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本论文以电梯为例,从而为评价升降型机电产品的乘坐舒适性提供一种新的思维方法。
第一章,首先对电梯乘坐舒适性的传统研究方法进行了综述,并指出不仅要从电梯的机械系统和电气控制系统入手,更要结合人体生理学和心理学,通过人体客观生理反应来评价其舒适性。
第二章,参考了国内外众多文献,从理论上研究了机电产品升降过程中的气压变化对人体生理机制的影响,垂直加(减)速度对人体前庭器官和心血管系统的影响及人体在这一过程中心血管活动的调节。并将“Spearman相关系数”、“Logistic回归模型”和“逐步回归法”等概念引入升降型机电产品的舒适性评价,提出了运用这些数学工具将人体主观舒适感与客观生理指标相对应的舒适性客观评价方法。
随后,通过一系列的生理和心理试验,研究了电梯乘坐过程中人体的生理和心理反应,即第三至第七章。本论文的研究内容主要包括:
(1)现场测量了电梯升降过程中轿厢内外的气压值。以此为依据,设计、制造了气压模拟试验装置,用于模拟电梯升降时轿厢内的气压变化。在设计过程中,提出了两种负压形成方案,设计计算了相关技术参数,并对方案的可行性进行了比较论证,见论文第三章。
(2)研究了电梯运行过程中,轿厢内的气压变化对人体听觉器官的影响。纯音测听研究发现,当模拟轿厢内气压在50s内从外界正常大气压降低2000Pa以后,受试对象500Hz、1000Hz和2000Hz的气导听力会出现下降。声阻抗研究发现,此时受试对象MEP值的增大具有统计学意义,ECV值没有显著变化,鼓室图曲线类型基本上也都保持不变,仍为“A型”。此外,运用电耳镜,观察了电梯下降过程中,三种不同的气压变化量及其变化速率对鼓膜变形程度的影响。研究发现,气压增大会使鼓膜内陷。气压变化速率对鼓膜变形程度的影响更大。结合鼓膜、听骨链、咽鼓管等中耳传音系统和内耳感音系统的解剖结构,从听觉生理学的角度,对上述这些现象进行了解释和分析,见论文第四章。
(3)当电梯上升时,人体在电梯加速时处于超重状态,减速时处于失重状态;电梯下降时正好相反。提出了通过人体主观心理感受来评价电梯加速度对舒适性的影响,并结合前庭器官的解剖生理功能对这一心理感受进行生理学分析,见论文第五章。
(4)研究了心电和脑电信号的生理学基础及分析方法,并从神经生理学和大脑解剖学的角度,研究了脑电信号非线性分析的人体生理学与解剖学基础,见论文第六章。
(5)运用“动态心电图”和“脑电图”手段,研究了电梯加速度对人体心电信号、脑电信号和自主神经系统的影响,从而为电梯加速度舒适性评价增添了一种新的方法。评价指标包括心率、心率变异性和脑电近似熵,见论文第七章。
总之,本论文以电梯为例,从医学、生理学与心理学角度,为升降型机电产品的乘坐舒适性提供一种新的评价方法。