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舒适是一个模糊的概念,目前尚无公认的量化指标,但仍有一些研究成果可以借鉴。通过理论分析和计算得出量化指标,进而分析舒适度情况。
结合体感舒适性相关领域研究[8-10],可以推测人手舒适范围应具备以下特征:舒适度范围可能与手臂运动角度、方向以及速度有关;为了简化计算,取速度为60°/s,结合体感机械臂控制实践,考虑手臂肘关节的伸展和弯曲两个方向(对应于坐标系中y轴运动),肩关节的内曲和外展方向(对应于坐标系中x轴运动)计算舒适度,绘出的满足舒适性条件的直角坐标形式。
结合计算结果分析可知,在假定简化模型的条件下,手臂的舒适控制区域偏坐标系左下方,成椭球形。为了进一步确定手臂的舒适控制区域,设计了让实验者以下臂自然平举正前方为圆心,画z大圆以获得感性z大舒适区,实验结果。经分析可发现整体趋势与理论计算相仿,舒适区域偏向于坐标系左下方。这为后续样本实验提供了有利的参考。
3 测定舒适范围
为保证上述理论在模型建立与算法设计过程中具有指导意义,设计了A、B两组实验,分别定量测试了径向平面ρoz内和ρ=C(常数)的圆柱曲面内的手臂舒适范围。系统抽样了习惯使用右手的30名同学作为被测者,穿戴姿态监测模块根据自身习惯与控制舒适程度做出一系列规定的控制指令,将所有动作采集后汇总分析。
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结构功能
帽壳:承受打击,使坠落物与人体隔开。
帽箍:使安全帽保持在头上一个确定的位置。
顶带:分散冲击力,保持帽壳的浮动,以便分散冲击力。
后箍:头箍的锁紧装置。
下颚带:辅助保持安全帽的状态和位置。
吸汗带:吸汗。
缓冲垫:发生冲击时,安全实训装置,减少冲击力。
垂直间距:反映了帽壳内部与头顶之间的间隙。太小则通风不畅,太大则帽壳上升,导致安全帽在头上不稳定。
水平间距:在冲击存在侧向力时,提供缓冲空间。同时也是散热通道。
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