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基于柔性压力传感器的气囊防护功能服研究

基于柔性压力传感器的气囊防护功能服研究

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作者：邱昀梵西南大学

学位级别：硕士

我国是自然灾害频发多发的国家,如地震、塌方、山体滑坡等。以地震为例,在2020年全国地震局长会议中,中国地震局在会议中发布的《2019年地震年报》显示,2019年中国共发生30次5级以上地震,地震等自然灾害频繁发生并且危害程度深,造成伤亡... 详细信息

我国是自然灾害频发多发的国家,如地震、塌方、山体滑坡等。以地震为例,在2020年全国地震局长会议中,中国地震局在会议中发布的《2019年地震年报》显示,2019年中国共发生30次5级以上地震,地震等自然灾害频繁发生并且危害程度深,造成伤亡多,国家有大量官方和民间的救援组织及救援后备人员,但现阶段救援人员防护功能服较为简单,如何提高救援人员自身的安全保障系数还有很大的研究空间。在与国内最大的民间救援组织负责服装采购的工作人员的沟通中了解到,救灾现状中救援人员穿戴的设备中只有头盔有一定的保护作用,大部分穿着的服装只有防雨、防撕裂、标志性颜色、面料反光警示等基本功能,在遇到撞击挤压等致命伤害时无任何防护作用。目前,国内外纺织服装领域的智能化功能性研究已成为趋势,“中国制造2025”、“工业4.0”进一步提升了我国服装智能化研究的深度,但针对自然灾害救援人员的防护服装、建筑工人防挤压撞击的防护功能服的研究还需要有很长的时间去提高。课题针对这一现状,基于柔性压力传感器的性能,从防护服装防护功能性和着装生理舒适性的角度出发,设计研究气囊式的被动防护装置功能服,以期缓解穿着对象因挤压撞击伤害造成的生命安全威胁。课题的研究主要包括以下几个方面内容:第一,阐述了研究背景及地震、塌方、建筑事故等方面的数据,明确研究内容,突出研究意义及创新方向。根据使用领域不同进行分类总结国内外气囊式防护服装市场现有的产品。第二,介绍柔性压力传感器,以传感器,压力传感器,柔性压力传感器层次递进的方式阐述其关系,进行分类并介绍他们的应用现状及发展趋势。从柔性压力传感器的组成部分出发,分析各部分的材料性能,总结出最适合课题研究的柔性压力感应器材料组合。第三,从气囊的材料和制作工艺两方面分析气囊设计的影响因素。第四,经过对穿着对象的分析,对双层气囊结构进行设计,以求达到对身体致命部位的挤压防护功能。双层气囊的结构设计中第一层气囊根据男性运动状态下的身体局部出汗量分布展开,以此作为柔性传感器的链接媒介。第二层气囊的结构根据96例坍塌事故挤压损伤病例的伤害类型分类展开结构设计,使气囊在起作用时,将对人体的颈部、肩膀、脊柱、肋骨、盆骨等脆落易受挤压撞击损伤部位起到良好的防护作用。第五,气囊防护功能服系统的其他设计,包含内胆的织物性能要求和结构设计、外套的织物性能要求和结构设计、压缩气瓶种类的选择等。

关键词：柔性压力传感器气囊防护功能服

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