專利名稱：符合人機工程學(xué)的數(shù)字化服裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種符合人機工程學(xué)的數(shù)字化服裝，特別是一種基于上肢可達性的 數(shù)字化服裝，該數(shù)字化服裝符合人機工程學(xué)原理。
背景技術(shù)：
在人機系統(tǒng)或相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計中，人體上肢可達域的分析是很重要的一項人機 工程要素。具有良好可達性的系統(tǒng)或產(chǎn)品可以確保作業(yè)者能夠安全、高效、舒適的進行 工作。在飛機駕駛，汽車駕駛，核電站監(jiān)控室這種對安全性要求較高的工作環(huán)境，作業(yè) 空間的合理設(shè)計尤為重要，人體上肢可達性分析十分重要。
在進行上肢可達性分析時，主要方法就是依據(jù)相關(guān)人體測量數(shù)據(jù)確定人體上肢 可達域，判斷操作者需要操作的控制部件是否在合理的范圍內(nèi)。目前較為常用的可達性 的分析方法就是根據(jù)相關(guān)的人體測量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定一個上肢可達域的曲面，通常稱為上 肢可達域包絡(luò)面。在利用可達域包絡(luò)面進行可達性分析時，只需通過判斷需要操作的控 制部件是否包含在包絡(luò)面內(nèi)來進行分析。如果人體附近的某個區(qū)域落在包絡(luò)面內(nèi)，則屬 于可達區(qū)域，否則不可達。
上述的利用上肢可達域進行可達性分析適用于作業(yè)者處于一定作業(yè)空間，以一 定的作業(yè)姿勢(坐姿或立姿)進行工作，作業(yè)過程主要是與周圍的設(shè)備進行人機交互。 但很多時候，作業(yè)者可能要取放攜帶在身體表面的裝備，例如士兵在更換彈夾時需要 從胸前的攜行具上取出彈夾進行更換，或者打開背在身后的計算機開關(guān)等操作。此時采 用包絡(luò)面的方法就顯得不太實用，尤其是在人身體背后和腿部的操作時判斷甚至不夠準(zhǔn) 確。另外由于作業(yè)者可能采用不固定姿勢工作，如蹲下、匍匐，這時利用包絡(luò)面就無法 有效的進行判斷。
因此，提供一種更有效地可達性評價方法并將其應(yīng)用于服裝設(shè)計就成為該技術(shù) 領(lǐng)域急需要解決的技術(shù)問題。發(fā)明內(nèi)容
為解決上述不足，本發(fā)明通過對人體上肢可達性的測試，將獲取數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計 的基礎(chǔ)上，對人體表面進行科學(xué)分區(qū)，每個區(qū)具有同等的可達性。根據(jù)分區(qū)再結(jié)合人體 姿勢、狀態(tài)就可進行有效的可達性評價，并據(jù)此提供一種符合人機工程的數(shù)字化服裝。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
一種符合人機工程學(xué)的數(shù)字化服裝，包括服裝主體和嵌入其中的模塊化信息裝 備及線纜，所述模塊化信息裝備包括存儲設(shè)備，微型傳感器件，基于電子織物的柔性鍵 盤，柔性顯示系統(tǒng)，GPS全球定位模塊，電臺子系統(tǒng)，主機模塊，電源管理及接口擴展 模塊，便攜式固態(tài)存儲器，基于柔性接插件的各種通用擴展接口以及電源模塊，其特征 在于所述存儲設(shè)備放置位于便于操作的胸部左側(cè)區(qū)域，所述微型傳感器件放置于不可 達的背部右側(cè)區(qū)域或背部左側(cè)區(qū)域，所述基于電子織物的柔性鍵盤分布于胸部左側(cè)或左前臂，所述柔性顯示系統(tǒng)放置于舒適可達的左前臂區(qū)域，所述GPS全球定位模塊放置于 不可達的右肩胛區(qū)域，所述電臺子系統(tǒng)放置于極限可達的左肩胛區(qū)域，所述主機模塊放 置于腰部極限可達的腰部左后側(cè)區(qū)域或腰部右后側(cè)區(qū)域，所述電源管理及接口擴展模塊 放置于不可達的背部左側(cè)或背部右側(cè)區(qū)域，所述便攜式固態(tài)存儲器置于極限可達的臀左 側(cè)或臀右側(cè)，所述基于柔性接插件的各種通用擴展接口放置于極限可達的腰部左后側(cè)區(qū) 域，所述電源模塊置于極限可達的背部右側(cè)或背部左側(cè)區(qū)域。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述基于柔性接插件的各種通用擴展接口包 括電源、USB、RS232或視頻通用接口。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述主機模塊通過無線和/或有線方式與其 它各模塊相連。
一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于所述電源管理及接口擴展模塊一端與所述主 機模塊相連接，另一端與外設(shè)相連接。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的基于上肢可達性的人體表面部位分區(qū)方法而設(shè) 計的數(shù)字化服裝。使數(shù)字化服裝中無線存儲設(shè)備、微型傳感器件、鍵盤、顯示系統(tǒng)、 GPS系統(tǒng)、電臺系統(tǒng)、主機、電源管理及接口模塊、固態(tài)存儲器、擴展接口、電源等模 塊，按照其使用頻率和體積大小，分布在人體的表面，使之符合人機工程學(xué)原理，提高 便攜設(shè)備的攜行效能和使用效能。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進一步說明，但并不意味著對本發(fā)明保 護范圍的限制。


圖1是本發(fā)明的人體表面分區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的數(shù)字化服裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例1
根據(jù)人體常用攜行設(shè)備布局及操作使用習(xí)慣，對人體表面區(qū)域進行劃分，共32 個區(qū)域，至上而下包括頭部左、右兩側(cè)2個區(qū)域，頸部1個區(qū)域，肩部前側(cè)左、右2個 區(qū)域，左、右肩胛2個區(qū)域，胸部左、右側(cè)2個區(qū)域，背部左、右側(cè)2個區(qū)域，左、右上 臂2個區(qū)域，左、右前臂2個部分，左、右腋下2個部分，左、右肋2個區(qū)域，腹部1個 區(qū)域，腰部后側(cè)左、右2個區(qū)域，髖左、右側(cè)2個區(qū)域，臀部左、右2個區(qū)域，左、右大 腿2個區(qū)域，左、右小腿2個區(qū)域，左、右踝2個區(qū)域。每個區(qū)域具有相同的上肢可達 性，可根據(jù)實際應(yīng)用對每個區(qū)域可達性進行分級應(yīng)用。
如圖1所示，是本發(fā)明的人體表面分區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖(左側(cè)圖為正面視圖，右側(cè) 圖為背面視圖)。圖1中，1頭部右側(cè)，2頭部左側(cè)，3頸部，4肩部左前側(cè)，5肩部右前 側(cè)，6胸部左側(cè)，7胸部右側(cè)，8左上臂，9左前臂，10右上臂，11右前臂，12左腋下， 13右腋下，14左肋，15右肋，16左肩胛，17右肩胛，18腹部，19背部左側(cè)，20背部右 側(cè)，21腰部左后側(cè)，22腰部右后側(cè)，23髖左側(cè)，對髖右側(cè)，25臀左側(cè)，沈臀右側(cè)，27 左大腿，觀右大腿，四左小腿，30右小腿，31左踝，32右踝。
每個區(qū)域均有相同的上肢可達性等級，可對每個區(qū)域進行可達性的測試評估。 針對應(yīng)用設(shè)計對每個區(qū)域的可達性分級，然后便可根據(jù)攜行裝備使用需求，放置在不同 的區(qū)域。類似的，可根據(jù)分區(qū)評估裝備和攜行具設(shè)計的合理性，進行人機工程學(xué)上的評 價。
具體實施時，首先確定人體的姿態(tài)，例如在站姿、蹲姿或匍匐情況下，采用實 驗測量結(jié)合主觀調(diào)查，確定身體表面不同部位的可達性等級。這里以右手可達性為例， 站姿狀態(tài)下，采用舒適可達，極限可達，不可達在內(nèi)的3級可達標(biāo)準(zhǔn)對表面各分區(qū)可達 性進行評價，結(jié)果如下頭部左、右側(cè)1，2區(qū)域均舒適可達，頸部3舒適可達，肩部 左、右前側(cè)4，5舒適可達，右肩胛17不可達，胸部左、右側(cè)6，7舒適可達，左上臂8極 限可達，左前臂9舒適可達，左腋下12舒適可達，右腋下13極限可達，左肋14舒適可 達，右肋15極限可達，左肩胛極限16可達，腹部18舒適可達，背部左側(cè)19不可達，背 部右側(cè)20不可達，腰部左后側(cè)21極限可達，腰部右后側(cè)22極限可達，髖左側(cè)23極限可 達，髖右側(cè)M舒適可達，臀左側(cè)25極限可達，臀右側(cè)沈舒適可達，左大腿27不可達， 右大腿觀不可達，左小腿四不可達，右小腿不30可達，左踝31不可達，右踝32不可 達，右上臂、右前臂10，11兩個部位不測試。確定每個區(qū)域的可達性后，就可根據(jù)物品 攜帶的位置，如果落在舒適可達區(qū)域，則設(shè)計合理；如果在極限可達區(qū)域，則取放比較 勉強；如果位于不可達區(qū)域，則物品不可取放。確定物品攜行位置或是設(shè)計攜行具，背 包、口袋時，參考分區(qū)可達性信息將其布置在舒適可達的位置，將提高裝備的實際使用 方便性。
如圖2所示，是本發(fā)明的依據(jù)人體表面分區(qū)方法而設(shè)計的數(shù)字化服裝的結(jié)構(gòu)示 意圖(左側(cè)圖為正面視圖，右側(cè)圖為背面視圖)。圖2中，101為服裝主體，是采用具備 防可見光、近紅外波段、雷達偵視，阻燃透濕、抗油拒水等物理特性的服裝面料剪裁而 成的迷彩作戰(zhàn)訓(xùn)練服裝。根據(jù)戰(zhàn)場攜行的要求，模塊化的信息化裝備及線纜嵌入其中， 使用便利、不易受損，不與其它裝備相干涉區(qū)域。102基于無線電自動識別技術(shù)的存儲 設(shè)備放置在便于操作的6號(胸部左側(cè))區(qū)域，便于存儲單兵姓名、血型等關(guān)鍵數(shù)據(jù)， 10米內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備等能無線讀取其中的數(shù)據(jù)。103為嵌入服裝的微型傳感器件，能監(jiān)測 單兵心率、體溫等單兵生理數(shù)據(jù)，器件無線人員操作，故放置于不可達的20號(背部右 側(cè))區(qū)域及其它適合采集生理信號的部位(如19號背部左側(cè)區(qū)域)。104為分布于單兵 6號(胸部左側(cè))、9號區(qū)域(左前臂)的基于電子織物的柔性鍵盤，由于鍵盤進場需要 進行操作，因此放在舒適可達的6、9號區(qū)域。105為柔性顯示系統(tǒng)，用于顯示實時戰(zhàn)場 地形、戰(zhàn)斗指令、確定友鄰位置等戰(zhàn)場信息，放置于舒適可達的9號區(qū)域(左前臂)，便 于操作。106為GPS全球定位模塊，該模塊無需人工操作，故放置于不可達的17號區(qū)域 (右肩胛)。107為電臺子系統(tǒng)，操作不多，但必要時需要取下，因此放置于極限可達的 16號區(qū)域(左肩胛)。108為基于嵌入式系統(tǒng)的主機模塊，信息處理中心，通過無線、 有線方式與各分模塊相連進行，需要進行開關(guān)機操作，操作不頻繁，體積較大，放置于 腰部極限可達的21、22號區(qū)域(21腰部左后側(cè)，22腰部右后側(cè))。109為電源管理及接 口擴展模塊，用于主機與外設(shè)的連接控制，屬于橋接模塊，不需要進行操作，放置于不 可達的背部19、20號區(qū)域(19背部左側(cè)，20背部右側(cè))。110為便攜式固態(tài)存儲器，具 有體積小、重量輕、功耗低的特點，用于存儲系統(tǒng)軟件、作戰(zhàn)區(qū)域地圖、及各種應(yīng)用軟件，該部分可拔插后通過外部計算機進行數(shù)據(jù)更新，也可自接通過系統(tǒng)軟件與外部計算 機通訊進行資料維護，將其置于臀左側(cè)25極限可達，或臀右側(cè)沈。111為基于柔性接 插件的各種通用擴展接口，包括電源、USB、RS232、視頻等通用接口，利于系統(tǒng)功能擴 展，放置于極限可達的腰部左后側(cè)21號區(qū)域。112為電源模塊，可為鋰電模塊或燃料電 池模塊采用外掛方式攜行于腰間極限可達的22號區(qū)域(背部右側(cè))，通過柔性的電源插接 件進行連接，便于進行更換。
采用基于上肢可達性的人體表面分區(qū)方法，對人體表面進行有效劃分，使數(shù)字 化服裝中無線存儲設(shè)備、微型傳感器件、鍵盤、顯示系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、電臺系統(tǒng)、主 機、電源管理及接口模塊、固態(tài)存儲器、擴展接口、電源等模塊，按照其使用頻率和體 積大小，分布在人體的表面，使之符合人機工程學(xué)原理，提高便攜設(shè)備攜行效能和使用 效能。
權(quán)利要求
1.一種符合人機工程學(xué)的數(shù)字化服裝，包括服裝主體和嵌入其中的模塊化信息裝 備及線纜，所述模塊化信息裝備包括存儲設(shè)備，微型傳感器件，基于電子織物的柔性鍵 盤，柔性顯示系統(tǒng)，GPS全球定位模塊，電臺子系統(tǒng)，主機模塊，電源管理及接口擴展 模塊，便攜式固態(tài)存儲器，基于柔性接插件的各種通用擴展接口以及電源模塊，其特征 在于所述存儲設(shè)備放置位于便于操作的胸部左側(cè)區(qū)域，所述微型傳感器件放置于不可 達的背部右側(cè)區(qū)域或背部左側(cè)區(qū)域，所述基于電子織物的柔性鍵盤分布于胸部左側(cè)或左 前臂，所述柔性顯示系統(tǒng)放置于舒適可達的左前臂區(qū)域，所述GPS全球定位模塊放置于 不可達的右肩胛區(qū)域，所述電臺子系統(tǒng)放置于極限可達的左肩胛區(qū)域，所述主機模塊放 置于腰部極限可達的腰部左后側(cè)區(qū)域或腰部右后側(cè)區(qū)域，所述電源管理及接口擴展模塊 放置于不可達的背部左側(cè)或背部右側(cè)區(qū)域，所述便攜式固態(tài)存儲器置于極限可達的臀左 側(cè)或臀右側(cè)，所述基于柔性接插件的各種通用擴展接口放置于極限可達的腰部左后側(cè)區(qū) 域，所述電源模塊置于極限可達的背部右側(cè)或背部左側(cè)區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化服裝，其特征在于所述基于柔性接插件的各種通 用擴展接口包括電源、USB、RS232或視頻通用接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化服裝，其特征在于所述主機模塊通過無線和/或有 線方式與其它各模塊相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化服裝，其特征在于所述電源管理及接口擴展模塊 一端與所述主機模塊相連接，另一端與外設(shè)相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種符合人機工程學(xué)的數(shù)字化服裝，包括服裝主體和嵌入其中的模塊化信息裝備及線纜，其特征在于存儲設(shè)備放置位于胸部左側(cè)區(qū)域，微型傳感器件放置于背部右側(cè)區(qū)域或背部左側(cè)區(qū)域，柔性鍵盤分布于胸部左側(cè)或左前臂，柔性顯示系統(tǒng)放置于左前臂區(qū)域，GPS全球定位模塊放置于右肩胛區(qū)域，電臺子系統(tǒng)放置于左肩胛區(qū)域，主機模塊放置于腰部左后側(cè)區(qū)域或腰部右后側(cè)區(qū)域等。使數(shù)字化服裝中無線存儲設(shè)備、微型傳感器件、鍵盤、顯示系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、電臺系統(tǒng)、主機、電源管理及接口模塊、固態(tài)存儲器、擴展接口、電源等模塊，按照其使用頻率和體積大小，分布在人體的表面，使之符合人機工程學(xué)原理，提高便攜設(shè)備的攜行效能和使用效能。
文檔編號A61B5/11GK102018294SQ200910092968
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者周宏 , 祖媛媛, 董大勇, 蔣毅, 袁修干, 陳曉 申請人:中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所