符合人机工程学的数字化服装

摘要

本发明涉及一种符合人机工程学的数字化服装，包括服装主体和嵌入其中的模块化信息装备及线缆，其特征在于：存储设备放置位于胸部左侧区域，微型传感器件放置于背部右侧区域或背部左侧区域，柔性键盘分布于胸部左侧或左前臂，柔性显示系统放置于左前臂区域，GPS全球定位模块放置于右肩胛区域，电台子系统放置于左肩胛区域，主机模块放置于腰部左后侧区域或腰部右后侧区域等。使数字化服装中无线存储设备、微型传感器件、键盘、显示系统、GPS系统、电台系统、主机、电源管理及接口模块、固态存储器、扩展接口、电源等模块，按照其使用频率和体积大小，分布在人体的表面，使之符合人机工程学原理，提高便携设备的携行效能和使用效能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种符合人机工程学的数字化服装，特别是一种基于上肢可达性的数字化服装，该数字化服装符合人机工程学原理。

背景技术

在人机系统或相关产品的设计中，人体上肢可达域的分析是很重要的一项人机工程要素。具有良好可达性的系统或产品可以确保作业者能够安全、高效、舒适的进行工作。在飞机驾驶，汽车驾驶，核电站监控室这种对安全性要求较高的工作环境，作业空间的合理设计尤为重要，人体上肢可达性分析十分重要。

在进行上肢可达性分析时，主要方法就是依据相关人体测量数据确定人体上肢可达域，判断操作者需要操作的控制部件是否在合理的范围内。目前较为常用的可达性的分析方法就是根据相关的人体测量基础数据确定一个上肢可达域的曲面，通常称为上肢可达域包络面。在利用可达域包络面进行可达性分析时，只需通过判断需要操作的控制部件是否包含在包络面内来进行分析。如果人体附近的某个区域落在包络面内，则属于可达区域，否则不可达。

上述的利用上肢可达域进行可达性分析适用于作业者处于一定作业空间，以一定的作业姿势(坐姿或立姿)进行工作，作业过程主要是与周围的设备进行人机交互。但很多时候，作业者可能要取放携带在身体表面的装备，例如：士兵在更换弹夹时需要从胸前的携行具上取出弹夹进行更换，或者打开背在身后的计算机开关等操作。此时采用包络面的方法就显得不太实用，尤其是在人身体背后和腿部的操作时判断甚至不够准确。另外由于作业者可能采用不固定姿势工作，如蹲下、匍匐，这时利用包络面就无法有效的进行判断。

因此，提供一种更有效地可达性评价方法并将其应用于服装设计就成为该技术领域急需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述不足，本发明通过对人体上肢可达性的测试，将获取数据进行统计的基础上，对人体表面进行科学分区，每个区具有同等的可达性。根据分区再结合人体姿势、状态就可进行有效的可达性评价，并据此提供一种符合人机工程的数字化服装。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

一种符合人机工程学的数字化服装，包括服装主体和嵌入其中的模块化信息装备及线缆，所述模块化信息装备包括存储设备，微型传感器件，基于电子织物的柔性键盘，柔性显示系统，GPS全球定位模块，电台子系统，主机模块，电源管理及接口扩展模块，便携式固态存储器，基于柔性接插件的各种通用扩展接口以及电源模块，其特征在于：所述存储设备放置位于便于操作的胸部左侧区域，所述微型传感器件放置于不可达的背部右侧区域或背部左侧区域，所述基于电子织物的柔性键盘分布于胸部左侧或左前臂，所述柔性显示系统放置于舒适可达的左前臂区域，所述GPS全球定位模块放置于不可达的右肩胛区域，所述电台子系统放置于极限可达的左肩胛区域，所述主机模块放置于腰部极限可达的腰部左后侧区域或腰部右后侧区域，所述电源管理及接口扩展模块放置于不可达的背部左侧或背部右侧区域，所述便携式固态存储器置于极限可达的臀左侧或臀右侧，所述基于柔性接插件的各种通用扩展接口放置于极限可达的腰部左后侧区域，所述电源模块置于极限可达的背部右侧或背部左侧区域。

一种优选技术方案，其特征在于：所述基于柔性接插件的各种通用扩展接口包括电源、USB、RS232或视频通用接口。

一种优选技术方案，其特征在于：所述主机模块通过无线和/或有线方式与其它各模块相连。

一种优选技术方案，其特征在于：所述电源管理及接口扩展模块一端与所述主机模块相连接，另一端与外设相连接。

本发明的有益效果是，本发明的基于上肢可达性的人体表面部位分区方法而设计的数字化服装。使数字化服装中无线存储设备、微型传感器件、键盘、显示系统、GPS系统、电台系统、主机、电源管理及接口模块、固态存储器、扩展接口、电源等模块，按照其使用频率和体积大小，分布在人体的表面，使之符合人机工程学原理，提高便携设备的携行效能和使用效能。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。

附图说明

图1是本发明的人体表面分区的结构示意图。

图2是本发明的数字化服装的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

根据人体常用携行设备布局及操作使用习惯，对人体表面区域进行划分，共32个区域，至上而下包括：头部左、右两侧2个区域，颈部1个区域，肩部前侧左、右2个区域，左、右肩胛2个区域，胸部左、右侧2个区域，背部左、右侧2个区域，左、右上臂2个区域，左、右前臂2个部分，左、右腋下2个部分，左、右肋2个区域，腹部1个区域，腰部后侧左、右2个区域，髋左、右侧2个区域，臀部左、右2个区域，左、右大腿2个区域，左、右小腿2个区域，左、右踝2个区域。每个区域具有相同的上肢可达性，可根据实际应用对每个区域可达性进行分级应用。

如图1所示，是本发明的人体表面分区的结构示意图(左侧图为正面视图，右侧图为背面视图)。图1中，1头部右侧，2头部左侧，3颈部，4肩部左前侧，5肩部右前侧，6胸部左侧，7胸部右侧，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背部左侧，20背部右侧，21腰部左后侧，22腰部右后侧，23髋左侧，24髋右侧，25臀左侧，26臀右侧，27左大腿，28右大腿，29左小腿，30右小腿，31左踝，32右踝。

每个区域均有相同的上肢可达性等级，可对每个区域进行可达性的测试评估。针对应用设计对每个区域的可达性分级，然后便可根据携行装备使用需求，放置在不同的区域。类似的，可根据分区评估装备和携行具设计的合理性，进行人机工程学上的评价。

具体实施时，首先确定人体的姿态，例如在站姿、蹲姿或匍匐情况下，采用实验测量结合主观调查，确定身体表面不同部位的可达性等级。这里以右手可达性为例，站姿状态下，采用舒适可达，极限可达，不可达在内的3级可达标准对表面各分区可达性进行评价，结果如下：头部左、右侧1，2区域均舒适可达，颈部3舒适可达，肩部左、右前侧4，5舒适可达，右肩胛17不可达，胸部左、右侧6，7舒适可达，左上臂8极限可达，左前臂9舒适可达，左腋下12舒适可达，右腋下13极限可达，左肋14舒适可达，右肋15极限可达，左肩胛极限16可达，腹部18舒适可达，背部左侧19不可达，背部右侧20不可达，腰部左后侧21极限可达，腰部右后侧22极限可达，髋左侧23极限可达，髋右侧24舒适可达，臀左侧25极限可达，臀右侧26舒适可达，左大腿27不可达，右大腿28不可达，左小腿29不可达，右小腿不30可达，左踝31不可达，右踝32不可达，右上臂、右前臂10，11两个部位不测试。确定每个区域的可达性后，就可根据物品携带的位置，如果落在舒适可达区域，则设计合理；如果在极限可达区域，则取放比较勉强；如果位于不可达区域，则物品不可取放。确定物品携行位置或是设计携行具，背包、口袋时，参考分区可达性信息将其布置在舒适可达的位置，将提高装备的实际使用方便性。

如图2所示，是本发明的依据人体表面分区方法而设计的数字化服装的结构示意图(左侧图为正面视图，右侧图为背面视图)。图2中，101为服装主体，是采用具备防可见光、近红外波段、雷达侦视，阻燃透湿、抗油拒水等物理特性的服装面料剪裁而成的迷彩作战训练服装。根据战场携行的要求，模块化的信息化装备及线缆嵌入其中，使用便利、不易受损，不与其它装备相干涉区域。102基于无线电自动识别技术的存储设备放置在便于操作的6号(胸部左侧)区域，便于存储单兵姓名、血型等关键数据，10米内的医疗设备等能无线读取其中的数据。103为嵌入服装的微型传感器件，能监测单兵心率、体温等单兵生理数据，器件无线人员操作，故放置于不可达的20号(背部右侧)区域及其它适合采集生理信号的部位(如19号背部左侧区域)。104为分布于单兵6号(胸部左侧)、9号区域(左前臂)的基于电子织物的柔性键盘，由于键盘进场需要进行操作，因此放在舒适可达的6、9号区域。105为柔性显示系统，用于显示实时战场地形、战斗指令、确定友邻位置等战场信息，放置于舒适可达的9号区域(左前臂)，便于操作。106为GPS全球定位模块，该模块无需人工操作，故放置于不可达的17号区域(右肩胛)。107为电台子系统，操作不多，但必要时需要取下，因此放置于极限可达的16号区域(左肩胛)。108为基于嵌入式系统的主机模块，信息处理中心，通过无线、有线方式与各分模块相连进行，需要进行开关机操作，操作不频繁，体积较大，放置于腰部极限可达的21、22号区域(21腰部左后侧，22腰部右后侧)。109为电源管理及接口扩展模块，用于主机与外设的连接控制，属于桥接模块，不需要进行操作，放置于不可达的背部19、20号区域(19背部左侧，20背部右侧)。110为便携式固态存储器，具有体积小、重量轻、功耗低的特点，用于存储系统软件、作战区域地图、及各种应用软件，该部分可拔插后通过外部计算机进行数据更新，也可自接通过系统软件与外部计算机通讯进行资料维护，将其置于臀左侧25极限可达，或臀右侧26。111为基于柔性接插件的各种通用扩展接口，包括电源、USB、RS232、视频等通用接口，利于系统功能扩展，放置于极限可达的腰部左后侧21号区域。112为电源模块，可为锂电模块或燃料电池模块采用外挂方式携行于腰间极限可达的22号区域(背部右侧)，通过柔性的电源插接件进行连接，便于进行更换。

采用基于上肢可达性的人体表面分区方法，对人体表面进行有效划分，使数字化服装中无线存储设备、微型传感器件、键盘、显示系统、GPS系统、电台系统、主机、电源管理及接口模块、固态存储器、扩展接口、电源等模块，按照其使用频率和体积大小，分布在人体的表面，使之符合人机工程学原理，提高便携设备携行效能和使用效能。