一种仿生头部模型及系统的制作方法

1.本发明涉及人机工程学、信息技术和生物学领域，尤其涉及一种仿生头部模型及系统。


背景技术：

2.仿生头部模型常用于教育、美容美发和医学领域等。仿生头部模型常与头戴式用品配合使用，用于头戴式用品的设计、制造和检验。头戴式用品佩戴于仿生头部模型，可以对头戴式用品的多项性能进行测试，包括头戴式用品的吸气阻力、呼气阻力、死腔、视野、气密性、可燃性和佩戴区压力等。
3.在头戴式用品领域，尤其是疫情当下医疗防护用品领域，需要使用头模对头戴品的吸气阻力、呼气阻力、死腔、视野、气密性、可燃性进行测试，各种头戴式用品的设计、制造和检验均需要具有不同头面特征尺寸的三维头模。
4.现有技术中，发明人发现仿生头部模型通常包括硬质材料制成的头颅，有些头模会在头颅上包裹一层头面部软组织。其结构比较简单，功能比较单一，仅作为头戴式用品的承载体，只用于佩戴头戴式用品展示佩戴效果，不能获知佩戴产品的用户的适配性和舒适度，无法为头戴式用品的设计开发和检验提供相关的数据支持，缺乏头戴式用品佩戴者的感知和舒适度方面的检测，导致头戴式用品在生产后通过用户实际体验后才能反馈舒适度，从而头戴式用品的反馈存在一定滞后性。因此，研发一种用于头戴式用品设计和检测的仿生头部模型成为目前的迫切需求。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明的第一目的在于提出了一种仿生头部模型，通过设置摄像装置、压力传感器、温湿度传感器以及声音采集装置，以检测头戴式用品佩戴者的感知、舒适度方面数据。
6.本发明的第二目的在于提出一种仿生头部系统。
7.本发明的第三目的在于提出一种头戴式用品检测系统。
8.为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案：
9.一种仿生头部模型，用于代替用户使用头戴式用品并采集数据，所述仿生头部模型设有仿生颅骨层、仿生头部软组织层，仿生颅骨层包括仿生脑颅层和仿生面颅层，仿生脑颅层和仿生面颅层连接，仿生头部软组织层包裹在仿生面颅层的外层，并形成仿生眼部区、仿生口部区、仿生鼻部区和仿生耳朵区，仿生耳朵区设置在仿生面颅层的两侧，所述仿生头部软组织层包括仿生皮肤层和仿生肌肉层，仿生肌肉层、仿生皮肤层依次按照由内层到外层进行设置形成分层结构；
10.所述仿生头部模型还包括处理器、发送器、摄像装置、压力传感器、温湿度传感器，所述处理器分别与发送器、摄像装置、压力传感器、温湿度传感器连接，所述处理器和发送器内嵌设置在仿生脑颅层，所述摄像装置、压力传感器和温湿度传感器分别内嵌设置在仿
生头部软组织层；
11.所述压力传感器设置在仿生耳朵区，温湿度传感器设置在仿生眼部区、仿生口部区、仿生鼻部区以及仿生脑颅层。
12.作为优选的技术方案，所述仿生眼部区包括仿生眼眶区和仿生眼睛区，所述仿生眼睛区设有眼部孔，所述眼部孔依次贯穿仿生皮肤层和仿生肌肉层，所述摄像装置相对设置在眼部孔的末端边缘部，所述摄像装置设置在仿生面颅层。
13.作为优选的技术方案，所述仿生皮肤层的厚度大于3mm，所述压力传感器设置在仿生皮肤层由外向内1.5mm至3mm处。
14.作为优选的技术方案，所述温湿度传感器包括温湿度传感主体和温湿度传感探头，所述温湿度传感探头与温湿度传感主体连接，所述温湿度传感主体设置在仿生面颅层上，所述温湿度传感探头设置在仿生皮肤层由外向内0.5mm至1mm处。
15.作为优选的技术方案，所述仿生面颅层设有仿生颌骨区，在水平面的方向上，仿生颌骨区设置在仿生眼眶区的下方；
16.在垂直仿生皮肤层所在平面的方向上，仿生颌骨区设置在靠近仿生肌肉层的内层位置处并与仿生肌肉层的内层连接；
17.所述仿生头部模型还包括呼吸传感器，所述呼吸传感器与处理器连接，所述呼吸传感器的一端固定设置在仿生颌骨区，呼吸传感器的另一端设置在仿生肌肉层内，所述仿生头部软组织层在与仿生颌骨区垂直的方向上设有颌骨通孔，所述颌骨通孔与呼吸传感器设置在仿生颌骨区的位置对应。
18.作为优选的技术方案，还包括声音采集装置，所述声音采集装置与处理器连接，所述声音采集装置内嵌设置在仿生耳朵区的中耳位置并贯穿至仿生皮肤层由外向内1mm至2mm处。
19.作为优选的技术方案，所述仿生颅骨层采用abs工程塑料制成，所述仿生颅骨层用于为仿生头部软组织层和头戴式用品提供有力支撑；
20.所述仿生头部软组织层采用硅橡胶制成，所述仿生皮肤层和仿生肌肉层采用不同邵氏硬度的硅橡胶材质制成；
21.所述仿生头部模型为通过以下步骤制作得到：
22.步骤s1：利用核磁共振技术扫描预设数量的人员得到头部图像数据，汇总处理得到头部图像数据平均值；
23.步骤s2：基于头部图像数据平均值，分离头部软组织层和颅骨的轮廓，确定仿生颅骨层、仿生头部软组织层的厚度、密度、泊松比以及弹性模量，计算出仿生皮肤层和仿生肌肉层的生物数据，所述生物数据包括厚度、密度、泊松比以及弹性模量；
24.步骤s3：根据仿生颅骨层、仿生头部软组织层的厚度、密度、泊松比以及弹性模量制作仿生头部模型。
25.为了达到上述第二目的，本发明采用以下技术方案：
26.一种仿生头部系统，设有底座、颅骨支撑机构、颅骨传动机构、接收器、显示器，接收器与显示器连接，所述仿生头部系统还包括上述的仿生头部模型，所述颅骨支撑机构与底座活动连接，所述颅骨支撑机构与颅骨传动机构固定连接，所述仿生头部模型与颅骨支撑机构连接，所述颅骨传动机构设置在仿生颅骨层，所述颅骨传动机构分别与仿生脑颅层、
仿生面颅层连接；
27.所述颅骨支撑机构采用舵机驱动方式，所述颅骨传动机构包括太阳轮、行星轮以及内齿圈，行星轮分别与太阳轮、内齿圈连接，从而形成行星齿轮减速器进行传动；
28.所述接收器与发送器无线连接；
29.所述仿生头部系统用于实现一种头戴式用品的评价方法，所述头戴式用品的评价方法包括以下步骤：
30.数据采集步骤：分别通过压力传感器、温湿度传感器、声音采集装置、摄像装置进行采集数据，得到待评价数据，其中待评价数据包括压力数据、温度数据、湿度数据、音频数据、图像数据；
31.数据评价步骤：分别对压力数据、温度数据、湿度数据、音频数据、图像数据设置多个预设阈值区间；
32.对于压力数据、温度数据、湿度数据、音频数据，每个预设阈值区间对应预设评价分数和预设舒适度等级；
33.对于图像数据，每个预设阈值区间对应预设评价分数和预设性能评价等级；
34.根据待评价数据所在的预设阈值区间进行判断舒适度等级、性能评价等级得到评价结果数据，评价结果数据包括舒适度等级、性能评价等级；
35.数据展示步骤：将待评价数据和评价结果数据发送至显示器进行展示。
36.为了达到上述第三目的，本发明采用以下技术方案：
37.一种头戴式用品检测系统，设有粉尘发生器、头戴式用品，所述头戴式用品检测系统还包括上述的仿生头部系统；
38.所述头戴式用品采用护目镜，所述粉尘发生装置用于生成带有粉尘的扩散气流；
39.所述护目镜设有镜框固定带和镜框主体，所述镜框固定带与镜框主体连接，所述镜框固定带采用橡皮筋进行连接镜框主体，所述镜框固定带挂置在仿生耳朵区上，所述橡皮筋套在仿生脑颅层后端部包裹的仿生头部软组织层上，镜框主体与仿生眼部区形成第一封闭空间；
40.所述仿生头部模型还包括粉尘传感器，所述粉尘传感器设置在第一封闭空间内，并内嵌设置在仿生皮肤层的表面。
41.作为优选的技术方案，一种头戴式用品检测系统，设有粉尘发生器、头戴式用品，所述头戴式用品检测系统还包括上述的仿生头部系统；
42.所述粉尘发生装置用于生成带有粉尘的扩散气流；
43.所述头戴式用品采用面罩，所述面罩设有遮挡罩和遮挡罩固定带，所述遮挡罩固定带与仿生耳朵区连接进行稳固遮挡罩，所述遮挡罩包裹着仿生口部区和仿生鼻部区，遮挡罩的边缘部与仿生头部软组织层在遮挡罩固定带的拉力下进行固定，进而遮挡罩的边缘部与仿生口部区、仿生鼻部区形成第二封闭空间；
44.所述压力传感器设置在遮挡罩的边缘部与仿生口部区、仿生鼻部区的连接位置处，所述压力传感器还设置在遮挡罩固定带与仿生耳朵区的连接位置处，所述遮挡罩固定带采用弹性绳；
45.所述仿生头部模型还包括粉尘传感器，所述粉尘传感器设置在第二封闭空间内，并内嵌设置在仿生皮肤层的表面；
46.处理器根据压力点位图收集压力传感器采集的压力数据，所述压力数据包括压力大小与压力空间排布，处理器根据压力大小与压力空间排布生成压力点云数据，通过发送器将压力数据和压力点云数据发送至接收器，并利用显示器将压力点云数据结合在三维虚拟仿真头模进行实时显示。
47.本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
48.(1)本发明中的仿生头部模型设有处理器、发送器、摄像装置、压力传感器、温湿度传感器以及声音采集装置，处理器分别与发送器、摄像装置、压力传感器、温湿度传感器和声音采集装置连接，该仿生头部模型通过检测用户使用头戴式用品时的头部采集数据，以获知用户适配性和舒适度，能够测试多种头戴式用品，具有较高的兼容性，为头戴式用品的设计开发和检验提供更多数据支持。
49.(2)本发明中的仿生头部模型采用处理器和发送器内嵌设置在仿生脑颅层，摄像装置、压力传感器和温湿度传感器分别内嵌设置在仿生头部软组织层，通过内嵌的形式固定连接，在头戴式用品穿戴体验模拟上，其检测到的采集数据具有更高的准确度，在头戴式用品的测试以及发开设计过程中具有较高的参考价值，进而解决现有头戴式用品的检测方法的不足，及时采集数据，降低头戴式用品生产时对用户舒适度检测的滞后性。
50.(3)本发明的仿生头部模型将处理器分别与发送器、摄像装置、压力传感器、温湿度传感器和声音采集装置连接，形成采集数据的集成，同时对音频、视频、压力、温度、湿度数据进行采集，并通过内置数据集成处理器储存数据，无需连接终端便可实现数据的集成与整合，从而提升数据传输效率，解决了现有仿生头部模型采集数据类型单一、需连接终端才能进行数据处理的技术问题，达到了全方位同时采集环境数据，并在仿生头模内部实现数据的集成与转化，从而更加真实模拟人体头部采集并处理信息的技术效果。
附图说明
51.图1为本发明实施例1中仿生头部模型的示意图；
52.图2(a)为本发明实施例2中仿生头部系统进行半剖面的主视示意图；
53.图2(b)为本发明实施例2中仿生头部系统进行半剖面的俯视示意图；
54.图2(c)为本发明实施例2中仿生头部系统进行半剖面的左视示意图。
55.图3(a)为本发明实施例4中仿生头部模型的压力点位图；
56.图3(b)为本发明实施例4中仿生头部模型的压力点云图。
57.其中，1
‑
仿生头部模型，2
‑
处理器，3
‑
发送器，4
‑
摄像装置，5
‑
压力传感器，6
‑
温湿度传感器，7
‑
声音采集装置，8
‑
呼吸传感器，9
‑
护目镜，10
‑
视野图，11
‑
面罩，12
‑
底座，13
‑
颅骨支撑机构，14
‑
颅骨传动机构。
具体实施方式
58.在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
59.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相
对重要性。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在该词前面的元素或者物件涵盖出现在该词后面列举的元素或者物件及其等同，而不排除其他元素或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
60.在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，否则术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。此外，下面所描述的本公开不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
61.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
62.实施例
63.实施例1
64.如图1所示，本实施例提供了一种仿生头部模型，用于代替用户使用头戴式用品并采集数据。该仿生头部模型为一种用户头部模型，相应地，该模型设有仿生颅骨层和仿生头部软组织层，仿生颅骨层包括仿生脑颅层和仿生面颅层，仿生脑颅层和仿生面颅层连接，仿生头部软组织层包裹在仿生面颅层的外层，并形成仿生眼部区、仿生口部区、仿生鼻部区和仿生耳朵区。仿生耳朵区设置在仿生面颅层的两侧。仿生头部软组织层包括仿生皮肤层和仿生肌肉层，仿生肌肉层、仿生皮肤层依次按照由内层到外层进行设置形成分层结构。该仿生头部模型还包括处理器、发送器、摄像装置、压力传感器、温湿度传感器以及声音采集装置，其中处理器分别与发送器、摄像装置、压力传感器、温湿度传感器和声音采集装置连接，处理器和发送器内嵌设置在仿生脑颅层，摄像装置、压力传感器和温湿度传感器分别内嵌设置在仿生头部软组织层。
65.在本实施例中，仿生眼部区设有仿生眼眶区和仿生眼睛区，仿生眼睛区在眼睛处设有眼部孔，该眼部孔依次贯穿仿生皮肤层和仿生肌肉层，摄像装置相对设置在眼部孔的末端边缘部，摄像装置具体设置在仿生面颅层。
66.在本实施例中，压力传感器和温湿度传感器均内嵌在仿生皮肤层，压力传感器设置在仿生耳朵区，温湿度传感器设置在仿生眼部区、仿生口部区、仿生鼻部区，温湿度传感器还设置在仿生脑颅层上，以更好地检测头戴式用品在穿戴时的舒适度。
67.实际应用时，仿生皮肤层的厚度大于3mm，压力传感器设置在仿生皮肤层由外向内3mm处。此外，本领域技术人员还可根据实际情况，设置压力传感器至仿生皮肤层由外向内1.5mm至3mm处。
68.在本实施例中，压力传感器具体采用多个tekscan a401系列薄膜传感器进行采集佩戴部位的压力，压力传感器分布于仿生皮肤较为平缓且受到防护用品压迫的位置，以达到安装稳定性及数据采集准确性。
69.在本实施例中，温湿度传感器采用sht31微型数字温湿度传感器进行采集温湿度，
温湿度传感器分布于佩戴区域内部温湿度变化显著的位置，包括口鼻附近、呼吸气流通道、眼眶附近；具体地，温湿度传感器包括温湿度传感主体和温湿度传感探头，温湿度传感主体和温湿度传感探头连接，温湿度传感主体设置在仿生面颅层上，温湿度传感探头设置在距离仿生皮肤层由外向内1mm处，此外温湿度传感探头可以根据实际情况设置在仿生皮肤层由外向内0.5mm至1mm。根据检测需要在口腔、鼻部、眼眶、头顶等部位部署温湿度传感器阵列，以获得防护用品佩戴覆盖区域微环境温湿度。多种采集数据传输至处理器，处理器基于usb3.0将采集数据转发至发送器，发送器基于无线通讯方式与接收器进行传输数据。
70.在本实施例中，摄像装置具体采用2个ccd相机进行获取视觉信息。实际应用时，ccd相机为5mp m12超大广角鱼眼ccd，根据真人的瞳孔所在头部坐标系中位置设置2个ccd的分布位置，通过调整设置角度对瞳距及视线方向进行调整。
71.在本实施例中，声音采集装置内嵌设置在仿生耳朵区并贯穿至仿生皮肤层由外向内1mm至2mm处。实际应用时，声音采集装置采用高保真音频采集器，声音采集装置位于仿生耳朵区的中耳位置，以模拟真实耳蜗所收到音频信号。实际应用时，声音采集装置具体采用拾音器，该拾音器采集头戴式用品在测试过程中的音频数据，并将音频数据发送给处理器，以测试佩戴头戴式用品对人体听觉的影响程度。
72.在本实施例中，仿生面颅层设有仿生颌骨区，在水平面的方向上，仿生颌骨区设置在仿生眼眶区的下方；在垂直仿生皮肤层所在平面的方向上，仿生颌骨区设置在靠近仿生肌肉层的内层位置处并与仿生肌肉层的内层连接。
73.在本实施例中，仿生头部模型还包括呼吸传感器，呼吸传感器与处理器连接，呼吸传感器的一端固定设置在仿生颌骨区，呼吸传感器的另一端设置在仿生肌肉层内；相应地，仿生头部软组织层在与仿生颌骨区垂直的方向上设有颌骨通孔，颌骨通孔与呼吸传感器设置在仿生颌骨区的位置对应。实际应用时，气体接触仿生头部模型上佩戴的头戴式用品时，呼吸传感器采集面罩内的气流数据，并将气流数据传输至处理器，处理器通过发送器转发到接收器。
74.在本实施例中，仿生颅骨层采用abs工程塑料制成，为仿生头部软组织层和头戴式用品提供有力支撑。仿生头部软组织层采用硅橡胶制成，硅橡胶具有柔软的质地，能够较好地模拟人的头部皮肤。仿生皮肤层和仿生肌肉层采用不同邵氏硬度的硅橡胶材质制成，仿生皮肤层的邵氏硬度小于仿生肌肉层的邵氏硬度，进而对头部的硬度仿生达到更准确的测试效果。实际应用时，仿生皮肤层的邵氏硬度为5a，仿生肌肉层邵氏硬度为12a，鼻子、耳朵等带软骨的软组织部位邵氏硬度为20a，即仿生口部区、仿生鼻部区和仿生耳朵区的邵氏硬度为20a。
75.对于本实施例提供的仿生头部模型，本领域技术人员可根据实际情况配合头戴式用品进行使用，能够采集佩戴头戴式用品对仿生头部模型产生的多种面部数据，包括压力、温度、湿度、气密性、音频以及图像等数据，进而为头戴式用品的设计开发和检验提供数据支持。
76.在本实施例中，仿生头部模型为通过以下步骤制作得到：
77.步骤s1：利用核磁共振技术扫描预设数量的人员得到头部图像数据，汇总处理得到头部图像数据平均值。实际应用时，预设数量的人员具体为各20人的成年男女。
78.步骤s2：基于头部图像数据平均值，分离头部软组织层和颅骨的轮廓，确定仿生颅
骨层、仿生头部软组织层的厚度、密度、泊松比以及弹性模量，计算出仿生皮肤层和仿生肌肉层的生物数据，其中生物数据包括厚度、密度、泊松比以及弹性模量。
79.步骤s3：根据仿生颅骨层、仿生头部软组织层的厚度、密度、泊松比以及弹性模量制作仿生头部模型。
80.在本实施例中，头戴式用品佩戴于仿生头部模型时，压力传感器和温湿度传感器能够模拟人类检测到相应的压力数据、温度数据和温度数据，从而帮助人们获知头戴式用品的用户体验。
81.在本实施例中，仿生头部模型的多个传感器测量点的分布策略为：采集头模佩戴防护用品时的各种状态值，分析压力、温湿度、视频及音频等多模态信号源特点，结合头部特征、软组织结构，确定多个传感器测量点的分布。对头面部防护用品如全面罩、半面罩呼吸用具、护目镜等多类用品的佩戴位置、方式进行分析，建立仿生头部模型上的压迫点、贴合区、视听信号采集点等头面部特征。
82.在处理器中实现数据的融合，将各传感器采集到的原始数据转化成数字信号，再通过同时序处理使用同一时间戳，通过发送器转发至接收器，进而帮助人们获得头戴式用品的用户体验数据，为头戴式用品的设计开发和检验提供更多数据支持。
83.实施例2
84.结合图2(a)至图2(c)所示，本实施例提供了一种仿生头部系统，该系统包括底座、颅骨支撑机构、颅骨传动机构以及上述实施例1中的仿生头部模型。颅骨支撑机构与底座活动连接，颅骨支撑机构与颅骨传动机构固定连接，仿生头部模型与颅骨支撑机构连接，颅骨传动机构设置在仿生颅骨层，颅骨传动机构分别与仿生脑颅层、仿生面颅层连接。
85.在本实施例中，颅骨支撑机构采用舵机驱动方式实现仿生头部模型的点头动作；颅骨传动机构包括太阳轮、行星轮以及内齿圈，行星轮分别与太阳轮、内齿圈连接，从而形成行星齿轮减速器进行传动。
86.实施例3
87.本实施例3以结合头戴式用品中的护目镜为例进一步说明：
88.本实施例提出了一种头戴式用品检测系统，该头戴式用品检测系统设有实施例2中的仿生头部系统、粉尘发生器、护目镜，仿生头部模型配合护目镜进行佩戴；护目镜设有镜框固定带和镜框主体，镜框固定带与镜框主体连接。镜框固定带采用橡皮筋进行连接镜框主体，镜框固定带挂置在仿生耳朵区上，将橡皮筋套于仿生脑颅层后端部包裹的仿生头部软组织层，利用橡皮筋弹力将护目镜固定于仿生眼部区前方，进而镜框主体与仿生眼部区形成第一封闭空间。
89.在本实施例中，粉尘发生装置用于生成带有粉尘的扩散气流。
90.在本实施例中，仿生头部模型还包括粉尘传感器，粉尘传感器设置在第一封闭空间内，并内嵌设置在仿生皮肤层的表面，粉尘传感器具体设置在仿生眼部区。
91.实际应用时，头戴式用品佩戴于仿生头部模型上进行性能测试时，摄像装置透过仿生眼睛区的眼部孔采集外面视野的图像或视频，即图像数据；将图像数据发送给处理器，以间接测试头戴式用品的视野范围、视线清晰程度、眼部透光性能。压力传感器采集对仿生头部软组织层产生的压力数据，并将压力数据发送给处理器，以测试头戴式用品与人体头部的适配程度。粉尘传感器采集护目镜内粉尘量以测试仿生头部模型在使用护目镜时对粉
尘的过滤性能，温湿度传感器采集头戴式用品测试过程中的温湿度数据以测试仿生头部模型在使用护目镜时的舒适度。
92.处理器接接收到采集数据后，通过发送器将接收到的数据传送到接收器。
93.此外，对于接收器，本领域技术人员可根据实际情况采用显示器与接收器连接进行显示采集数据，还可以采用数据分析装置与接收器连接以对采集数据进一步分析，从而头戴式用品的设计人员和研究人员根据采集数据与相应的预设阈值得到该测试的头戴式用品的用户适配性和舒适度。
94.实施例4
95.本实施例4以结合头戴式用品中的面罩为例进一步说明实施例3中的头戴式用品检测系统：
96.在本实施例中，头戴式用品检测系统还设有面罩、粉尘发生装置。面罩设有遮挡罩和遮挡罩固定带，遮挡罩固定带与仿生耳朵区连接进行稳固遮挡罩，遮挡罩包裹着仿生口部区和仿生鼻部区，遮挡罩的边缘部与仿生头部软组织层在遮挡罩固定带的拉力作用下进行固定，进而遮挡罩的边缘部与仿生口部区、仿生鼻部区形成第二封闭空间，压力传感器设置在遮挡罩的边缘部与仿生口部区、仿生鼻部区的连接位置处，压力传感器还设置在遮挡罩固定带与仿生耳朵区的连接位置处。实际应用时，遮挡罩固定带具体采用弹性绳。
97.在本实施例中，粉尘发生装置用于生成带有粉尘的扩散气流。
98.在本实施例中，粉尘传感器设置在第二封闭空间内，并内嵌设置在仿生皮肤层的表面，具体地，粉尘传感器设置在仿生口部区以及仿生鼻部区。
99.实际应用时，仿生头部模型穿戴面罩时，气体与仿生头部模型上佩戴的面罩接触，呼吸传感器采集面罩内的气流数据以测试仿生头部模型在使用面罩时的气密性，粉尘传感器采集面罩内粉尘量以测试仿生头部模型在使用面罩时对粉尘的过滤性能，温湿度传感器采集温湿度数据以测试仿生头部模型在使用面罩时的舒适度，压力传感器采集压力数据，进而测试使用面罩时的用户适配性和舒适度。
100.结合图3(a)和图3(b)所示，压力传感器的数据处理方式：由于压力传感器嵌入仿生皮肤层内并在仿生头部模型上均匀分布，处理器根据压力点位图收集压力传感器采集的压力数据，压力数据包括压力大小与压力空间排布，处理器根据压力大小与压力空间排布生成压力点云数据，通过发送器将压力数据和压力点云数据发送至接收器，并利用显示器将压力点云数据结合在同比例还原的三维虚拟仿真头模进行实时显示，从而实现压力数据的采集、集成处理以及直观显示的功能，以更准确地模拟检测用户穿戴头戴式用品时的舒适度。
101.实施例5
102.本实施例5以结合头戴式用品中的耳机为例进一步说明实施例3
‑
4中的头戴式用品检测系统：压力传感器采集压力数据，进而测试的使用耳机式产品的用户适配性和舒适度，声音采集装置采集头戴式用品在测试过程中的音频数据，并将音频数据发送给处理器，根据音频数据与预设音量阈值判断耳机对人体听觉的影响程度。当音频数据的音量小于预设音量阈值时，则判断为对人体听觉的影响小；否则，则判断为对人体听觉的影响大。
103.实施例6
104.本实施例提出了一种头戴式用品的评价方法，该方法包括以下步骤：
105.数据采集步骤：分别通过压力传感器、温湿度传感器、声音采集装置、摄像装置进行采集数据，得到待评价数据，其中待评价数据包括压力数据、温度数据、湿度数据、音频数据、图像数据，压力数据具体为压强值，温度数据具体为温度值，湿度数据具体为湿度值，音频数据具体为音量值，图像数据具体为视野保存率；
106.数据评价步骤：分别对压力数据、温度数据、湿度数据、音频数据、图像数据设置多个预设阈值区间；
107.对于压力数据、温度数据、湿度数据、音频数据，每个预设阈值区间对应预设评价分数和预设舒适度等级；
108.对于图像数据，每个预设阈值区间对应预设评价分数和预设性能评价等级；
109.根据待评价数据所在的预设阈值区间进行判断舒适度等级、性能评价等级得到评价结果数据，评价结果数据包括舒适度等级、性能评价等级；
110.数据展示步骤：将待评价数据和评价结果数据发送至显示器进行展示。
111.在本实施例中，压力数据具体采用如下表1进行判断。
112.表1压力数据评价表
113.压强分数舒适度<5kpa5非常舒适5
‑
10kpa4较舒适10
‑
15kpa3一般15
‑
20kpa2较不适>20kpa1十分不适
114.实际应用时，对于压力数据，其预设阈值区间设有5个，分别根据阈值5、10、15、20进行划分，对于存在两个阈值边界的预设阈值区间，其包含左边界值。预设评价分数从1
‑
5分别对应不同的预设阈值区间，舒适度等级包括十分不适、较不适、一般、较舒适、非常舒适，从而在测试中通过量化的压力数据转化为相应的舒适度评价等级以更准确地评价用户体验。
115.在本实施例中，温度数据具体采用如下表2进行判断。
116.表2温度数据评价表
117.温度分数舒适度18
‑
26℃5非常舒适12
‑
18℃或26
‑
32℃4较舒适7
‑
12℃或32
‑
38℃3一般2
‑
7℃或38
‑
40℃2较不适<2℃或≥40℃1十分不适
118.实际应用时，对于温度数据，其预设阈值区间设有5个，分别根据阈值2、7、12、18、26、32、38、40进行划分，对于存在两个阈值边界的预设阈值区间，其包含左边界值。预设评价分数从1
‑
5分别对应不同的预设阈值区间，舒适度等级包括十分不适、较不适、一般、较舒适、非常舒适，从而在测试中通过量化的温度数据转化为相应的舒适度评价等级以更准确地评价用户体验。
119.在本实施例中，湿度数据具体采用如下表3进行判断。
120.表3湿度数据评价表
121.湿度分数舒适度45
‑
65％5非常舒适35
‑
45％或65
‑
75％4较舒适25
‑
35％或75
‑
85％3一般15
‑
25％或85
‑
90％2较不适<15％或≥90％1十分不适
122.实际应用时，对于湿度数据，其预设阈值区间设有5个，分别根据阈值15、25、35、45、65、75、85、90进行划分，进而形成一个以预设阈值区间45至65％为中心的对称范围；对于存在两个阈值边界的预设阈值区间，其包含左边界值。预设评价分数从1
‑
5分别对应不同的预设阈值区间，舒适度等级包括十分不适、较不适、一般、较舒适、非常舒适，从而在测试中通过量化的湿度数据转化为相应的舒适度评价等级以更准确地评价用户体验。
123.在本实施例中，音频数据具体采用如下表4进行判断。
124.表4音频数据评价表
125.声音(分贝)分数舒适度<20db5非常舒适20
‑
35db4较舒适35
‑
50db3一般50
‑
65db2较不适≥65db1十分不适
126.实际应用时，对于湿度数据，其预设阈值区间设有5个，分别根据阈值20、35、50、65进行划分，对于存在两个阈值边界的预设阈值区间，其包含左边界值。预设评价分数从1
‑
5分别对应不同的预设阈值区间，舒适度等级包括十分不适、较不适、一般、较舒适、非常舒适，从而在测试中通过量化的音频数据转化为相应的舒适度评价等级以更准确地评价用户体验。
127.在本实施例中，图像数据具体采用如下表5进行判断。
128.表5图像数据评价表
129.视野保存率分数性能评价≥80％5优秀60
‑
80％4良好40
‑
60％3一般20
‑
40％2较差＜20％1极差
130.实际应用时，对于图像数据，其预设阈值区间设有5个，分别根据阈值20、40、60、80进行划分，对于存在两个阈值边界的预设阈值区间，其包含左边界值。预设评价分数从1
‑
5分别对应不同的预设阈值区间，性能评价包括极差、较差、一般、良好、优秀，从而在测试中通过量化的图像数据转化为相应的舒适度评价等级以更准确地评价用户体验。
131.此外本领域技术人员可根据实际情况调整具体的阈值数值进行划分预设阈值区
间，本实施例在此不做限定。
132.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。