드릴의 무게와 손목자세의 변화가 작업수행에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

오늘날 우리가 사용하는 수공구의 형태는 점차적으로 수동화 체계에서 기계화, 자동화 체계로 바뀌어 가고 있지만, 아직까지 여러 산업현장에는 수공구가 여전히 사용되고 있는 실정이다. 수공구를 사용하는 작업을 장기간 반복적으로 수행할 경우에 손, 팔, 어깨, 목으로 구성되는 상지의 근육과 섬유조직에 손상을 일으켜 점차적으로 상지의 기능을 저하시키거나 통증을 동반하는 누적 외상질병을 유발할 수 있다.
따라서, 본 연구에서는 수공구의 무게와 작업자세의 변화가 작업자에게 미치는 영향에 관해 연구함으로써 수공구의 적절한 무게와 작업자세를 결정하여 수공구를 사용하는 작업자들의 누적외상병(Cumulative Trauma Disorders; CTDs)예방에 기여하고자 한다.
본 연구는 판금속 드릴링작업시 드릴의 무게변화와 손목자세가 작업자에게 어떤 영향을 주는가에 대해서 연구를 하였다. 먼저 심리육체적인 방법을 사용하여 드릴의 무게와 손목자세가 변화함에 따라서 각각의 수준들의 조합에서 최대허용가능빈도(Maximum Acceptable Frequency; MAF)를 결정하고, 신체의 5개 부위에 대한 통증정도를 분석했다. 또한 각 세션동안의 근전도값을 분석하였다.
실험결과 손목각도와 드릴의 무게가 증가할수록 MAF값이 감소하는 경향을 나타내었다. 특히, 손목각도가 25°이상에서 MAF값이 급격하게 감소했고, 드릴의 무게증가에 따른 영향은 목표점에 가하는 힘이 5.4±0.2㎏으로 고정되어 있는 관계로 1.5㎏에서 일시적으로 MAF값이 증가했다가 2㎏에서 감소하는 형태를 보였다.
신체불편도 조사에서는 손목의 각도가 증가할수록 어깨, 손목, 몸통의 RPE값이 증가하는 경향을 나타내었다. 각 세션의 실험 전과 실험 후의 악력차이에 대한 결과는 손목의 각도가 25° 이상에서 악력의 변화가 크게 나타났으며 드릴의 무게의 경우 1.5㎏에서 악력변화가 가장 작았으며 2㎏에서 크게 증가했다. 다양한 손목각도와 드릴무게에서의 어깨근육과 전완근육의 활동치(EMG)에 대해서 역시 유의한 차이를 나타내지 못했다. 이러한 이유는 접지전극의 부착점이 다소 부정확한 것에서 비롯된 결과라고 추정된다. 따라서, 드릴링작업시 손목각도가 25도를 넘지 말아야 하고 드릴의 무게는 1.5㎏이 적당하다고 판단된다.
그러나, 보다 깊은 연구를 위해서는 목표점에 부하 되는 힘을 한국인에 맞게 조정하고, 드릴의 무게를 좀더 다양하게 선정하여 실험 할 필요가 있으며, 손목의 각도와 드릴의 무게뿐만 아니라 진동과 공구의 디자인에 관한 폭넓은 연구를 할 필요가 있다고 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

It has been noted that manual material handling(particular1y lifting) is a major occupational factor in lower back injuries. Acceptable work limits for lifting tasks were developed successfully through biomechanical, physiological, and psychophysical approaches.
However, there have not been many studies to determine acceptable work limits for handwrist work using a psychophysical approach. Proper utilization of the psychophysical approach can provide various ergonomic solutions to reduce the risk of developing Carpal Tunnel Syndrome(CTS).
Therefore, the primary focus of this research was to determine safe and acceptable frequencies for certain handwrist tasks which involve potential risks of developing CTS. The secend was to determine safe weight of handtool under the same condition.
The objectives of this study were to determine the effects of drill weight and wrist flexion on acceptable frequencies for a sheet metal drilling task which involves potential risks of developing CTD.
Two laboratory experiments were conducted; first, to determine the maximum acceptable frequency (MAF) for a simulated sheet metal drilling task at varying weights of drill and angles of wrist flexion using the psychophysical approach. Second, to examine the difference value of grip strength (GS) before and after each session under varying angles of wrist flexion. In the both experiments, the wrist posture(flexation) and the drill weight were required by the task was varied. Five healthy students served as subjects.
Results showed that the weight of drill and angle of wrist flexion had significant effect on the MAF. Specially, the MAF was significantly reduced as angle of wrist flexion increased. On the contrary, rating of perceived exertion (RPE) of shoulder, wrist, and body was reduced as angle of wrist flexion.
But muscle EMG didn't support the results of MAF. Results of the GS study showed that angle of wrist flexion had significant effect on the grip strength. Thus, the difference value of GS before and after each session was significantly increased at 25" wrist flexion and was the lowest at 1.5㎏ weight of drill.

목차 (Table of Contents)

• 목차 = ⅲ
• Ⅰ. 서론 = 1
• 1. 연구목적 = 1
• 2. 연구방법 및 범위 = 3
• 3. 연구동향 = 4
• Ⅱ. 수공구와 누적외상병 = 6
• 1. 누적외상병 = 6
• 2. 수공구와 누적외상병 = 10
• 3. 누적외상병의 확산과 예방 = 17
• Ⅲ. 근육활동과 드릴작업의 모의실험 = 20
• 1. 근육활동의 특성과 분석 = 20
• 1.1 근육활동의 특성 = 20
• 1.2 근육활동의 분석 = 21
• 2. 드릴작업의 모의실험 = 23
• 2.1 실험절차 및 방법 = 23
• 가. 피실험자 선발 = 23
• 나. 실험장비 = 23
• 다. 실험절차 = 23
• 2.2 드릴작업의 모의실험 = 24
• 가. 심물리적 작업빈도 = 24
• 나. 손목자세와 공구의 무게 변화 = 25
• 다. 드릴작업의 모의실험 = 26
• 라. 신체불편도 조사 = 26
• Ⅳ. 실험결과 및 분석 = 27
• 1. MAF값 결정 = 27
• 2. RPE 분석 = 29
• 3. 악력 비교 = 35
• 4. EMG 분석 = 37
• Ⅴ. 결론 = 40
• 참고문헌 = 42
• Abstract = 47