基于人机工程学的老年人轮椅舒适性及其轻量化研究

发布时间：2017-03-20 09:04

  本文关键词：基于人机工程学的老年人轮椅舒适性及其轻量化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：面对老龄社会的来临，将会有越来越多的行动不便的老人使用轮椅。那些长时间坐在轮椅上的老年轮椅用户，往往随着使用时间的持续就会产生疲劳和不适感。因此，研究适合老年人需要的舒适性轮椅将成为轮椅研究领域的一个重要任务。然而调查发现，目前专门针对老年人轮椅的舒适性方面国内还没有人进行过研究。正是基于此，本课题结合老年人的身体结构特征，主要依据轮椅舒适性设计相关理论，综合应用计算机辅助工程的设计方法，，从静态舒适性和轻量化方面进行研究。 本论文基于人机工程学原理，首先根据老年人的人体测量数据，进行轮椅的主要外形尺寸的概念设计。然后研究了老年人坐姿状态下的舒适性生理特征，并根据舒适坐姿体压分布和脊柱的结构特点，研究舒适性坐垫和靠背曲面设计方法。最后应用PRO／E建立轮椅三维模型，把PRO／E模型导入I-DEAS，完成对坐垫和轮椅车架建立几何模型、划分网格、施加边界条件的有限元建模过程，再进行坐垫和车架有限元分析，通过在后处理模块中观察计算结果，得出其应力分布情况，在此基础上对轮椅车架进行轻量化改进。本论文静态舒适性研究部分，通过分析老年人轮椅静态特性参数对用户疲劳反应的影响，为轮椅静态舒适性的评估奠定了基础。同时有限元分析部分为相关工程实践提供了有效的检验手段。
【关键词】：人机工程学 老年人 轮椅 舒适性 轻量化
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH789
【目录】：

• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 本课题研究主要工作13-14
• 本章小结14-15
• 第二章 人机工程学概述15-24
• 2.1 人机工程学简介15-18
• 2.1.1 人机工程学定义15
• 2.1.2 人机工程学的起源与发展15-18
• 2.2 人机工程学研究的内容与方法18-21
• 2.2.1 人机工程学研究内容18-20
• 2.2.2 人机工程学研究方法20-21
• 2.3 人机工程学体系及其在本课题中应用21-23
• 2.3.1 学科体系21-22
• 2.3.2 人机工程学在本课题中的应用22-23
• 本章小结23-24
• 第三章 人体测量学及老年人人体尺寸确定24-35
• 3.1 人体测量学基本知识24-28
• 3.1.1 人体测量学定义24-25
• 3.1.2 人体测量学分类25
• 3.1.3 影响人体测量的主要因素25-26
• 3.1.4 人体测量中的主要统计函数26-28
• 3.2 设计用人体模板28-33
• 3.2.1 需要参考的立姿人体模板的部分尺寸29
• 3.2.2 需要参考的坐姿人体模板的部分尺寸29-32
• 3.2.3 坐在轮椅上的人体模型尺寸32-33
• 3.3 本课题中的老年人人体尺寸的推出33-34
• 本章小结34-35
• 第四章 老年人轮椅的静态舒适性研究35-50
• 4.1 轮椅静态舒适性原理35-39
• 4.1.1 舒适坐姿的生理形态35-37
• 4.1.2 坐态体压分布37
• 4.1.3 合理的体压分布对肌肉及血液循环的影响37-39
• 4.2 老年人轮椅舒适性坐垫曲面研究39-43
• 4.2.1 坐垫曲面形状与尺寸确定39-42
• 4.2.2 坐垫材料42-43
• 4.3 老年舒适性轮椅靠背研究43-47
• 4.3.1 脊柱的受力分析43-45
• 4.3.2 老年人舒适性轮椅靠背曲面45-47
• 4.4 老年人舒适性轮椅扶手与脚踏板47
• 4.5 老年人舒适轮椅的整体结构47-49
• 本章小结49-50
• 第五章 老年人舒适性轮椅有限元分析50-66
• 5.1 有限元法基本原理与方法50-53
• 5.1.1 有限元法基本原理50-51
• 5.1.2 有限元方法与步骤51-53
• 5.2 I-DEAS软件简介53-54
• 5.3 本课题主要应用的 I-DEAS模块54-55
• 5.3.1 I-DEAS主建模(Master Modeler)模块54-55
• 5.3.2 模拟(Simulation)模块55
• 5.4 坐垫有限元分析55-58
• 5.4.1 坐垫几何模型建立55
• 5.4.2 网格划分55-56
• 5.4.3 边界条件的确定56
• 5.4.4 计算结果分析56-58
• 5.5 轮椅结构有限元分析58-65
• 5.5.1 轮椅骨架模型的简化与建立58-60
• 5.5.2 模型的网格划分60-61
• 5.5.3 边界条件的设定61-62
• 5.5.4 计算结果分析62-64
• 5.5.5 轮椅轻量化改进分析64-65
• 本章小结65-66
• 结论与展望66-67
• 参考文献67-70
• 攻读学位期间发表的学术论文70-71
• 致谢71

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 吴晓莉;刘君清;黄迎亚;;轮椅人机系统设计与分析[J];中国制造业信息化;2012年23期

2 张宇红;王欣;洪军;邱志惠;韩英;陈娟;;人体就座时臀-腿部软组织应力分布的研究[J];西安交通大学学报;2008年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 赫彦茹;硬质椅面形状对人体舒适性影响的研究[D];南京林业大学;2011年

2 王建光;老年人辅助站立座椅设计研究[D];浙江大学;2008年

3 张惠众;产品设计中人—机—环境系统工程学理论的分析与应用研究[D];中北大学;2010年

4 孙技伟;基于变胞机构原理的老年自助车研究与设计[D];陕西科技大学;2012年

5 李爱萍;多功能轮椅的结构设计与研究[D];天津科技大学;2010年

6 林凌云;汽车座椅静态舒适度的主客观评价方法研究[D];吉林大学;2012年

7 秦美超;轮椅舒适性评价体系研究[D];大连交通大学;2012年

8 许云;基于UG二次开发的办公座椅人机研究[D];西安工程大学;2011年

9 何少妮;老人坐便椅的优化设计研究[D];西南交通大学;2013年

  本文关键词：基于人机工程学的老年人轮椅舒适性及其轻量化研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：257492