[发明专利]基于人机工学形态的睡眠枕设计方法和系统

权利要求书

1.基于人机工学形态的睡眠枕设计方法，其包括，

构建人群睡眠支撑数据库，通过对人体进行测量，从而构建人群睡眠支撑数据库；

获取人群关键节点信息，依据人群睡眠支撑数据库获取人群关键节点的信息；

人群关键节点分类，对于获取的人群关键节点信息通过相似度算法进行分类；

确定颈部11区子型面数据支撑条件，通过对分类后的数据确定头部11区子型面数据支撑条件；

确定物理性能数据库，通过物理参数为变量的回归方程构建物理性能数据库；

睡眠枕分布孔阵确立；依据头颈部11区子型面数据支撑条件及物理性能数据库，确定分布孔阵；

睡眠枕工程文件生成，通过睡眠枕分布孔阵确定睡眠枕的工程文件。

2.根据权利要求1所述的基于人机工学形态的睡眠枕设计方法，其特征在于，构建人群睡眠支撑数据库其包括，

通过人机数据材料的测量构建人体头颈部数据库；

通过聚类算法公式1对头颈部人机工学形态样本分类从而获得分类后的人体头颈部数据库；

公式中，n表示坐标点位数；c表示人群分数量；v_k表示第k类的聚类中心；μ_ik表示第i个样本隶属于第k类的隶属度；‖x_i-v_k‖²表示样本xi到聚类中心v_k的平方欧式距离；m表示模糊指数。

3.根据权利要求1所述的基于人机工学形态的睡眠枕设计方法，其特征在于，人群关键节点包括侧曲线中的枕骨尖凸点、颈椎第一节弯曲点、背部第二生理弯曲凸点、侧面曲线中的眉骨尖端点、颞骨尖端点、下颌与颈部交界点和尖峰凸点。

4.根据权利要求3所述的基于人机工学形态的睡眠枕设计方法，其特征在于，人群关键节点分类其包括，

计算人机轮廓曲线的各坐标的中位数得到各类人群的平均轮廓曲线；提取后侧曲线中的枕骨尖凸、颈椎第一节弯曲、背部第二生理弯曲凸点；侧面曲线中的眉骨尖端、颞骨尖端、下颌与颈部交界点、尖峰凸点，7个关键点数据进行测量录入，并依据公式2对各分类关键节点坐标数据进行余弦相似度计算；

公式2中，A_i、B_i分别代表了用户关节节点与数据库分类人群的关键节点坐标，n表示坐标点位数。

5.根据权利要求1所述的基于人机工学形态的睡眠枕设计方法，其特征在于，确定头颈部11区子型面数据支撑条件其包括，通过余弦相似度的计算确定用户人群分类；对分类后同类人群中位数曲线的关键节点左边提取得到两个卧姿下各节点的离床高度，从而确定头颈部11区子型面数据支撑条件。

6.根据权利要求1所述的基于人机工学形态的睡眠枕设计方法，其特征在于，睡眠枕分布孔阵确立其包括，通过公式3拟合算法确定睡眠枕的物理性能数据库；

k_i＝αd’+βl’+γc’+…公式3

公式3中，k_i为材料i在孔径为d、孔距为l、高度为c下的孔阵下的综合劲度系数，α、β、γ为系数。

7.根据权利要求1所述的基于人机工学形态的睡眠枕设计方法，其特征在于，睡眠枕为泡发材料，睡眠枕包括上下分布的2层结构；且上层结构的综合劲度系数小于下层结构的综合劲度系数。

8.根据权利要求7所述的基于人机工学形态的睡眠枕设计方法，其特征在于，睡眠枕2层结构的厚度之和为80～120mm。

9.基于人机工学形态的睡眠枕设计系统，其特征在于，包括

人群睡眠支撑数据库构建模块，通过对人体进行测量，从而构建人群睡眠支撑数据库；

人群关键节点信息获取模块，依据人群睡眠支撑数据库获取人群关键节点的信息；

人群关键节点分类模块，对于获取的人群关键节点信息通过相似度算法进行分类；

头颈部11区子型面数据支撑条件确定模块，通过对人群关键节点分类模块分类后的数据确定头部11区子型面数据支撑条件；

物理性能数据库确定模块，通过物理参数为变量的回归方程构建物理性能数据库；

睡眠枕分布孔阵确立模块；睡眠枕分布孔阵确立模块通过头颈部11区子型面数据支撑条件及物理性能数据库，确定分布孔阵；

睡眠枕工程文件生成模块，通过睡眠枕分布孔阵确定睡眠枕的工程文件。