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本课题以老年人膝部防护系统的研制为主要内容,通过老年人膝盖部位的3D扫描、3D打印,绘制膝部防护系统外层材料设计图,在Stoll-M1设计系统和LongxingknitCAD制版系统中打样出膝部防护系统的外层材料,选用细度为23tex的腈纶和芳纶包芯纱、竹炭纤维纱两种原料,在Stoll-CMS 320TC和12G的龙星LXC-252SCV上机织造；然后对膝部防护系统的内部填充材料进行优选；通过一体化缝合方法,将内部填充材料填充到外层材料中制得膝部防护系统；使用薄膜压力传感器进行真人穿戴测试,经过Arduino程序控制系统和采集系统测试出冲击电压,将电压转化成对应的冲击力值,通过origin数据分析软件,分析出电压-冲击力的函数关系式,从而分析得出在有膝部防护系统和无膝部防护系统作用时,老年人摔倒时膝盖部位受到的冲击力的大小,从而评估出膝部防护系统吸能性能的优劣。通过一体化膝部防护系统的扫描、设计、外层材料的编织、一体化成型、一体化膝部防护系统防护性能的真人测试,可以得出以下结论：(1)3D扫描和3D打印技术可以精确得到髌骨、半月板、内外交叉韧带的形状,从而可以设计出符合老年人个体差异性的膝部防护系统的外层材料。(2)通过静态压缩和动态冲击试验,发现一定硬度的高回弹聚氨酯静态缓压效果和动态缓冲系数均最优。此外还发现：不论是静态缓压效果η还是动态缓冲率η,这两个系数是由相同的因素决定的：一是间隔纱和面纱的细度,当垫纱角度和组织结构相同时,此时,间隔纱和面纱细度大的织物其平方米克重大,试样的静态缓压效果好,动态接触刚度小,其动态缓冲系数大,缓冲效果好。二是在垫纱角度、间隔丝和面纱的细度相同的情况下,线圈密度大时,间隔丝密度大,织物的平方米克重大,试样静态缓压效果好,动态接触刚度小,动态缓冲效果好。(3)通过一体化膝部防护系统的真人测试,采用薄膜传感器、Arduino程序控制和采集系统得到冲击时的电压,然后使用origin数据分析软件得出电压-冲击力的函数关系。通过函数关系式可得：外层材料细度为23tex的竹炭纤维纱、组织结构为罗纹且填充高回弹聚氨酯的一体化膝部防护系统的防摔性能最好,其防摔效果随着人体体重的增加而加强,在测试者以0.8m/s的速度步行时髌骨垂直撞击到地面上,此时穿戴该膝部防护系统的防摔效果高达99.39%,基本上可以满足慢速行走的老年人发生摔倒动作时膝盖部位受到的冲击能量的防摔要求。