اندازه گيري گشتاور لازم براي بازكردن درب شيشه هاي دهان پهن و ارتباط آن با ويژگي هاي آنتروپومتريك و فيزيولوژيك مؤثر

Measurement of the Torque Demand for Jar opening and its Relationship with Anthropometric and Physiological Factors

9% از كل بسته‌بندي‌هاي محفظه‌اي موجود را بسته‌بندي شيشه‌اي دهان پهن تشكيل مي‌دهد. حال آن كه برخي مصرف‌كنندگان براي باز كردن درب شيشه‌ها، با مشكل مواجه مي‌شوند. هدف تحقيق حاضر بررسي نيروهاي وارده بر درب بسته‌بندي دهان پهن از طرف مصرف‌كننده و همچنين يافتن ارتباط بين گشتاور اعمالي با ويژگي‌هاي آنتروپومتري و فيزيولوژيكي افراد مي‌باشد. بنابراين، طراحي و بسته بندي شيشه‌هاي دهان پهن مي‌تواند بر اساس حداقل گشتاور قابل اعمال توسط گروه مصرف كنندگان انجام شود. روش كار: در مقاله حاضر ابتدا با ساخت يك دستگاه اندازه‌گيري نيرو، متشكل از حسگرهاي FSR به بررسي توزيع نيرو در كف و انگشتان دست پرداخته شد. دستگاه شامل 19 حسگر مي‌باشد، 14 عدد از آن‌ها روي انگشتان و 5 عدد بر كف دست نصب مي‌شوند. هر حسگر از طريق 2 سيم به درايور و سپس از طريق رابط USB به رايانه متصل مي‌شود. از يك شيشه پر به وزن 1100 گرم و با قطر خارجي mm 58 استفاده و مقادير نيروي اعمالي براي 10 پسر و 10 دختر دانشجو ثبت گرديد. سپس با استفاده از نرم‌افزار Minitab17 يك رابطه رياضي بين گشتاور اعمالي به درپوش و ويژگي‌هاي آنتروپومتري و فيزيولوژيكي افراد به دست آمد. يافته‌ها: با مقايسه نتايج بدست آمده، مشخص گرديد كه تمركز نيروها هنگام بازكردن درب بسته‌بندي دهان پهن بر روي انگشت اشاره مي‌باشد. محاسبه گشتاور از طريق روابط رياضي با استفاده از مقادير نيروي اندازه گيري شده نشان داد كه بيشينه گشتاور اعمالي مردان Nm 63/10 و براي زنان Nm 66/7 است. مطابق آزمون آماري F براي گشتاور (متغيرپاسخ) در سطح معني‌داري 05/0، مقدار p-value براي گروه مردان و زنان به ترتيب 011/0 و 008/0 به دست آمد، كه مي‌توان نتيجه گرفت مشاهدات صورت گرفته از لحاظ آماري، معنادار بوده است. نتيجه‌گيري: بررسي‌هاي آماري مشخص كرد كه ابعاد دست و نيروي عضلاني بيشترين سهم را در اعمال نيرو دارا هستند. به علاوه نتايج مشخص كرد كه براي شيشه مورد نظر، شرايط بسته‌بندي بايد طوري تنظيم شود كه براي مصرف‌كنندگان با كمترين توان فيزيكي (دراين تحقيق گشتاوري معادل Nm 11/5) قابل باز شدن باشد.

Nine percent of all available packaging are jars with steel lids. However, some consumers have trouble with jar opening. The aim of the current research was to analyze the exerting force on jar lids regarding the torque input to the anthropometric and physiological characteristics of the consumers. Methods: In this study, the force distributed on the fingers and the palm was examined using a special tester consisting of Force Sensing Resistors (FSR). This tester included 19 sensors, 14 of which were installed on the fingers and 5 on the palm. Each sensor was connected to a driver via 2 wires and then to a computer by a USB port. A full jar with 1100 g weight and 85 mm lid outer diameter was used and the forces exerted by 20 participants, including 10 male and 10 female students, was recorded. Next, the Minitab 17 software was used and the mathematical relationship between the torque and anthropometric and physiological characteristics was investigated. Results: It was found that the force is mainly exerted by the index finger. The calculation of the torque based on the force measurements showed that the maximum torque applied by males was 10.63 Nm and by females was 7.66 Nm. Statistical F test for the torque (response variable) at a significance level of 0.05 resulted in P values equal to 0.011 and 0.008 for male and female participants, respectively. Therefore, it can be concluded that the measured values are statistically significant. Conclusions: Statistical analysis revealed that hand dimensions and grip strength play major roles in applying torque. Additionally, the results indicated that packaging conditions for the particular jar in this study must be adjusted such that the consumers with the lowest physical ability (5.11 Nm torque) could open them