基于压力分布实验数据的产品人机接触曲面形态设计

为使产品与人体的接触面形态具有良好的人机工程学性能,通过测试接触压力分布数据进行映射计算,获得接触面曲面形态。利用压力分布测试仪测得产品与使用者的持续接触压力分布数据,在压力大小和接触面的非均匀有理B样条曲面模型的控制点坐标之间建立映射函数,设计了七种数据映射算法模型,将压力分布数据映射为不同的接触面形态。对比产品接触面形态的统计数据,进行了映射算法的误差分析,比较了各映射模型的造型能力和造型质量。为提高人机接触曲面的设计质量提供了理性化与高效的设计方法。

产品复杂表面形态结构的映射设计方法

为解决表面形态复杂、细节众多的产品在三维造型设计技术上的难题。以编织产品为例,分析了其组织结构的数学特征与造型规律,将其分为交织结构和缠绕结构两大基本类别。在织物结构三维设计的单元体技术基础上,增加了形态变量控制,实现了编织产品整体形态上的复杂细节高效造型设计方法。利用二次映射技术将非均匀有理B样条曲线曲面自动转化为细节丰富的编织结构,并根据用户输入的参数调整编织结构的组织样式、密度、粗细等细部结构形态。在藤椅等典型编织产品的设计中进行了应用实践,并探讨了三维图案结构的生成方法。将设计师的工作简化为一般的曲面造型概念设计,用软件工具完成复杂形态细节的自动化建模,促进了复杂形态产品的设计。

面向移动协同的手持移动设备的用户界面设计探析

手持移动设备用户界面设计研究是移动协同研究领域的又一新课题,传统的用户界面设计方法不足以适应日趋复杂的协同交互环境。基于移动协同工作的技术特点,结合界面设计理论,提出了一种针对移动协同任务的移动设备用户界面的设计方法,旨在提升界面交互过程中的用户体验,深入探讨移动设备用户界面设计思想对移动协同交互的影响。

双肩背负系统影响因素研究

目的研究人体在进行双肩背部负重行走时，不同实验组合下背部主肌肉群的表面肌电信号和主观疲劳评价，探讨人体肌肉功能状态和疲劳特性。方法于2017年10—12月，选择10名大学生志愿者进行双肩背负作业实验，受测者分别在不同肩带宽度、不同背负重量以及不同腰垫软硬度组合下行走，共需完成12组实验，每组持续时间15min，工间休息时间为30min。而后，分别测定他们在实验过程时上斜方肌（UT）、竖脊肌（ES）的表面肌电信号及完成每组实验间休息时的主观疲劳评价，对其时域评价指标（平均振幅，aEMG）与频域评价指标（中位频率，MF）以及主观测试得到的数据进行处理与分析。结果负重大小和肩带宽度对人体疲劳程度有影响，差异有统计学意义（P〈0．01），腰垫软硬程度的变化对于人体疲劳程度无影响，差异无统计学意义（P〉0．05）；负重大小与肩带宽度的组合具有交互效应（P〈0．01），负重大小与肩带宽度、腰垫软硬3者的组合不具有交互效应（P〉0．05）。对于背包背负系统而言，10％重量、50mm宽度肩带的背负组合是缓解疲劳效果最好的组合。主观测试表明受试者主观感受肌肉疲劳度也与重量宽度相关，与肌电实验结果一致。结论实验结果表明人体在进行双肩背负行走时，使用10％重量与50mm宽度肩带的组合有利于缓解肌肉疲劳，双肩背负行走更易引起竖脊肌疲劳。

背负系统对人体步态及疲劳的影响

目的研究不同变量搭配情况对人体双肩背部负重行走的步态和肌肉疲劳度的影响,优化日常背负体验。方法于2018年9~12月,选择6名男性大学生作为研究对象。测试6名研究对象在6组不同背负系统搭配方式下(重心、单双肩、腰垫3种变量)负重行走的胫骨前肌的肌电信号数据以及足底压力数据,同时进行疲劳度的主观评价测试;对肌电数据和足底压力数据进行处理和对比分析,评估行为和疲劳程度。结果不同背负系统搭配均对人体的疲劳程度和步态有明显影响,差异均有统计学意义(P<0.05)。主、客观评估分析均发现,不同的重心高度、单肩或双肩的背负方式对人体疲劳和行走步态影响较大,而腰垫的软硬对其影响较小。其中高重心、双肩背负、软腰垫组别平均振幅(aEMG)斜率较小,中位频率(MF)斜率较大,足底压力曲线紊乱程度较小,差异有统计学意义(P<0.05)。结论较高的背负重心、充分使用双肩进行背负以及附带较软材质的腰垫能够很好地缓解疲劳,较小程度影响人体行走步态特征。