Ergonomia dos membros inferiores do motorista de veículos de passeio utilizando modelos biomecânicos

Abstract

A ergonomia automotiva, mais especificamente a ergonomia do motorista, tem sido assunto de interesse da indústria automotiva como forma de diferenciar seus produtos frente à concorrência, oferecendo a seus clientes veículos que, além do desempenho, proporcionem também maior sensação de conforto. A ergonomia do motorista está relacionada à forma como ele interage com o habitáculo veicular, mais diretamente com o banco e controles manuais e não manuais, em termos de facilidades de acesso e espaço para movimentação adequada de seus membros superiores e inferiores. O projeto dos bancos e controles de forma a levar em conta os parâmetros antropométricos pode melhorar a ergonomia e o conforto do condutor de veículos de passeio. Com relação aos membros inferiores, o conforto do motorista pode ser quantificado em termos de momentos nas articulações e forças musculares, os quais são influenciados pelos ângulos assumidos pelas articulações do quadril, joelho e tornozelo, que por sua vez dependem da relação de distâncias entre banco e pedais. Uma vez com o pé apoiado no pedal, neste caso do acelerador, qualquer variação da distância horizontal ou vertical do banco ao pedal dada uma força de contato constante, acarretará em diferentes posições angulares e, consequentemente, diferentes momentos, que estão associados a maiores ou menores ativações musculares e maior ou menor fadiga e conforto do motorista. O presente trabalho tem como objetivo permitir a análise da ergonomia dos membros inferiores do condutor através do desenvolvimento de um modelo biomecânico cuja simulação, levando em conta os parâmetros antropométricos do usuário e dados reais de veículos de passeio, resulta em regiões de ajustes de banco mais ou menos confortáveis. Os resultados mostram que o modelo e a abordagem desenvolvidos podem ser utilizados como ferramenta para o estudo da ergonomia dos membros inferiores. As posições angulares relacionadas com a região de conforto representaram, no entanto, configurações consistentemente mais flexionadas das articulações quando comparadas a alguns dados da literatura, apesar de haver alguma aderência. Estes resultados mostram que são ainda necessárias melhorias no modelo para que este possa ser utilizado de maneira confiável para prever regiões de conforto e desconforto.

Vehicle ergonomics, more specifically driver ergonomics, has been the subject of interest in the automotive industry as a way to provide customers vehicles that have more than modern project, efficiency and competitive price. The driver ergonomics is related to the way the driver interacts with vehicle interior, particularly, with the seat, hand and foot controls, considering aspects such as ease of access, space, proper upper and lower limb motion and drivers comfort and fatigue. Regarding lower limbs, the driver s comfort can be evaluated in terms of joint moments and muscle forces, which are influenced by the hip, knee and ankle joint angles, which in turn depend on the distances between the seat and pedal. Variations in seat to pedal horizontal or vertical distances will result in different angular positions and, consequently, different joint moments and muscle forces, which are associated to greater or lower muscular activations and greater or lower driver s fatigue. The present work aims at allowing the analysis of the driver's lower limbs ergonomics through the development of a biomechanical model which, by the use of driver and vehicle real parameters, results in seats adjustments related to more or less comfort. The study shows that the proposed model and framework can be successfully used to investigate driver s ergonomics. Results show some agreement with experimental data but predicted most comfortable regions are characterized by more flexed joint configurations when compared to literature data. This indicates the necessity of future model improvements.