将SEATMAT撷取之压力数据转换为座垫曲面轮廓.PDF

將SEATMAT擷取之壓力數據轉換為座墊曲面輪廓 作者 ：李哲熙 、楊哲彰 (2005-07-07) ；推薦 ：徐 業良 (2005-07-07) 。 作者 ：李哲熙 、楊哲彰 (2005-07-07) ；推薦 ：徐 業良 (2005-07-07) 。 將SEATMAT擷取之壓力數據轉換為座墊曲面輪廓 本文討論如何將測試者坐在一參考座墊泡綿上以SeatMat壓力座墊擷取之壓力數 據，轉換為適當座墊曲面輪廓，使乘坐之壓力儘量均勻分佈。 將一個座墊分成n×m個網格，定義 zij, i=1, …, n, j =1, …, m 為網格(i, j距離參考) 平面之輪廓深度。本研究的目的即在求取每個網格(i, j )之最佳的深度 z * ，使得同一 ij 測試者坐在以此最佳的深度製作之座墊泡綿上時，其每一網格所受壓力儘量均勻分 佈。 1. 泡綿的壓縮量與壓力的關係 當壓力作用在座墊上時，座墊泡綿材料受壓而發生變形，以產生一個反作用力與 外界壓力達成平衡。給定一個座墊泡綿材料和厚度，可以用實驗的方式來決定一個函 數 d(p ) ，其中p是外界壓力， d是泡綿的壓縮量。 例如將一 60mm×60mm×75mm 泡綿方塊置於微應力拉伸試驗機機台上，泡綿上 方置一鐵片，使負載能均勻分佈於泡綿上（如圖 1）。當負載逐漸增大時，泡綿隨之 變形，可以得到泡綿的壓縮量與壓力關係（如圖 2 ）。 1 .tw/ 將SEATMAT擷取之壓力數據轉換為座墊曲面輪廓 圖 1.微應力拉伸試驗機 圖 2. 不同厚度泡綿的壓縮量與壓力關係 注意即使是同樣的泡綿材料，厚度不同時壓縮量函數d(p也不同。例如圖) 2同時 顯示另二塊厚度分別為 60mm 、45mm ，面積大小為60mm×60mm 、同樣材質的泡綿 方塊之壓縮量與壓力關係圖。比較圖2中的三條曲線可以看出，壓力較大時三條壓縮 量函數 d(p開始有明顯差異，且給定一泡綿厚度時，泡綿壓縮量有一極限值，接近此) 極限值時即使壓力再增加，壓縮量也不再變大。 2 .tw/ 將SEATMAT擷取之壓力數據轉換為座墊曲面輪廓 2. 理想分佈壓力 圖 3是某測試者坐於厚度 75mm 之平坦泡綿上，以 SeatMat擷取之壓力分布圖。 在 42×48 共2016個壓力感測器中，有 428個感測器擷取壓力數值為零，表示測試者 並未坐在此區域。如前所述，理想上希望壓力均勻作用在測試者坐著的區域中 1588 個壓力感測器上，因此 定義一理想分佈壓力p *為測試者坐著的區域中壓力感測器數 據之平均值（即不為零壓力數據之平均值）。在圖3 測試者壓力數據中， p *=0.0481kg/cm2 。 圖 3. SeatMat擷取壓力分佈圖 3. 將壓力數據轉換為輪廓數據 0 當測試者坐於平坦泡綿（輪廓深度均為零）上時，任一網格 (i,j 壓力值為) p ij ，此 0 ( ) d p ( ) d p * 點泡綿變形量為