人体压力分布模拟床垫测试

汽车座椅是驾乘人员与汽车相关联的重要部分之一,汽车舒适度越来越受到人们的关注和重视,提高汽车的舒适度,为满足不同人群对于汽车舒适度的各种要求,本文以“基于体压分布测量的汽车座椅舒适度分析评价"为题,研究汽车座椅舒适度评价、汽车座椅舒适度测试系统的软件、硬件实现,并根据为提出汽车座椅舒适性设计相关指导意见,具有良好的工程意义
随着中国经济建设的飞速发展，人民生活水平的普遍提高，汽车已经普及到千家万户，成为百姓出行的交通工具。但汽车保有量的大幅增加，许多由汽车驾驶产生的**和问题也逐渐显现出来。汽车座椅舒适性就是近年来急需解决的一个问题，汽车座椅的舒适性与否，直接影响到驾驶员的身体健康和人身**
在不同作业工况中,躯干不同肌肉的工作强度存在差异,背部竖脊肌工作强度为*大,均在*大用力的30%左右,其次为腹直肌与腹外斜肌均在*大用力的10%左右.在不同作业工况下背部竖脊肌在整个操作过程中工作强度不尽相同,虽然在不同的作业工况下背部竖脊肌平均工作强度可能相近,但是在整个操作过程中,肌肉的用力程度是处于不同MVE%范围内的,且在整个操作过程中肌肉在不同的MVE%范围内所持续时间不同.
生理不适部位的调查显示：颈部、肩周、眼睛、腰部、上背部、臀部是VDT办公人员反映*为严重的生理不适部位,其次为右上肢各部位,办公人员在颈部、肩周部位的不适情况具有显著的性别差异且女性不适程度往往大于男性.
职业健康影响因素的因子分析表明：办公装置因素的累计方差贡献率达60.6%,其对职业健康所构成的威胁*大.
可用性评价显示：VDT办公人员目前所使用办公装置的可用性基本满足VDT办公要求及用户心理期望.
坐姿行为调研发现：部分办公条件下的显示器、键盘、鼠标的空间配合存在不合理的问题；不佳坐姿与不佳人机交互行为普遍存在,且部分行为与生理不适指标之间存在一定的关联.
1、在无实际任务的坐姿条件下,斜方肌受坐姿与座椅因素的影响不显著,颈、肩部不适与坐姿和座椅的类型无关.体压分布测量结果所表现的座面刚度特性与实际座椅面材质刚度相吻合,即皮革胶合板>,透气网布>,皮革海绵>,网布海绵.

2、坐姿与座椅实验中不舒适部位顺序是：臀部、大腿、腰部、背部和肩部.坐姿因素对肩、背、腰、臀等部位的不适有显著影响,座椅因素只对腰部、臀部、大腿部位的不适的有显著影响.靠背的使用可使腰背部肌肉活动度和不适感降低.

3、应用模糊综合评价法对办公桌椅进行舒适度综合评价,采用层次式结构模糊评价模型,将评价因素分为四层.通过专家调查法赋予评价指标权重,采用加权求和.型的计算模型,计算出办公桌椅舒适度的综合评价结果.座椅的生理反应与心理反应综合评价结果指向一致.综合评价结果表明,座椅D>,座椅C>,座椅B>,座椅A,其中座椅D在4类座椅中*舒适,座椅A*不舒适.高出使用者坐姿肘高4cm的桌高为使用笔记本电脑的*佳高度,高出使用者坐姿肘高8cm的桌高较适宜进行书写任务.

1.拥有可挠性又薄的薄膜形感测片，超过200种规格，有不同的尺寸、形状、分辨率、操作温度和压力范围（可达25000psi 或 1700 bar）。
2.高空间分辨率：可达248感测点/cm2（1600 感测点/in2），感测点间距 0.1mm (0.02 in.)
3.感测区域从3mm x 3mm ( .12 in. x .12 in.)到 1734 mm x 1768 mm (68 in. x 69 in.)
4.高温型感测片可以承受温度高达200°C (392°F)
5.大、高分辨率的感测片需要使用数据撷取器进行交叉扫描，而VersaTekHandle支持多个撷取器在感测区域内进行同步扫描。
6.依据客户要求制作感测片

人体压力分布模拟床垫测试

三、资料撷取器
在静态以及动态的环境下进行量测， 为了要从感测片撷取压力数值，数据撷取器需要扫描每个感测片上的感测点，数据透过USB线传输到计算机上的软件， 扫描*快可以
高达1600000感测点 / 秒。
5051是常用的Tekscan感测片，该感测片拥有低于2000个感测点，*快的扫描速率可以高达100Hz。
44个感测点的高速感测片，连接VersaTek撷取器时可以拥有高达20kHz的扫描速率。

五、体压分布软件分析系统：

1、具有测试系统主要参数（压力、面积、时间）实时运行记录功能。

2、能实现压力和面积、压力和时间对应的图形或曲线关系显示。

3、具备动态下压力变化的记录功能，记录时间长度*长约10小时 

4、具备记录和倒带观测以及测量影像显示的功能，并支持单格或逐格动画播放分析。

5、压力测试结果能以图片和Excel格式导出。

6、能同时测量、观察和比对两个及以上测量结果，显示力量中心和其移动轨迹。

7、可单独反映特定区域的压力值及接触面积

8、ASCLL档案输出

9、用户可自己设定数值单位

10、同时可以分析得出13组数据，更加立体分析座椅体压分布数据

11、体压分布指标及其表征

体压分布指标及其表征

六、随机配置：

1、 薄膜传感器：两套

2、 软件安装U盘： 一个

3、 数据采集器：两套

4、 使用说明书：一套

人体压力分布模拟床垫测试

座椅体压分布测量系统（座垫+靠垫）

TYFB-A

概   述：

座椅舒适度是汽车座椅的重要评价指标，包括静态舒适度和动态舒适度。所谓舒适度即人体的主观感受，由生理和心理两方面因素造成。

静态舒适度指座椅的位置、几何形状、结构设计等应使人体在一定的工作环境中拥有核实的坐姿和良好的触觉。

动态舒适度则要求座椅在驾驶员完成驾驶任务的过程中，仍然可以拥有静态时的良好感受。

汽车座椅*佳的靠背角度是108°

阅读时的*佳的角度是101°--104°

对座椅的舒适性基本要求可以罗列如下：

1、 使驾驶员和乘员的疲劳程度限制在*小的程度；

2、 可以承受较大的压力，**可靠；

3、 美观大方，热舒适性好、透湿性好、透气性好、触觉感良好；

4、 具有良好的人体测量学特性，即适应不同身材、体型的驾驶员与乘员；

人体与座椅之间的压力分布称为坐姿的体压分布。体压分布在坐姿中是评价舒适度的主要因素。从生理学角度讲，人体臀部坐骨周围的肌肉可以承受较大的压力，而大腿下面的肌肉内部，相对含有较大的神经和血管，不能长时间承受较大的压力，否则易产生麻痹、酸痛等不适感，并影响神经传导。

一般理论分析的结果是合理的人体坐压分布不是均匀的，而应该从坐骨周围向边缘逐渐平滑减少。

人坐着时，大腿和上体的重量必须由座面来支撑。由人体解刨学可知人体坐骨粗壮，与其周围的肌肉相比，能承受更大的压力。而大腿底部有大量的血管和神经系统，压力过大会影响血液循环和神经传导，从而感到不适。所以坐垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来设计，即坐骨处压力*大，向四周逐渐减小，至大腿部位时压力降至*低值。为了减少臀部下部的压力，座面一般应设计软垫，其柔软度以使坐骨处支承人体的60%左右的重量为宜。靠背体压主要分布在肩胛骨和腰椎骨两处。该两处的支撑位置通常被称为“腰靠"和“肩靠"。其中“腰靠"的位置大约在腰椎的第3-4节之间，肩靠的位置大约在胸椎的第5-6节之间。在设计座椅靠背时必须充分考虑到这两处的“两点支撑"作用。其中“腰靠“比"肩靠"更重要

人体压力分布模拟床垫测试 

一、产品用途：

适用于座椅体压分布测量，用于显示体压分布状态及与舒适度有关的相关参数

二、产品组成：

1、 体压分布软件分析系统

2、 体压分布测量传感器

3、 体压分布数据采集系统

三、测量传感器参数：

1、 传感器尺寸：460 mm *620 mm

2、 感应区尺寸：400 mm *400 mm

3、 感应区点数：2288个

4、 厚度：0.2 mm

5、 压力量程：100KG

6、 测量精度：校正前±10% FS，校正后±5% FS

7、 工作环境：温度-9℃～60℃

四、数据采集系统：

1、工作环境：温度-9℃～60℃。

2、数据采集器采用USB接口和数据处理器（电脑）连接。

3、数据采集器通过电脑USB接口供电。

4、采样频率0～100Hz。

汽车座椅体压分布测量仪

受试者不同测试部位在不同床垫材料的接触压
力分布情况如图 3。从图中可以发现:
( 1) 就不同部位压力大小分布来看，肩部、背部、臀部和小腿压力明显高于其它部位，可以反映这些部位为主要承压部位。
( 2) 从不同床垫材料的接触压力来看，立绵、喷胶绵 2 以及 3D 材料在承压部位压力明显比其它材料大，*大值甚至高于临床医学上认为的阻断皮肤及皮下软组织血流导致压疮的临界值［9］4. 27kPa( 32mmHg) 。
( 3) 立绵、喷胶绵 2 和 3D 材料的压力*大和*小值的差异远大于其它材料，相比较而言，另外三种材料的压力分布在各部位间更均匀。进而可以推知，普通海绵、记忆海绵以及喷胶绵 1 的接触承压面积更大。
( 1) 记忆海绵和两种喷胶绵的预测压陷深度远比立绵、普通海绵以及 3D 材料的大，主要承压部位压陷深度都超过了 15mm。这种大程度的压陷会导致平躺的人体躯干部位不再呈直线，除了垂直于接触面的压力外，还会产生平行于接触面的剪切力。有研究［10］这种剪切力对人体皮肤等软组织内血流阻断作用更大。这应该也是许多研究中发现太软的床垫材料比较容易导致人体疲劳感觉的原因。
( 2) 立绵和 3D 材料虽然压陷深度很小，但是接触压力都很大，主要承压部位压力都接近或高于临界值 4. 27kPa，长期躺卧会导致血流阻断，有产生压疮的风险。
( 3) 普通海绵的预测压陷深度很小( 各测试部位基本都低于 5mm) ，同时压力分布比较均匀，数值也远低于 4. 27kPa。综合看来，属于身体支撑效果比较好，同时压迫舒适性也比较好的材料。

人体压力分布模拟床垫测试