1、1人机工学在军用头盔中的应用一.引言 随着士兵单兵作战装备数字化程度的不断提高，对现代军用防弹头盔的设计带来了新的挑战。现代军用头盔的设计不仅要求保护性能要高，同时，盔体本身的适应性和功效性要求也随之提高。 二.军用头盔的人机工程学分析： 2.1 头部尺寸的分析 2.11 人的头部尺寸是进行头盔，安全帽，呼吸防护用具，通讯，降噪耳机等一系列头部装置设计的依据。 目前，头盔等头部装置不仅具有传统的防护安全的功能，同时，更是作为信息传递的控制中心。头盔承载模块的增加还会影响盔体佩戴的稳定性，因此，头部尺寸的精确化与科学化，对于头盔等系列防护工具的设计显得尤为重要，应该实现头部装置的系统集成，并实现
2、统一分型分号。 2.12 标准头型的分型 按头顶俯视图分为中，园，超圆三组：按侧面俯视图分为正，高，特高三组。若按俯视图形和侧视图形的二维分布，标准头型因此分为中正型，中高型，中特高型，圆正型，圆高型，圆特高型，超圆正型，超圆高型，超圆特高型九种头型。其中，中特高型，超圆正型样本覆盖率太小，不具有统计代表性，故不予考虑。 22.2 头部穴位受力分析 头颈部的关键穴位与头盔盔体设计之间有着密切的联系，头颈部的穴位分布非常的密布，近百余处，其中最为关键的且因外部受力因素而能够导致士兵作战力降低的主要要害穴位共计九处。分别为： 1、百会穴 位置：在头顶正中线与两耳尖联线的交点处。 经属：为督脉，为手
3、足三阳、督脉之会，被击中脑晕倒地不省人事。2、神庭 位置：头前部入发际五分处。 经属：为督脉、督脉与足太阳膀胱经之会穴。被击中后头晕、脑胀。3、太阳穴 位置：在眉梢与外眼角之间向后约一寸凹处。 经属：奇穴，被点中后头昏、眼黑耳鸣。 4、耳门穴 位置：在耳屏上切迹前、张口呈现凹陷处。 经属：为手少阳三焦经。被点中后，耳鸣头晕倒地。 5、睛明穴 位置：在眼内眦角上方 0.1 寸处。 经属：为足太阳膀胱经。为手足太阳、足阳明、阳跷、阴跷五脉之会。被点中后头昏眼花倒地。 36、人中穴 位置：在人中沟偏上（沟下沿上量 2/3 处） 经属：属督脉，为手、足阳明，督脉之会。被点中后头晕眼昏。 7、哑门穴 位
4、置：在顶部后正中线上，第一与第二颈椎棘突之间的凹陷处， （后发际凹陷处） 经属：为督脉、系督脉与阳维脉之会穴，被点中后，冲击延髓中枢，失哑、头晕、倒地不省人事。 8、风池穴 位置：在枕骨粗隆直下凹陷处与乳突之间，在当斜方肌和胸锁乳突之间取穴。 经属：足少阳胆经系手足少阳阴维之会。被击中后，冲击延髓中枢，晕迷不醒。 9、人迎穴 位置：喉结旁开 1.5 寸 经属：足阳明胃经，被点中后气滞血淤、头晕。 2.3 头骨构造与受力分析分析 2.31 头骨的构造分析： 人体头部骨骼构成是决定盔体造型的基本因素，分析成年人骨骼构造，不仅可以为盔体结构设计提供可靠的设计依据，同时对盔体内部紧固件的人机设计也会起
5、到有效的参考作用。是整个盔体设计的基础，是调研中分厂重要的一个环节。 4颅骨（头骨）：共 26 块，包括 8 块脑颅骨和 15 块面颅骨.此外，两侧中耳内各有 3 块听小骨. 头部组块的轮廓特点是：头盖骨、面骨和下颌骨，头骨上宽下窄，颅骨呈球形，在眉弓处呈矩形状，颧骨决定了面部的宽窄，下颌骨呈 楔型而向前突出至下巴，上下颌骨结合成圆柱状。颌丘眉弓颧骨下颌角在外形上有明显突出的骨点。 2.32 头部应力分析 参照数据结果表明： （ 1 ） 头部承受正面冲击时， 冲击力沿三个途径向后传播， 即通过额骨沿上矢状线传播， 通过上、下颌骨沿颅底向后传播。其中额结节、翼点和颞骨承受了较大的应变。 （ 2
6、） 头部遭受正面下刻部冲击时， 冲击力沿下刻骨传播至两侧颞骨， 再分散到颅骨其他部位。下颌骨有最大应变， 颞骨应变也较大，故下颌骨骨折一般应先于颅骨骨折。 （ 3 ） 头部承受侧向顶结节部冲击， 其冲击力辐射状地均匀四周散布， 且衰减得很快。在冲击点附近存在一个凹陷区， 其内、外弯曲区的外板承受了较大的应变， 且拉应变大于压应变。 三.头盔构成与材料比对分析 头盔是用来保护头部的护具。是军人训练、作战时戴的帽子，是人们交通中不可或缺的工具。它多呈半圆形，主要由外壳、衬里和悬挂装置三部分组成。外壳分别用特种钢、玻璃钢、增强塑料、皮革、尼龙等材料制作，以抵御弹头、弹片和其他打击物对头部的伤害。 5
7、现代头盔主要由盔壳、衬里和悬挂系统等构成。由于从事各种活动使用要求不同，头盔的结构和式样很多。 头盔的壳体都由强度较高的材料制成，如金属、工程塑料、凯芙拉纤维等等，通过它的变形来吸收大部分冲击力； （1）帽壳的材质 HDPE（低压聚乙烯）：综合性能好，价格低，适合于一般作业场所使用。 ABS（工程塑料）：一般在高档安全帽中使用，强度高，抗老化，耐腐蚀，制作安全帽外形漂亮美观，性能优良，适合管理层使用。 （2）衬里材料衬里材料具有吸汗、保暖、减震的功能，军用头盔则往往还具有进一步减缓冲击力、防止壳体碎片伤及头部的功能； EPS 泡沫： EPS 在整个头盔占的比是最重要的主体，EPS 一般常用的分
8、为三种颜色：白色、黑色、灰色。其中黑色料和灰色料是进口的原料。（3）帽衬（香港称“帽箍” ） 塑料衬：全部用塑料注射成型，戴用稳定性好，调节方便，但舒适性较差。 棉（化纤）织带衬：综合了塑料衬和棉（化纤）织带衬的优点，戴用舒适，稳定性好，调节方便。 悬挂系统则是介于壳体与内衬之间的部分，通常可以调节，以适应不同的佩戴者头型的差别。 四.未来方向的发展 6随着现代科学技术的进步与发展，军用头盔的设计将会更加的人性化，将会更加的符合舒适性，安全性和可操作性的要求，同时，对于信息化装备的人性化设计则更加重要，因此，现代军用头盔的设计应该充分考虑到未来作战环境的需求，最大限度的提高盔体的技术含量与不同作战条件下的装备力量，为技术战争前提下的军事竞赛打下坚实的基础。五.结束语 头盔做为单兵作战的基本防护工具，发挥着至关重要的作用，能否提高头盔佩戴的舒适性与操作的便捷性则是保护士兵生命安全的首要因素，因此，头盔应该不断的进行人性化的设计与分析，不断提到单兵作战的战斗力，保护生命安全。 （作者单位：西南交大）
