题目：基于力量特征的人体负重疲劳评价方法研究

随着科学技术的发展，“以人为中心”的工效学设计与分析已经成现代产品的重要设计理念。作为与人类日常生活密不可分的背包，由于会影响到使用者的肩、腰、背部的肌肉疲劳状态或可能导致身体受到伤害，使得越来越多的学者重视背包的负重疲劳判定方法研究。但由于负重行走是一个复杂的过程，涉及到负重载荷、受力点、路面特性等多方面的影响因素，因此，对于负重行走的疲劳评价还没有形成统一的方法或标准。虽然国内外学者对负重疲劳开展研究并提出了一系列负重行走的客观评价方法，但这类评价方法大多侧重于负重疲劳与行走时间、负重疲劳与负重载荷之间的关系，并没有考虑肩、腰、背的受力部位与疲劳的关系。因此，本论文结合负重行走过程中肩、腰、背的受力特性及受试者的主观疲劳评价，通过受力部位的冲量分析，结合疲劳的主述结果，来开展负重行走的疲劳判定方法研究，完成的主要工作如下： (1) 设计、开发了六通道人体腰、背部受力点的压力采集系统。为了对人体负重行走过程中肩、腰、背的压力进行采集，设计开发了一套压力采集系统，该系统能够实时对肩、腰、背的压力数据进行采集，为本论文的实验数据获取提供了支撑。 (2) 完成了背包的负重行走实验设计方案。综合考虑了负重载荷过多或行走时间过长可能会给人体带来损伤，以及若负重载荷过少或行走时间过短人体又不会达到一定的疲劳程度的等因素，从实验系统的硬件、软件、受试者的选取、实验的主要因素等方面，对背包的负重行走实验进行了设计，在此基础上完成了16名受试者参与的实验，得到了可靠的实验数据。 (3) 通过对实验数据的分析与处理，建立了受力冲量特点的背包负重行走疲劳判定方法。首先分析了两次人体负重行走过程中肩、腰、背的压力分布规律，根据压力分布规律对人体肩、腰、背的压力数据进行了整理分类。然后考虑到疲劳的累积效应及疲劳是由多因素共同造成这一特性，以肩、腰、背的压力与时间的乘积作为自变量，主观感受作为因变量，运用最小二乘法建立了疲劳评价模型，并对其进行验证，结果证明该模型具有一定的科学性。 本论文的研究结果为背包的负重行走疲劳研究提供了新的研究方法和思路，亦将为背包的载荷设计提供依据。