基于文獻(xiàn)分析的暖體假人研究進(jìn)展

葉翔宇　張惠芳　曹麗勤　盧曉旺　麻可愛(ài)　唐孝芬

摘要： 為探討暖體假人的研究進(jìn)展與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，本文以中國(guó)知網(wǎng)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)、Web of Science為數(shù)據(jù)來(lái)源，收集并統(tǒng)計(jì)了暖體假人相關(guān)文獻(xiàn)，并基于分析文獻(xiàn)的發(fā)文量、關(guān)鍵詞、機(jī)構(gòu)等信息進(jìn)行可視化分析，探究了暖體假人的研究現(xiàn)狀，表征了當(dāng)前暖體假人技術(shù)的相關(guān)研究熱點(diǎn)、研究現(xiàn)狀，以及分析了未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。基于文獻(xiàn)分析，研究認(rèn)為暖體假人經(jīng)過(guò)三代迭替，目前研究熱點(diǎn)是非均勻出汗暖體假人的研制，未來(lái)需更好地模擬真人狀態(tài)，則需要從測(cè)試方法進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化，測(cè)試系統(tǒng)性能的計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)一步核查等領(lǐng)域展開(kāi)研究。

關(guān)鍵詞： 暖體假人;可視化分析;研究熱點(diǎn);研究現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì);標(biāo)準(zhǔn)化

中圖分類號(hào)： TS941.19文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)： 10017003（2022）05006809

引用頁(yè)碼： 051110DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2022.05.010

暖體假人是通過(guò)對(duì)真人的體表產(chǎn)熱、四肢關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)、體表出汗等生理活動(dòng)或特征對(duì)真人的著裝情況進(jìn)行模擬，從而更為真實(shí)有效地反映特定服裝的服用性能，是目前測(cè)量服裝熱濕性能最為精準(zhǔn)有效的方式。通過(guò)暖體假人評(píng)價(jià)方法能有效測(cè)量服用紡織品的熱阻和濕阻，其精確度高、可重復(fù)性強(qiáng)的特點(diǎn)使其在服裝服用性能測(cè)試上成為了不可缺少的有效工具[1]。

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于利用暖體假人技術(shù)對(duì)服裝熱濕舒適性的測(cè)量方法大多還停留在靜態(tài)測(cè)量階段，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 35762—2017《紡織品熱傳遞性能試驗(yàn)方法平板法》和GB/T 11048—2018《紡織品生理舒適性穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測(cè)定（蒸發(fā)熱板法）》。因此，采用動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)測(cè)量的暖體假人技術(shù)可以大幅提升熱濕舒適性結(jié)果的準(zhǔn)確性，以更為精準(zhǔn)的方式表征人體在動(dòng)態(tài)情況下，“服裝-人體”環(huán)境之間的熱濕性能變化。目前為止，針對(duì)暖體假人發(fā)展進(jìn)程進(jìn)行跟蹤和分析的文獻(xiàn)還很少，對(duì)于暖體假人的研究進(jìn)展整體把握上還存在不足，這對(duì)于了解暖體假人的研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景不利。

基于上述情況，本文利用高級(jí)檢索方式選取了中國(guó)知網(wǎng)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)（CNKI）和Web of Science（WOS）中與暖體假人相關(guān)的文獻(xiàn)進(jìn)行了研究。先利用主題檢索方式對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，對(duì)暖體假人各類文獻(xiàn)的作者、發(fā)文機(jī)構(gòu)、發(fā)表年份、關(guān)鍵詞等信息進(jìn)行梳理分析，探究暖體假人的研究歷程、當(dāng)前研究現(xiàn)狀和未來(lái)研究趨勢(shì)，以期為暖體假人的進(jìn)一步研究提供借鑒。

1數(shù)據(jù)來(lái)源及研究方法

1.1數(shù)據(jù)來(lái)源

本文采用了中國(guó)知網(wǎng)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)（CNKI）和Web of Science（WOS）高級(jí)檢索路徑下與有關(guān)暖體假人研究的文獻(xiàn)作為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源。以“暖體假人”為檢索詞，進(jìn)行主題和題目的文獻(xiàn)搜索，檢索策略為：主題%=’暖體假人’ or 題名%=’暖體假人’ or title=xls（’暖體假人’） or v_subject=xls（’暖體假人’）。檢索周期為1950年1月—2021年10月，剔除會(huì)議通知、投稿指南及與主題不符等無(wú)效文獻(xiàn)后，CNKI檢索出暖體假人的相關(guān)文獻(xiàn)總數(shù)為923篇，WOS檢索出暖體假人的相關(guān)文獻(xiàn)總數(shù)為903篇，本文以此作為研究?jī)?nèi)容。

1.2研究方法與工具

知識(shí)圖譜能夠以可視化的圖像結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)參數(shù)表現(xiàn)出特定知識(shí)領(lǐng)域的知識(shí)結(jié)構(gòu)與歷史進(jìn)程，避免數(shù)據(jù)單調(diào)性影響對(duì)文獻(xiàn)價(jià)值的估量[2]。本文主要涉及以下研究方法：1） 發(fā)文量統(tǒng)計(jì)，主要描述當(dāng)前在暖體假人領(lǐng)域中已經(jīng)存在的研究情況;2） 作者分析，主要描述在暖體假人領(lǐng)域，哪些專家已經(jīng)獲得了較為豐碩的研究成果;3） 關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)，主要描述在與暖體假人相關(guān)的研究當(dāng)中，哪些參數(shù)或領(lǐng)域是具有高度相關(guān)性的;4） 發(fā)文機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，描述不同機(jī)構(gòu)在暖體假人方面研究的統(tǒng)計(jì)。本文采用的分析軟件是VOSviewer。

2暖體假人研究的可視化分析

2.1發(fā)文量分析

本文對(duì)暖體假人相關(guān)的文獻(xiàn)發(fā)表進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并繪制了對(duì)應(yīng)的走勢(shì)圖（CNKI發(fā)文量如圖1所示，WOS發(fā)文量如圖2所示）。

從CNKI和WOS發(fā)文量統(tǒng)計(jì)中可知，從1956年開(kāi)始到2000年，暖體假人的相關(guān)文獻(xiàn)的發(fā)表量還是處在非常缺乏的階段，每年發(fā)表量不到20篇，主要是在2000年之前，紡織品檢測(cè)技術(shù)還處在靜態(tài)檢測(cè)的研究階段。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著世界各國(guó)對(duì)于紡織品檢測(cè)技術(shù)的逐步深入，以及對(duì)動(dòng)態(tài)檢測(cè)的暖體假人技術(shù)的研究加深，暖體假人技術(shù)也逐漸步入檢測(cè)專家的視野，暖體假人的相關(guān)研究有了明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，幾乎每年都有超過(guò)25篇的文獻(xiàn)被發(fā)表，并在2016年達(dá)到91篇的頂峰。相關(guān)文獻(xiàn)的大量發(fā)表，有助于為后續(xù)學(xué)者提供更為豐富的理論技術(shù)和實(shí)踐指導(dǎo)。暖體假人的研究正處于蓬勃發(fā)展階段，知識(shí)儲(chǔ)量正不斷增長(zhǎng)，為該領(lǐng)域的發(fā)展奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)。但是2017年開(kāi)始，關(guān)于暖體假人的文獻(xiàn)量有所下降，可能原因之一是暖體假人已經(jīng)從學(xué)術(shù)界慢慢推廣應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)界。

2.2作者分析

通過(guò)對(duì)已發(fā)表文獻(xiàn)的作者進(jìn)行分析，可以更好了解在暖體假人領(lǐng)域中的核心人物，并根據(jù)核心學(xué)者的研究方向來(lái)確定暖體假人的研究重點(diǎn)和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。本文將暖體假人相關(guān)文獻(xiàn)的作者進(jìn)行了匯總，如表1、表2所示。

隨著時(shí)間的遞進(jìn)，越來(lái)越多的學(xué)者也開(kāi)始關(guān)注并研究暖體假人技術(shù)，并將暖體假人應(yīng)用到包含紡織品檢測(cè)、特種服裝、特種環(huán)境檢測(cè)等多種方面[3-6]，多場(chǎng)景的應(yīng)用使得暖體假人的相關(guān)研究從20世紀(jì)以來(lái)整體以正向的趨勢(shì)在發(fā)展。至2021年10月，姜志華發(fā)表的中文文獻(xiàn)數(shù)量最多，共15篇，占CNKI總發(fā)表數(shù)量的1.63%，其次是李俊、諶玉紅。姜志華和諶玉紅主要研究暖體假人的測(cè)控原理，通過(guò)改進(jìn)熱控制系統(tǒng)，增加暖體假人的仿真效果[7-10];王發(fā)明發(fā)表的外文文獻(xiàn)30篇，占CNKI總發(fā)表文獻(xiàn)的數(shù)量最多，同時(shí)在Web of Science中的文獻(xiàn)高達(dá)72篇，占總文獻(xiàn)總數(shù)量的8.00%，是發(fā)表暖體假人相關(guān)文獻(xiàn)量最多的學(xué)者，主要研究開(kāi)發(fā)運(yùn)動(dòng)型暖體假人，模擬運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和環(huán)境對(duì)人體出汗生理反應(yīng)的影響，并探究暖體假人的應(yīng)用[11-16]。排名第二的學(xué)者李俊主要研究暖體假人的傳熱特性，通過(guò)暖體假人測(cè)試數(shù)值評(píng)價(jià)服裝的熱調(diào)節(jié)效果[17-19]。由表1可得，近年來(lái)中國(guó)學(xué)者的關(guān)于暖體假人的研究量高于國(guó)外學(xué)者，表明中國(guó)學(xué)者對(duì)暖體假人的研究高度和范圍處在國(guó)際前沿，對(duì)國(guó)內(nèi)甚至國(guó)際紡織品的研究檢測(cè)都產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。由此可見(jiàn)，近年以來(lái)暖體假人技術(shù)受到了廣大學(xué)者的重視，也有越來(lái)越多的學(xué)者將研究重點(diǎn)放在了暖體假人的研究及其應(yīng)用上，隨之而來(lái)的結(jié)果就是相關(guān)的文獻(xiàn)得到了充實(shí)，暖體假人在各個(gè)領(lǐng)域上的應(yīng)用也得到了擴(kuò)展。

2.3關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)

文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞體現(xiàn)了該篇文獻(xiàn)的主要研究重點(diǎn)和涉及領(lǐng)域，闡述了該篇文獻(xiàn)的主要研究對(duì)象，通過(guò)進(jìn)行關(guān)鍵詞分析，可以確立文獻(xiàn)的主題[20]。本文通過(guò)將暖體假人相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行匯總后，將文獻(xiàn)中涉及到的關(guān)鍵詞進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，并以頻次高低的形式將不同的關(guān)鍵詞進(jìn)行排序（表3），最后通過(guò)VOSviewer根據(jù)關(guān)鍵詞的頻次創(chuàng)建了對(duì)應(yīng)的知識(shí)圖譜，以更為可視化的方式來(lái)表征不同關(guān)鍵詞在暖體假人的相關(guān)研究中的相關(guān)程度和重要程度（圖3）。

從表3關(guān)鍵詞頻次統(tǒng)計(jì)分析和圖3知識(shí)圖譜中可以看出，thermal manikin（暖體假人）、thermal comfort（熱舒適性）、thermal insulation（隔熱）、熱阻、濕阻、protective cloth（防護(hù)面料）等是出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞。從總體而言，熱濕舒適性仍然是暖體假人研究的重點(diǎn)。其中包括熱阻、濕阻等熱濕舒適性的相關(guān)參數(shù)在暖體假人的相關(guān)文獻(xiàn)中出現(xiàn)頻次較高。同時(shí)一些占比較低的關(guān)鍵詞，例如protective cloth（防護(hù)面料）、呼吸流動(dòng)等，也表明了暖體假人的相關(guān)研究開(kāi)始有了新的拓展：暖體假人的相關(guān)研究不僅局限在服裝用紡織品上，而同時(shí)也被拓展到防護(hù)紡織品、特種紡織品上;且為了更好地模擬人穿著衣服的實(shí)際情況，出汗暖體假人的研究也愈發(fā)增加，更新了暖體假人的技術(shù)參數(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景。

2.4發(fā)文國(guó)家及國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)分析

對(duì)文獻(xiàn)發(fā)表的國(guó)家和國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，能夠描述暖體假人研究領(lǐng)域中的科研力量分布。本文列舉了暖體假人相關(guān)領(lǐng)域中文獻(xiàn)發(fā)表量前十五位的國(guó)家和國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)，并按發(fā)文量從多到少的順序進(jìn)行排列（圖4、圖5）。

由圖4可見(jiàn)，在研究暖體假人方面，中國(guó)處于領(lǐng)先位置，共發(fā)文330余篇，其次是美國(guó);對(duì)國(guó)內(nèi)發(fā)文機(jī)構(gòu)數(shù)量統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)的紡織類或理工類學(xué)校研究的較多，這類科研機(jī)構(gòu)在紡織類研究上都有較為卓越的成樹(shù)，排名第一的機(jī)構(gòu)為東華大學(xué)，總計(jì)71篇相關(guān)文獻(xiàn)，其次是蘇州大學(xué)。通常這類科研機(jī)構(gòu)是將暖體假人作為紡織品性能的測(cè)試工具或手段進(jìn)行使用。同時(shí)，還有一些其他性質(zhì)的科研機(jī)構(gòu)，如北京航空航天大學(xué)及中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心，該類科研機(jī)構(gòu)主要的研究涉及在極端環(huán)境下的特種服裝性能的檢測(cè)，利用暖體假人進(jìn)行極端環(huán)境的研究。

3暖體假人研究進(jìn)展

3.1迭代進(jìn)展綜述

目前，國(guó)內(nèi)外的眾多研究機(jī)構(gòu)為了更好地研究暖體假人的技術(shù)革新歷程，展開(kāi)了對(duì)暖體假人自研發(fā)開(kāi)始各個(gè)版本迭代的研究。這些研究匯總了國(guó)內(nèi)外不同版本的暖體假人技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)及背后的研究思路。

暖體假人的發(fā)展歷程可以劃分為三個(gè)階段[21]：初代的暖體假人為單段式，適用范圍較小，僅能用于紡織品的靜態(tài)熱阻測(cè)試[22];第二代的暖體假人采用了多段式的形式，即假人具有多個(gè)部分可以單獨(dú)控制、加熱，且軀體可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的姿勢(shì)調(diào)整，能夠模擬服裝穿著的靜態(tài)熱阻與動(dòng)態(tài)熱阻;第三代暖體假人模擬了人體的出汗功能，且各個(gè)肢體能夠?qū)崿F(xiàn)更加精細(xì)的肢體運(yùn)動(dòng)，可對(duì)服裝的熱阻、濕阻進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

為了更好模擬人體在著裝時(shí)的熱濕舒適性，暖體假人的出汗方式經(jīng)過(guò)了多次的迭代[23]。從最開(kāi)始的外部噴水模擬出汗效果，再到外部管道供水、內(nèi)部管道供水，模擬出汗的方式也越來(lái)越與正常人體出汗效果相似。張超等[24]利用暖體假人“NEWTON”模擬了高溫環(huán)境下人體體溫和出汗率的變化，并從體溫過(guò)高、出汗脫水兩個(gè)維度判斷人體的安全狀態(tài)。該實(shí)驗(yàn)通過(guò)在假人皮膚層下植入內(nèi)置體內(nèi)控制器與毛細(xì)管，模擬人體出汗的微單元，以及外在的控制箱模擬人體臟器的活動(dòng)，精確地表征了在高溫環(huán)境下人體作業(yè)的產(chǎn)熱、出汗水平。在實(shí)際生活中，人體不同部位的出汗量不同，因此模擬人體的非均勻出汗成為了重點(diǎn)[25]。王發(fā)明等[26]研制的自適應(yīng)（或溫度調(diào)節(jié)模型控制）人體模型在量化人體服裝-環(huán)境系統(tǒng)的熱交換和模擬人體熱生理行為方面非常有用，建議在適應(yīng)性人體模型上模擬人類活動(dòng)時(shí)，應(yīng)考慮身體運(yùn)動(dòng)。為了更好地模擬人體的非均勻出汗過(guò)程，師云龍等[27]采用硅膠涂層制備了非均勻出汗皮膚，并且將非均勻出汗皮膚與均勻出汗皮膚進(jìn)行了熱濕性能測(cè)試對(duì)照，結(jié)果表明非均勻出汗皮膚在熱阻、濕阻的結(jié)果上均有顯著提升。2021年，日本的Nagasawa[28]研究開(kāi)發(fā)了一個(gè)附加的局部出汗模擬系統(tǒng)，將現(xiàn)有的暖體假人升級(jí)為局部出汗暖體假人，類似于人躺在有通風(fēng)床墊的床上。

3.2應(yīng)用現(xiàn)狀

暖體假人作為測(cè)量紡織品熱濕舒適性的重要工具，在各類研究中常被用于測(cè)量不同類型紡織品的熱濕舒適性，包括服用紡織品、特種服裝紡織品等，也必將更好地服務(wù)于功能性服裝如防極寒天氣服裝、輻射制冷服裝等的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用[29-31]。

暖體假人在特種紡織服裝領(lǐng)域方面的應(yīng)用上，由于太空環(huán)境的復(fù)雜因素眾多，外界環(huán)境因素及工作內(nèi)容會(huì)對(duì)宇航員產(chǎn)熱產(chǎn)生影響，人體的產(chǎn)熱活動(dòng)又是一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)程。為了準(zhǔn)確表征在太空中宇航員的熱調(diào)節(jié)模型，陳堯等[32]利用暖體假人進(jìn)行太空環(huán)境宇航服的熱濕性能測(cè)試。在日用服用紡織品上，暖體假人技術(shù)同樣也起到了重要作用。吳芷瓊等[33]提出，在傳統(tǒng)的恒溫法、冷卻法測(cè)試保暖內(nèi)衣的保溫率之外，還可以利用暖體假人技術(shù)測(cè)量保暖內(nèi)衣的保溫率。

除了現(xiàn)有的暖體假人技術(shù)，許多的研究者將目光放在暖體假人的功能提升上。目前常用的暖體假人主要模擬了人體的行走運(yùn)動(dòng)、發(fā)熱過(guò)程及出汗過(guò)程，對(duì)其他的生理活動(dòng)模擬較少。劉雅琳等[34]為了模擬人體內(nèi)部的微環(huán)境系統(tǒng)，再現(xiàn)人體從外部環(huán)境吸入飛沫及飛沫在呼吸道中停留的過(guò)程，設(shè)計(jì)了一種新型的呼吸暖體假人。通過(guò)設(shè)計(jì)“理想呼吸道”模擬還原了飛沫核在呼吸道中的暴露程度，該種假人可模擬多種程度的代謝過(guò)程，較好地替代真人的呼吸過(guò)程。

3.3未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前的暖體假人設(shè)備雖然在肢體運(yùn)動(dòng)、模擬出汗、模擬呼吸等方面已經(jīng)可以在一定程度上比擬真人的生理活動(dòng)，但是與真實(shí)的生理活動(dòng)還存在一定差距。因此，在利用暖體假人技術(shù)得到的熱濕性能數(shù)據(jù)時(shí)，還需要結(jié)合其他因素綜合評(píng)判。為更好地模擬正常人體的生理活動(dòng)，暖體假人今后的研究主要可以從以下幾個(gè)方面開(kāi)展。

3.3.1加深研究人體出汗非均勻分布的功能

當(dāng)前暖體假人的出汗形式為均勻出汗，各個(gè)肢體的出汗量均相同，但是在人體生理活動(dòng)中，人體的各個(gè)部位出汗量存在差異，并非均勻分布，尤其在背部、腋下、胸部等部位出汗量較多。雷中祥等[23]采用涂層技術(shù)實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的非均勻出汗，但是與真實(shí)人體出汗情況仍存在差異。因此，需要完善暖體假人的非均勻出汗系統(tǒng)，更加切實(shí)地反應(yīng)人體的出汗情況，提升熱濕舒適性檢驗(yàn)的精準(zhǔn)性。

3.3.2實(shí)現(xiàn)對(duì)暖體假人的局部熱濕性能測(cè)量

目前的暖體假人在計(jì)算熱濕舒適性時(shí)只能從整體計(jì)算，局部的熱濕阻測(cè)量研究較少。測(cè)量局部范圍的熱濕阻能夠更加精確地表征特定部位的保溫、透濕性能，以計(jì)算服裝的局部熱濕舒適性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)服裝整體結(jié)構(gòu)性的理解及設(shè)計(jì)[35]。

3.3.3完善測(cè)試原理及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

目前國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)有2020年提出的GB/T 39605—2020《服裝濕阻測(cè)試方法暖體假人法》，對(duì)出汗暖體假人的熱阻、濕阻的測(cè)量方法進(jìn)行了規(guī)定，但是該標(biāo)準(zhǔn)主要適用于穩(wěn)態(tài)、直立的暖體假人，其他身體姿態(tài)或是存在環(huán)境影響因素的暖體假人測(cè)試只能參照該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。同時(shí)全球范圍內(nèi)有許多不同類型的出汗暖體假人，其采用的數(shù)據(jù)參數(shù)及出汗方式都不同，因此采用不同類型的暖體假人可能會(huì)產(chǎn)生結(jié)果的差異。用暖體假人測(cè)量服裝隔熱性能的國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)有ASTM F 1291、ISO 9920—2007和ISO 15831—2004。然而，只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)ASTM F2730—10測(cè)試服裝的蒸發(fā)阻力，它只描述了熱人體模型的尺寸、測(cè)試條件和程序，沒(méi)有確定暖體假人冒汗的方法。因此，不同的暖體假人模型可以采用不同的方法模擬出汗，而且出汗量的設(shè)定沒(méi)有明確的規(guī)則[4]。綜上，暖體假人的測(cè)試原理及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)仍需完善，暖體假人測(cè)試系統(tǒng)目前缺乏計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范。

3.3.4加深服裝結(jié)構(gòu)參數(shù)與熱濕性能研究

應(yīng)用暖體出汗假人系統(tǒng)進(jìn)行大量服裝樣本的測(cè)試，建立服裝結(jié)構(gòu)參數(shù)與熱濕性能指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和預(yù)測(cè)模型，以及科學(xué)合理地制定服裝熱濕性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，為假人系統(tǒng)及測(cè)試技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和市場(chǎng)化提供條件。

3.3.5研究假人與服裝之間的服裝內(nèi)氣候

在暖體假人模擬人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，暖體假人與服裝之間存在著服裝內(nèi)氣候，外界環(huán)境的狀態(tài)及體溫調(diào)節(jié)、運(yùn)動(dòng)等人體狀態(tài)、服裝的原料及厚度等因素均會(huì)影響服裝內(nèi)氣候[22]。因此，不僅要參考從服裝外部信息得到的熱濕性能，也要設(shè)計(jì)能研究服裝內(nèi)部與暖體假人皮膚之間的服裝內(nèi)氣候性能的系統(tǒng)設(shè)備。

3.3.6開(kāi)發(fā)出新型汗暖體假人皮膚材料

早期的暖體假人為了發(fā)熱功能，均采用了金屬作為皮膚表層，但是由于金屬比熱容較小，導(dǎo)致假人皮膚散熱較快，無(wú)法保證皮膚表層的穩(wěn)定與均勻。之后迭代的假人采用了織物皮膚，可以避免假人皮膚快速散熱的缺點(diǎn)，但是織物制成的皮膚缺乏人體皮膚的彈性和柔韌性，在測(cè)試特定服裝時(shí)仍存在差異。因此，為暖體假人制造一種具有較高比熱容和較好伸縮性的皮膚材料仍是當(dāng)前的研究重點(diǎn)。

3.3.7采用無(wú)線方式數(shù)據(jù)傳輸

當(dāng)用暖體假人測(cè)試服裝的熱阻或濕阻時(shí)，由于控制電纜通常從頭部或頸部引出，操作者不得不將頭飾沿中間剪開(kāi)，待穿上后再縫上，這些都會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。未來(lái)的暖體假人和外部控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，可以通過(guò)無(wú)線方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，這也便于將暖體假人用于室外的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

4結(jié)論

采用暖體假人測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行成衣性能測(cè)試，是服裝行業(yè)開(kāi)展舒適性研究的發(fā)展趨勢(shì)。本文通過(guò)VOSviewer軟件分析了發(fā)表在中國(guó)知網(wǎng)和Web of Science上的“暖體假人”論文，發(fā)現(xiàn)中國(guó)是暖體假人發(fā)文量最多的國(guó)家，其中東華大學(xué)是國(guó)內(nèi)發(fā)文量最多的研究機(jī)構(gòu)。暖體假人測(cè)試系統(tǒng)因可應(yīng)用于宇航服、防護(hù)服等軍工航天領(lǐng)域，故熱濕舒適性和防護(hù)面料是該領(lǐng)域研究的關(guān)鍵詞熱點(diǎn)。隨著相關(guān)測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)的研制發(fā)布，2017年開(kāi)始發(fā)文量有所下降，并在產(chǎn)業(yè)界開(kāi)始逐步推廣應(yīng)用。

目前暖體假人測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)研發(fā)到第三代，未來(lái)的研究關(guān)鍵主要在假人仿真出汗、表面材料仿真皮膚、控制系統(tǒng)擬人化行走等方面。高度擬人化的假人需要搭配高度真實(shí)化的氣候室，才可以更準(zhǔn)確、可重復(fù)性更高地評(píng)估特種服裝熱濕舒適性。此外，還需要同步研制配套的暖體假人測(cè)試系統(tǒng)計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范，采用量值溯源建標(biāo)的方式來(lái)確保系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

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Research progress of thermal manikin based on literature analysis

YE Xiangyu ZHANG Huifang CAO Liqin LU Xiaowang MA Ke’ai TANG Xiaofen

（1.Zhejiang Light Industrial Products Inspection and Research Institute， Hangzhou 310018， China;

2.Wenzhou Darong Textile Instrument Co.， Ltd.，Wenzhou 325000， China;

3.Tongfang Knowledge Network Technology Co.， Ltd. （Beijing） Hangzhou Branch， Hangzhou 310018， China）

Abstract： Thermal manikin is an indispensable and effective tool in clothing performance test at present. It can accurately measure the thermal and moisture performance of clothing and truly reflect the wearing performance of specific clothing. By simulating the physical activities or characteristics of real people， such as body surface heat production， limb joint movement， body surface sweating and so on， it can effectively test the thermal resistance and moisture resistance of clothing， with high accuracy and strong repeatability. However， the physiological activities of human body are dynamic， and the measurement methods of clothing thermal and moisture comfort using thermal manikin technology at home and abroad mostly stay in the static measurement stage. Therefore， the dynamic measurement technology of thermal manikin needs to be greatly improved to characterize the changes of clothing’s thermal and wet properties in a more accurate way. However， at present， there are little literature to track and analyze the development process of thermal manikin， and there are still deficiencies in the overall grasp of the research progress of thermal manikin， which is unfavorable for understanding the research status and development prospect of thermal manikin.

In order to promote the standardization of test methods and the metrological calibration specification of test system performance， this paper selects the literature related to thermal manikin in CNKI and Web of Science by using advanced retrieval method. Firstly， we use the subject retrieval method to retrieve the relevant literature， and then we use VOSviewer analysis software to sort out and analyze the authors， issuing institutions， publication years， keywords and other information of various types of literature of the thermal manikin， and to explore the research process， current research status and future research trend of the thermal manikin， so as to provide reference for the further research and development of the thermal manikin. It mainly involves the following research methods： ⅰ） Statistics on the number of documents issued， which mainly describes the existing research in the field of thermal manikin; ⅱ） the analysis of the authors， which mainly describes which experts have achieved fruitful research results in the field of thermal manikin; ⅲ） keyword statistics， which mainly describes which parameters or fields are highly correlated in the research related to thermal manikin; ⅳ） statistics of the issuing institutions， which describes the statistics of different institutions in the research of thermal manikin.

According to the analysis of VOSviewer document visualization software， the number of documents related to thermal manikin reached the peak in 2016; Professor Wang Faming and others have made outstanding achievements in relevant fields; thermal-moisture comfort is the key point of thermal manikin; China is the country with the largest amount of issued documents related tothermal manikin. Donghua University ranks first in the number of documents issued by Chinese institutions. Based on the literature analysis， it can be seen that as for the thermal manikin after three times’ iterations， the current research hotspot is the development of non-uniform sweating thermal manikins. At present， the thermal manikin still needs to better simulate the real state， and the test method needs to be further standardized;corresponding measurement calibration specifications is also needed to verifythe performance of the test system.

In order to better simulate the physiological activities of the normal human body， in the future， in-depth study on the thermal manikin can be carried to focus on the function of non-uniform distribution of human sweating， the clothing structural parameters and thermal and moisture performance， the internal climate of clothing between the manikinand clothing， realize the measurement of local thermal and moisture performance of the thermal manikin， improve the test principle and test standard， develop a new type of sweatingthermal manikin skin material and adopt wireless data transmission， so that the thermal manikin can be better used in the performance test of clothing.

Key words： thermal manikin; visual analysis; research hotspots; research status; development trend; standardization