（纺织化学与染整工程专业论文）寝具用品的人体功效学研究——枕型结构与人体舒适性的关系.pdf

寝具用品的人体功效学研究 一一枕塑结构与人体舒适性的关系 攘要 本论文设计了不闻高度、软硬度、材质及形状的枕头，其中s 型的枕头 设计了一缢软嫒不瓣酶栳头。通过客观裼性捂标测试霸主蕊闯卷调查裙结合 磺究，试图找到评价技头舒遮性躲方法。对影响枕头舒遮性的各静因素：离 度、软硬度、枕型合体感、接触感、异味感等进行数理统计分析，研究发现 槐头的高度、枕型结构、湿闷感对人体舒适的影响最大。在此蒸础上测定了 接皴压力、笼辩高度、软硬度、接簸西积、歪缡弹往率、压缩变形率等窖蕊 指标，结果表明平躺嵩度在7 8 c m 藏国蠹，侧躺瘫度在9 l o c m 范隧是舒遗 的。针对s 型枕头，颈部的高度与脑后高度差在2 2 c m 以上就会感觉不舒服； 软硬度对s 型枕舒适性的影响很大。研究没有发现舒适感与头部枕后点、侧 爵点、颈后点懿压力毽存在穰关注。 关键词：枕头结构，舒适性，高度，软硬度，接触压 e r g o n o r m i c ss t u d yo nb e d d i n g s s t u d y0 n t h 飘r e l a t i o nb e t w e e np i l l o w ss t r u c t u r e a 冀ds 毛嚣嚣p 薹n gc o 黝匿。薹疆狻嚣l e n 嚣s s a b s t r a c t t h i sp a p e rd e s i g n e dm a n yk i n d so fp i l l o w sw i t hd i f f e r e n th e i g h t ，h a r d n e s s ， p a d d i n gm a t e r i a la n ds h a p ew h i c hi n c l u d e da nss t r u c t u r e i no r d e rt oe s t a b l i s ha n o b j e c t i v e a s s e s s m e n tm e t h o do fp i l l o w s c o m f o r t ，t h ep h y s i c a l i n d e x e s m e a s u r e m e n tw e r ep e r f o r m e dc o m b i n e dw i t hq u e s t i o n n a i r es u r v e yo nt h ev a r i o u s o f p i l l o w s v a r i o u sf a c t o r sa f f e c t i n gc o m f o r ts u c ha sh e i g h t ，h a r d n e s s ，t h ef i t n e s so f p i l l o ws h a p e ，t h ec o n t a c ts e n s e ，t h es m e l la n ds oo n ，w e r ea n a l y z e dt h r o u g h m a t h m a t i c a ls t a t i s t i c a l 。t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eh e i g h t ，t h es h a p e ，a n dt h eh e a t s e n s eo fp i l l o w si n f l u e n c e dt h ec o m f o r tm o s ts i g n i f i c a n t l y t h e ns o m eo b j e c t i v e i n d e x e ss u c ha st h ec o n t a c tp r e s s u r e ，t h ea b s o l u t eh e i g h t ，t h eh a r d n e s s ，t h ec o n t a c t a r e a ，c o m p r e s s i b l ee l a s t i cr a t ea n dc o m p r e s s i b l ed i s p l a c e m e n tr a t ew e r em e a s u r e d i tw a ss h o w e dt h a tt h eh e i g h tw 矗h i nt h er a n g eo f7 8 c ml y i n go nt h eb a c ka n d 9 10 c ml y i n go nt h es i d ew a sc o m f o r t w h e nt h en e c kh e i g h tw a s2 2 c mh i g h e r t h a nt h eh e i g h to ft h eb a c ko fh e 8 d 。t h ep i l l o ww e r eu n c o m f o r t a b l e t h eh a r d n e s s p l a y e dav e r yi m p o r t a n tr o l eo nt h ec o m f o r to fsp i l l o w s 。n os i g n i f i c a n tc o r r e l a t i o n w a sf o u n db e t w e e nc o m f o r td e g r e e sa n dp r e s s u r eo nt h eb a c ko fh e a d ，t h es i d e l y i n ga n dn e c k k e y w o r d s , p i l l o ws t r u c t t l r e , c o m f o r t , h e i g h t , h a r d n e s s ，c o n t a c tp r e s s u r e 北京服装攀院学位论文激鳓馥声骧 本天郑重声鞠：艨呈交瓣学盈论文，蹩本入在导努的糖导下，独立进豁骥裳工作所取 褥靛残莱。豫文中已经注鹱雩l 瘸戆疮容终，奉论文书不禽葜缒天或纂薅跫经发表或撰写 过的作品成暴。对本文的研究做出壤簧贡献的个人或熬体，均已在文中阻鞠确方式糯臻， 本人完全意识剿本声明的法律结果凼举人承担。 学霞论文稼卷鉴塞： 舞黼 雾鬻；汹年 嚣 如瑟 关予谶文健鼹爱获熬谥骥 学位论文佟者究全了簇j k 衷服装学院育关保罄帮搜穗攀位论文辩撬定，帮 研究生在 校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京服装学院。学校有权保留并向有关国家部 门或机构送交论义的复印件和磁搬，允许学位论文被焱阅蠛借阅；学校可以公布学位论文 麓全部悫容或熬势瘀蜜，可戳兔诲采精影印、蘩零或箕 彀囊裁手段爨存、澎缡攀位论文。 ( ，保密数学往谂交奁解密螽遵守i ：规定) 本学位论文不属于保密范围，遗朋本授权书。 本人签名；i 籀鼽翻期：轴f ：f ： 导魉签名：隧， 翻期：“一! ! 童：! ：! i 学位论文作者举姚厝去向： 工作单位： 遵通逢蛙： 电话： 郎缀 北寨掇装学硫2 0 0 3 级礤士研究生论文 o 前言 入静一缴中，几乎有三分乏一豹对瑟是在睡眠巾度过的。入稍缀擘淡蓠就麸生理、心 理角度对睡眠进行了研究，至今融经探明了许多的奥秘。虽然睡眠的科举巨大进步了，但 关于寝具工效学方面的研究却始终很落后。仅仅靠隧眠科学的进步，并不能保证良好的睡 眠。必须基餐良好鲍物质条件一嶷好的睡眠环境。安游的环境、温度、澎度、空气的流逶、 爨羁、空阙镣餐都是左右睡眠溪爨豹巧壤嚣素。毽豢爨要貔条箨是寝爨。瑟傻蓖簿戆蓼凌 条件，只要巍接接触身体的辞典不好，同样不能安然入睡。只要寝具好，纵然环境条件差 一点，好的寝具同样具有弥补环境条件差的作用。寝媳是我们一生中与自己接触最亲蜜的 一样家具，寝舆包括床、床垫、麓被及枕头等。床蛰j 枕头的任务主要魑用来支撑身体的， 盖被夔经务熏耍蹩臻来爨遗耪遴瀑透气懿。鼹予寝懿蔟量努坏懿评铃麓斌是入懿撬戆骛 况。良好豹瓣溉不仅可以消滁囟天靛疲劳，还靛够援离人体静机能，稳谶心身愉快、使入 更健康，更甯肖活力。日本学者小原二郎认为寝具的嫩命在于床垫和枕喜k 。枕头作为寝具 中的一部分，怒睡眠时头部的支撑物，对我们的睡眠质量有着深刻的影响。枕头与每个人 息怠相关。如果枕头选择得不合邋，长麓使用后就霄可能造成颈椎正常的生理益线改变， 影镝骞舞键藤。瑗在枣殇土蠢务耪器群不嚣形状苓麓毒手矮煞魏关，鲡褥逡箨一个舒逶翡撬 头睡好觉，怒一个至关重要的问蹶。 综观寝其舒适性的研究历程，国外已经取得了一系列相应的成果。猩床垫的舒适性上 分析了卧姿、体压分布与舒适性变化的关系， 溅莛眠凝态，钛瑟羡进疼垫终& 爨 垂餐逶整； 并研制了电脑他的床垫生产线；利用感应器 对予撬头冬适囊方嚣磅究还较少，羹上拿毽 纪八十年代翻本、韩国在这方黼研究较为深入。在鬣内对舒适牲方面的研究还处于起步阶 段。 通过本次研究，分析了影响枕头舒适性的主要因索，对枕型结构进行剖析，为设计和 素l 作舒适懿枕头提供一些理论攒导。魏今正是我军寝葵类的装备阶段，貔头帮将发放到部 麸孛去，避蟹拣头箭逶镶方嚣豹骄究，对予维持帮键避跤健壤，漕狳游农静损巍旁俸戆 隐患，增强我零的战斗力具有j 常现实的意义。 i 索辍装学蒺2 0 0 3 缓矮圭爵突鬃论文 1 文献综述 1 。i 寝英爱磊的好邋性穰述 1 1 1 莳逶整憨定义 w e b s t e r 大词典中把轻松、愉快，定义为舒适。s l a t e 在1 9 8 5 年，把舒邋性定义为人 和人之间、人与环境之间的心理、嫩理以及身体上的和谐融洽o3 。十九世纪八十年代， r i c h a r d s 。1 定义好逡感为人们与周围环境乏润狸互作用，遮剿主观的幸福秘满足惑豹一莉 状态。慈瓣寒浚，蠢美蘩逶整貔壤念，诲多碜 究夭受试黧绘蹬一个餮碡懿答察，毽至今还 没有成功。有些学者认为不存在不舒邋感觉就是舒适。阁此在他们的产品设计中，通常戳 设计制作出没有不舒适感觉的产品为目的。还有许多研究人员认为舒适与不舒造是同一个 衡量标尺上的两个端点，即从不舒适缝中间状态到非常的舒适，这是人们在嫩活中区别主 溪感受熬经验积累。按这耱焉溪形成了今天我粕普遍接受熬谬定鼓遥瞧豹妻鼹心理学等级 标尺。也有学者辩以上的舒适与不箭逡驹蕊点和评徐方浚袋示质疑，谴们认为舒适与不舒 适是有不同的影响因素引起的。在1 9 9 6 年z h a n 9 0 1 等人遴过大样本问卷调套，收集了大量 的有关舒适与不错适的感官术语并进行归类，结果发现愉快、轻松、平和等与舒适相关性 缀大。疲劳、空闽麓狭窄感、褥不劐体怠等与不舒适有关。并经过好适与不舒适鲍相关性 试验，统计嚣唆罄逶与不舒适是基予赣嚣独立夔霾素。1 9 9 7 每h e l a n d e r 秘z h a n g ”3 霹嚣 组人群进行试验，发现用具的外观设计与舒适性有关，与“不舒适性”无关。在舒适性的 评价当中，不舒激的因素存在时，舒适性的因素在人体感宙方面显得第二位了，不舒适感 起主导作用。p e t e rb u c k l e ”3 在1 9 9 8 年床垫的舒适性研究巾，软硬不同的备滕垫之间主观 舞逶牲评徐豹慧嬲没褥蘩鞠显豹统诗嚣萋零乎夔涯鳃。终黉试势萎饕使爱熬这拳孛语义浮分 法，对人们的感觉不够敏感，存在一宠的局限性。对舒懑的概念还需要重新考虑。嚣前越 来越多的功效学专家，开始注意到对人体更广范围的感嫩器刺激因素，如影响肌肉骨骼生 理特征的痛感、损伤等描述参数上，i 司时考虑疼痛的强度、持续时间、发生的频率等。基 子这些理论，在爨逶性的研究中，把瓣适秘不蟹适蛇影响濯索区别对待并佟为曩为补充的 一个整傣更合适。程设计羁翱痒强爨跨，采取两静繁臻：一是鬻低不静逶虢彩螭嚣素，一 是改善舒适性的影响因素。 2 j 衷凝装学簸2 0 0 3 缀疆士硗究生论文 1 1 2 舒适性寝具用晶具备的性能 寝具用品包攒床垫、枕头、被予、笔毯、床单、床翠、被套、枕套、凉席、睡衣等， 簧维持舒适的睡眠，应从人体功效学的角度设计与睡眠蠢关豹寝具用品，包括寝具的质量 彝弹性、寝其懿攥辫、撬头戆凄萋帮舞凌等等。寝吴惩赫疲其冬錾整藐瘦逶纛入蒋翡生理 需要旧：如傈滠靛、吸漫性、透湿幢、透气性等。适应嘉体活动和承受合瑷驰负荷。对皮 肤的接触感要好。功能方面安全、激生、防菌、防霉，有益于健康防护。颜傲、花纹设计 的外观视觉效应绦人舒适、温暖等心瑷上的愉悦感。舒适的褥子应该软硬适中，能够支撑 赛傣处于舒适的状卷，保持健瘫豹疆姿；同霹嚣身要活动囊如；褥子还必须基豢良好的绦 暖睦，酝够维黪耩藏辩舒适懿镩温。褥予一般要厚些好。被子蓄先应该轻蘩逡发、僳疆、 吸湿、透气。被予要轻，不妨碍睡眠中正常生理体动。糕保证保暖性的前提下，应尽量选 择重量较轻的被子。枕头起着支撑头部，维持身体处于翔然状态，保证着入的良好休息与 疆眠，所以枕头结构、高低要合理。枕头的填料要有较好的吸湿性和放湿性，臻卫生干净， 不荔毒获垒、不荔囊霉、生蠛盔等。 1 1 3 寝具用品舒躐性研究与评价 几十年来，人们从不同学科对舒邋性进行了大量的研究，尤其是服装舒邋性的研究。 寝具舒适性的研究作为人体工程学( 功效学) 的一个分支，般是在人体解剖学、生理学 基疆上进行心理瓣、窖瘸生毽豹测试冬译徐。现筒单毖缭爨续懿下： ( 1 心理评价法；这是一种采蠲稚分鞠回答调查褥阔戆形式，让被试者阐替爨e 感觉的 评价方式。目前常用的是心理量表法，研究人员提出了多种心理评价标尺，荫三点、五点、 七点以及十点等桥尺。因该方法便于统计分析，故采用较多。但是，由于该方法是事先准备 问题，请被试者翻替，存在调查者考虑不全西的可能性，因此对评定结果会有掰影响。虽然 霹采矮赉被试尝巍囊叙述豹方式，毽数器整理需要露阙，暴露在瘫鞋定量分辑豹滏蘧。主鼹 心理评价方法是一种最直接的的方法。 ( 2 ) 生理学评价法：该法是通过测滗人体睡眠状态下的体核温度、体表滠腱、耗氧量、 代谢量、出汗量、呼吸频率、睡眠麟电波、人体尺寸、心举、身体各部分的滕力、肌肉活 凌蛙、脊雄魏线状态等生理撵标评价黟逶牲铷。这要涉及嬲入体实验，受试榉零大，糖当 费时，成本褰，癜予个体差异，时阆、空闼的差舅等，嫩壤学方法评价舒适彀秘研究面l 陡 着很大的困难。 ( 3 ) 客观物性指标法：从寝具材料学方面进行舒适性的研究。如测定床具尺寸大小、 藤垫豹厚薄、软硬度、弹性、压缩交鼯率、被褥吸湿透气健，传热散热牲、保暇性、垫靛 j e 豢黻装学院2 0 0 3 级硬出研究生论文 压缩变形率、弹性等物理性质，汰种测试方法优点鼹测量误差小，受主观方面如人的潜在 偏见等因素影响小。但这些物壤特性值和人体实际使用、复杂的外界环j 蹙条件相分离，很 难说甏实鼯瓣籍逶蛙。寝吴夔爨逶毪分撬霆蒋寝篡戆设诗与入搭生毽缭稳提缝合，帮获人 体工程学的角度考虑，客疆物榷指标与生理参数攒标相结合研究，对主观的评价方法起劐 有益的辅助补充作用。对产品设计具有更直接、快逋简洁和适用等特性。 ( 4 ) 微气候理论：日本学者原田隆司0 1 博士提出了月鼹装微气候理论，即服装应能很好的调 节人一巧境之闻静温、湿度，搜冀处手相对理想靛蕤瘸中。久帮寝具之闼形成的局部气候 秘霎誊键簧。零摸其蒜串。熹0 ，5 c m 赴开一个蛊径终i c m 的小孔，趱予镧锋献空串插入模煞戮貔头底端。模茭撼对称形，在孔 的对称点放嚣聪力传感片，当压力读数达到实际人体测腻值时，读取钢针捕入枕头的高度 值，即为拣头爨嫩辩驰绝对高度。用该法测量颈后绝蕊、槐爱绝高以及侧瓣瓣的侧囊 绝离。 睡毁。 嚣2 - 4 本模其 麓2 毒曩皴甏羧溅突 通过试黢籁避彳渗透性合适的鼹水和嗷墨纸等试骏毒手料。人体头部与槐搽酾接触面积 是利用墨水绽压力下在纸上渗邋作用，产生的印迹涞测试的。先把棉布漫瀵在墨水中， 再在删u5 0 5 t 糕鸯式均匀小轧率童霉l 压，保持含墨的一致性。然后放程槐头上，其上匿 敬主啜受纸，受试天在褒定嚣姿势巍辩瓣建麓在魏夹上。 2 。2 5 嚣缭缝懿瓣宠 2 2 5 1 压缩弹性牢测定 试样准备 测试样晶麓少3 块l o o m m 1 0 0 黼辩撵菇，取群辩鼯避臻2 c 撩处，每个撬凝灵墩样一块， 整疆嚣褰霞鬟鼓榉。 实验方法 试验样品程橼准大气下平键2 4 4 时后，将试样放鬣谯平台中央，试样上辚轻压上l o o g 戆压扳，在蓬檄。毫据上4 5 豫的鹾锤，5m i n 后读取表溅脬艘h l ( 脚心，然簏豢撵压锤秀加上 3 0 0 0 9 基锤，3 0 m i n 惹读取爨定簿发h 2 ( 黼) 。去捧压锤5 m i n 螽霉豢莲5 0 9 嚣镬，i m i n 嚣读彀 浚菱簿凄h 3 ( 糊) 。 压缩弹性举r 计算公式如下。计辫结果保留一位小数。 r 。衅1 0 0 ，l l n 2 式孛t 鼙一浚铎瓣撬缭弹瞧搴，骣； 2 2 藏采服装学院2 0 0 3 教礤士研窥生论文 h ，一 戚样的表观厚度，m m ； h r 一试榉鹊稳定厚度，嬲； b r 试榉藩壤菱霉赛，黜。 乏2 基2 压嫡变形事魏滔定 试样准备 测试样晶至少3 块l o o r m x1 0 0 m m 的样最，取样时躐边缘2 c m 处，每个枕头只取样一块， 在蓊最袁饺嚣取样。 实验穷法 试验样凤猩标准大气下平 i 盱2 4 t j 、时后，将试样敞鬻在平台中央，试样上轻轻压上尺寸 11 0x1l o r e i 脬废3 m m 的玻璃板，在玻璃板上再压上l o o g 的压锤，1m i n 后读取试样四边厚度 斡平均俊g l ( ) ，然后去捧1 0 0 9 篷镳霉趣上3 0 0 0 9 j 菱键，5 m i n 后读取稳定蕊驰试撵蹬边蓐 寰夔乎穗德9 2 ( 瓣； 结采计算 压缩变形举p 计算公式如下。计算结果保留一位小数。 p ：墨二些x t 0 0 菩! 式串；p 试徉辩压缩弹毪率，嚣； g ，馘样的表观厚度，燃； g ，试样的稳定厚度，m m ； 2 。2 。5 35 潍攘壤涞久变形翡溅寇 嚣试撵菇露少3 竣5 舀潍5 0 黼瀚襻曩，取群潜藏粼瀵2 e 弦筵，每个撬头器骏棒一头，褒 颈后高位鬣取样。试样韵耦邻番边应相互垂直，厚璇为枕芯的实际厚度。 压缩装鼹：由两块大于试样尺寸的平板、定位件和丧具组成。测试潋稷中，两平板成 互相平行和不黛形。藤平板闻的鼷离可按魇需的形变黼度加以调节。平板树质为2 5 # 钢板， 足寸冀2 5 0 秘mx2 5 0 瓣，霉瘦受4 箍m 。定谴薅为8 壤蠹径8 m m ；长1 5 0 戳舞繇綮滚裣，壁受匿巨 2 - 5 。 试验方法参照g b t6 6 6 9 - 1 9 8 6 嬲5 3 方法c 执行。试验环境条件2 0 ，捆对湿度6 5 + 5 ， 样品压缩5 0 压缩时间2 2 h ，恢照时间3 0 m i n 。计算方法按照g b t 6 6 6 9 - 1 9 8 6 执行。 北京服装学院2 0 0 3 级硕士研究生论文 15 m m 图2 5 压缩装置示意图 2 2 6 主观雅觉测量 2 2 6 1 问卷设置 通过对所喜欢枕头的主观影响因数的术语收集和有关文献的查阅，把一些主要的感官 术语如：高度感、软硬感、合体感、皮肤接触感、湿闷感等作为影响枕头总体舒适性的指 标，并对术语进行程度描述语的规范和5 分制划分( 如表2 2 ) ，以便统计研究和分析。通 过问卷调查形式达到试验资料的收集目的，问卷调查方式采用选择描述语和打分相结合进 行( 详见附录l 、2 ) 。 表2 2 主观评级打分 对于第二组人群的问卷，除了评定影响枕头主观舒适性的因素之外，还体现了枕头舒 适程度对睡眠和生理的影响，因此在这次问卷中增加了有关睡眠质量和脖子脑勺触感的 程度描述语。如下： 1 一严重防碍睡眠；2 一稍微影响睡眠；3 一不影响睡眠：4 一睡眠质量较好；5 一睡眠质量 非常好。 l 一脖子下面很硌，酸痛：2 一后脑勺很硌，酸痛；3 一脖子和后脑勺都硌：4 一无硌感。 2 2 6 2 测试方法 测试是在环境温度2 0 3 、湿度2 0 4 0 房间中进行。首先对受试人员介绍测试规 j 哀摄装学蒺2 鹌3 簸硖出释寒燕谂文 刚。第一缀辩试人群对第一缀聪个枕头进行完垒试验，第二组受试人群黼第二组四种枕 头进行睡用突瓣。第一组实验蒙浓燧试者穿着轻薄的农棒并对体重、身嬲、警时用枕习惯 等基零骧挽遴糟瓣谗。然螽受试鬻激平麓襄醚意撰濑滚涟舒适凝态) 瓣辫势麟在撬头上， 要黎试鬓丈魏争s 分镑嚣簸爨感燮译赞。熬曩娄窭狻大瑟攘霉受溪考熟耱礁嚣答凄写霆卷 内容。第二缀入群遥过发放闻卷淡耩，在睡觉静实际德豫3 - 4 天螽进群壤霹。 2 3 统计分析艨用 莲力禊试爨烧浆健焉孛，瓣糕粥挺定方式、最佳瓣搬频率、灵敏攫的竣麓等采雳了攀 襻零 捡骏法，麓予努褥验诞数豢簸辫嚣毒羧瞧。 对嚣筑爨试入嚣熬褥卷谖囊，愁务圭菇惑霆熟谬势遴露瓣蘧统诗，然麓羧务感受寒谱 分组，进行柏燕能分析，通过数燃筑计方法证明影响艨体舒适感的主观殿裙糯的因素是什 么? 主要影响阁濮是卿s 些? 第二缀a 麟试验疆襄孛，黠揍凝送攀一嚣数，谯不溪承乎下逢戒鹣爨蠛群睡圭鬟篷 联囊蠢羲彩翡鼹磷骞萎萋终爨，送舒s p s s 统诗款 擎孛瓣零送素方差努瓣法( 0 r ea n o y a ) ； 如果产生了麓蒋影响，说蹰耱头澹控制因素势必辨蕊窀昭i 控髑因素菸黼作用，对睡瞧 产生了显著影响。单因素方差分拼法是采用f 统计檄滁法，要求总体分凇必颁星芷态分稚 虽备组方夔熬羚。簧先砖实验榉零谶撑芷悫分布检验，瓣4 5 名男毪群体盥攫陲蔑矮量戆 洋势按蕊头分缀羧i 荐穗、2 # 拣、辍拣、毒霉蕊势蘩 ，弗霹冬稃奉( 器缀 瓣楚否歪态努 蠢进行硷毅。懑逡k - s 燕态势凑捡黢诞弱是琴虢簌藤悫努搿魏。不耗袋溪攀壤素方差分糖 的检验方法梭滁枕头对睡眠的影响作用，所以采用非辫数检验法中的两掰褥已对样本符号 ( s i g n ) 检验嬲方法。对本实验的睡眠质量主双评分熬辩性进行分柝。 素爨装举貔2 0 0 3 瑗颈圭酝究整谂支 3 结果与讨论 3 。1 受试天龚豹确邈 稼头箭透缝鼢辑舞暴露嚣经受试人群。第一蕴受试入群霆鸯3 0 整懿縻焱性缝成，筵 们具有较强的理解和配合试验的黼力。传统来说，女性群体是家庭购买床士梢品的主要决 策人，对枕头的舒适与否比较挑剔，也比较敏感，所以选用她们来参与试骏。受试人的年 龄、身高、体羹如袭3 - 1 ： 表l 第一鳃麦整参数 谪r 遮差 簸小僮最大值均值标准偏麓 年龄岁 1 94 33 3 46 9 身赢c m 1 5 41 7 21 6 l l84 3 体重您g 4 57 3 5 7 ，67 。3 第二缀受试人群巍是4 8 名男谯( 鸯簸4 5 名) 。遘嚣实际睡题3 天，逡镑实遗遗卷 调查。这部分人群身体素质比较好，擞活习惯、日间工佯强度等较普通人群擞拯齐。避免 因职业、年龄、嫩活习惯等差别左嚣对枕头舒适性的主观评价。通过这一特嫩人群了解软 硬不弱豹s 墼貔头对舒逶牲及睡眠矮鏊影晦进行分辑磷党。 衷s 一2 蘩二鲠要牲参数 丽旷逸娄 最小值最大值 均值 标准偏蔫 年龄岁 1 72 92 12 3 舟高c r n 1 6 5 01 8 0 01 7 3 o 3 5 l俸重k g5 4 0 7 基，0s 5 ，05 。2 遽过第一艇人群对第一缀撬头鹣研究，7 解影响主躐舒逶感懿主要嚣索燕侍么? 侍么 样的枕型是最好的? 舒适的枕高是怎样的。通过第二组人群对第二组枕头的研究，了解该 枕头主观舒适性姆软硬度、高度以及接触压等客观指标的关系，试图找到种辫观测试指 拣译绥努逶蛙翡方法。 3 。2 嚣嚣系蓬捷耀方法 滋 e l i ：系统怒科学研究、教学试验鞘工业q c 控澍的攥恕工具。传感器髓由徽薄( 厚 0 ，1 2 7 r a m ) 的聚黼片构成，放在头和枕之间，对受试人不产生任何不适感徽，不会影响对 枕头韵主观判断。激外力终趸在传黪头上对，转惑点豹嫩黻激压力大小变化掰艟比铡变化， 北京赧装学院2 0 0 3 级硕士研究生论文 传感器不受力时电阻为嫩大，避到的压力越大黻值越小。该系统通过配套的软件程序，用 毫籁静豁准砝璐标定( c a l i b r a t i n g ) ，窗蠢魏会显示窭你掰标定选择的荦位，鳐：壳力、 磅、牛顿等。f l e x i f o r c e 传感器配铸三个规格的b l o l 型传感头，分别悬低：o 一2 5 i b s ( 1 1 3 4 0 k g ) ，中：o - 1 5 0i b s ( 6 8 0 4 k g ) ，高o - 1 0 0 0l b s ( 4 5 3 6 k g ) 三种爨程规格。 零课题选用的是单点式测试系统，通过翘步的头部接触聪测量，认为传感片援格选用低爨 程规格( l 型) 融足够。o 2 5 磅换算成克力，相当于w 测量o 1 1 3 4 0 克力。对于本次研 究健震浚系统熬暴傣标定方法、灵敏发戳及数鬟采集速溲对试验数据壤镶度数彩璃送行试 验和优选设计。 3 。2 。i 耘定方法豹选撵 ， 采用1 0 0 克、2 0 0 克、2 7 9 克和5 0 0 党已知的标准砝码分别进行标定，对5 0 克力、1 0 0 克力、2 0 0 克力、5 0 0 竞力的砝褥进行测试实验。采集帔数为5 0 0 ，每间隔5 分钟溅一次， 测5 次，采集频攀为3 0 h z ，灵敏度设置为1 4 。统计分析如表3 - 3 ( 测试结果见附录3 中的 袭3 - i ) 。 虫袭3 - 3 可以爱出，期i 0 0 吏砝妈撂定时，潮1 0 0 竟力戆竣道德翅对误差为1 。5 2 ， 而测2 0 0 克力的输出值的相对误差为一4 0 6 ，测5 0 0 克力时输出值相对误差熙大，达到 1 4 2 2 。弱嚣麓，在2 0 0 竞珐褥耘定下，瑟测勰克力、1 0 0 夷力、2 0 0 竞力、5 0 0 竞力鹣 相对误麓分别为一1 4 9 0 、一3 6 1 、一3 3 4 、3 9 4 。用2 7 9 克砝码标定，测5 0 克力、i 0 0 宠力、2 0 0 壳力、5 0 0 壳力兹稳瓣误差分翔兔一1 3 9 8 、0 ，4 1 、0 2 2 、0 。6 2 。嗣5 0 0 党 砝码标定，测5 0 克力、1 0 0 克力、2 0 0 克力、5 0 0 克力的棚对误差分别为一2 9 。5 8 、一1 6 1 9 、 一5 t 2 、1 4 7 。说明输入压力值离标寇值越接近，误麓越小，输入压力值离标定值越远， 误差就越大。标定方法对测试俊的离散性( 标准偏差) 的影响泰见明显娥律。 对瓣一组测试数据采用s p s s 统计软件中的单一样本t 检验法进行检验，检骏结果如寝 3 - 4 ，3 - 5 ，3 6 ，3 7 ，霹班着惑，采鼹i 0 0 支砝碣振定，捡验缀祭孛静烂萋拳平分裂荛 克力，0 2 3 0 ；1 0 0 克力，0 4 4 8 ；2 0 0 克力，0 1 6 0 ；5 0 0 克力，0 0 0 3 。采用2 0 0 克砝码标您， 稔验结果孛豹嚣蓉承平分魏巍s 0 宠力，0 。0 0 1 ；1 0 0 竞力，0 。2 7 2 ；2 0 0 壳力，0 。1 4 4 ；5 0 0 毙 力，0 1 3 5 。采用2 7 9 克磺码标定，检验结果中的撮著水平分别为5 0 克力，0 0 1 3 ；1 0 0 克力， 0 9 0 3 ；2 0 0 克力，0 。9 2 7 ；5 0 0 竟力，0 7 6 8 。采糟5 0 0 壳糖码标寇，检验络栗中的遂奢永平 分别为5 0 克力，0 0 0 0 ；1 0 0 克力，0 0 0 4 2 0 0 毙力，0 0 6 2 ；5 0 0 克力，0 1 6 9 。一般用户 以a = o 0 5 为评判标准，如果t 检验的显藩水平小于或等f f ：o 0 5 ，则认为测试值与真实值之 阉存在驻萋差异；当大予o 。0 5 砖，剐扶必浏试德每真安德乏翘不存在显麓羞异。以上实毅 袁毅装攀貔2 0 0 3 缀矮圭臻究黧浚文 说明1 0 0 克砝码标寇，在0 0 5 的显蔫水平下，对5 0 克力、1 0 0 克力、2 0 0 克力测试值是可信 的，与真实值间熬异不显著；对5 0 0 克力的测试值是不可储的。用2 0 0 克、2 7 9 克砝码标定， 在0 0 5 的显著水渺下，对5 0 克力测试德是不可信的，对1 0 0 克力、2 0 0 克力、5 0 0 党力测试 壤垮是爵售夔。惩5 0 0 竞珐褐掭定霹，熬起2 0 0 交力、5 0 0 炎2 戆溺试是可蕊豹。 表3 - 3 三释标定法测试统计分析 寝3 45 0 克力输出分析 t e s tv a l t i e = 5 0 【标定方 9 5 c o n f i d e n c ei n t e r v a lo ft h e s 1 9 m e a n 3 式竞力 td fd i f f e r e n c e ( 2 - t a il e d )d i f f e r e n c e ， l o v e r u p p e r 1 0 01 4 1 440 2 3 0- 3 6 6 81 0 8 6 7 73 5 3 1 7 2 0 08 4 8 540 0 0 1- 7 4 5 09 8 8 6 55 0 1 1 6 2 7 9一4 3 0 l4 0 。0 1 3- 6 9 9 4 - t 1 5 0 8 7- 2 4 7 8 7 5 0 0一t 0 9 8 90 。0 0 0一l 垂。? g l1 8 。5 2 8 4一1 1 0 5 4 0 通过实验验证，针对不同试验测试对象，标定选用的橼准砝码值最好越犊近实验目标 值越好。在对第一缎人群实际测压时，发现压力值一般猩1 0 0 克力以下，所以选用1 0 0 克 砝码进行标定。谯第二组铡压时，发现雁力值基本在2 0 0 亮力范围变动，所以选用2 0 0 克 疆疆逶雩亍标定。 2 8 北京服装学院2 0 0 3 级硕士研究生论文 表3 51 0 0 克力输出分析 t e s tv a l u e = 1 0 0 标定方 9 5 c o n f i d e n c ei n t e r v a lo ft h e s i g m e a n 式克力 td fd i f f e r e n c e ( 2 一t a i l e d ) o i f f e r e n c e l o w e r u p p e r l o o0 8 4 l40 4 4 81 5 1 8 0- 3 4 9 6 06 5 3 2 0 2 0 01 2 7 340 2 7 23 6 0 5 5一1 1 4 6 8 34 2 5 7 4 2 7 9o 1 3 040 9 0 30 4 1 3 88 4 0 9 69 2 3 7 3 5 0 0- 5 9 6 140 0 0 4 1 6 1 8 9 52 3 7 3 0 5- 8 6 4 8 4 表3 62 0 0 克力输出分析 t e s tv a l u e = 2 0 0 标定方 9 5 c o n f id e n c ei n t e r v a lo ft h e 3 l g m e a n 式克力 td fd if f e r e n c e ( 2 - t a i l e d )d i f f e r e n c e l o w e r u p p e r 1 0 01 7 2 l40 1 6 01 0 1 2 8 0- 2 6 4 6 6 56 2 1 0 5 2 0 0- 1 8 1 440 1 4 48 1 2 8 02 0 5 6 6 14 3 1 0 1 2 7 90 0 9 740 9 2 70 4 3 3 6 0一1 1 9 5 6 41 2 8 2 3 6 5 0 02 5 7 7 40 0 6 21 0 2 3 3 32 1 2 5 7 70 7 9 1 0 表3 75 0 0 克力输出分析 t e s tv a l u e = 5 0 0 【标定方 9 5 c o n f id e n c ei n t e r v a lo ft h e s i g m e a n 式克力 td fd i f f e r e n c e ( 2 - t a il e d ) d i f f e r e n c e l o w e r u p p e r 1 0 06 2 4 44 0 0 0 37 1 0 9 0 03 9 4 7 6 71 0 2 7 0 3 3 2 0 01 8 6 840 1 3 51 9 6 4 7 3- 9 5 5 4 04 8 8 4 8 5 2 7 9o 3 1 64 0 7 6 83 0 9 8 0- 2 4 1 4 2 03 0 3 3 8 0 5 0 0一1 6 7 740 1 6 9- 7 3 6 4 9 - 1 9 5 5 5 84 8 2 6 0 l 家驻装学院2 0 0 3 壤褒圭磅究黧谂交 3 2 2 最佳输出颓率的筛选 t e k s c a n 压力测试系统对数据的采集速度有7 种输出频翠( 输出频率即每秒采巢的数据 次数) ：l o h z 、2 5 h z 、3 0 h z 、5 0 h z 、6 0 h z 、l o o h z 、2 0 0 h z 。本次实验选定在2 7 9 巍砝码标定 下，襄1 0 0 竟力、2 0 0 壳j 努剐透行l o h z 、5 0 h z 、l o o h z 、2 0 0 h z 熬采集速度遂露浏_ 袁，其缝 测试条件丽上。绫计分析表3 8 、3 - 9 、3 - 1 0 、3 - 1 1 ( 测试络莱见附录3 中表3 - 2 ) ， 表3 - 81 0 0 克力输入值统计分析 j 采集频率 nm e a ns t d d e v i a t i o i ls t d e r r o rm e a n l 辑乏 1 051 0 4 2 45 2 82 。3 6 5 059 8 1 55 5 12 4 6 1 0 057 6 1 81 1 3 15 0 6 2 0 057 5 0 4l o 0 7 4 s o 表3 92 0 0 克力输入值统计分柝 采集频率 nm e a ns t d d e v i a t i o r ls t d e r r o rm e a n h z 1 0s2 0 0 + 4 78 ? l3 。0 0 5 051 9 8 6 58 8 03 。9 4 1 0 051 9 2 2 43 8 41 7 2 2 0 051 7 2 8 04 5 92 0 5 表3 一1 01 0 0 克秀嚣试筐l 梭黢分爨 t e s tv a l u e = 2 0 0 采集 9 5 c o n f id e n c ei n t e r v a l s i g m e a n 频率h z td fo ft h ed if f e r e n c e ( 2 一t a i l e d ) d i f f e r e n g e l o w e r u p p e r l o1 7 9 8 4 0 1 4 74 2 4 3 8 2 3 1 0 3 1 0 7 9 7 8 5 0 - 0 7 5 040 4 9 5- 1 8 4 7 08 6 8 4 24 9 9 0 2 1 0 0一4 ，7 1 0 4 0 。0 0 92 3 8 2 2 8 - 3 7 ，8 6 4 39 7 8 1 2 2 0 0- 5 5 4 540 ，0 0 52 4 9 5 9 9- 3 7 。4 5 7 9- i 2 4 6 1 8 l 素摄装擘魏2 0 0 3 缀硬士霹究擞谂文 表3 112 0 0 克力测试值t 检骏分析 t e s tv a l u e = 2 0 0 采集 9 5 c o n f id e n c ei n t e r v a l 频率 s i g 。 m e a n td fo ft h ed if f e r e n c e h z( 2 - t a il e d ) d i f f e r e n c e l o w e r u p p e r 1 0 0 1 5 740 8 8 30 4 7 1 37 8 6 2 08 8 0 4 7 5 0- 0 3 4 34 0 7 4 91 3 4 9 4一1 2 2 8 1 49 5 8 2 5 | 1 0 0 4 。5 2 34o o l l- 7 。7 6 5 0- 1 2 。5 3 1 5- 2 。9 9 8 4 2 0 0一1 3 2 4 240 。0 0 02 7 ，2 0 4 23 2 9 0 7 9- 2 1 。5 0 0 4 由表3 8 ，3 - 9 可清楚地看出，随潜采集频率的提高，测得数据均值偏离真实值越大。 输入值为1 0 0 克力时，数据离散性越加大。而当输入值为2 0 0 克力时，测得的离散性有变小 的趋势。t 检验分析袭3 一l o ，3 一1 1 可瓣掇，输出频率大予等于l o o h z 时，输出俊与真值有显 著差吴，数蕹不霹嫠。说疆在采集数据瓣，臻定5 0 谈数耱条箨下，采囊豢零越块，记录 5 0 0 帻花的时问越缀，测试数据就越不准确。一般要小予t o o h z 为好。当然，渴聚集慎数设 置在1 0 0 0 、2 0 0 0 溅更多帧数条件下，频率大于l o o h z ，可能会提高数据的有效憔，这需要 进一步试验验证。本次论文中的实验，设定帧数为5 0 0 ，采集蒴翠为3 0 h z ，能够满足在3 0 0 宠力良爽麴实验数键褰效性。 3 。2 3 灵敏度瓣选撵， 在标定时，炭敏度由低到高从l 2 0 进行选择。一般灵敏度越低，传感器的饱和量程 范围可得到提高，灵敏度越高，对压力的感应越灵敏，饱和量程会降低。使用该迸力系统 测试时必须调熬灵敏度，使整个实验避程既要保证足够的灵敏，又不能使测试题力超出有 效量程簸窭范圈。 分别在1 2 、1 4 、培、2 0 瞪_ 种灵敏发条件下，进行2 7 9 觉砝码标定，输娃 频率为5 0 h z ， 得出测试满量程范围分别为：1 4 0 0 克力、8 6 0 克力、4 7 0 党力、3 8 0 克力。猩四种不同灵 敏度标定条件下，对1 0 0 克力和2 0 0 克力进行测试，结聚见附录3 表3 - 3 、3 - 4 ，统计分析 魏表3 一1 2 、3 - 1 3 爨暴霹知，夔羞灵敏痍雏挺离，溪l 试均馕譬标准蓬越接近，毽蔫数蛙( 蠢 准偏差、垮值标恣误差) 都有所增大。l 检验结果如表3 - 1 4 、3 - 1 5 ，除了灵敏度为1 2 时， 对1 0 0 克力的测试与真实值差异显蔫外，其余都和真实傻相一致，没有显慧麓别。说明灵 敏度越高，输出值越真实。但灵敏度太高，实际测量的嫩程范围会变窄，为确保合适的量 程范围彝实验数据驰灵敏性、有效性，零次实验选定灵敏度在1 4 条件下迸稃测试。 ! j l 豪溅装喾貌2 0 0 3 缀矮蘸究擞论文 表3 1 2i 0 0 克力输出值统计分析 灵敏度 n m e a n g f s t d d e v i a t i o ns t d e r r o rm e a n 1 2 59 4 3 92 4 41 0 9 1 459 8 。1 55 。s l 2 。4 6 1 859 7 4 0 8 5 33 8 1 2 051 0 1 8 45 8 22 6 0 表3 1 32 0 0 交为簸出篮统计分褥 灵敏度 n m e a n g f s t d d e v i a t i o ns t d e r r o rm e a n 1 251 9 4 8 16 0 62 7 1 1 451 9 8 6 58 8 03 9 4 1 8 51 9 8 。3 8i o 9 l 4 8 8 2 0s1 9 7 。8 3l l 。3 35 o 表3 1 4i 0 0 克力输出值t 梭骚分析 l 灵馥 t e s tv a l u e = i 0 0 9 溅c o n f i d e n c ei n t e r v a lo ft h e s i g 。 m e a n l 度 td fd if f e r e n c e ( 2 - t a il e d ) d if f e r e n e e l o w e r u p p e r 1 25 1 3 040 0 0 75 6 18 6 5- 2 5 7 1 40 7 5 040 4 9 51 8 58 ，6 84 。9 9 1 8一0 6 8 10 5 3 3 2 。6 0一i 3 i 97 。9 9 2 00 7 0 84o 5 1 81 8 45 3 99 0 8 3 3 测压人群与测压点的确定 3 3 1 测压人 在楚一缀受试入群孛，选取了1 2 绽焱犍对1 2 令魏头滋缓濑基，第二缓受试入嚣透1 0 位对第二维四个枕头分剐进行了悉力点的颡试( 有效入数为8 ) 。测压女性选取过程中以头 发简短为主，以便减小测试带来的谈麓。另外，在第二缀测压的同时，我们豢求受试人躺 在硬质的木板上，对脑后枕的最大臌点进行了测试。并耐酱遍反映枕型结构域不好，很硌 黪子熬f 2 、f 4 畿方疑墼捷，诖受试嚣试熊，对颈妻# 鬟太聪灸煮邃行了测燕。 越 筵家缀装学藏2 0 0 3 缓 囊圭疆究嫩论文 表3 1 52 0 0 克力输出值t 梭验分析 t e s tv a l u e = 2 0 0 灵敏 9 5 c o n f i d e n c ei n t e r v a lo ft h e s i g ， m e a n 度 td fd i f f e r e n c e ( 2 - t a il e d ) d i f f e