多种类型弹簧结构床垫的体压分布特性及个性化设计研究

论文摘要

本课题以多种弹簧结构床垫为研究对象，以我国床垫使用者和使用环境为实验条件，通过对弹簧床垫铺垫层和弹簧层的结构、材料特性的优化设计和实验，采用体压分布测试系统，研究铺垫层结构和材料、弹簧层结构和材料对弹簧床垫舒适性的影响，分析人的体型、性别和卧姿对不同结构和材料的弹簧床垫舒适性的影响。在此研究结论的基础上，结合人的体型和性别，对弹簧床垫进行个性化设计，为实现弹簧床垫的人性化设计提供理论依据。通过实验分析总结，可以得到以下结果：（一）人体体压分布随着铺垫层结构和材料变化而变化。评价人体舒适度需要同时考虑铺垫层的结构和材料的影响。研究结果显示：在单层铺垫层中，30mm乳胶海绵在腰鼓袋装弹簧（2.0606）床垫上最为舒适；在双层铺垫层中，30mm乳胶海绵+30mm花切海绵在圆柱袋装弹簧（1.8656）床垫上最为舒适；在多层铺垫层中，30mm乳胶海绵+30mm花切海绵（下）+30mm普通海绵在圆柱袋装弹簧（1.8656）床垫上较为舒适。（二）弹簧床垫的芯层不同，人体体压分布不相同；袋装弹簧的形状、设计参数、双锥弹簧连接方式不同，床垫舒适性也不相同。研究结果显示：芯层为腰鼓袋装弹簧（2.0606）的床垫最为舒适；采用形状为腰鼓袋装弹簧（2.0606）的床垫比圆柱袋装弹簧（2.0606）床垫舒适；圆柱袋装弹簧（1.8656）的床垫比圆柱袋装弹簧（2.0606）床垫舒适；横穿双锥弹簧床垫比纵穿双锥弹簧床垫舒适。（三）不同体型的使用者，使用不同的床垫得出的各项体压分布指标不一样。床垫的类型对中等身材和瘦型身材的人的影响较显著，而对于胖型身材的人的影响不明显。因此，要特别关注中等和瘦型身材的人的床垫设计。研究结果显示：胖型的人适于腰鼓袋装弹簧（2.0606）；中等体型的人适于圆柱袋装弹簧（2.0606）；瘦型的人适于圆柱袋装弹簧（2.0606）。（四）不同性别的使用者，使用不同的床垫得出的各项体压分布指标不一样。研究结果显示：男性适于腰鼓袋装弹簧（2.0606）的床垫；女性适于双锥弹簧（75横穿）的床垫。（五）不同睡姿下的各项体压分布指标不一样。侧卧和仰卧对压力分布有影响，总体上侧卧压力大于仰卧，这主要是侧卧时，人的体重比较集中，这与人的生理特征相符。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 弹簧床垫的国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 课题研究目的、内容及结构框架
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 课题研究结构框架
• 第二章 弹簧床垫构造及舒适性研究方法探讨
• 2.1 弹簧床垫构造
• 2.1.1 弹簧床垫芯层
• 2.1.2 铺垫层构造
• 2.1.3 铺垫层材料
• 2.1.4 面料层构造
• 2.2 舒适性研究方法
• 2.2.1 舒适性与床垫舒适性的概念
• 2.2.2 研究方法
• 2.2.3 舒适性测试与评价方法
• 第三章 弹簧床垫结构与材料对其体压分布特性的影响研究
• 3.1 基于体压分布的弹簧床垫舒适性实验设计
• 3.1.1 体压分布实验的目的
• 3.1.2 体压分布实验设计
• 3.2 铺垫层对床垫体压分布特性的影响研究
• 3.2.1 铺垫层结构对体压分布特性的影响
• 3.2.2 铺垫层材料对其体压分布特性的影响研究
• 3.3 弹簧床垫的芯层材料对床垫体压分布特性的影响研究
• 3.3.1 不同类型芯层材料对床垫体压分布特性的影响
• 3.3.2 弹簧特征参量对其体压分布特性的影响
• 3.4 小结
• 第四章 性别、体型和卧姿对体压分布特性的影响研究
• 4.1 人的体型对体压分布特性的影响
• 4.1.1 人体体型（仰卧）对体压分布特性的影响
• 4.1.2 人体体型（侧卧）对体压分布特性的影响
• 4.2 人的性别对体压分布特性的影响研究
• 4.2.1 人的性别（仰卧）对弹簧床垫舒适度的影响
• 4.2.2 人的性别（侧卧）对弹簧床垫舒适度的影响
• 4.2.3 人的性别对纵向压力分布曲线的影响
• 4.3 小结
• 第五章 个性化弹簧床垫设计
• 5.1 弹簧床垫结构和材料
• 5.1.1 弹簧床垫结构
• 5.1.2 弹簧床垫材料
• 5.2 弹簧床垫个性化设计方案
• 5.2.1 针对不同性别的床垫设计方案
• 5.2.2 针对不同体型的床垫设计方案
• 第六章 本课题研究的总结和前景展望
• 6.1 课题研究总结
• 6.2 课题研究局限性
• 6.3 课题研究的前景展望
• 参考文献