[發(fā)明專利]車輛駕駛室人機(jī)工程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)仿真方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910024928.2
• 申請(qǐng)日: 2009-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN101826116A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 談樂斌;潘孝斌;陳金華;范紅梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國(guó)

1.一種車輛駕駛室人機(jī)工程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)仿真方法，其特征在于它包括如下步驟：

步驟1，建立人體參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)：采集人體參數(shù)，并以性別、年齡、百分位數(shù)為依據(jù)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；

步驟2，進(jìn)行作業(yè)域分析：輸入或者調(diào)用步驟1中已有的人體尺寸，給定操控裝置的位置，接著計(jì)算出人體手和腳在各個(gè)平面內(nèi)的的活動(dòng)范圍，從而確定人體的三維作業(yè)域，根據(jù)所確定的三維作業(yè)域判斷操控裝置的位置是否合理，如果位置合理，則分析結(jié)束，如果位置不合理，則重新確定操控裝置位置，再次進(jìn)行分析；

步驟3，進(jìn)行視域分析：輸入或者調(diào)用通過步驟1中已有的眼橢圓參數(shù)，給定顯示儀表的位置，計(jì)算出眼橢圓與顯示儀表判定點(diǎn)在俯視圖上的投影輪廓與投影點(diǎn)，分析顯示儀表判定點(diǎn)所處的視域范圍，判斷顯示儀表的位置是否合理，如果位置合理，則分析結(jié)束，如果不合理，則重新確定顯示儀表的位置，再次進(jìn)行分析；

步驟4，根據(jù)步驟2和步驟3所確定的操控裝置的位置和顯示儀表的位置進(jìn)對(duì)車輛駕駛室進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛駕駛室人機(jī)工程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)仿真方法，其特征在于步驟2包括如下步驟：

步驟2.1，輸入或者調(diào)用步驟1中已有的人體尺寸，給定操控裝置的位置，接著計(jì)算出人的手在各個(gè)平面內(nèi)的的活動(dòng)范圍，從而確定手的三維作業(yè)域，根據(jù)所確定的三維作業(yè)域判斷操控裝置的位置是否合理，如果位置合理，則分析結(jié)束，如果位置不合理，則重新確定操控裝置的位置，再次進(jìn)行分析；

步驟2.2，輸入或者調(diào)用步驟1中已有的人體尺寸，給定操控裝置的位置，接著計(jì)算出人的腳在各個(gè)平面內(nèi)的活動(dòng)范圍，從而確定腳的三維作業(yè)域，根據(jù)所確定的三維作業(yè)域判斷操控裝置的位置是否合理，如果位置合理，則分析結(jié)束，如果位置不合理，則重新確定操控裝置的位置，再次進(jìn)行分析。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛駕駛室人機(jī)工程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)仿真方法，其特征在于步驟2.1包括如下步驟：

步驟2.1.1，輸入或者根據(jù)選定的性別、年齡和百分位數(shù)調(diào)用步驟1建立的數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)的人體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，輸入操控裝置的位置參數(shù)；

步驟2.1.2，根據(jù)舒適坐姿狀態(tài)下手臂各關(guān)節(jié)角度關(guān)系以及在人體正中面內(nèi)的投影，求得手在H??坐標(biāo)系下的高度Z_h值，即根據(jù)公式Z_h＝OA-ABcos(θ₂)+(BC+CD)cos(θ₃-θ₂)計(jì)算，OA為坐姿肩高；AB為上臂長(zhǎng)，BC為前臂長(zhǎng)，CD為半手掌長(zhǎng)，θ₂為上臂在正中面的投影與冠狀面的夾角，15°≤θ₂≤35°，θ₃為上臂與前臂在正中面的投影夾角，80°≤θ₃≤90°；

步驟2.1.3，建立通過人體肩關(guān)節(jié)的水平面，將手臂各關(guān)節(jié)在該水平面內(nèi)進(jìn)行投影，根據(jù)幾何關(guān)系得到手的運(yùn)動(dòng)軌跡表達(dá)式，即公式

X’和Y’為該水平面內(nèi)的坐標(biāo)，OC為上臂在該水平面內(nèi)投影長(zhǎng)度，OC＝ABsinθ₂，CP為前臂在該水平面內(nèi)投影長(zhǎng)度，CP＝(BC+CD)sin(θ₃-θ₂)，ψ為OC與Y’軸夾角，0°≤ψ≤90°，α為前臂最終位置與最近工作面的夾角，取為65°，f為CP與Y軸的夾角，δ為計(jì)算過程量。再將X’和Y’表達(dá)式轉(zhuǎn)換成人體H點(diǎn)坐標(biāo)系下的表達(dá)式，即公式X，Y為H點(diǎn)坐標(biāo)系下水平面的坐標(biāo)，HB為肩關(guān)節(jié)到H點(diǎn)的縱向距離，OB為肩關(guān)節(jié)到H點(diǎn)的橫向距離；

步驟2.1.4，根據(jù)舒適坐姿狀態(tài)下手臂各關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍，調(diào)節(jié)θ₂、θ₃和ψ的值，重復(fù)步驟2.1.2和步驟2.1.3n次，即獲得手指或掌心的不同工作高度以及與該高度相對(duì)應(yīng)高度平面的活動(dòng)范圍，通過多平面疊加方法確定手的三維作業(yè)空間，并與步驟2.1.1中給定的操控裝置位置進(jìn)行對(duì)比分析，當(dāng)該操控裝置處于該三維作業(yè)空間區(qū)域內(nèi)，則判定該操控裝置位置合理，否則，重新設(shè)計(jì)操控裝置的位置，返回步驟2.1.1再次進(jìn)行計(jì)算。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛駕駛室人機(jī)工程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)仿真方法，其特征在于，所述步驟2.1.4中，n大于等于10。