzw. dynamisch-technischer Sicht. Die andere wird „action control" (d. h. handlungsbasierte Regulation) genannt und erklärt das Prinzip der Bewegungsregulation mehr aus wahrnehmungstechnischen Gesichtspunkten [Mora97 S. 569].

Daraus ergeben sich unterschiedliche Sichtweisen auf die Struktur des Regulationssystems. Eine allgemeine (auch mathematische) theoretische Fundierung erhält die Frage nach der Bewegungsregulation seitens der Regelungstheorie. Die Ausgangsgröße – Bewegungsvollzug – wird demnach auf das angestrebte Systemverhalten – Bewegungsziel – abgestimmt. In seinen Untersuchungen bestätigt Hacker [Hack67 S. 126] den Ansatz von Setschenow, der die Frage nach der Determination der Bewegungskoordination auf die übergreifende Frage nach der Determination des jeweiligen Regulationssystems verschiebt, d. h. auf seine Art und Wirkungsform, die primär von der Aufgabenstellung abhängig ist. Infolgedessen hängt die Struktur der Bewegung in erster Linie vom Sinngehalt der Aufgabe, also vom Bewegungsplan, und nicht von äußeren Bewegungsmerkmalen ab.

Der übergeordnete Regelkreis ist daher das langfristige Planen [Smke93 S. 405] und die Bewegungsplanung ist demnach ein wichtiger Baustein der Bewegungsregulation. Das Ergebnis des Planens ist die Führungsfunktion des Handelns [Smke93 S. 405]. Die äußeren Bewegungsmerkmale z. B. Körperwinkel, Lageänderungen der einzelnen Körperteile, Geschwindigkeit oder Zeit der Bewegung sind individuelle Randbedingungen und bestimmen die Ausprägung der zielgerichteten Bewegung [Ster04 S. 5]. Wie diese äußeren Merkmale angeordnet und abgestimmt werden, um das festgelegte Bewegungsziel zu erreichen, hängt von der Steuerung des Bewegungsvollzuges ab.

Der Begriff „Steuerung" ist das Synonym zum Begriff „Führung". Verknüpft mit der Bewegung hat die Bewegungssteuerung bzw. -führung die Aufgabe, die Frage nach der detaillierten Vorgehensweise bzw. dem Programm zur Umsetzung des Bewegungsplans zu beantworten. Der eigentliche Regler ist der menschliche Bewegungsapparat, der bei seiner dynamischen Funktion stabilisiert werden muss. Die Stabilisierung ist eine wichtige Eigenschaft der Bewegungsregulation. Hierbei geht es um die unmittelbare Ausführung des Bewegungsvollzuges und um die Minimierung von Abweichungen bestimmter dynamischer Zustände. In einem Regelkreis z. B. werden Systemabweichungen über die Rückkopplung durch den Regler korrigiert.

Im willengesteuerten Handeln wird eine solche Rückkopplung als Reafferenz bezeichnet. Rückgekoppelte Afferenzen und ihre Verarbeitung zum Zwecke der Regulation sind ein wesentlicher Grundbestandteil des Mechanismus der Willkürbewegung [Hack67]. Zusammenfassend lassen sich die einzelnen Aufgaben der Bewegungsregulation in Anlehnung an die Regelungstheorie in die folgenden drei Gruppen einteilen

Inhaltsverzeichnis
Zusammenfassung8
Abstract10
Danksagung12
Inhaltsverzeichnis13
Begriffe16
1 Motivation und Forschungsbedarf18
1.1 Ein-/Ausstieg in der Fahrzeugkonzeptentwicklung18
1.1.1 Ein-/Ausstiegsanalyse als Aufgabe der Fahrzeugergonomie18
1.1.2 Anforderungen an eine ergonomische Ein-/Ausstiegskonstruktion19
1.1.3 Fahrzeugkonzept und Konzeptparameter20
1.1.4 Konzeptspezifische Zusammenhänge21
1.2 Ansätze zur Bewegungsmodellierung und -simulation23
1.2.1 Definition von Bewegung und Modell23
1.2.2 Modellierungs- und Simulationsansätze für Ein-/Ausstieg23
1.3 Forschungsbedarf und Aufgabenstellung25
1.3.1 Einleitende methodologische Betrachtung25
1.3.3 Aufgabenstellung26
1.3.4 Lösungsansatz27
2 Theoretische Einordnung29
2.1 Bewegungsregulation29
2.2 Bewegungsplanung30
2.2.1 Bewegung als Gegenstand psychologischer Untersuchungen30
2.2.2 Handlung in der Bewegungsregulation31
2.2.3 Zielbildung und Festlegung des Handlungsweges32
2.3 Bewegungsstabilisierung33
2.3.1 Gelenk- und Muskelfunktionen für die Kraftübertragung33
2.3.2 Der menschliche Bewegungsapparat35
2.3.3 Gültigkeit biomechanischer Regeln und Prinzipien36
2.4 Bewegungssteuerung37
2.4.1 Zentrales Nervensystem und Bewegungsprogrammierung37
2.4.2 Motorisches Lernen und Komplexität von Bewegungsverläufen39
2.5 Zusammenfassung zur Gesamteinordnung40
3 Methodik42
3.1 Forschungsansatz42
3.1.1 Ablaufplanung des Forschungsprozesses42
3.1.2 Vorbereitung von Entscheidungen bei der Datenanalyse43
3.2 Bewegungsmessung und Bewegungsrekonstruktion44
3.2.1 Methoden der Bewegungserfassung44
3.2.2 Motion Capturing System VICON45
3.2.3 Variables Ein-/Ausstiegsmodell (VEMO)46
3.2.4 Anforderungen an den Versuchsaufbau48
3.2.5 Bewegungsrekonstruktion49
3.3 Bewegungsanalyse51
3.3.1 Einstiegsstrategien und Bewegungsphasen51
3.3.3 Festlegung der Analysebewegungen52
3.3.4 Anforderungen an die Bewegungsmodellierung55
3.3.5 Messgenauigkeit und Fehlerminimierung56
3.3.6 Vorgehensweise zur ganzheitlichen Bewegungsanalyse58
3.4 Mathematisch-statistische Analyse60
3.4.1 Beschreibung der Bewegungsdaten60
3.4.2 Multivariate statistische Modelle60
3.4.3 Funktionale Datenanalyse62
3.5 Festlegung der Modellparameter64
3.5.1 Umgebungsspezifische Parameter64
3.5.2 Bewegungsspezifische Parameter65
4 Versuchsdurchführung und Bewegungsanalyse67
4.1 Empirische Basiserhebung (Versuch A)67
4.1.1 Zielsetzung67
4.1.2 Probandenkollektiv67
4.1.3 Konfigurationsauswahl68
4.1.4 Versuchsablauf71
4.2 Analyse der Bewegungsstrukturen72
4.2.1 Struktur der Einstiegsbewegung72
4.2.2 Festlegung der Planungsphasen72
4.2.3 Festlegung der Funktionsphasen73
4.2.4 Biomechanische Betrachtung der Funktionsphasen75
4.2.5 Beanspruchungen im Bewegungsapparat beim Einstieg78
4.3 Definition führender Körperteile81
4.3.1 Bewegungsbestimmende Körperteile und motorische Führung81
4.3.2 Hypothese der planaren Raumkoordination83
4.3.3 Kriterien zur Bestimmung der Führungsabschnitte84
4.3.4 Interindividuelle Streuung87
4.4 Erweiterte Versuchsreihe (Versuch B)88
4.4.1 Zielsetzung88
4.4.2 Probandenkollektiv89
4.4.3 Konfigurationsentwicklung90
4.4.4 Versuchsablauf91
4.5 Theorie der allgemeinen Bewegungskoordination92
4.5.1 Nachweis der allgemeinen funktionalen Bewegungsregulation92
4.6 Bestätigung der allgemeinen Bewegungskoordination95
5 Bewegungsmodellierung96
5.1 Bewegung führender Körperteile96
5.1.1 Zur allgemeinen Systembetrachtung96
5.1.2 Phase I: Annäherung96
5.1.3 Phase II: Stabile Stützposition einnehmen98
5.1.4 Phase III: Sitzposition einnehmen113
5.1.5 Phase IV: Überführung in die frontale Sitzposition122
5.1.6 Phase V: Fahrerhaltung einnehmen132
5.1.7 Zeitliche Phasensynchronisation133
5.2 Ableitung der Stabilitätsparameter134
5.2.1 Gültigkeitsbereiche der Modellparameter134
5.2.2 Verwendung von Stabilitätsparametern im Bewegungsmodell135
6 Bewegungssimulation138
6.1 Gesamtkonzept der Bewegungssimulation138
6.2 Abbildung auf RAMSIS139
6.2.1 Lösungsweg des Abbildungsproblems139
6.2.2 Anpassung des Modells an die reale Bewegung139
6.3 Definition der Stützhaltungen141
6.4 Einführung des Kraft-Haltungsmodells143
6.4.1 Statische Kraft-Haltungsprognose143
6.4.2 Dynamische Kraft-Haltungsprognose144
7 Plausibilisierung des Modells146
7.1 Inhalt und Umsetzung146
7.1.1 Plausibilisierungsansatz (Versuch C)146
7.1.2 Probanden- und Konfigurationsauswahl147
7.1.3 Plausibilisierung des Bewegungsmodells148
7.1.4 Plausibilisierung der Bewegungssimulation152
7.2 Diskussion der Abweichungen155
8 Diskussion157
8.1 Bewertung der Ergebnisse157
8.2 Diskomfortempfinden beim Ein-/Ausstieg159
8.3 Weitere Schritte zum allgemeinen Bewegungsmodell160
9 Anhang161
9.1 Einstiegsstrategien161
9.1.1 „Schlüpf“-Strategie161
9.1.2 „Fädel“-Strategie161
9.1.3 „Plumps“-Strategie161
9.1.4 „Hürden“-Strategie161
9.2 Bewegungsrichtungen, -ebenen und -achsen162
9.3 Markerpositionierung163
9.4 Verstellbereiche der VEMO-Knoten164
9.5 Spezifische Gesamtfahrzeugmaße165
9.6 Versuchsdokumentation.166
9.6.1 Versuch A: Checkliste zur Konfigurationseinstellung166
9.6.2 Versuch A: Reihenfolge der Versuchskonfigurationen167
9.6.3 Versuch A: Vermessungstabelle167
9.6.4 Versuch A: Versuchsablaufplan168
9.6.5 Versuch B: Versuchskonfigurationen169
9.6.6 Versuch C: Körpermaße und Körperteilmassen der Testperson170
9.6.7 Versuch C: Fahrzeugmaße der Plausibilisierungskonfiguration171
9.6.8 Versuch C: Analysepunkte am RAMSIS171
9.7 Abbildungsverzeichnis172
9.8 Tabellenverzeichnis175
9.9 Literaturverzeichnis177
Ergonomie184

Weitere E-Books zum Thema: Sonstiges Gesundheit - Medizin

Asset Securitization im Gesundheitswesen

E-Book Asset Securitization im Gesundheitswesen
Erfahrungen in den USA und anderen Ländern als Basis einer Abwägung von Einsatzmöglichkeiten in Deutschland Format: PDF

Ulrich Franke geht auf die Schwierigkeiten des Kapitalmarktzugangs für Non-Profit-Unternehmen ein und analysiert, inwieweit ABS als Eigenkapital schonende Finanzierungsform eingesetzt werden kann.…

Chancen für das deutsche Gesundheitssystem

E-Book Chancen für das deutsche Gesundheitssystem
Von Partikularinteressen zu mehr Patientennutzen Format: PDF

Die Kosten im deutschen Gesundheitssystem steigen, zugleich werden Qualitätsprobleme immer offensichtlicher - trotz aller Reformbemühungen. Die Autoren gehen davon aus, dass nicht Kostenkontrolle,…

Chancen für das deutsche Gesundheitssystem

E-Book Chancen für das deutsche Gesundheitssystem
Von Partikularinteressen zu mehr Patientennutzen Format: PDF

Die Kosten im deutschen Gesundheitssystem steigen, zugleich werden Qualitätsprobleme immer offensichtlicher - trotz aller Reformbemühungen. Die Autoren gehen davon aus, dass nicht Kostenkontrolle,…

Immobilienmanagement in Nonprofit-Organisationen

E-Book Immobilienmanagement in Nonprofit-Organisationen
Analyse und Konzeptentwicklung mit Schwerpunkt auf kirchlichen und sozialen Organisationen Format: PDF

Uwe Heller entwickelt ein theoretisch fundiertes und zugleich praxisnahes strategisches Immobilienmanagementkonzept, das insbesondere die Führung kirchlicher und sozialer Organisationen dabei…

Holistische Innovation

E-Book Holistische Innovation
Konzept, Methodik und Beispiele Format: PDF

Mit Innovationen können wir unsere Zukunft gestalten. Doch wie lassen sich Risiken und Wertschöpfung vereinbaren? Und wie kann man Innovationsprozesse so organisieren, dass systematisch gehandelt…

Das Operationsteam

E-Book Das Operationsteam
Eine Analyse der Verhältnisse der Zusammenarbeit im Operationssaal Format: PDF

Roger Gfrörer analysiert die Verhältnisse der Zusammenarbeit im Operationssaal anhand eines Frameworks, das die Einflussfaktoren auf das Teamverhalten in zwei handlungsleitende Dimensionen…

Regionale Leistungs- und Krankenhausplanung

E-Book Regionale Leistungs- und Krankenhausplanung
Ein Simulationsmodell auf Basis eines Ameisenalgorithmus Format: PDF

Axel Focke erarbeitet ein Modell, das es ermöglicht, mit Hilfe eines Ameisenalgorithmus unterschiedliche Einflüsse, z.B. Politikänderungen, verändertes Patientenverhalten und Verschiebungen von…

Nonprofit-Organisationen und Märkte

E-Book Nonprofit-Organisationen und Märkte
7. Internationales Colloquium der NPO-Forscher im März 2006 an der Universität Freiburg, Schweiz Format: PDF

Über das Thema Nonprofit-Organisationen und Märkte diskutierten namhafte Wissenschaftler anlässlich des 7. Internationalen Colloquiums der NPO-Forscher am 16. und 17. März 2006 an der Universität…

Weitere Zeitschriften

Archiv und Wirtschaft

Archiv und Wirtschaft

Fachbeiträge zum Archivwesen der Wirtschaft; Rezensionen Die seit 1967 vierteljährlich erscheinende Zeitschrift für das Archivwesen der Wirtschaft "Archiv und Wirtschaft" bietet Raum für ...

EineWelt

EineWelt

Eine Anregung der Gossner Mission zum verbesserten Schutz indigener Völker hat Bundespräsident Horst Köhler aufgegriffen: Er hat auf Anregung des Missionswerkes eine Anfrage an die Bundesregierung ...