3D shaker. Vibrating machine used for tests designed to damp and reduce vibrations harmful to the human body

It has been known for a long time [ 1 ] [ 2 ] that the mechanical vibrations transmitted into the body can bring about health risks and in particular in the safety of workers, causing backache and lumbar traumas (structure of support of the head).
 The human body can be seen as a dynamic system that responds in a different way ac- cording to the frequency it is exposed to. From minor frequencies to frequencies of a per- son estimated around 20 Hz, the human body responds in a uniform way, just like a ho- mogeneous and unique mass thanks to the ability of the muscles to tighten up and con- tract the stress. For bigger frequencies (more than 20 Hz - the human body reacts in a non homogenous way in its components. The voluntary muscles are not able to contrast completely the oscillator movements of its parts and its vibrating engine that cushions inside the body and is interested only in a relatively limited area around the the point of application. Studies of biodynamic have highlighted between the possible mechanism of injuries to the muscle-bone of the lumbar apparatus, the mechanical excess load caused by the phenomenal of a resonance of the spinal column in intervals of frequencies bet- ween 3 and 15 Hz (seats of lorries/vans, etc.) Consequently there is structural damage to the vertebral column, discs and articulation. The aim of this project is finalized in the creation of a system able to generate vibrations through a platform, where they will go and stimulate the various types of conditions that a person can encounter.
 As indicated above they are of particular interest the vibrations in the range of 0-20 Hz given that they are those that impose the most damage to the human body. To reduce risks and to increase the well being of the person it is necessary solutions sui- table to the attenuations of the vibrations for example shock absorbing shoes. to be able to achieve this type of solution it is necessary to have available a source of vibrations to be able to test and certify them. This work is concentrated on the design of a system that is able to generate different ty- pes of vibration that can vary from the classic sinusoidal to the rectangular, triangular and also random. 


E’ noto da tempo [1] [2] che le vibrazioni meccaniche trasmesse al corpo comportano rischi per la salute e in particolare la sicurezza dei lavoratori, causando lombalgie e traumi del rachide (struttura di sostegno del tronco della testa). Il corpo umano può essere visto come un sistema dinamico che risponde in maniera diversa a seconda della frequenza alla quale viene esposto. A frequenze minori della frequenza propria di una persona stimata attorno ai 20 Hz, il corpo umano risponde in maniera uniforme, cioè come una massa unica e omogenea grazie alla capacità della muscolatura di irrigidirsi e contrastare le sollecitazioni. Per frequenze più elevate (maggiori di 20 Hz), il corpo umano reagisce con un comportamento disuniforme delle sue componenti. La muscolatura volontaria non è in grado di contrastare pienamente i movimenti oscillatori delle sue parti e il moto vibratorio si smorza all’interno del corpo ed interessa solo un’area relativamente limitata intorno al punto d’applicazione. Studi di biodinamica hanno evidenziato, tra i possibili meccanismi di lesioni all’apparato muscolo-scheletrico del rachide, il sovraccarico meccanico dovuto a fenomeni di risonanza della colonna vertebrale nell’intervallo di frequenza delle vibrazioni tra 3 e 15 Hz (sedili di camion, furgoni, etc.). Conseguentemente vi sono danni strutturali a carico dei corpi vertebrali, dischi ed articolazioni intervertebrali. L’obbiettivo di questo progetto è finalizzato alla creazione di un macchinario capace di generare vibrazioni tramite una piattaforma, le quali andranno a simulare i vari tipi di condizioni che una persona potrà incontrare. Come sopracitato sono di interesse particolare le vibrazioni nel range 0-20 Hz dato che sono quelle che arrecano più danni al corpo umano. Per ridurre i rischi e aumentare il benessere della persona si usano soluzioni atte all’attenuazione delle vibrazioni come ad esempio scarpe anti-vibrazioni. Per poter realizzare questo tipo di soluzioni è necessario disporre di una fonte di vibrazioni per poter testarle e certificarle. Questo lavoro si concentra appunto sulla progettazione di un macchinario in grado di generare diversi tipi di vibrazioni che posso andare dalla classica forma sinusoidale alla rettangolare, triangolare e anche random.