随着老龄化社会的发展,老龄问题将为中国社会经济发展带来新的机遇与挑战,高新技术必将带领养老产业走向下一个“风口”,以满足高龄人群对产品多样化且快速增长的需求。作为一种“贴身空调机”,电加热服装可随着外界温度变化有效调节服装温差,为人体创造一个温度适宜的衣内微气候环境,并提高人体穿着的舒适性。本课题在考虑老年人躯干部位不同的冷暖生理需求的基础上,探讨各个躯干部位的舒适温度阈值,研制一种面向高龄女性的智能调温加热服装。局部皮肤冷热感的敏感程度为电加热服装的设计奠定了基础。本文首先研究老年女性的皮肤温度生理状况。通过对老年女性的躯干部位,如胸部、腹部、背部、大腿前、大腿后等位置进行冷暴露实验,分析了老年人受到冷刺激下人体躯干不同部位的皮温变化规律和敏感度秩位。在平均皮温最大变化量中,老年人左腹部与左前臂部位在人体受到冷刺激的影响最显著,老年人躯干左后背部位的皮肤温度变化量最小。老年组躯干各个部位对冷刺激的感觉从最敏感到最不敏感的秩位为:左腹部、左左后背、左后腰、右上臂、左胸部、右大腿前、左小腿、左大腿后、左前臂。本文随后结合皮温动态变化的规律,将躯干各部位进行组合加热分区研究。在暖体假人上设置躯干各组加热分区,设置实验环境温度为0℃、5℃、10℃、15℃、20℃,测试暖体假人在不同加热分区下的服装热阻值,暖体假人热损耗功率,衣内微气候的热平衡时长等指标。通过对TOPSIS模型下的实验结果进行灰色关联度聚类分析,可最终推导出各个躯干部位在各环境温度下的加热值,其中腹部加热温度为38℃,背部加热温度为36℃,上臂内侧、胸腰部加热温度为34℃,大腿前部与小腿的加热温度为32℃,大腿后部的加热温度为30℃。基于老年人的生理特点及体型结构特征,利用PID(Proportionalintegral-derivative)控制模型建立调温加热服的智能温控模块系统。通过MATLAB仿真模拟与参数调试发现,当参数值Kp=1.33,Ki=0.025,Kd=3.48时,仿真结果验证了对碳纤维加热片所提温度控制方案的有效性。PID模型控制下加热的上升速度比开关控制器更快,温度控制变化更稳定。最后设计制作智能调温加热服,依据老年人体型结构改进服装结构样板,并通过合理设置加热元件,优化加热位置,使得服装的智能热调节系统可以控制服装间距区域的热量分布,提高穿着的热舒适性。研究最后对智能调温加热服装进行舒适性评价。为了对智能调温加热服装进行更全面系统的着装评价,研究利用了三角白化权函数的灰色聚类模型来对不同层间搭配的日常着装,进行了优、良、中、差的等级评定。在通电与不通电的情况下测试打底长袖衫+毛衣+智能调温外套+毛呢外套的组合搭配,并设置智能调温加热服与毛衣开衫的组合顺序穿着对比实验。总体上智能调温加热服的综合优异性能显著,其中智能调温加热服在5-20℃时工作性能优异,但其不适合0℃的低温环境。在着装搭配中,在人体所穿衣服热阻一定的情况下,智能调温加热服装越靠近人体皮肤,加热效率越高,产生效果越明显,服装起到的保暖效果越好。本文通过老年人的生理客观实验、暖体假人实验研究开发了智能加热调温服,并对智能调温加热服装进行真人舒适性穿着评估,最终提出了其改善的设计方案。随着高新技术不断引入智能可穿戴领域,智能热调节服装的开发不仅可满足老年人在冷环境下的热需求,也可为今后老年人的智能服装设计提供技术参考,为企业电加热服装产品的生产开发提供有益的设计思路。