[发明专利]一种坐具舒适度等级测量装置与评定方法

说明书

本发明涉及一种坐具舒适度等级测量装置与评定方法，主要包括人体模型装置设计以及坐具使用舒适度等级评定预测方法和模型。其特征是所述的人体模型装置模拟不同百分位数的真人，用来测量坐具表面体压分布信号，降低个体差异的影响。所述的坐具舒适度等级评定方法通过统计学原理以及神经网络模型完成，坐具的舒适度等级通过对不同座椅表面体压分布特征值系统聚类分析得到的聚类簇赋值得到，该分类包含90％中国人体百分位人群，具有通用性，不依赖主观评价。该模型预测座椅舒适度等级结果与体压分布特征值结果规律性一致，表明该神经网络模型能够通过体压分布特征值以及使用者的人体测量学数据预测坐具的使用舒适度等级。

技术领域

本发明属于坐具舒适度等级评定装置与方法，具体涉及一种用于坐具表面体压分布测试的代替真人的人体臀腿部、靠背模型以及不依赖主观评价的舒适度等级评定方法。

背景技术

目前坐具产品的舒适度评价方法主要为两种，基于主客观指标相结合以及纯客观评价指标。客观测量评价指标包括骨骼肌肉系统生物力学、脑电信号、瞳孔检测分析、坐姿腰背部肌电信号分析以及多模态生理信号联合分析等手段。此外还有通过聚类以及图像分析方法研究使用者的姿势，从而根据坐姿各部位相关角度分析判断坐具的使用舒适度。以上评价方法使用过程由于受到实验条件以及专业设备的限制，并不能普遍推广，且由于生物力学分析一般为仿真研究(如有限元仿真分析)，对模型精确度要求较高，边界条件确定困难。因此主要使用的评价方法还是测量间接客观指标与主观评价相结合，如体压分布信号。研究已经表明压力分布与舒适度之间有联系，因此使用该指标评价座椅使用舒适度理论上是可行的。但是该方法在使用过程中不可忽视的两个问题在于1)体压分布与坐姿、体型以及座椅之间有复杂的非线性关系，难以直接量化；2)主观评价存在随意性、个体差异性等误差。为解决这一问题，目前常用的办法有两种。其一是通过机器学习强大的泛化能力建立体压分布信号与主观评价之间的关系。但是这种方法建模使用的输出信号依然是主观舒适度评价值，而主观评价的准确度并不能被广泛接受。其二是尽可能减少主观评价的随意性带来的误差，采用诸如层次分析法、模糊综合评判法等。这种方法基于专家以及统计概率原理，理论上而言减少了主观评价的随意性，但是这种方法每次使用均需要依赖于专家的评价，对于使用者以及座椅研发、检测而言，该方法以及建立的模型并不能直接应用，需要采集较多的主观评价值根据隶属度原则做判断。

此外，坐具表面压力分布信号较多依赖真人受试者，信号采集过程存在诸多不便，需要受试者配合，且真人受试者个体差异较大，导致坐具表面体压分布信号之间的差异也较大。因此在采集坐具表面体压分布信号时采用人体模型能够避免以上问题。现有实物模型有汽车领域中所使用到的H点装置，针对模拟办公椅、沙发等坐具体压。分布装置研究成果相对较少，H点装置的形态与真人不相似，并且在尺寸调节这部分未涉及调整方式

发明内容

本发明的目的旨在提出一种坐具表面压力分布指标系统聚类和神经网络预测的坐具舒适度评定方法，该方法不依赖主观评价。该方法完全基于压力分布指标，并综合考虑人体测量学参数，不依赖主观舒适度评价，能够去除主观随意性以及感知差异性的影响，并且模型具有通用性。并提出一种用于代替真人测量坐具表面体压分布的人体模型装置，用于快速测量，降低测量成本，缩短测量时间。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：

本发明涉及一种坐具舒适度等级测量装置与评定方法，主要包括人体坐骨结节模型装置(1)、人体臀部与腿部模型装置(2)、人体靠背模型装置(3)、人体皮肤组织模拟材料(4)、坐具表面压力提取方法(5)、坐具表面压力分类数及分类方法(6)、舒适度等级评定算法模型(7)。所述的人体坐骨结节装置(1)装配在人体臀部与腿部模型装置内，所述的人体模型靠背装置与人体臀部与腿部模型装置(2)装配在一起，所述的人体皮肤组织模拟材料(4)包覆在人体臀部与腿部模型装置(2)和人体靠背模型装置(3)表面，并通过在人体臀部与腿部模型装置(2)、人体靠背模型装置(3)上配置不同重量的砝码模拟不同体重。