实验案例丨运动捕捉测力台助力电子产品及其包装设计

随着科技的发展，手机、电脑类产品早已进入“真**屏”时代，防摔也必然成为焦点话题。除了运输过程中要考虑到的包装问题，电子产品本身屏幕越来越大，碎屏的风险也越来越高，商家甚至推出“碎屏险”为屏幕保驾护航。
电子产品屏幕碎裂真的不可避免吗？这种“烦恼”通过科学的途径该如何解决？在追求**设计与美感的当下，如何减震防摔，是工程师们，尤其是国内自主研发工程师的重要课题。

北京京显生物力学实验室的技术人员，针对智能手机和笔记本电脑及其包装箱进行了跌落试验。实验过程中，使智能手机和笔记本电脑及其包装箱从75cm高度自由落体，箱体在跌落前，箱底与地面夹角保持为10°。

Qualisys三维动作捕捉系统是通过光学（ 红外光/蓝光）技术实现的动作捕捉。光学动作捕捉一般需要在目标物体的关键位置贴上反光点，俗称Marker点， 利用高速红外摄像机捕捉目标物体上反光点的运动轨迹，从而反映目标物体在空间中的运动情况。

仪器配置

8台Arqus A12运动捕捉镜头

彩***摄像机Miqus Video

外部同步单元64通道

中英文QTM三维动作捕捉采集分析软件

采样频率设定为100Hz

Bertec 三维测力台内置 6 个高精度力学传感器，可实时采集作用在平台上的力学信号，可以直接得到以下动力学参数：Fx、Fy、Fz，Mx、My、 Mz，三维力矢量，压力中心（COP），并可通过 C-motion Visual 3D 软件计算摩擦系数，数字滤波和频谱分析，质心位置、速度和加速度等；通过逆向动力学分析，还可以得到关节合力、关节力矩及功率等。

仪器配置

采样频率设定为1000Hz

与Qualisys系统通过同步盒连接

笔记本及包装落地加速度及地面反作用力

以笔记本及其包装箱为例，其在落地时存在弹跳现象，其间加速度剧烈变化，弹跳时地面反作用力逐渐下降，势能逐渐消耗，但在此其间容易出现包装及产品破损。

笔记本及包装落地接触面积及峰值压强

计算机和各类传感器的发展，使得电子产品的优化方向有了更有效的数据支撑，可以对电子产品的结构、材料、设计等提供指导意见，这会彻底改变这一领域的发展趋势，除此之外，还可应用于相关材料性能的验证、有限元模拟和数字仿真等领域。