本發(fā)明涉及測量領(lǐng)域，特別是一種用于人機工程來獲取人體均勻受力時身體曲面數(shù)據(jù)的方法。

背景技術(shù)：

目前大眾用的床面、座椅面等大都是根據(jù)人體外形設(shè)計打造的，這個人體外形并非身體受力時的外形，由于兩者之間存在差異，所以人在使用時不是以最舒適的狀態(tài)來與床面、座椅面接觸，影響使用者的舒適感。對于身體不能自由翻轉(zhuǎn)的病人，他們長期臥床，這樣的不適會給病人增加更多的痛苦。對于剛出生不久的嬰兒，這種情況會使得身體受力不均勻，進而影響身體的正常發(fā)育。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問題而進行的，提出了一種獲取人體均勻受力時身體接觸曲面數(shù)據(jù)的方法，該方法利用人體在高密度液體(類似人在死海能漂在水面)能處于漂浮狀態(tài)，而此時人的各部位的浮力都處于與重力平衡的狀態(tài)，該狀態(tài)即消除了身體各部位因為懸空產(chǎn)生的身體不適，達到了人體均勻受力的效果。

一種獲取人體均勻受力時身體接觸曲面數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，配制密度大于人體平均密度的無毒液體，并將該液體裝入容器中，在該容器的底部和側(cè)壁設(shè)置有用于掃描獲取三維坐標點的坐標點掃描裝置；

步驟二，當受試人體漂浮在液體中且處于穩(wěn)定位置時，坐標點掃描裝置掃描浸入液體中的人體的坐標點數(shù)據(jù)(x_i，y_i，z_i)；

步驟三，根據(jù)各個坐標點對應的人體部位的柔軟程度確定對應的修正值(x_n，y_n，z_n)，則修正后的最終曲面數(shù)據(jù)(x_m，y_m，z_m)表示為

(x_m，y_m，z_m)＝(x_i，y_i，z_i)-(x_n，y_n，z_n)。

本發(fā)明提供的獲取人體均勻受力時身體接觸曲面數(shù)據(jù)的方法，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，液體為氯化鈉的水溶液。

本發(fā)明提供的獲取人體均勻受力時身體接觸曲面數(shù)據(jù)的方法，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，坐標點掃描裝置為紅外三維坐標掃描儀。

發(fā)明作用與效果

根據(jù)本發(fā)明提供的獲取人體均勻受力時身體接觸曲面數(shù)據(jù)的方法，該方法利用人體在高密度液體(類似人在死海能漂在水面)能處于漂浮狀態(tài)，而此時人的各部位的浮力都處于與重力平衡的狀態(tài)，該狀態(tài)即消除了身體各部位因為懸空產(chǎn)生的身體不適，達到了人體均勻受力的效果。采集此狀態(tài)下的人體坐標點數(shù)據(jù)，并根據(jù)各個坐標點對應的人體部位的柔軟程度進行修正，最終得到身體接觸的最終曲面數(shù)據(jù)。利用此數(shù)據(jù)進行在床、椅子等多個人機工程產(chǎn)品的設(shè)計，可以設(shè)計出更舒適、更貼合人體外形的產(chǎn)品。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例對本發(fā)明的獲取人體均勻受力時身體接觸曲面數(shù)據(jù)的方法的原理、使用步驟、技術(shù)效果作具體闡述。

實施例

本實施例以采集長期臥床病人的均勻受力時身體接觸曲面數(shù)據(jù)為例來說明本發(fā)明的獲取人體均勻受力時身體接觸曲面數(shù)據(jù)的方法的具體操作步驟和過程。

步驟一，配制密度大于人體平均密度1.0084g/cm³的氯化鈉的水溶液，本實施例中氯化鈉水溶液的濃度為20％，對應密度為1.148g/cm³。將該液體裝入與病床面積相對的長方體容器中，在該容器的底部和側(cè)壁設(shè)置有用于掃描獲取三維坐標點的紅外三維坐標掃描儀。

步驟二，當受試人體漂浮在液體中且處于穩(wěn)定位置時，如果長時間沒有穩(wěn)定，可以讓受試者輕輕抓握容器邊沿，此時人體的88％的體積浸沒在氯化鈉水溶液中，打開紅外三維坐標掃描儀掃描浸入液體中的人體的坐標點數(shù)據(jù)(x_i，y_i，z_i)。

步驟三，根據(jù)各個坐標點對應的人體部位的柔軟程度確定對應的修正值(x_n，y_n，z_n)，則修正后的最終曲面數(shù)據(jù)(x_m，y_m，z_m)表示為

(x_m，y_m，z_m)＝(x_i，y_i，z_i)-(x_n，y_n，z_n)。

之后將該最終曲面數(shù)據(jù)(x_m，y_m，z_m)導入到3D打印機中，進行打印得到3D打印模型，上述的修正部分(x_n，y_n，z_n)就是模型上預留的裝加舒適軟材料進行填充的空間，使人在使用時處于最舒適的狀態(tài)。

實施例的作用和有益效果

根據(jù)本實施例提供的獲取人體均勻受力時身體接觸曲面數(shù)據(jù)的方法，該方法利用人體在高密度液體(類似人在死海能漂在水面)能處于漂浮狀態(tài)，而此時人的各部位的浮力都處于與重力平衡的狀態(tài)，該狀態(tài)即消除了身體各部位因為懸空產(chǎn)生的身體不適，達到了人體均勻受力的效果。采集此狀態(tài)下的人體坐標點數(shù)據(jù)，并根據(jù)各個坐標點對應的人體部位的柔軟程度進行修正，最終得到身體接觸的最終曲面數(shù)據(jù)。利用此數(shù)據(jù)進行在床、椅子等多個人機工程產(chǎn)品的設(shè)計，可以設(shè)計出更舒適、更貼合人體外形的產(chǎn)品。

由于使用紅外三維坐標掃描儀，在液體下掃描，不會收到外界光線的干擾，獲取的數(shù)據(jù)更準確。