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。     

前倾坐姿下办公椅腰臀部承托舒适性的研究

前倾坐姿是工作状态下保持时间最长的坐姿。该坐姿条件下,腰背部支撑不足则容易造成低背部椎间盘病变并出现疼痛症状,因此,办公椅的相关承托性设计尤为重要。提取办公椅承托系统中最重要的4个承托因素,即座深、坐垫倾角、腰垫高度、腰垫倾角,进行正交试验。结果表明,腰臀部体压分布指标和主观舒适感评价指标能较全面地反映前倾坐姿舒适感。由极差法提取针对各因素的关键指标,使讨论具体而统一。与普通办公椅相比,适当前倾的坐垫和略微偏低的腰垫将提高前倾坐姿的舒适性。     

头枕高度对侧卧睡眠舒适性的影响

通过人体侧卧时头部及颈肩部压力分布测试、舒适感主观评价及相关性分析,以及人体胸颈部脊柱定位点分析和肩颧距测量等方法,研究承重后头枕高度变化对人体睡眠舒适性变化的影响。结果发现:侧卧人群宜选择承重后高度7～8cm的睡枕;枕高5cm时,脊柱上部呈"凸"字形状,枕高14cm时,脊柱上部呈"\"字形状;肩颧距与舒适枕高值存在较高的正相关性,最佳枕高值小于肩颧距。该结果可为侧卧枕高的个性化设计提供依据。     

现代厨房家具的无障碍设计

在介绍现代厨房家具的功能、类型及无障碍设计概念的基础上,对无障碍家具使用对象及其生理特性进行了分析,探讨了厨房家具无障碍设计的影响因素及设计原则,并结合厨房家具的功能要求及其组成对无障碍设计提出了针对性建议。     

环氧生漆在水曲柳木材上的涂饰工艺研究

主要研究了天然环氧生漆在水曲柳木材表面的涂饰工艺。通过正交试验的方法,研究了基材平整度、涂膜质量和干燥时间对最终涂膜性能的影响,涂膜性能测试包括涂膜硬度、附着力、抗冲击强度等力学性能和涂膜光泽度。通过研究发现三种因素中涂膜质量对涂膜附着力的影响最显著。在单因素试验中设定基材打磨采用180#砂纸,干燥时间为12 h,试验结果显示:当生漆涂膜质量为10 g时,环氧生漆涂膜的综合性能表现较好,其中涂膜硬度为3B,附着力2级,抗冲击强度是35 kg·cm。     

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。     

冬季温控床垫对人体热舒适的影响机理

为研究温控床垫的不同温控条件对人体冬季热舒适和睡眠质量的影响,以及获得适宜的被褥微环境温度,研制了基于水管和水垫调温的温控床垫,调控的温度分别为29和32℃。通过睡眠实验,测试并记录睡眠过程中人 床界面温度、被褥微环境温度与睡眠各个阶段时间,以及睡前和醒后的主观热反应调查。结果表明,在受试者睡眠期间,受温控条件水垫29℃影响的人 床界面与被褥微环境的温度值最低,热感觉处于稍凉水平,导致睡眠效率较低。水管29℃热感觉处于适中水平,水垫32℃与水管32℃处于稍暖水平,二者之间受试者热感觉差异不显著,而与水垫29℃差异显著。同时,适中或偏暖被褥微环境在人体热舒适和热可接受度方面表现最佳,也实现了较高的睡眠效率。基于睡眠效率、被褥微环境的温度及整体热感觉,得出适宜的被褥微环境温度范围为31.45~32.50℃,受试者的满意率可达85%以上。此外,睡眠时被褥微环境的整体热感觉与各睡眠参数之间显著相关,稍暖或稍凉的热感觉会显著影响人的睡眠质量。     

枕芯材料对侧卧睡眠舒适性的影响研究

通过侧卧时人体头、颈、臂部体压分布测试、舒适感主观评价、主客观相关性分析、材料间方差分析及纵向压力分布曲线等分析方法,研究枕芯材料变化对侧卧睡眠舒适性的影响。结果发现:枕芯材料之间方差分析p=0.005<0.01,表明所选材料间差异性显著,对体压指标及主观舒适度评价有较大影响;乳胶和荞麦皮在作为枕芯材料时弹性及透气性较好,总体舒适性较高,颈部能得到有力支撑,可缓解颈部肌肉疲劳;枕芯材料为记忆海绵、化纤和珍珠棉时,总体舒适性评价一般;充气和中药/茶叶枕舒适性评价最低,透气性较差,弹性较差。     

床垫舒适性评价与睡眠质量关系的研究

床垫作为睡眠的平台,其使用舒适性对人体健康、睡眠质量和休息效率有着重要的影响。影响床垫使用舒适性的因素非常多,包括睡眠系统的因素、人的生理和心理因素、环境的因素等,客观的床垫舒适性评价对提高床垫设计水平,促进人体睡眠健康有着重要的意义。作者采用主观评价与客观测试相结合的方法,研究了床垫舒适性评价与睡眠质量及各影响因素之间的关系。结果表明:(1)睡眠质量不仅与人-床界面关系有关,还与人体体型和人体各部位的敏感程度有关;(2)睡眠质量可以较好地反映床垫的使用舒适性,但不能完全代表床垫使用舒适性,床垫舒适性评价还受睡眠次日人的身体状态、精神状态等因素的影响;(3)睡眠质量与睡前身体各部位的舒适性关系均不显著;(4)对于普通的非分区床垫而言,缺乏腰部、臀部的有效支撑是降低床垫使用舒适性的重要因素。