弹簧床垫界面特性及其对人体舒适性的影响机制

本项目拟采用系统综合法，研究人床界面特性以及对人体舒适性的影响机制。以弹簧床垫为研究对象，以我国床垫使用者的人体特征参数为实验条件，通过对床垫构造和材料特性的优化设计和实验，采用体压分布测试、界面温湿度测试、床垫的压缩力学性能测试以及有限元分析，研究床垫的界面特性与床垫构造和材料特性之间的关系。通过卧姿人体脊柱形态测试、生物力学分析、肌电测试、脑电测试以及舒适性的心理学评价，研究卧姿人体舒适性。通过分析床垫构造特征和界面特性与人体舒适性的关系，研究卧姿舒适性的影响机制，建立弹簧床垫构造特征、床垫界面特性与卧姿人体生理、心理特征参数之间的关系模型，建立科学、客观、系统地评价弹簧床垫舒适性的评价体系。本项目研究将揭示弹簧床垫构造特征、材料特性对床垫界面性能和对人体舒适性的影响规律，并获得适合于我国人体特性的床垫性能与设计参数，为实现弹簧床垫的人性化设计与定制化生产提供科学依据。

本项目以弹簧床垫为研究对象，采用床垫客观性能实验测试与人体卧姿舒适性主观评价相结合方法，结合自主研发的人体卧姿脊柱形态测试装置等先进仪器设备，研究人-床界面特性以及对人体舒适性的影响机制。通过“袋簧床垫的材料特性与床垫体压分布的关系研究”等四个专题系统研究了床垫材料与结构对床垫性能的影响，分析了弹簧类型、弹簧连接方式、铺垫层材料和层状结构方式等因素对床垫弹性、滞后性、人体支撑特性，透气性等床垫性能的影响，获得了有关弹簧床芯对床垫性能的影响、弹簧床垫铺垫层材料人体支撑特性、多种类型弹簧床垫体压分布特性、分区弹簧床垫的结构等研究结果。通过“床垫支撑特性对卧姿舒适性和睡眠质量影响的研究”等三个专题系统研究了弹簧床垫界面特性与人体舒适性之间的关系。分析了床垫弹性、人体支撑特性、床垫分区方式和弹性分布等特性对体压分布、卧姿脊柱形态、主观舒适度和睡眠质量的影响，获得了有关床垫弹性与体压分布之间关系，体压分布与睡眠质量之间关系，分区床垫弹性分布与人体脊柱形态之间关系，床垫支撑特性与主观舒适度之间关系等研究结果。本项目还研究了不同个体生理特征对人-床界面特性及其卧姿舒适性的影响，获得了有关性别、年龄、体型和身高与卧姿体压分布及人体舒适性之间关系的实验结果，揭示了不同使用者对床垫舒适性要求的个体差异。.通过本项研究，不仅获得了大量第一手实验数据和统计分析结果，而且揭示了弹簧床垫构造特征、材料特性对床垫界面性能和对人体舒适性的影响规律，并获得适合于我国人体特性和使用环境的床垫性能与设计参数，为实现弹簧床垫的人性化设计与定制化生产提供了科学依据。共发表相关研究论文22篇，其中被SCI、EI、ISTP收录的论文5篇；完成研究生学位论文6篇，其中博士论文3篇；申请国家专利6项，其中1项和1项实用新型专论已授权。