变刚度床垫空气弹簧刚度特性及影响因素

研究变刚度床垫中所使用的空气弹簧刚度特性及影响因素,空气弹簧是一种在使用过程中通过调整某些参数能够改变其刚度的弹簧结构。应用准静态力学试验研究了空气弹簧的气囊层数、形状、初始气压、材料编织层密度对其载荷-位移关系及刚度特性的影响。研究发现空气弹簧刚度曲线按照位移占弹簧总高度的比例可分为线弹性阶段与超弹性阶段2个具有不同刚度变化特征的阶段;空气弹簧的层数与刚度为负相关关系;空气弹簧的初始气压在线弹性阶段与刚度为正相关关系,但在超弹性阶段二者为负相关关系;空气弹簧的材料编织层密度与刚度为正相关关系。通过调整空气弹簧的初始高度、有效接触面积、气压与材料可以控制空气弹簧的刚度曲线,为空气弹簧设计及其在变刚度床垫上的应用提供实验依据。     

基于个体差异的办公椅座面压力敏感点研究

本实验通过采集偏瘦、正常、偏胖受试者在后仰、直立与前倾坐姿下的座面压力分布数据,借助LabVIEW软件读取并分析实验数据,提取出了座面压力值随受试者体型和坐姿变化显著的点,即座面压力"敏感点",后续研究以"敏感点"的压力数据作为机器学习的样本,建立体征识别系统。     

基于图像处理技术的床垫支撑性评价方法研究

床垫是重要的睡眠用具，其对于身体各部位的合理支撑有利于维持健康的脊柱形态。为了评价床垫的支撑性，比较不同床垫对侧卧脊柱形态产生的影响，针对人体侧卧姿势下的脊柱形态特征，利用脊柱定位点及人体侧卧的图片信息，输出脊柱各定位点的坐标数据，进一步分析脊柱形态的直线度，提出基于图像处理技术的床垫支撑性评价方法。对27名受试者在9种硬度分区调节床垫上的侧卧情况进行分析，通过图像采集、图像处理、图像识别等环节明确点位信息，输出定位点坐标并计算直线度误差，得到量化的脊柱直线度，并将其与手工处理的图片坐标数据结果相比较，分析机器识别的误差。结果表明：输出的脊柱直线度误差与手工计算点位的误差率最高为18%，表明对侧卧静态图像进行处理能够有效地实现床垫支撑性能的评价。这一方法提高了评价效率，通过图像处理分析受试者的卧姿图片能够体现分区调节床垫的不同支撑效果，为床垫支撑性评价提供方法参考。     

不同动态坐姿下办公椅的腰靠软硬度设计研究

将压力分布测量与自由模量幅度估计法相结合，采集受试者动态与静态坐姿下腰部与臀部的压力分布信息，通过分析各个关键压力指标的变化情况，以及受试者对坐姿舒适度的主观评价，研究了不同软硬度的办公椅腰靠对动态坐姿舒适性的影响。结果表明，办公椅腰靠软硬度对动态坐姿舒适性具有显著影响。在动态坐姿下，随腰靠硬度增加，腰部最大总压力、腰部最大接触面积、臀部最大-最小压力差均呈下降趋势，而腰部平均压力梯度呈上升趋势。主观评价与客观体压分布指标具有高度一致性，以22.1HC为质心的软腰靠舒适度级别最高，以39.8HC为质心的中硬度腰靠其次，以58HC为质心的硬腰靠舒适度级别最低。其中，女性受试者对于腰靠软硬度的敏感度更高。