座椅尺寸要与人体相关的测量值匹配,该测量值通过查阅坐姿人体尺寸表的国家标准得到。设计时还需要考虑穿鞋引起的高度变化和穿衣引起的围宽、厚度变化,将人体坐姿尺寸进行10 mm扩大和圆整修正。
2 人—椅模型耦合
2.1 脊椎曲线重构
考虑到办公椅应使工作者坐骨结节处的体压分布足够平缓,将座面设计成下凹的形状,尽量贴合臀部曲线,以提高舒适度。在深度休息时,为保证人的脊椎保持正常的生理曲线,椅背的形状应该尽量与脊椎曲线相匹配。
将人体脊椎图像导入Matlab进行灰度处理后,利用Canny算子进行边缘检测,得到脊椎的轮廓,如图3图5 耦合分析结果
所示。通过鼠标取点的方式,提取脊椎轮廓上的特征表2 整体重心分析
点。最后,在Inventor中根据三次样条插值原理,得到坐姿X轴/mmY轴/mmZ轴/mm人体脊椎曲线,如图4所示。
工作坐姿0.125-0.211684.0232.2 耦合分析
深度休息坐姿
-0.173
0.041
636.391
将所建立的工效虚拟人与办公椅的三维模型相匹配,进行应力分析。将办公椅的五个脚轮设置为水平
作和休息时能保持脊椎的正常生理弯曲。
本文通过建立人—椅耦合模型,还对人体受力的舒适度进行了定量分析,但这仅考虑了静态时人的受力情况,并且无法分析坐姿时的脊椎受力,未能较好地反映真实情况,有待进一步研究。基金项目
合肥工业大学2016年大学生创新性实验计划项目基金资助,项目编号2016CXCY024。
图3 脊椎轮廓提取图4 脊椎曲线重构
参考文献
面,作固定约束,再加以重力场,进行网格划分。座[1] 吴荣庆. 非洲铜矿产开发的投资前景[J]. 中国金属通报, 2013, 39:
面和椅背材料选择发泡棉。耦合结果如图5所示,其最小安全系数为1.13,满足安全系数不得小于1的设计要19-27.
求。
[2] 汪峰. 中国与刚果(金)的矿业投资合作探析[J]. 国际研究参考,
在工作坐姿与深度休息坐姿两种情况下,以办公2013(4): 1-8.
椅气弹簧轴与脚轮平面的交点为坐标原点,得到模型[3] 童雄, 张艮林, 闫森. 综合回收有色金属物料中伴生钴的研究概
的整体重心结果,如表2所示。可见,在两种情况下,况[J]. 云南冶金, 2001, 30(6): 12-17.
人—椅整体重心均位于脚轮中心,表明办公椅具有良[4] 杨丽梅, 李玲, 黄松涛, 等. 离子交换法在镍湿法冶金工艺中的应
好的稳定性。
用进展[J]. 金属矿山, 2009, 39(3): 41-45.
3 总结与展望
[5] 王敏. 从废镍催化剂中回收镍并生产硫酸镍[J]. 湿法冶金, 2007,
本文构建了工效虚拟人模型与办公椅三维模型,26(1): 47-48.
并进行了耦合。耦合结果分析表明,性能优良的办公[6] 阮书锋, 居中军, 李强, 等. 活性氧化镁从硫酸盐介质中选择性沉
椅设计得以实现。在椅背的曲线造型上,提出了一种淀镍钴的研究[J]. 有色金属: 冶炼部分, 2013(9): 1-3.
通过Matlab图像提取脊椎轮廓,从而重构脊椎曲线的方法,使椅背形状更加符合人体脊椎曲线,保证人在工
· 16 ·
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容
Copyright © 2019- efsc.cn 版权所有 赣ICP备2024042792号-1
违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com
本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务