基于SolidWorks的三维人体建模及座椅舒适性分析

应用三维人体CAD模型可在座椅的设计阶段对其舒适性进行灵活、有效地分析。参照二维人体模板拟定三维人体模型的结构划分,以人体形体数据和人机工程学为依托,在SolidWorks造型平台上实现对三维人体模型的建模。通过人体CAD模型对座椅CAD模型的"几何匹配",精确提取坐姿人体模型的姿态角度,对比人体坐姿标准舒适角度范围,实现对座椅舒适性的分析。     

高校学习座椅视觉舒适可供性的感知过程

座椅视觉舒适可供性的感知过程影响用户对学习座椅的整体评价及选择。利用眼动技术,对不同类别的学习座椅进行用户的视觉感知实验,研究用户视觉舒适可供性的感知规律,结果显示:被试者对于学习座椅呈现由上而下的视觉观察模式,且被试受到座椅的短时视觉刺激时,与学习座椅就坐易疲劳的背部对应的靠背最吸引被试者的视觉感知;座椅的造型特点、色彩搭配、材质运用和结构设计等能够影响被试者对座椅舒适度的视觉感知可供程度,其视觉舒适可供性的模糊评价能够指导座椅进行后续的改良设计。     

基于人体脊柱形态的床垫舒适性测试与评价方法探讨

床垫作为睡眠工具,每天与人体密切接触的时间超过8 h,对人体脊柱健康有重要影响。选择适合自身体型特征的床垫有利于保持脊柱形态,提升人体睡眠舒适性。为评价床垫的人体舒适性,利用人体脊柱形态测量仪,通过建立4项评价指标:站卧脊柱形态吻合度、腰背间隙差、臀背倾角差及脊柱曲度差,对5名被试者在8款弹簧床垫上仰卧脊柱形态与站姿脊柱形态的差异进行分析。结果表明,本研究建立的4项评价指标对卧姿脊柱形态的变化起到了客观的评价作用。对于不分区床垫,脊柱形态的个体特征是影响站卧脊柱形态差异性和人体就卧舒适性的主要原因,床垫软硬度是次要因素。不分区床垫不利于维持正常的人体生理曲度。5名被试者中,臀部更凸的被试者适合不分区床垫的使用,背部更凸的被试者不适合不分区床垫的使用,背臀等凸的被试者较适合不分区床垫的使用。床垫硬度直接影响人体背部脊柱形态,硬床垫使人体背部脊柱曲度逐渐变直。床垫软硬度对人体腰部和臀部的支撑效应受个体特征的影响呈现出不同的变化。     

基于Pro/E的高度可调式人机学座椅设计

日常生活中随处可见的座椅给人们带来了很大的舒适性,但也出现了因长时间保持坐姿而产生的腰酸背痛情况。原因在于传统座椅的设计较少引入人体因素,因此,只有运用人机学原理设计的新型座椅才能解决这一问题。此外,诸如Pro/E之类的CAD软件也应该在现代设计中得到广泛应用,故本文尝试使用Pro/E建立模型。     

人体坐姿脊柱曲线测试座椅设计

健康和舒适是家具领域人体工程学的研究重点,也是坐具设计的最高追求。然而,在探究坐具和脊柱形态的关系中,一直以来缺少安全无害的方法测量人体坐姿脊柱曲线,导致对健康的人体坐姿脊柱形态的定义模糊。为此,基于实现人体坐姿脊柱可视化需求,分析了人体坐姿脊柱曲线测试座椅的功能需求并提出相应的设计原则。基于此开发了一种通过4个生理弯曲点支架的调节,实现探究人体脊柱的4个生理弯曲点所呈角的关系变化的测试座椅,并定义了两种要求下的调节方式。测试座椅初步实现了脊柱形态的可视化,其研发对于健康坐具的开发,尤其是对椅背形态的设计具有一定的理论参考价值。     

办公座椅坐姿行为的聚类与分析

工作者的坐姿行为与办公座椅设计具有密切关系。将微软Kinect动态捕捉技术应用于办公坐姿研究中,设备将捕捉到的办公姿态形成三维空间坐标数据及RGB图像,使用GBR和FCM方法在Matlab数据分析软件中对数据集聚类,求出每类平均姿态,分析坐姿类型及转换规律。研究结果表明:人的办公坐姿共有4种类型,每种坐姿类型又具有丰富的子类型,与任务关联后可分为技能性姿态、适应性姿态和主动性姿态3种姿态。坐姿类别1的场景是操作电脑,属于技能性姿态;坐姿类别2的场景是移动化办公,属于主动性姿态;坐姿类别3的场景是接/打电话,坐姿类别4是休息场景,均属于适应性姿态。每类坐姿保持时间不同,坐姿类别1,2,3,4的持续时间分别为11.6,13.7,2.8和17.2 min。     

运材汽车乘座舒适性的试验研究

汽车乘座舒适性是汽车的重要使用性能之一。汽车座椅直接影响着驾驶员的工作条件和运输效率的提高。在林区道路条件较差和运距较远、长时间连续行驶的情况下,其影响程度尤为明显。为改善汽车的乘座舒适性,除根据人体工程学基本理论正确地决定座椅尺寸、体压分布等静态特性外,更主要的是合理地确定座椅的振动参数,充分发挥座椅减振和缓冲的性能,保证座椅具有良好的动态特性。本文在确定座椅系统振动参数准则的基础上,对林区目前使用的东风EQ—140运材车的乘座舒适性的试验研究结果进行了评价,为今后改进座椅设计提供依据。     

基于磁流变技术的车辆座椅悬架减振研究

利用磁流变液变阻尼和磁流变弹性体变刚度的特点,提出可应用于工程车辆座椅的磁流变阻尼器和磁流变弹性体并联的结构方案,建立5自由度的＂人体-座椅＂动力学模型。针对该模型运用改进的单神经元自适应PID控制策略,通过仿真验证座椅悬架和控制策略的有效性。仿真结果显示、基于磁流变变阻尼变刚度结构的座椅悬架较只基于变阻尼的座椅悬架振动减少约35%,有效地提高乘坐舒适性。     

老龄化环境下包容性座椅设计研究北大核心

针对目前市场上面向老年人群体的家具产品种类匮乏、功能单一等问题,为提高老人的生活质量,从适老化角度出发,以老人居家行为为立足点,发掘对于座椅的多重需求,并通过调研了解老年群体对座椅的功能和审美偏好,建立适老化座椅设计的基本框架。通过包容性设计方法对适老化座椅进行设计实践,考虑老年人的生理及安全需求,在尊重个体差异的基础上,增加了座椅的功能性,并提升了其舒适性。研究旨在探索针对老人群体的座椅包容性设计,以期为我国老龄化产品开发发展提供新思路。     

基于TRIZ理论的多功能异形架椅创新设计

目前人们使用的座椅多年来没有太大的变化,对座椅的研究大多局限于外观造型和舒适性上,而在座椅的使用功能上,尤其是功能的多样性上,尚缺乏大胆的创新.本文利用TRIZ理论,对传统座椅的结构和功能进行创新,在分析其设计原理和设计方法的基础上,开发了一种可随意变形、组合并具有台架功能的异形架椅,使座椅在原来功能的基础上增加了空中操作功能,以替代现有的A字形梯,适合于家庭和室内使用,且安全方便.     

基于OpenPose学习坐姿分析的桌椅人机适应性研究

运用非接触式Kinect运动捕捉系统及OpenPose二维姿势检测开源实时系统,采集小学生坐姿行为中身体关键指标变化数据,通过分析各个关键指标在不同任务及时间段内的具体变化情况,总结人机适应的内在变化规律,以便为后期的桌椅适应性调节方案提供可靠依据。结果表明:颈部弯曲和视距受任务影响显著。书写任务下颈部弯曲均值大、视距小,表现出较强的振幅频率,且随时间延长有增长趋势。阅读任务和书写任务中的颈部弯曲超过20°的时间占比以及近距离用眼情况比较近似,而在平板电脑任务中,颈部弯曲数值则小于其他两项任务中的该数值,视距也相对更大,但躯干弯曲超过20°的时间增加,其振幅频率变得突出,说明躯干是使用平板电脑任务中变化性最大的身体部位。建议学习桌采用恰当方式引导小学生采用45°~60°竖立书本进行阅读,以减少颈部弯曲,加大视距。此外,可以适时调整桌高满足书写到使用平板电脑任务的变换,减缓躯干弯曲和振幅变化。     

基于ASTM标准的4款实木靠背椅力学强度测试与分析

参照ASTM标准制定了靠背椅类家具的力学强度测试方法与质量要求,对4款实木靠背椅进行了坐板静压承栽、靠背承压、垂直冲击和循环冲击试验.结果表明,4款靠背椅的力学强度依次为3号椅大于2号椅大于1号椅大于4号椅.椅子的结构不同是导致椅子力学强度差异的主要原因(直腿结构优于交腿结构),在结构相同的条件下,椅子强度与所用材料的力学强度大小成正比,且坐框材料比腿部材料对椅子力学强度影响更为显著.另外,在椅子零部件接合处安装五金件可提高其力学强度.     

明式椅类靠背选材和设计分析

明式椅类家具是中国古典家具中的经典范例.其中椅类靠背设计对椅类家具又起到了画龙点睛的作用.本文以明式椅类家具靠背选材和设计为研究内容.通过大量分析得出,明式椅类靠背用材分为主要用材和辅助用材.其选材、用材要求质地均匀,讲究纹理.在设计方面,注重构思巧妙、造型简洁,装饰手法多样,题材丰富,寓意吉祥.研究明式椅类靠背选材和设计,旨在揭示明式椅类靠背选材和设计的表现规律,为现代椅类家具靠背设计提供思想启示和理论支持.     

树木秋季叶片落地时叶面叶背朝向的探讨

观察不同环境条件下树木秋季叶片落地时叶面叶背的朝向比例与枯落叶片形态,并进行了理论推算论证。结果表明：秋季树叶失水枯萎时,由于叶面与叶背的组织结构不同,致使密度较大的叶面呈凹形,而密度较小的叶背呈凸形;叶片飘落时,能使其翻转的势能仅相当于叶片在空中作乱翻转运动的转动动能的1/54,如此微小的能量无法克服叶片乱翻转运动的转动动能,致使在林分内的地面上和静止水域的水面上的落叶面朝地与面朝天的比例基本相等。而林间小路及公路上的落叶绝大部分表现为面着地、背朝天的现象,是各种运动产生的风力作用使落叶再次运动后形成的结果。匡谬了以往认为的＂叶面结构致密密度大、叶背结构疏松密度较小而致叶面着地占多数＂的观点。     

微米木纤维腰椎靠背的模压试验

试验给出了腰椎靠背的数学模型，设计了微米木纤维腰椎靠背模具，描述了腰椎靠背制造的关键工艺流程，并对模压腰椎靠背的密度和强度进行了试验分析，为其在生产实际中的进一步推广奠定了基础。     

TH42160龙门加工中心的动态特性分析

建立了HT42160型数控龙门加工中心的左、右立柱和整机的三维及有限元模型,并分别进行了静、动态分析,借助ANSYS、分析软件,得到了左、右立柱及整机在自由和约束状态下的前五阶固有频率和主振型,并在此基础上找出该龙门加工中心结构的薄弱环节,为龙门加工中心的结构优化设计提供理论依据和技术支持。     

Operator work-related musculoskeletal disorders during forwarding operations in South Africa: an ergonomic assessment

Forest machine operators are still experiencing work-related musculoskeletal disorders (WMSDs) despite extensive mechanisation and modernisation of harvesting systems. However, paucity of local ergonomics research and technology transfer problems may affect the use of mechanised systems in South Africa. Consequently, this study was a field-based ergonomic assessment of local forwarding operations. PG Bison's North East Cape Forests (NECF) Eastern Cape operations and Komatiland Forests (KLF) Mpumalanga operations were studied. The main aim of the study was to carry out an ergonomic assessment on local forwarder operator tasks, using Tigercat 1055 forwarders. The study specifically assessed WMSD prevalence and risk factors, investigated the frequency of awkward head postures and evaluated work organisation. A modified Nordic musculoskeletal questionnaire was used to survey WMSD prevalence and work organisation factors. Operators reported hourly, localised work-related musculoskeletal discomfort experienced during the shift. A video camera mounted in the cab was used to capture footage of awkward head postures. The video footage was also used for the WMSD risk assessment using the Health and Safety Executive (HSG60) upper limb disorder assessment worksheets. Operators reported having experienced WMSDs during the last 12 months mainly in the lower back, neck, shoulders and upper back. The studied operators reported lower repetition strain symptoms and higher lower-back disorders than in previous studies. Twenty-three percent of the awkward head postures adopted were extreme. The study results support the assertion that causal pathways of WMSDs are complex and multifactorial. Repetition, awkward head posture, duration of exposure, vibration, psychological factors and individual differences were identified as the main WMSD risk factors.     

人体振动特性研究

本文实验测试了人体对振动的动态响应。１５位受试者以坐姿承受了０～１００Ｈｚ垂直向随机振动,振动强度为０．５,１．０,１．５ｇ（ｒｍｓ）;测得了头、肩、骼部相对于振动台的响应。结果表明,人体各个部位的频率响应特征是相近的,但是具体的共振频率在个体之间稍有差异,并且观察到共振频率有随着振动刺激强度的增加而降低的现象。人体响应的非线性是明显的。利用最小二乘法以单自由度和双自由度模型拟合人体的响应特征曲线,表明头部和骼部用双自由度模型,肩部用单自由度模型更为合适。这些实验是进一步研究人体振动防护的基础性工作。     

基于有限元法的BF142型刨花振动筛结构强度分析

振动筛作为刨花筛选工序中占有量最多的筛分机械,其结构强度、刚度决定了整个振动筛设备的工作性能.针对BF142型刨花振动筛筛箱支撑主梁容易发生裂纹破坏、使用寿命短等问题,采用SolidWorks三维建模和ANSYS有限元仿真分析方法,对BF142型刨花振动筛进行模态分析以及瞬态动力学分析,并应用动态测试装置测试筛体在正常...