基于sEMG的颈部仰卧位生理特性研究及舒适性评价

摘要

随着社会的发展与生活节奏的加快，身体处于亚健康状态的工作者数量逐年攀升，其中颈部疾病给人们带来很大困困扰。为了研究颈部疾病病理、为患者提供治疗方法、对疾病进行有效预防，颈部舒适性研究在人机工程学领域愈发重要。本文通过对颈部肌肉的sEMG测量分析以及模糊综合评价方法确定了不同高度下人体仰卧位时的舒适度，希望本研究能够为相关产品的设计提供新思路。
　　首先对颈部生理结构进行研究，分析人体颈椎的基本骨骼结构以及颈部肌群分类和功能行使情况，确定胸锁乳突肌、头夹肌和斜方肌上部为我们的研究对象，因为这三块肌肉易于使用sEMG测量。对颈椎曲度和颈部生物力学特性进行了研究，主要涉及了静力学、动力学和稳定性三个部分。根据颈部受力建立了颈部力学模型以及基于Siemens Tecnomatix Jack的人体仿真模型。
　　其次确立颈部舒适性的基本研究思路为主、客观结合的方式。选取10名被试者进行培训进行实验。在客观实验中对选定肌肉的sEMG进行采集。客观试验完成后对被试者进行主观舒适性评价实验，对颈部以及整体舒适性进行评分，确定不同高度下颈部的舒适性等级。
　　再次在完成主观和客观实验的数据采集的基础上开始对信号进行处理、分析。采用小波降噪法处理信号并从线性和非线性两个方面进行分析。线性分析又包括时域和频域特征分析，包括肌电积分值、标准方差、均方根、中位频率等，而非线性包括 Renyi熵、小波熵和复杂度。对于主观实验数据，主要是利用SPSS对颈部高度和肢体舒适性进行相关性分析。
　　最后根据前文的研究结果建立颈部舒适性的模糊评价模型。依据前文建立的人体颈部模型确定影响颈部舒适性的因素，创建隶属度方程，并在主观实验的基础上获得各因素的权重指数。该评价模型主要从关节力矩角度进行人机工程学分析，获取不同高度下人体仰卧位颈部的舒适性水平。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外在该方向研究现状

1.3 论文主要研究内容

第2章 人体颈部分析模型建立

2.1 颈部生理结构构成

2.2 颈部生物力学特性研究

2.3 颈部研究参考模型建立

2.4 本章小结

第3章 颈部舒适性数据采集实验

3.1 颈部舒适性数据采集及评价方案

3.2颈部生理信号采集实验

3.3生理舒适性主观评价实验

3.4 本章小结

第4章 颈部舒适性主客观分析

4.1颈部sEMG样本制作

4.2 胸锁乳突肌客观实验分析

4.3 主观评价实验结果分析

4.4 本章小结

第5章 颈部舒适性模糊评价模型建立

5.1模糊评价模型建立方法

5.2颈部舒适性模糊综合评价

5.3 模糊综合评价结果

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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