基于动作捕捉系统和JACK软件的坐姿舒适性分析（英文）

坐姿舒适度是一个受多种因素影响的复杂概念。目前还没有完善的评价座椅舒适度的方法,现有的评价方法大多是基于单一分析的,缺乏对问题的多方面分析。提出了一种将实际环境中的调查方法与虚拟环境相结合的新方法。首先,利用运动分析鹰眼数字系统捕捉参与者的身体运动动作,得到人体在空间中的点位信息,然后,将运动分析EVaRT软件与西门子Jack软件进行实时连接。利用JACK软件中的TAT报表工具输出数据,并在MATLAB中使用自行开发的程序计算出不同座椅坐姿的关节角度、扭矩和肌力,并完成数据分析。在分析了所有的运动研究结果后,发现两种类型的椅子之间差异变得明显。与此同时,研究肌肉舒适度指数,探索新的坐姿舒适度评价方法。将坐姿舒适度指数法与人体数字模型相结合,可以对坐姿舒适性进行分析,可用于优化人体坐姿的舒适度。     

新型三孔式排骨床架的睡眠舒适性研究（英文）

为了进一步提高睡眠质量,自行设计了一种全新的三孔式排骨床架并建立了数学模型。采用主客观实验相结合的方式进行睡眠舒适性评价,测试结果满足性能要求。利用人体压力分布测量系统对三孔式排骨床与普通板床进行科学对比分析,记录两种睡姿下的人体全身压力分布数据,使用MATLAB软件对数据进行深度分析,同时进行主观舒适性问卷调查,统计分析主观舒适性评价数据。数据显示三孔式排骨床相比较普通板床,最大压力降低19. 6%,平均压力下降2. 4%,接触面积增大5. 3%,总压力增大3. 3%,人体纵向压力与接触面积分布曲线比较合理,表现为背部、臀部与脚部等骨突部位的接触面积明显增大,局部压力大幅度降低,腰部与腿部获得了足够的支撑,主观舒适评价级别提高两个等级。结果表明:三孔式排骨床架极大地降低了局部压力,增大了全身接触面积,通过分散局部压力,降低了人体骨骼突点的支撑压迫感,改善了局部肌肉的舒适度,纠正了脊柱排列方式。主客观评价实验结果的一致性,验证了三孔式排骨床架的睡眠舒适性,为今后床具设计的舒适性分析提供了新的方法。     

一种分裂式汽车座椅设计及其舒适性评价分析

针对目前坐姿人体全身水平振动研究不够深入的问题,对自己设计的分裂式汽车座椅与普通汽车座椅进行研究,开展汽车座椅舒适性研究.利用电动振动台产生正弦白噪声信号对两种汽车座椅进行水平和垂向振动试验,得到人体坐姿头部传递函数曲线.利用虚拟样机仿真软件Adams/LifeMOD进行坐姿人体水平全身振动仿真实验,最终得出水平方向振...     

基于动作捕捉技术的人体上肢运动舒适性评价

人体上肢生物力学分析对上肢动作优化和相关产品的设计具有重要意义。首先,采用实时光学动作捕捉系统采集人体在执行指定动作过程中关键点的实时位置,并使用MATLAB软件设计编写了计算方程,重点对人体上肢的实验数据进行深入分析。然后,将人体肢体简化为球棍模型,运用余弦定理反求人体上肢运动过程中各关节角度的变化值,使用逆向动力学方法求解出人体上肢关节力矩的动态变化值以及通过优化计算得到人体上肢主要肌力的变化量。最后,通过计算人体上肢肌肉的实时负荷率来评价人体上肢运动舒适性,并建立了人体上肢运动舒适指数评价模型。结果表明人体在坐姿下执行指定动作时上肢肌肉处于舒适状态。研究结果为人体上肢动作的深度分析提供了理论基础。     

基于动作捕捉系统和JACK软件的坐姿舒适性分析

坐姿舒适度是一个受多种因素影响的复杂概念。目前还没有完善的评价座椅舒适度的方法,现有的评价方法大多是基于单一分析的,缺乏对问题的多方面分析。提出了一种将实际环境中的调查方法与虚拟环境相结合的新方法。首先,利用运动分析鹰眼数字系统捕捉参与者的身体运动动作,得到人体在空间中的点位信息,然后,将运动分析EVaRT软件与西门子Jack软件进行实时连接。利用JACK软件中的TAT报表工具输出数据,并在MATLAB中使用自行开发的程序计算出不同座椅坐姿的关节角度、扭矩和肌力,并完成数据分析。在分析了所有的运动研究结果后,发现两种类型的椅子之间差异变得明显。与此同时,研究肌肉舒适度指数,探索新的坐姿舒适度评价方法。将坐姿舒适度指数法与人体数字模型相结合,可以对坐姿舒适性进行分析,可用于优化人体坐姿的舒适度。     

基于坐姿分析的座椅舒适度测试与评价

人们的很多生产生活活动是在坐姿下完成的,因此研究坐姿舒适度有很重要的意义。坐姿舒适度在座椅的设计中扮演着越来越重要的角色,而对座椅舒适度的研究也逐渐偏重对坐姿舒适度的评价。人性化座椅的设计必须满足舒适度高的要求,以达到人体舒适坐姿的需求。针对坐姿舒适度评价,采用经典的光学动作捕捉技术和问卷调查相结合的方法对坐姿舒适度进行科学评价。实验选用美国Motion Analysis光学动作捕捉系统,设置11个Eagle数字捕捉镜头,用EVaRT软件获取了40名志愿者人体关键点在空间中的点位数据,采用PCA主成分分析提取特征点的方法提取关键点,用MATLAB软件自主编程对关键点数据进行处理和计算,比较测试者坐在2种不同座椅上的关节角度和力矩数据差异。统计结果表明,志愿者采用不同的姿势坐在不同的座椅上时,躯干、大腿、膝盖部位的角度和力矩数据差异较为明显。结合人机工程理论,利用这些数据差异对坐姿进行分析,为座椅设计提供理论依据。这种人机工程学理论分析评价和问卷调查相结合的方法,为座椅的舒适度评价提供了有效的依据。     

新型三孔式排骨床架的睡眠舒适性研究

为了进一步提高睡眠质量,自行设计了一种全新的三孔式排骨床架并建立了数学模型。采用主客观实验相结合的方式进行睡眠舒适性评价,测试结果满足性能要求。利用人体压力分布测量系统对三孔式排骨床与普通板床进行科学对比分析,记录两种睡姿下的人体全身压力分布数据,使用MATLAB软件对数据进行深度分析,同时进行主观舒适性问卷调查,统计分析主观舒适性评价数据。数据显示三孔式排骨床相比较普通板床,最大压力降低19.6%,平均压力下降2.4%,接触面积增大5.3%,总压力增大3.3%,人体纵向压力与接触面积分布曲线比较合理,表现为背部、臀部与脚部等骨突部位的接触面积明显增大,局部压力大幅度降低,腰部与腿部获得了足够的支撑,主观舒适评价级别提高两个等级。结果表明：三孔式排骨床架极大地降低了局部压力,增大了全身接触面积,通过分散局部压力,降低了人体骨骼突点的支撑压迫感,改善了局部肌肉的舒适度,纠正了脊柱排列方式。主客观评价实验结果的一致性,验证了三孔式排骨床架的睡眠舒适性,为今后床具设计的舒适性分析提供了新的方法。     

人-椅系统的人体水平振动特性研究

为提高汽车座椅设计水平,针对目前汽车座椅在水平振动激励下人体的振动特性研究不深入和水平振动仿真实验方法不新颖等问题,以自行设计改装的分裂式汽车座椅与普通汽车座椅为研究对象,开展人-椅系统的人体水平振动特性研究。通过开展人-椅系统水平振动实验,研究汽车座椅在水平激励下人体的振动特性,实验计算得到振动信号的功率密度谱、加速度加权均方根(AW)以及振动剂量值(VDV),最终计算出水平振动信号的传递率曲线。研究表明:在水平振动实验条件下,相对于普通汽车座椅,通过改进的分裂式汽车座椅传递率峰值更小,具有更好的减震效果,能有效提高汽车座椅的舒适性;人-椅系统的水平振动传递率在2-4 Hz之间达到峰值,在5 Hz左右逐渐趋于平缓,人体头部的传递率峰值略大于肩部的传递率峰值。此外,利用机械系统动力学自动分析软件ADAMS/Life MOD进行了汽车座椅水平振动仿真实验,与水平振动实验对比分析,发现其结果具有一致性。研究结果对于汽车座椅的设计有着参考价值,对客观分析汽车座椅水平振特性具有重要意义。