人的一生中许多人有大部分时间是处于坐姿状态的,当人体长期处于坐姿状态时,由于局部受压过大或受力不平衡,可能会导致坐疮和一些腰椎疾病如脊柱损伤、腰椎间盘突出等。研究表明,不良的坐姿会引发很多疾病,尤其是对于那些半身不遂或患有褥疮的病人,由坐姿不当而引起的疾病有时会是致命的。坐姿压力分布指当人坐在座椅上时,座椅对人体各部分压力的大小及其分布状态。测量人坐时各个部分特别是关节的受力状况,是非常必要的。人体压力分布测量系统是预防上述疾病的有效工具,但目前国内对压力分布的测量主要集中在足底压力的测量上,在坐姿压力分布测量上目前研究较少。人体压力分布和坐姿有着密切的联系,坐姿压力分布测量系统可对人体的压力分布进行测量、坐姿进行分析。该系统可以指导人们正确的坐姿,帮助人们预防由于坐姿不当而产生的疾病。坐姿压力分布测量系统主要由四大部分组成:压力传感器阵列,多路信号切换电路,信号采集及接口电路,计算机图形处理系统。压力传感器阵列由上版面,下版面及许多传感点组成,传感点采用导电橡胶作为传感器阵列的敏感单元。利用导电橡胶的压力-电阻特性,采用特殊的分层结构和制作方法制作出压力传感器阵列。针对系统信号通道比较多,选用多路模拟开关来对传感器的信号进行高速切换。对于连接传感器的模拟开关,为了减少非导通通道漏电流的影响,采用两级串联的设计方案。信号采集部分A/D转换芯片选用的是MAXIN公司生产的12位逐次逼近型A/D转换器MAX174A。系统中采用RS232串口与PC机的串行口进行串行通讯。计算机图形处理系统包括实时压力数据采集,数据显示及分析两个内容,对于采集到的每一帧电压数据,根据电阻-压力的拟合线性方程统一转换为对应的压强数据,用色谱图表示。在颜色的分配上,为了符合人眼对色彩的分辨特性,按照光谱顺序设计配色方案;最后综合运用插值算法,将压力分布图显示出来。最后,应用本系统对正常人和腰脊椎病患者进行实例测试,系统可对人体的坐姿情况进行简单的判别,测试结果对比效果明显、合理。分析和实验结果表明:本文研究的坐姿压力分布测量的系统设计方案合理可行,能实现人体与座椅之间压力分布的动态、实时测量,为课题的进一步研究及后续的产品开发打下了基础。