老年人膝部防護系統(tǒng)的研制.pdf

1、獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得云洼王些太堂或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：本守簽字日期：占f15年3月7日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解云洼王些太堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文

2、的規(guī)定。特授權(quán)云洼王些太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名：孝寺導(dǎo)師簽名：簽字日期：掃皓年3月7日簽字日期：冽6)年3月7日摘要本課題以老年人膝部防護系統(tǒng)的研制為主要內(nèi)容，通過老年人膝蓋部位的3D掃描、3D打印，繪制膝部防護系統(tǒng)外層材料設(shè)計圖，在Sto

3、ll—M1設(shè)計系統(tǒng)和LongxingknitCAD制版系統(tǒng)中打樣出膝部防護系統(tǒng)的外層材料，選用細(xì)度為23tex的腈綸和芳綸包芯紗、竹炭纖維紗兩種原料，在Stoll—CMS320TC和12G的龍星LXC一252SCV上機織造：然后對膝部防護系統(tǒng)的內(nèi)部填充材料進行優(yōu)選；通過一體化縫合方法，將內(nèi)部填充材料填充到外層材料中制得膝部防護系統(tǒng)；使用薄膜壓力傳感器進行真入穿戴測試，經(jīng)過Arduino程序控制系統(tǒng)和采集系統(tǒng)測試出沖擊電壓，將電壓轉(zhuǎn)化成對

4、應(yīng)的沖擊力值，通過origin數(shù)據(jù)分析軟件，分析出電壓一沖擊力的函數(shù)關(guān)系式，從而分析得出在有膝部防護系統(tǒng)和無膝部防護系統(tǒng)作用時，老年人摔倒時膝蓋部位受到的沖擊力的大小，從而評估出膝部防護系統(tǒng)吸能性能的優(yōu)劣。通過一體化膝部防護系統(tǒng)的掃描、設(shè)計、外層材料的編織、一體化成型、一體化膝部防護系統(tǒng)防護性能的真人測試，可以得出以下結(jié)論：(1)3D掃描和3D打印技術(shù)可以精確得到髕骨、半月板、內(nèi)外交叉韌帶的形狀，從而可以設(shè)計出符合老年人個體差異性的膝部

5、防護系統(tǒng)的外層材料。(2)通過靜態(tài)壓縮和動態(tài)沖擊試驗，發(fā)現(xiàn)一定硬度的高回彈聚氨酯靜態(tài)緩壓效果和動態(tài)緩沖系數(shù)均最優(yōu)。此外還發(fā)現(xiàn)：不論是靜態(tài)緩壓效果11還是動態(tài)緩沖率rl，這兩個系數(shù)是由相同的因素決定的：一是間隔紗和面紗的細(xì)度，當(dāng)墊紗角度和組織結(jié)構(gòu)相同時，此時，間隔紗和面紗細(xì)度大的織物其平方米克重大，試樣的靜態(tài)緩壓效果好，動態(tài)接觸剛度小，其動態(tài)緩沖系數(shù)大，緩沖效果好。二是在墊紗角度、間隔絲和面紗的細(xì)度相同的情況下，線圈密度大時，間隔絲密度大

6、，織物的平方米克重大，試樣靜態(tài)緩壓效果好，動態(tài)接觸剛度小，動態(tài)緩沖效果好。(3)通過一體化膝部防護系統(tǒng)的真人測試，采用薄膜傳感器、Arduino程序控制和采集系統(tǒng)得到?jīng)_擊時的電壓，然后使用origin數(shù)據(jù)分析軟件得出電壓一沖擊力的函數(shù)關(guān)系。通過函數(shù)關(guān)系式可得：外層材料細(xì)度為23tex的竹炭纖維紗、組織結(jié)構(gòu)為羅紋且填充高回彈聚氨酯的一體化膝部防護系統(tǒng)的防摔性能最好，其防摔效果隨著人體體重的增加而加強，在測試者以08m／s的速度步行時髕骨垂