Untersuchungen zur ergonomischen Gestaltung von VR-Systemen

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Diplomarbeit „Untersuchungen zur ergonomischen Gestaltung von VR-Systemen“ von Andreas Pusch, FHF 2003/2004 Augen aufgrund seiner Größe eine allgemein sehr störende Einschränkung des Gesichtsfeldes darstellt. Auch die Anbringung eines Kopfgurtes wurde wegen zusätzlicher Belastungen und einem zu aufwendigen Anlegen ausgeschlossen. Um weder das Gesichtsfeld weiter einzuschränken, noch eine Zusatzbelastung auf die Kopfoberseite zu verursachen, wäre es sinnvoll, nicht den Sensor zu verlegen, sondern ein Gegengewicht zur Lagestabilisierung für die Brille am rechten Bügel zu installieren. Dieses Gegengewicht muss ebenso entfernbar sein, wie der Sensor. Ergibt sich daraus ein verifizierbar verstärkter Druck auf Nasenrücken und/oder Ohrenansatz, sollte diesem im Zuge der Behandlung des Problems „Auflagefläche“ Rechnung getragen werden (Ausnutzung von Effektverwandtschaft). Alternativ könnte ein kleinerer ergo leichterer Sensor eingesetzt werden. In Verbindung mit dem Faktor „Kabelverlauf“ (s.u.) ist eine zusätzliche Drehmomentverlagerung und somit kumulierte Belastungsverminderung zu erreichen. • Kabelverlauf (Drehmoment- und Gewichtsverstärkung) Das Kabel ist bisher notwenig, um die Sensordaten (Position, Lage) an den im Rucksack mitgeführten Sender zu übertragen. Da der Sensor an der Außenseite des linken Brillenbügels angebracht ist, wirkt das Kabel durch die Schwerkraft besonders drehmomentverstärkend. Das Kabel muss also einen anderen Weg zum Rucksack finden. Ein Führen über Kopf oder durch das Gesichtsfeld ist dabei aus o.g. Gründen ausgeschlossen. Bleibt zunächst nur der Weg über den linken Bügel (außen am Bügel oder im Bügel), was wiederum eine Verlagerung des Drehmoments von der Bodenausrichtung nach hinten über das Ohr bedeutet. Dies entlastet in erster Linie die problematische Auflagefläche auf dem Nasenrücken. Ein positiver Nebeneffekt ist der Wegfall der durch das Kabel zuvor verursachten leichten Gesichtsfeldstörung. Weiterhin wird die Schrägstellung der Brille verringert, was die Masse des notwendigen Gegengewichtes am rechten Bügel und somit die Gesamtbelastung der Auflageflächen reduziert. Alternativ könnte ein kabelloser Sensor eingesetzt werden. Jedoch verknüpft sich damit der Bedarf einer Subsendeeinheit, sowie einer Energiequelle im Sensor, um die Daten an den Hauptsender im Rucksack zu übertragen. Dies bedeutet einen höheren Aufwand an Technologie und dadurch an Masse, die entsprechend ausgeglichen werden müsste. Eine erhöhte Gesamtmasse erhöht ihrerseits den Druck auf die Auflageflächen, die dann stärker gepolstert werden sollten. Systemanalyse Um die potentiell beste Lösungen objektiv beurteilen zu können, ist eine genaue Analyse der Ergebnisse aus der Systemsynthese notwendig. Zentral sind besonders die folgenden Fakten von Bedeutung: • technischer Aufwand • geschätzter zeitlicher Aufwand • geschätzter finanzieller Aufwand • tendenzielle Neuentwicklung von einzelnen Elemente/Module • Einflussnahme auf benachbarte Elemente/Module 60
Diplomarbeit „Untersuchungen zur ergonomischen Gestaltung von VR-Systemen“ von Andreas Pusch, FHF 2003/2004 Konkret ergibt sich daraus für die behandelten Problemkomplexe nachstehende Analysematrix: Lösungsansatz (Kurzbezeichnung) techn. Aufwand Gegengewicht gering kleinerer/leichterer groß Sensor Kabelführung über mittel Brillenbügel kabelloser Sensor groß zeitl. Aufwand gering groß gering groß finanz. Aufwand mittel groß gering groß Neuentwicklungen minimal ja teilweise ja Querbeeinflussungen ja (+/-) ja (+) ja (+) ja (+/-) Lösungskennzahl max: 63 53 Beurteilung und Entscheidung Auf Grundlage der oben erstellten Analysematrix werden nun die optimalsten Lösungsansätze ausgewählt. Dazu sollte eine angemessen detaillierte Bewertung erfolgen, die sich auf ein übliches Gewichtungsmodell stützt. Zu diesem Zweck werden wertgrößenabhängig generelle Bewertungen für die Analysefakten vergeben (z.B. 0-9) und anschließend für jedes Faktum eine Gewichtung (z.B. 0-2) festgelegt (in spitzen Klammern). Daraus ergibt sich für jeden Lösungsansatz eine objektive Kennzahl, die nach Prüfung aller relevanten Kriterien eine fundierte Vergleichsreferenz liefert (größte Kennzahl entspricht potentiell bester Lösung). Gemäß des VDI-konformen Problemlösungskonzeptes erhält man auf diesem Wege eine Auswahl realisierbarer ergonomischer Verbesserungen, auf deren Basis die exakte technologische Umsetzung geplant werden kann. Nachfolgend ist die beispielhafte Lösung [nach Frank Haselberger, IAO] des Gewichtsverteilungsproblems bezüglich der passiven Stereobrille zu sehen. Diese Lösung ließe sich in geringer Modifikation ebenso auch auf die prinzipiell problemverwandte aktive Stereobrille anwenden. Abb. 43, Modifizierte Stereobrillen (oben: passiv, unten: aktiv, rechts: CAD-Modell für Gegengewicht) 24 49 17 61
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