随着科学技术和人民生活水平的不断进步,人们对健康睡眠的话题日益关注,电动床开始逐渐走进人们的视野中,电动床和床垫的人体工程学的设计越来越受到社会的关注。电动床和床垫科学合理的设计其目的是实现适宜用户的缓压效果的,而目前关于人体和床垫相互作用的研究较少。本论文首先对共57名受试者,其中包括28名男性受试者29名女性受试者进行人体测量,对35项人体测量数据进行整理,并利用人体肩宽、胸宽、腰宽、身高、体重等数据计算肩宽/腰宽、臀宽/腰宽、人体质量指数（BMI）等人体体型特征参量进行人体体型分类,将人体体型分为沙漏型、苹果型、梨型、香蕉型四类,分别包含大中小体量,一共12种人体体型。其次,本论文对床垫进行基础力学测试后,再利用人体体压测试的方法,通过研究不同人体体型、不同性别、不同睡姿的受试者在3种软硬度不同的床垫上的体压分布,来探究人体体型特征参量与人-床界面最大压力、平均压力、压力指数人-床界面各压力阈限范围内接触面积、人-床界面纵向压力分布曲线之间的关系,为床垫的人性化定制化分区设计提供科学理论依据。最后,依据实验结果为人-电动床-床垫匹配关系的建立并结合电动床和电动床床垫的特性对电动床基于功能进行再设计以及床垫的人性化设计、定制化生产提供科学力学依据。本论文主要研究结果如下:（1）不同体型的界面压力分布存在显著性差异,其中男性受试者的人-床界面压力相比与女性较集中。特别时男M-沙漏型人群无论时仰卧还是侧卧,其界面的压力指数和高压阈限范围内的百分比接触面积均高于其他体型。这三款床垫中3号床垫的缓压效果最好,对于本论文中研究的四种体型的人群都有很好的缓压效果。（2）研究发现体量较小的受试者的人-床界面总体最大压力、压力指数、平均压力均大于体量较大的受试者。在床垫设计中应遵循大体量人群较小体量人群床垫整体硬度大。不同睡姿偏好下的床垫设计,研究发现仰卧状态下,压力较为集中的部位是臀部,其次是肩部,体量越小对床垫的缓压需求越明显。而在侧卧状态下,压力较为集中的部位是臀部和肩部。在基于不同性别的床垫人体工程学实践探讨中发现,相同体型、相同体量下,男性人群的床垫硬度应比女性人群的床垫硬度小。相同体量下相同性别下,男性人群相较于女性人群应注意床垫的缓压设计。男性人群应注意床垫铺垫层的缓压效果。在基于不同性别的床垫人体工程学实践因注意,相同体型相同体量下相同性别下,男性人群的床垫硬度应比女性人群的床垫硬度小。（3）人体体型特征人群的床垫设计可以通过分区分层划分来实现床垫的定量化生产设计,可将床垫分为七分区,分别是头部、肩部、腰部、臀部、大腿部、小腿部、脚部。（4）基于不同特征人群的床垫设计,大中小体量的人群应注意铺垫层的缓压效果,体量较小的的人群较体量大的人群应选择硬度较小的铺垫层;芯层的分区设计,可以根据不同人体体型,底层作为支撑层,可受主观影响,但底层床垫硬度较其他层大,不易产生失重感。在结构与材料的匹配设计创新方面,分析了不同人群对床垫的不同需求。独立袋装弹簧稳定性较好,适用于体型线条较为明显的体型,双锥弹簧适宜大体量且线条不明显的人群使用,如苹果型和香蕉型;拉丝提丝弹簧适宜大体量的体型线条不明显的人群使用,如大体量香蕉型;中空独立弹簧结构适宜大小体量的体型线条较为明显的人群使用,如梨型、沙漏型;双层独立弹簧,独立袋装弹簧适用于体型线条较为明显的体型,例如沙漏型、梨型;独立袋装簧中簧更适宜大体量人群使用,如大体量沙漏型;记忆棉、乳胶和海绵都属于发泡材料,适宜的人体体型种类也较多,也具有使用的普遍性。（5）在角度调节匹配设计创新方面,其一是多孔可折叠结构,可将这一结构置于床垫面料层并且置于电动床床垫的折叠部分,可以增大床垫和电动床之间的摩擦力,床垫也更加贴合电动床支架;其二是鱼骨架结构设计,将床垫的围边设计成鱼骨架样式,可随意变换角度调节,这不仅加大了床垫的随形性,减少了底部横撑的作用力,还提高了床垫的耐久性。在床垫-电动床连接的微设计创新方面,其一是加固型设计,床垫和电动床架常见的连接方式除了底部横撑支撑之外,可在电动床的固定分区进行魔术贴的粘合和在床垫固定分区床板部分加置束缚带,将床垫包裹在束缚带内;其二是打孔设计,新型打孔方式将打孔成套组的方式置于床垫角度调节夹角处,在床垫上沿开微型小孔,加大床垫气体流通性能,解决应力挤压的问题,延长床垫的使用年限。（6）基于中国人体尺寸,符合国人的分区划分,基于人体工程学的划分设计,能够符合各类人群体型的需求的基础上,确定了电动床分区结构尺寸,一共分为四个区域头背部760mm、臀部240mm、大腿部485mm、小腿部515mm。（7）确定了电动床的功能分区以及调节角度,大腿和躯干应形成135°的角度,此时脊柱处于自然弯曲的状态。小腿部应抬高15-30°,头背部区域与臀部区域的夹角活动范围应处于0-135°,小腿部区域与床架的夹角活动范围应处于0-30°,此时的角度最适宜各类人群的不同需求。（8）为进一步优化床垫按摩功能在中医领域的优化,确定了在中医研究基础上的体型划分,梨形或沙漏型（平和体质）的人群易患病的几率较小,应当注意按摩的基础功能,缓解疲劳,加强疾病的预防。此时按摩的常用穴位为迎香穴、印堂穴、四白穴、凤池穴、大椎穴等;而苹果型体型（痰湿体质）人群,易患中风,胸部疾病,对环境的适应能力较差,在电动床按摩功能上应当注意对中风的和胸部疾病的预防,此时按摩的常用穴位为内关穴、神门穴、膻中穴;香蕉型体型（阳虚体质和气郁体质）人群,易患支气管部位疾病,这类体型的人群对按摩功能的温度具有一定需求,可在按摩功能上添置加热装置,此时按摩的常用穴位为中府、膻中、巨阙、志室、肓俞、肺俞等穴位。