李燦，戴文濤，程穎，李君, 2

(1. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，廣州市，510642；2. 南方農(nóng)業(yè)機(jī)械與裝備關(guān)鍵技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州市，510642)

0 引言

我國果園種植總面積和水果總產(chǎn)量穩(wěn)居世界首位，截至2019年，我國果園種植面積約為1.23×105khm2，水果產(chǎn)量約為2.74×109t，是世界第一大水果消費(fèi)國，然而果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入并未提高，影響果農(nóng)收入的重要因素就是水果的產(chǎn)量和質(zhì)量，而施肥是果園生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要一環(huán)，合理、有效的施肥對(duì)于果實(shí)品質(zhì)的提升和產(chǎn)量的增加具有重要意義[1-3]?，F(xiàn)階段我國果園施肥方式主要有人工施肥、水肥一體化施肥和機(jī)械化施肥。人工施肥勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，且人工撒施不均勻易造成肥料的浪費(fèi)，無法保證精準(zhǔn)施肥，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代果園施肥管理作業(yè)的需求；水肥一體化施肥方式一次性投資較大，滴灌設(shè)備易堵塞和腐蝕損壞，長期過濕易引起根系窒息，進(jìn)而影響果樹發(fā)育和果品的質(zhì)量；機(jī)械化施肥中常用的方式有挖穴施肥和開溝施肥，挖穴施肥具有施肥集中、肥效快、破土量小等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為果園施肥的主要方法之一[4-5]。

現(xiàn)階段挖穴施肥的相關(guān)技術(shù)主要側(cè)重于挖穴關(guān)鍵部件的研究，張卓偉[6]對(duì)蕉園自走式壓穴施肥機(jī)的壓穴機(jī)構(gòu)及施肥機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)及優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了蕉園自走式壓穴施肥機(jī)可變位、變深和變量施肥作業(yè)決策；楊洲等[7]通過自行研制的果園便攜式電動(dòng)挖穴施肥機(jī)與手持式汽油挖穴機(jī)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)表明自主研制的果園便攜式電動(dòng)挖穴機(jī)具有更好的操作性、舒適性、可靠性和實(shí)用性；劉彪[8]通過對(duì)施肥機(jī)旋切機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析及設(shè)計(jì)，建立了旋切機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，施肥深度在一定范圍內(nèi)可進(jìn)行調(diào)節(jié)；張洪[9]通過分析挖穴理論得到鉆頭的臨界工作轉(zhuǎn)速和不堵死的臨界工作條件，對(duì)鉆頭的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)一種定量施肥的施肥裝置；英國OPICO公司[10]采用液壓傳動(dòng)的方式，可根據(jù)地面的坡度對(duì)鉆頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，操作更加方便靈活。盡管相關(guān)學(xué)者對(duì)挖穴裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定的改進(jìn)，開展了一系列的挖穴理論研究，但仍不能較好地完成定量挖穴施肥作業(yè)。

便攜式施肥器具有體積小、攜帶便捷、施肥量可人工調(diào)節(jié)、生產(chǎn)成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，但在進(jìn)行挖穴作業(yè)時(shí)需一定人力去背負(fù)、提舉和施力，人體會(huì)隨工作次數(shù)的增加而逐漸產(chǎn)生疲勞，為了研究該機(jī)作業(yè)時(shí)作業(yè)疲勞的程度，從人體疲勞性層面對(duì)該機(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用主觀問卷調(diào)查、客觀生理特征信號(hào)測量和主客觀結(jié)合的方法，進(jìn)行基于人體生理特征的疲勞程度試驗(yàn)研究[11-13]，為提升便攜式油動(dòng)施肥器工作舒適度、優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)和更加客觀地反映人體作業(yè)疲勞程度提供依據(jù)。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

圖1所示為本團(tuán)隊(duì)研制的便攜式油動(dòng)施肥器，其主要優(yōu)點(diǎn)是能夠一次性完成挖穴和施肥的作業(yè)過程。施肥器整機(jī)由汽油機(jī)、鉆頭、施肥控制開關(guān)、肥料輸送管、肥料箱、肩帶、握把等部分組成，整機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

1.2 工作原理

工作時(shí)，啟動(dòng)汽油機(jī)，打開握把上的開關(guān)，電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)經(jīng)減速器帶動(dòng)螺旋鉆進(jìn)行挖穴作業(yè)，在握把上施加豎直向下的力并控制方向，待挖穴完成后，開啟肥料輸送管通道，進(jìn)而完成挖穴施肥作業(yè)過程。

表1 便攜式油動(dòng)施肥器主要技術(shù)參數(shù)Tab. 1 Main technical parameters of portable gasoline fertilizer

2 性能試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)環(huán)境與裝置

試驗(yàn)場地在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)模擬土壤環(huán)境實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，挖穴試驗(yàn)在一塊長5 m，寬0.6 m的矩形土槽內(nèi)，土壤類型為紅壤土。土槽可以模擬并重現(xiàn)挖穴的實(shí)際情況，并能有效控制土壤含水率以及土壤硬度，對(duì)試驗(yàn)結(jié)論的有效性和可靠性提供有力保障。

試驗(yàn)裝置為本團(tuán)隊(duì)研制的便攜式油動(dòng)施肥器，施肥控制裝置主要由夾持器，彈簧，擋片等部分構(gòu)成。其他設(shè)備包括：ErgoLAB人機(jī)環(huán)境云平臺(tái)軟件和ErgoLAB傳感器(表面肌電采集頻率為2 048 Hz，準(zhǔn)確度：±0.000 001 V；心率信號(hào)采集頻率為512 Hz，準(zhǔn)確度：±0.000 001 V；呼吸信號(hào)采集頻率為64 Hz，準(zhǔn)確度：±0.01%)、研衡高精度二合一土壤水分測試儀(測試范圍：0～100%，準(zhǔn)確度：±1%)、TYD-2數(shù)顯土壤硬度測試儀(0～999.99 N，準(zhǔn)確度：±0.01 N)、testo476手持式高精度轉(zhuǎn)速測量儀數(shù)字式轉(zhuǎn)速表(測量范圍：30～12 500 r/min，精度：±0.01%)、NK5500風(fēng)速儀(測量范圍：0.4～40 m/s，準(zhǔn)確度：±3%)、主觀問卷調(diào)查表、直尺等。

2.2 試驗(yàn)內(nèi)容與方法

2.2.1 挖穴預(yù)試驗(yàn)

作業(yè)時(shí)，由于需要不斷向下施加力用以完成挖穴作業(yè)，加上操作者需要承受施肥器的重量，人體的作業(yè)疲勞程度會(huì)隨著工作次數(shù)的增加逐漸加重，疲勞主要表現(xiàn)為左前臂肌肉酸痛，反應(yīng)遲鈍，體力下降；隨著工作次數(shù)的不斷增加，難以確定繼續(xù)工作的最大作業(yè)次數(shù)。因此，為了確定正常工作時(shí)的具體工作次數(shù)，需要在正式工作前設(shè)計(jì)并進(jìn)行主觀疲勞程度預(yù)試驗(yàn)。

2.2.2 主觀工作疲勞試驗(yàn)

1) 試驗(yàn)?zāi)康?。使用該機(jī)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，操作者的左前臂肌肉酸痛感最為強(qiáng)烈，表面肌電信號(hào)的采集位置為左前臂肌肉群?？疾焓褂帽銛y式油動(dòng)施肥器的使用情況，采集操作者心率信號(hào)、呼吸頻率信號(hào)和左前臂表面肌電信號(hào)，驗(yàn)證其評(píng)價(jià)主觀作業(yè)疲勞調(diào)查結(jié)果的有效性[14]。

2) 試驗(yàn)方法。自我主觀評(píng)價(jià)法：使用主觀調(diào)查問卷的方式，問卷上將疲勞分成精神疲勞和體力疲勞，并使用10個(gè)形容詞對(duì)進(jìn)行描述。表示精神疲勞的形容詞對(duì)為：“愉快—痛苦”“清醒—欲睡”“精神集中—走神”“有興致—煩躁”“舒緩—精神緊張”，共5種；表示體力疲勞的形容詞對(duì)為：“動(dòng)作靈活—肩膀僵硬”“精神抖擻—打哈欠”“舒適—頭痛”“視線清晰—眼花”“渾身有勁—肌肉酸痛”，共5種；將這些形容詞對(duì)應(yīng)分為7檔，定義為：“非常—比較—有點(diǎn)—無影響—有點(diǎn)—比較—非?！?，讓操作者在每完成一組工作后，記錄當(dāng)前的主觀感受。

生理參數(shù)測量：試驗(yàn)過程中，使用ErgoLAB人機(jī)環(huán)境云平臺(tái)，測量并記錄人體心率信號(hào)(ECG)、呼吸頻率信號(hào)(RESP)及左前臂表面肌電信號(hào)(EMG)等信號(hào)[15-16]。

3) 試驗(yàn)過程。在試驗(yàn)開始前，確保操作者充分了解主觀調(diào)查問卷內(nèi)容與整個(gè)試驗(yàn)的流程?？刂仆寥罈l件處于同一水平，確保試驗(yàn)人員隨工作次數(shù)增加而產(chǎn)生的工作疲勞程度不受土壤條件影響。所有操作者在開始試驗(yàn)前，參照預(yù)試驗(yàn)的土壤條件，控制土壤含水率和土壤硬度不變，將心率傳感器、呼吸頻率傳感器、表面肌電(接于左前臂肌肉群上)傳感器連接好，操作者開始試驗(yàn)后，開始采集生理信號(hào)數(shù)據(jù)。挖穴過程中，每2次填寫一次疲勞程度問卷，第10次時(shí)，填寫主觀疲勞程度調(diào)查問卷，整個(gè)試驗(yàn)的總次數(shù)為18次。

2.2.3 挖穴性能測試與疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)

1) 分組設(shè)置。試驗(yàn)分3組依次進(jìn)行，編號(hào)為A,B,C。每組的試驗(yàn)過程分為3個(gè)階段：作業(yè)前設(shè)備調(diào)試與土壤環(huán)境調(diào)節(jié)、作業(yè)和作業(yè)后信息收集階段。試驗(yàn)開始前，確保3組操作者能熟練使用本次試驗(yàn)機(jī)器，并了解本次預(yù)試驗(yàn)的整個(gè)流程。操作者共3名，全為男性，年齡20～22歲，身體健康，在試驗(yàn)前保證充足的睡眠，試驗(yàn)前24 h內(nèi)沒服用任何刺激性物品。3組人員分別操作便攜式油動(dòng)施肥器，按照?qǐng)D2所示順序完成挖穴作業(yè)。

圖2 挖穴位置與方向示意圖Fig. 2 Location and direction of excavation

2)操作者基本信息與試驗(yàn)環(huán)境狀況。3組操作者的基本信息情況如表2所示，操作者的平均質(zhì)量為74.3 kg、身高為178 cm、年齡為21歲，屬于青年勞動(dòng)者。外界環(huán)境情況：平均氣溫為30.2 ℃，平均濕度為72%，外界風(fēng)速為1.10 m/s。

表2 操作人員基本信息Tab. 2 Basic information of operators

由于土壤含水率和土壤硬度的不同會(huì)導(dǎo)致作業(yè)的差異，從而影響操作者的作業(yè)疲勞程度，在每組開始試驗(yàn)前，控制土壤含水率水平和土壤硬度水平，試驗(yàn)土壤條件如表3和表4所示。

表3 土槽各位置土壤硬度Tab. 3 Soil hardness at each position of soil trough

表4 土槽各組位置土壤含水率Tab. 4 Soil moisture content at each position of soil trough

在預(yù)挖穴位置前30～40 cm處，操作者背負(fù)并啟動(dòng)該機(jī)，將鉆頭對(duì)準(zhǔn)預(yù)挖穴位置，調(diào)節(jié)控制輸出功率滑塊，增大輸出功率，同時(shí)雙手施加豎直向下的力，使鉆頭深入土壤合適深度處，調(diào)節(jié)控制輸出功率滑塊至最小，將鉆頭抬起并按下施肥機(jī)熄停開關(guān)，完成挖穴動(dòng)作。然后左手夾緊夾持器，開啟肥料輸送管通道，適量肥料落出后，松開夾持器，關(guān)閉肥料輸送管，完成施肥。

3 結(jié)果與分析

3.1 預(yù)試驗(yàn)結(jié)果分析

3組操作者依次在土槽試驗(yàn)場地里使用便攜式油動(dòng)施肥器進(jìn)行作業(yè)，由于人體作業(yè)疲勞程度的加重導(dǎo)致主觀上感覺精神或體力疲勞程度難以繼續(xù)作業(yè)時(shí)，停止作業(yè)，并記下有效的工作次數(shù)。在試驗(yàn)結(jié)果匯總前，每組人員無法得知其他組的試驗(yàn)結(jié)果。最后對(duì)3組操作者的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行匯總。預(yù)試驗(yàn)測試結(jié)果如表5所示。

表5 預(yù)試驗(yàn)主觀極限工作次數(shù)Tab. 5 Subjective limit working times of pre test

由表5可知，3組操作者隨著工作次數(shù)的增加而達(dá)到無法繼續(xù)工作的工作次數(shù)分別為17、17、19，因此，試驗(yàn)的具體工作次數(shù)為18。

操作者在規(guī)定區(qū)域內(nèi)開始工作，要求每次作業(yè)需使挖穴深度和施肥時(shí)間達(dá)到有效作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，才可開始下一次作業(yè)，完成18次作業(yè)后，其中規(guī)定有效挖穴深度為25～30 cm，有效施肥時(shí)間為：開啟施肥管通道5～7 s，操作者在電腦上存儲(chǔ)采集到的生理信號(hào)數(shù)據(jù)，操作者填寫主觀疲勞程度調(diào)查問卷，如圖3所示，其中白色柱表示試驗(yàn)開始時(shí)的主觀調(diào)查結(jié)果，陰影柱表示挖穴10次時(shí)的主觀調(diào)查結(jié)果。

在試驗(yàn)初期階段(0次)，感覺施肥作業(yè)時(shí)無影響及以上的總共有3人，占總?cè)藬?shù)的100%;隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加，在第10次的時(shí)候，感覺施肥作業(yè)時(shí)無影響及以上的人數(shù)共有2人，占總?cè)藬?shù)的66.7%，小于初始階段；造成這種現(xiàn)象的原因可能是操作者對(duì)于環(huán)境舒適性的要求比較苛刻，造成了滿意度下降，另外由于電極粘于人體，可能會(huì)隨著作業(yè)次數(shù)的增加而導(dǎo)致操作者的不舒適。通過主觀調(diào)查結(jié)果表明，感覺施肥作業(yè)時(shí)無影響及以上的人數(shù)比例超過50%，因此該施肥器可以用于挖穴施肥試驗(yàn)。

圖3 施肥器舒適性調(diào)查結(jié)果Fig. 3 Results of subjective questionnaire for fertilizer

3.2 疲勞程度主觀調(diào)查問卷結(jié)果

疲勞程度調(diào)查問卷中定義“無影響、有點(diǎn)、比較、非?！睂?duì)應(yīng)的得分分別為“0、1、2、4”，為等比數(shù)列[11]。其中表征疲勞的形容詞得分為正(疲勞)，表征與疲勞特征相反的形容詞的得分為負(fù)(舒適)，其中疲勞程度對(duì)應(yīng)為“舒適—無影響—輕度疲勞—中度疲勞—中重度疲勞”，根據(jù)調(diào)查問卷求得精神疲勞程度、體力疲勞程度平均值分別如圖4和圖5所示[17]。

圖4 精神疲勞主觀調(diào)查結(jié)果Fig. 4 Subjective survey results of mental fatigue

由圖4和圖5可知：操作者在使用該樣機(jī)進(jìn)行挖穴施肥的18次試驗(yàn)過程中，隨著工作次數(shù)的增加，疲勞程度也逐漸加深。先后經(jīng)歷了“舒適(-4～0)—無影響(0)—輕度疲勞(0～1)—中度疲勞(1～2)—中重度疲勞(2～3)”5個(gè)階段。其中：從體力疲勞程度方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，工作次數(shù)到10時(shí)，開始進(jìn)入“輕度”疲勞程度，工作次數(shù)到14時(shí)，開始進(jìn)入“中度”疲勞程度;從精神疲勞方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，工作次數(shù)到14時(shí)，開始進(jìn)入“輕度”疲勞程度。

圖5 體力疲勞主觀調(diào)查結(jié)果Fig. 5 Subjective investigation results of physical fatigue

3.3 客觀生理特征疲勞程度結(jié)果

生理特征有效性驗(yàn)證：取各個(gè)生理信號(hào)第2、4、6、8、10、12、14、16、18次作業(yè)的平均值并與主觀調(diào)查結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析。采用皮爾森相關(guān)系數(shù)分析，根據(jù)系數(shù)大小判斷生理信號(hào)的變化規(guī)律與主觀調(diào)查結(jié)果的關(guān)系，以此驗(yàn)證生理特征變化規(guī)律是否能反應(yīng)作業(yè)疲勞。

表面肌電信號(hào)是指表皮下肌肉電活動(dòng)在皮膚表面外空間和時(shí)間的綜合結(jié)果，它廣泛應(yīng)用于肌肉損傷診斷、康復(fù)醫(yī)學(xué)及體育運(yùn)動(dòng)等方面，本試驗(yàn)采用肌電時(shí)域的絕對(duì)積分值指標(biāo)來處理表面肌電信號(hào)數(shù)據(jù)。即

(1)

式中：N——采集樣本的總數(shù)，個(gè)；

xi——相鄰兩次采集獲得的表面肌電值的差值，μV。

在18次作業(yè)過程中，心率信號(hào)平均值、呼吸頻率平均值、左前臂表面肌電絕對(duì)值積分的平均值分別如圖6～圖8所示。

圖6 心率信號(hào)平均值Fig. 6 Average value of heart rate signal

圖7 呼吸頻率信號(hào)平均值Fig. 7 Average value of respiratory rate signal

圖8 表面肌電絕對(duì)積分值平均值Fig. 8 Mean absolute integral value of SEMG

在18次挖穴試驗(yàn)中，操作者的心率信號(hào)平均值變化情況如圖6所示，其線性回歸方程為：y=-0.458 9x+107.12，R2=0.964 4；操作者的呼吸頻率平均值變化情況如圖7所示，其線性回歸方程為：y=-0.282 7x+23.625，R2=0.971 3；操作者的左前臂表面肌電絕對(duì)值積分的平均值變化情況如圖8所示，其線性回歸方程為：y=6.247 3x+90.243，R2=0.969 9。從圖6可以看出，心率隨時(shí)間變化總體呈下降趨勢：在試驗(yàn)的第0～4次，心率波動(dòng)變化相對(duì)穩(wěn)定，隨后在第6～18次挖穴階段，心率逐漸下降,在第18次達(dá)到最低；從圖7中可以看出，呼吸頻率隨時(shí)間變化總體呈下降趨勢：在試驗(yàn)的第0～4次，呼吸頻率變化波動(dòng)較大，在第6～18次挖穴階段，呼吸頻率較快的下降，在第18次達(dá)到最低；從圖8中可以看出，肌肉表面肌電絕對(duì)積分值隨時(shí)間變化總體呈階段性上升趨勢：在試驗(yàn)的第0～10次，肌電值的增加速度較快，在第10～12次時(shí)，肌電值維持在一定的水平，第12～18次，呈現(xiàn)跳躍式的上升，隨后逐漸變大，在第18次達(dá)到最高。運(yùn)用SPSS軟件，將生理特征信號(hào)與主觀調(diào)查結(jié)果進(jìn)行皮爾遜相關(guān)系數(shù)分析，結(jié)果如表6所示。

表6 生理信號(hào)—主觀調(diào)查結(jié)果的相關(guān)系數(shù)分析Tab. 6 Correlation coefficient analysis of physiological signals-subjective survey results

由表6可以看出，各相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值均大于0.8，在使用便攜式油動(dòng)施肥器進(jìn)行作業(yè)時(shí)，人體心率信號(hào)、呼吸頻率信號(hào)、左前臂表面肌電信號(hào)可以反映主觀的體力和精神疲勞程度，能夠以此來評(píng)價(jià)操作者在使用便攜油動(dòng)施肥器時(shí)的作業(yè)疲勞情況。

3.4 試驗(yàn)結(jié)果討論

將調(diào)查問卷得到的主觀體力疲勞分?jǐn)?shù)和精神疲勞分?jǐn)?shù)結(jié)合，采用綜合加權(quán)平均法，體力疲勞系數(shù)和精神疲勞系數(shù)分別取0.7和0.3。計(jì)算得出工作次數(shù)到12時(shí)，人體進(jìn)入“輕度疲勞”程度；工作次數(shù)到14時(shí)，人體進(jìn)入“中度疲勞”程度；工作次數(shù)到16次及以后，人體進(jìn)入“中重度疲勞”程度，此時(shí)操作者已表現(xiàn)出難以繼續(xù)工作的疲勞狀態(tài)。18次的試驗(yàn)過程中，先后經(jīng)歷了“舒適(-4～0)—無影響(0)—輕度疲勞(0～1)—中度疲勞(1～2)—中重度疲勞(2～3)”的五個(gè)階段。如圖9所示：在工作0～8次時(shí)，疲勞程度的積累速度最快，操作者能保持較高的舒適度進(jìn)行工作；在工作第8～12次時(shí)，所有的操作者均開始感到疲勞，處于輕度疲勞狀態(tài)；在工作第12～14次，由于不斷的工作，疲勞不斷累積，操作者處于中度疲勞狀態(tài)；在工作16次及之后時(shí)操作者處于中重度疲勞狀態(tài)。

圖9 主觀疲勞加權(quán)平均調(diào)查結(jié)果Fig. 9 Weighted average survey results of subjective fatigue

在使用便攜式油動(dòng)施肥器作業(yè)，手持扶手挖穴時(shí)由于機(jī)器的振動(dòng)使得操作者身體會(huì)逐漸產(chǎn)生疲勞；同時(shí)操作者需要背負(fù)汽油機(jī)和肥料箱的重量，進(jìn)一步加重了作業(yè)時(shí)人體的疲勞程度。為提升作業(yè)舒適度和減輕疲勞強(qiáng)度，一方面可在原施肥器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過增加減振緩沖材料，減少持續(xù)振動(dòng)沖擊；另一方面可將背負(fù)式結(jié)構(gòu)改成推車式結(jié)構(gòu)，把汽油機(jī)、肥料箱等部件集成裝于推車內(nèi)，工作時(shí)只需要推動(dòng)小車到指定作業(yè)位置，取下施肥器即可開始作業(yè)，以減輕操作者的背負(fù)載荷。

4 結(jié)論

1) 以體力疲勞和精神疲勞的權(quán)重系數(shù)分別取0.7和0.3進(jìn)行綜合加權(quán)分析，得到人體在工作次數(shù)為12時(shí)處于“輕度疲勞”狀態(tài)，工作次數(shù)為14時(shí)處于“中度疲勞”狀態(tài)，工作次數(shù)為16時(shí)進(jìn)入“中重度疲勞”狀態(tài)，此時(shí)操作者已難以繼續(xù)工作。

2) 對(duì)人體客觀生理特征信號(hào)(心率、呼吸頻率、表面肌電)進(jìn)行采集和分析，運(yùn)用皮爾森相關(guān)系數(shù)分析生理信號(hào)—主觀調(diào)查結(jié)果的相關(guān)性，各相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值均大于0.8，具有極強(qiáng)的顯著性，表明人體心率信號(hào)、呼吸頻率信號(hào)和表面肌電信號(hào)可以反映人體作業(yè)主觀疲勞程度。

3) 為進(jìn)一步減輕作業(yè)疲勞，可對(duì)便攜式施肥器進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。如通過增加減振緩沖材料以減少持續(xù)振動(dòng)沖擊，或者采用推車式結(jié)構(gòu)將汽油機(jī)、肥料箱等部件集成以減輕操作者的背負(fù)載荷。