CN115067974A - 一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,包括以下步骤:步骤1、将选取的男性和女性志愿者分别按照身高分为不同的组别;步骤1、对每个志愿者进行多次表面肌电MVC测试并确定每个人的MVC值;步骤3、搁衣试验并得到RMS、iEMG及MF三个表面肌电指标;步骤4:对RMS、iEMG进行归一化处理;步骤5、根据MF以及步骤4得到的归一化处理结果确定每个组别衣柜叠放操作舒适高度范围,本发明解决了现有适老化衣柜在设计尺度上不符合老年人日常使用习惯及使用尺度的问题,在一定程度上避免了日常衣柜使用因摸高或下蹲储物造成的眩晕、站不稳或无法起身的生理问题等。
Description
技术领域
本发明属于家具产品设计人体工程学技术领域,具体涉及一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法。
背景技术
随着社会及市场对于养老问题的不断关注,适老家具产品类别日趋完善。但是由于我国对于适老家具及老年用户的研究起步较晚,目前零散的理论方法、实验手段及设计方法等成果还不足以支撑实际的设计研究,市场缺乏基于人体工程学的适应中国老年人人体尺度、生活习惯及偏好、生理心理需求的适老家具设计研究基础数据支撑及科学系统的理论依据。
目前应用于老年人群科学系统的家具产品人体工程学理论及实验方法研究较少。在储物家具方面,由于现有适老化衣柜分区不明确,操作尺度没有依据老年人的使用需求进行设计,没有将日常拿取频率较高的常用物品匹配在合理舒适的储物位置,较高处物品取拿使用不便,较低处需要弯腰下蹲会引起老年人腰腿部的不适。在长期的日常收纳过程中老年人如果需要反复进行登高、下蹲或弯腰起身等动作,可能会由于身体能力的不足造成眩晕、体力不支无法站稳以及跌倒等问题,在日常生活中存在很大的安全隐患。通过系统科学应用人体工程学试验方法的用户行为及肌肉活动研究方法研究老年人在收纳过程中的行为方式以确定合理舒适的操作范围从而指导适老储物家具设计的研究十分重要,因此从适老化储物家具的基础研究出发,将衣柜使用行为进行拆分,从叠放操作入手研究老年人站姿下衣柜叠放操作舒适高度十分必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,解决了现有的适老化衣柜因设计尺度不符合规范,导致老年人使用不便,容易造成老年人登高或下蹲引起的眩晕、站不稳或无法起身的问题。
本发明所采用的技术方案是,一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,包括下列步骤:
步骤1、选取相同人数的男性志愿者和女性志愿者,分别将男性和女性志愿者按照身高分为不同的试验组;
步骤2、对每个志愿者的每块目标肌肉分别进行多次表面肌电MVC测试,分别取每个肌肉测试得到的最大值,再从几个最大值里面取最大值作为该志愿者的MVC值;
步骤3、志愿者站在衣柜前进行搁衣试验,将衣柜的搁板依次增加相同的高度,在每个高度处分别完成多次搁衣试验,同时对得到的表面肌电信号进行记录,将表面肌电信号进行数据处理并分别得到三个表面肌电指标,三个表面肌电指标分别为:RMS、iEMG及MF;
步骤4、通过MVC值对RMS、iEMG进行归一化处理,分别得到RMS Normalized Data、iEMG Normalized Data;
步骤5、根据MF以及步骤4得到的归一化处理结果确定每个组别衣柜叠放操作舒适高度范围。
步骤1中将女性志愿者按照150-159cm、160-169cm分为两组,分别记为:F150-159、F 160-169,将男性志愿者按照160-169cm、170-179cm分为两组,分别记为M 160-169、M170-179,其中男性志愿者和女性志愿者年龄不低于60岁。
步骤2中的目标肌肉分别包括右侧胸大肌、三角肌前束、肱二头肌、肱三头肌和尺侧腕屈肌。
步骤3中搁板的初始高度640mm,之后每64mm调整一次高度,最后搁板的最终高度为1472mm,其中分别在14种不同搁板高度处进行试验。
步骤5中确定每个身高范围内衣柜叠放操作舒适高度范围,具体包括以下步骤:
步骤5.1、通过对iEMGNormalized Data分析确定主要动力肌肉;
步骤5.2、对每块主要动力肌肉的RMS Normalized Data随着测试高度升高的变化趋势进行分析,分别得到不同组别不同肌肉发力较小的区间范围;
步骤5.3、对每块主要动力肌肉的MF随测试高度升高的变化趋势进行分析,分别得到不同组别不同肌肉MF值随高度升高逐渐下降的区间范围;
步骤5.4、对上述舒适操作区间进行综合分析,得到每个组别对应的舒适操作高度范围。
步骤3中进行搁衣试验时,志愿者站在距离衣柜前面300-310mm处。
步骤3中一次完整的搁衣动作包括:志愿者听到工作人员指令后,保持小臂自然弯曲并与大臂垂直,大臂紧贴身侧,之后等待工作人员递过衣物并在工作人员的指令下将试验用衣物在4-5s内置于搁板上,最后将手臂放下到自然下垂位置。
步骤3中的试验用衣物重量为600-650g。
步骤2对每块目标肌肉进行表面肌电MVC测试时测试次数不低于3次,所述步骤3中在每个高度处进行不低于三次的搁衣试验。
步骤3中每次搁衣试验后需休息至肌电无波动的初始位,保证被试肌肉在下次搁衣操作前处于放松状态。
本发明的有益效果是:
本发明一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,可以较好通过肌肉肌电指标情况量化表示老年人站立姿态衣柜叠放操作肌肉活动情况,结合老年人身高尺度范围科学得出老年人衣柜叠放操作的舒适操作高度范围,以此给老年人衣柜叠放操作提供一个舒适的操作高度,在该高度下进行叠放操作时,老年人整体感觉舒适易用,可以避免摸高或下蹲等具有安全隐患的操作行为;
本发明一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,试验流程全程无创无伤害,试验流程清晰简明,贴近日常生活,便于老年人学习及正确操作。
附图说明
图1是本发明一次完整的搁衣动作的操作流程图;
图2a是本发明被试肌肉肱二头肌RMS Normalized Data随着测试高度升高的变化趋势;
图2b是本发明被试肌肉三角肌前束RMS Normalized Data随着测试高度升高的变化趋势;
图2c是本发明被试肌肉胸大肌RMS Normalized Data随着测试高度升高的变化趋势;
图3a是本发明被试肌肉肱二头肌MF值随着测试高度升高的变化趋势;
图3b是本发明被试肌肉三角肌前束MF值随着测试高度升高的变化趋势;
图3c是本发明被试肌肉胸大肌MF值随着测试高度升高的变化趋势。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。下列实施例仅用于更加清楚的说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护方案。
一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,包括:
步骤1、选取60岁以上的男性志愿者和女性志愿者各9名,将女性志愿者按照150-159cm、160-169cm分为两组,分别记为分别记为:F150-159、F 160-169,将男性志愿者按160-169cm、170-179cm分为两组,分别记为M160-169、M170-179;
步骤2、对每个志愿者的每块目标肌肉分别进行多次表面肌电MVC测试(肌肉最大等长随意收缩力测试),分别取每个肌肉测试得到的最大值,再从几个最大值里面取最大值作为该志愿者的MVC值,其中目标肌肉分别包括右侧胸大肌、三角肌前束、肱二头肌、肱三头肌和尺侧腕屈肌;
步骤3、志愿者站在距离衣柜前300mm位置进行搁衣试验,将衣柜的搁板依次增加相同的高度,在每个高度处分别完成多次搁衣试验,同时对得到的表面肌电信号进行记录,将表面肌电信号进行数据处理并分别得到三个表面肌电指标,三个表面肌电指标分别为:均方根振幅RMS、积分肌电值iEMG及中位频率MF,具体的,试验时搁板的初始高度为640mm,最终高度为1472mm,分别在14个不同搁板高度处进行试验,一次完整的搁衣动作包括:志愿者听到工作人员指令后,保持小臂自然弯曲并与大臂垂直,大臂紧贴身侧,之后等待工作人员递过衣物并在工作人员的指令下将试验用衣物在5s内置于搁板上,最后将手臂放下到自然下垂位置;搁衣试验的完成流程如下图1所示;
步骤4、通过MVC值对RMS、iEMG进行归一化处理,分别得到RMS Normalized Data、iEMG Normalized Data,RMS Normalized Data为对RMS进行归一化处理后得到的数据,iEMG Normalized Data为对iEMG进行归一化处理后得到的数据;
步骤5、根据MF以及步骤4得到的归一化处理结果确定每个组别衣柜叠放操作舒适高度范围:
步骤5.1、通过对iEMG Normalized Data分析确定主要动力肌肉,计算出每块肌肉在完成一个高度操作时的贡献率,计算公式如下:
η=(In/(I1+I2+I3+…+In))×100%(n=1,2,3,4,5);
其中:η表示肌肉贡献率,In表示试验肌肉的积分肌电值;
根据以上公式分别计算出每个组别在不同测试高度下的肌肉贡献率,可以得到不同组在14个测试高度下肌肉贡献率最大的肌肉,即为该测试高度下的主要动力肌肉,作为后续分析的主要肌肉,本试验中主要动力肌肉为肱二头肌,三角肌前束及胸大肌;
步骤5.2、RMS Normalized Data用于评价运动过程中是否出现运动疲劳,随着时间的增加,RMS Normalized Data逐渐增加,这意味着肌肉开始疲劳,通过对不同肌肉的RMSNormalized Data随着测试高度升高的变化趋势进行分析,得到发力较小的舒适的操作区间,因此分别对肱二头肌,三角肌前束及胸大肌的RMS Normalized Data随着测试高度升高的变化趋势进行分析,分别得到不同组别不同肌肉发力较小的区间范围,分析结果如下图2a-2c所示;
步骤5.3、分别对肱二头肌,三角肌前束及胸大肌的MF随测试高度升高的变化趋势进行分析,分别得到不同组别不同肌肉MF值随着测试高度升高的变化趋势,分析结果如下图3a-3c所示;
步骤5.4、对上述操作区间进行综合分析,得到每个组别对应的舒适操作高度范围,可以看出:
F150-159在768-832mm区间范围内综合表现较为舒适;F160-169在832-896mm区间范围内处于较为舒适的操作状态;M160-169在640-896mm范围内上肢操作表现较为舒适;M170-179在1088mm高度位置之前对于上肢来说均较为省力。
以上所述的实施例仅为本发明较佳的具体实施方式,本发明的保护范围不限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可显而易见的得到的技术方案的简单变化或者等效替换,均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,其特征在于,包括:
步骤1、选取相同人数的男性志愿者和女性志愿者,分别将男性和女性志愿者按照身高分为不同的试验组;
步骤2、对每个志愿者的每块目标肌肉分别进行多次表面肌电MVC测试,分别取每个肌肉测试得到的最大值,再从几个最大值里面取最大值作为该志愿者的MVC值;
步骤3、志愿者站在衣柜前进行搁衣试验,将衣柜的搁板依次增加相同的高度,在每个高度处分别完成多次搁衣试验,同时对得到的表面肌电信号进行记录,将表面肌电信号进行数据处理并分别得到三个表面肌电指标,三个表面肌电指标分别为:RMS、iEMG及MF;
步骤4、通过MVC值对RMS、iEMG进行归一化处理,分别得到RMS Normalized Data、iEMGNormalized Data;
步骤5、根据MF以及步骤4得到的归一化处理结果确定每个组别衣柜叠放操作舒适高度范围。
2.根据权利要求1所述的一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,其特征在于,所述步骤1中将女性志愿者按照150-159cm、160-169cm分为两组,将男性志愿者按照160-169cm、170-179cm分为两组,其中男性志愿者和女性志愿者年龄不低于60岁。
3.根据权利要求2所述的一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,其特征在于,所述步骤2中的目标肌肉分别包括右侧胸大肌、三角肌前束、肱二头肌、肱三头肌和尺侧腕屈肌。
4.根据权利要求3所述的一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,其特征在于,所述步骤3中搁板的初始高度640mm,之后每64mm调整一次高度,最后搁板的最终高度为1472mm,其中分别在14种不同搁板高度处进行试验。
5.根据权利要求4所述的一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,其特征在于,所述步骤5中确定每个身高范围内衣柜叠放操作舒适高度范围,具体包括以下步骤:
步骤5.1、通过对iEMG Normalized Data分析确定主要动力肌肉,
步骤5.2、对每块主要动力肌肉的RMS Normalized Data随着测试高度升高的变化趋势进行分析,分别得到不同组别不同肌肉发力较小的区间范围;
步骤5.3、对每块主要动力肌肉的MF随测试高度升高的变化趋势进行分析,分别得到不同组别不同肌肉MF值随高度升高逐渐下降的区间范围;
步骤5.4、对上述舒适操作区间进行综合分析,得到每个组别对应的舒适操作高度范围。
6.根据权利要求1所述的一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,其特征在于,所述步骤3中进行搁衣试验时,志愿者站在距离衣柜前面300-310mm处。
7.根据权利要求1所述的一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,其特征在于,所述步骤3中一次完整的搁衣动作包括:志愿者听到工作人员指令后,保持小臂自然弯曲并与大臂垂直,大臂紧贴身侧,之后等待工作人员递过衣物并在工作人员的指令下将试验用衣物在4-5s内置于搁板上,最后将手臂放下到自然下垂位置。
8.根据权利要求1所述的一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,其特征在于,所述步骤3中的试验用衣物重量为600-650g。
9.根据权利要求1所述的一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,其特征在于,所述步骤2对每块目标肌肉进行表面肌电MVC测试时测试次数不低于3次,所述步骤3中在每个高度处进行不低于三次的搁衣试验。
10.根据权利要求9所述的一种站姿下衣柜叠放操作舒适高度确定方法,其特征在于,所述步骤3中每次搁衣试验后需休息至肌电无波动的初始位,保证被试肌肉在下次搁衣操作前处于放松状态。
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