摘要：为探索有效的服装通风设计手段来提高着装人体的热湿舒适性,以服装热湿传递机制和通风散热原理为基础,分别从透气性面料的配置、服装开口的设计、可穿戴式通风装备3个层面解析常用的通风设计手段,并对比不同设计手段之间的作用效应。结果显示:有效的通风设计手段应在全面分析着装环境、人体活动和生理特征的基础上,满足服装局部设计差异性和不同设计手段间匹配性的原则。利用计算流体动力学技术明确服装衣下空间空气流动规律,量化表征服装局部的"有效通风",平衡各种设计手段之间的关系以达到最优通风效果将成为服装通风设计手段的发展方向。

摘要：头与帽子之间界面压力是影响佩戴舒适性的关键因素。为推动帽类产品的工效性能研究,提升佩戴体验,在阐述头与帽子之间界面压力传递机制的基础上,总结帽子及其它头部相关产品界面压力的表征方法。综述了有关头与帽子之间界面压力的相关工效性能,包括压力舒适性、佩戴稳定性、帽身合体度以及热湿舒适性。认为对帽子工效性能的研究尚未形成体系,尤其在动态压力表征、计算机模拟方面的研究尚处于空白。在分析现有研究的基础上提出未来研究的方向:继续完善头部压力测评体系、探索动态压力测评方法、挖掘压力作用机制及其影响机制、开展虚拟适配研究、解析压力与热湿舒适的交互作用规律,建立完善的帽子压力测评与工效性能评估体系。

摘要：为量化表征连体服与人体的空间关系并构建服装合体性的客观评价指标,利用三维人体扫描仪对7种姿势下的裸态人体和着装人体进行扫描。通过三维图像分析确定了受姿势影响的关键部位,并提取了22个衣下间隙指标。以主观合体度评分为标准,确定了9个衣下间隙特征指标,并对不同姿势下特征指标的变化规律进行了探讨。利用因子分析构建了基于衣下间隙特征指标的服装合体性综合评价方程。结果表明:构建的服装合体性评价方程的计算结果排序与主观合体度的评价结果排序一致,具有理想的评估效果;同站姿相比,抬臂和弯腰姿势显著降低了衣下间隙大小,裆长差下降高达64%,且姿势越复杂下降程度越明显;胸背部、臀裆部和腿部是影响连体服合体性的重点区域。

摘要：极端环境下穿着的防护服在保护作业人员免受环境因素的威胁时,也对着装人体的活动性造成了负面影响,如肢体活动范围下降、任务完成时间增加、步态失衡等。为此,文章回顾了国内外有关防护服活动性测评研究的发展历程,从运动学活动表象和动力学活动机制两个层面探讨了防护服活动性的测评方法、适用范围和研究不足。最后,总结了着装人体活动能力与职业骨骼肌肉损伤风险之间的关系,包括损伤危险因素、表征指标及评估方法。未来,利用三维人体扫描技术从服装-人体姿态空间关系的角度,实现快速便捷的活动性测评;利用计算机建模仿真技术构建着装人体骨肌模型并获取动力学参数,实现全面活动性测评和骨肌损伤风险评估将成为新的发展方向。

摘要：为准确评估防护服装的活动性能,定量分析防护服装对人体骨肌系统造成的不良影响,基于运动生物力学分别从着装人体的外在运动学行为及内在动力学响应两层面阐述防护服装活动性能的研究现状;梳理了着装人体平衡稳定性相关的特征,总结了肢体活动灵活性相关的表现,分析了人体动力学响应。研究发现:在“服装-人体-环境”系统中,防护服装的尺寸及结构设计、装备的质量及分布位置、人体体型、服装与人体的适配性、环境温度及地面条件均会影响防护服装的活动性能。指出:未来研究应深入挖掘各指标间的关系来剖析着装人体在任务中的动力学补偿策略差异,模拟真实工况条件以全面揭示防护服装活动性能影响机制,提高活动性能评估准确性并合理预测人体骨肌损伤风险。

摘要：内穿服装作为消防员贴身穿着的服装,会影响衣下微环境的温湿度及汗液分布,进而影响人体的热生理和心理反应。通过调研确定了4组典型的消防员内穿服装,并开展着装人体热反应实验,测试8名受试者在4种着装条件下的热生理反应和心理反应。利用层次分析法,探究各指标间的内在关联及效应权重,计算了消防服套装的综合得分。结果表明:消防服内穿棉/涤纶短袖和棉/涤纶长裤时人体的皮温、心率、皮肤电反应和湿感觉的综合得分最高,其中心率比其它3组样本小4.31次/min,且湿感觉最不强烈;着装人体的热感觉、湿感觉和黏附感存在区域差异,躯干和大腿的热、湿感觉最强烈,前臂、膝部和小腿的黏附感最强烈;应基于功能分区的设计优化消防员内穿服装,如前胸和后背拼接透气导湿面料,小腿拼接耐磨面料。

摘要：防寒服的通风性能是其功能评价中的重要参数。文章在分析防寒服热湿传递机理及其影响因素的基础上,探讨了常用的通风设计手段在防寒服通风设计上的适用性,进而从透气性面料的合理配置及服装开口设计两个方面提出了防寒服通风设计的细化原则。结果表明,防寒服的通风设计应是在细化防寒服多层织物系统的基础上,将通风设计与人体生理特征进行优化匹配,明确透气性面料的配置方法及开口位置。未来,利用流体动力学技术,研究防寒服多层织物系统的空气流动规律,从而对通风开口进行量化控制,以满足人体不同的散热量需求。

摘要：目的研究呼吸器肩带长度对消防员脊柱活动和负荷的影响,以确定最优肩带配置,降低脊柱损伤风险。方法使用三维动作捕捉系统(Xsens MVN)测试了12名受试者穿着4组样本(无呼吸器、呼吸器肩带拉出长度11、18.5、26.5 cm)跑步时骨盆和臀关节的活动角度;利用AnyBody Modeling System构建了负重人体骨肌模型。

摘要：目的微重力环境会引发人体产生腰痛,利用肌骨模型定量分析仿重力装备对腰椎间盘和椎旁肌肉的力学响应规律,为微重力环境腰痛治疗提供科学依据。方法利用Solidworks绘制肩、胸、腰、臀和大腿带,以Weld Joint耦合至Full-Body Lumbar Spine model肌骨模型,模拟仿重力装备的周向固定元件。在周向固定元件之间设置spring actuators,各节段驱动器的力值总和对应重力分布,模拟仿重力装备的轴向加压元件。将前侧和后侧的加压比值设计为3∶1、1∶1和1∶3,利用Opensim计算1 G-无装备、0 G-无装备和0 G-着不同装备时的腰椎关节作用力和椎旁肌肉力。结果与1 G-无装备相比,0G-无装备的腰椎关节作用力是其0.17~0.18倍,腰髂肋肌和胸最长肌肌肉力分别是其0.16和0.23倍,但0 G-无装备的腹直肌肌肉力是其3.41倍。3种加压比均可对0G-无装备产生有效重力补偿,随着后侧加压比增加,腰椎关节作用力的平均补偿率从75.7%下降到33.1%。当前后侧加压比为3∶1时,0 G模型的腰髂肋肌、胸最长肌和腹直肌肌肉力最接近1G模型,其补偿率分别为112.9%、111.9%和99.9%。当后侧加压比值增加至75%时,其补偿率分别下降到-0.1%、0.2%和-111.9%。结论在微重力环境中,腰椎伸肌的肌肉力显著下降,为人体前侧施加75%的重力载荷更利于向腰椎提供重力环境补偿。

摘要：目的在考虑个体解剖学差异和体内生理载荷下,进行肌骨-有限元联合仿真,系统分析人机交互过程中肌骨系统的力学响应行为,指导人机交互设计,提高训练安全。方法选择4组减重束带作为实验样本,测试其力学性能。选择1名左侧偏瘫患者(男,42岁,172 cm,78 kg,26.4 kg/m^(2))进行分析。在Anybody中构建个性化的人机耦合模型,计算斜方肌、背阔肌、竖脊肌、腹直肌、内收肌和股直肌的峰值肌力。将肌肉附着点、肌肉力、关节力、力矩作为加载条件,设置最大力的时间节点,在Abaqus中计算骨盆和股骨的峰值von Mise应力。结果内收肌的发力最明显(1.44~2.01 N/kg)。6组肌肉的患侧发力以及骨盆和股骨的应力均明显小于健侧,特别是股直肌肌力,仅为健侧的1/3。束带穿戴进一步地增加股直肌发力的不对称性,但对腰腹区域的肌力平衡有积极作用。6组肌肉的肌力在4组样本间均呈现了明显差异。穿戴束带1时的肩背部和大腿肌力最小,最高达到89.28%,穿戴束带4时的腰腹部肌力最小,小于其他3组束带13.61%~57.49%。不同束带对股骨健侧应力产生了明显影响,穿戴束带2时的股骨应力大于其他3组束带8.7%~16.04%。结论机器人辅助步行时,大腿是主要受力变形区域,腿带设计可考虑多层衬垫的平行结构,既可承受循环载荷,且具有吸能特性以减轻载荷。