[發明專利]起重機駕駛員數字化人體模型

無效

• 申請號: 201210090397.9
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN103366629A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 趙改平;陳二云;顏文濤;王殊軼;馮勇
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

技術領域

本發明涉及一種人體模型，尤其涉及一種模擬港口起重機司機室內駕駛員在正常工作姿態下人體部位體型特征的起重機駕駛員數字化人體模型。

背景技術

駕駛員人體模型在港口起重機司機室的工程設計和駕駛員舒適度評價及駕駛員正常操作方式下受力分析問題中被廣泛應用。駕駛員人體模型的建立可以為駕駛員在正常工作姿態下最大活動域和舒適活動域的分析提供數據依據，并為駕駛室內主要操作裝置的空間布局進行設計與優化提供理論依據。

目前，現有的人體模型主要是用于服裝行業的假人模特、或者是服裝立體裁剪設計用的人臺模型以及機器人制作過程中的一些簡化人體模型的裝配與設計。其中，機器人制作過程中的一些簡化人體模型并不要求其按照精確的人體尺寸數據建立，多數是關注人體模型的結構裝配和功能。服裝行業的人體模型是依據中國人體尺寸標準和中國國民人體體型特點設計和制作，一般只包括人體軀干部分，因此并非全部意義上的人體模型，而且現有的人體模型在設計中也未同時考慮和應用到人體多個重要環節的具體尺寸數據和多個重要關節在側視、俯視和正視三個方向上的運動幅度參數等，并且這些模型都很難直接用來替代駕駛員人體模型，進一步分析駕駛員在正常工作姿態下的最大活動域和舒適活動域以及對駕駛室內主要操作裝置空間布局進行設計和優化等。因此，依據人體主要相關部位的參數建立實際意義上的駕駛員人體模型是必要的。

港口起重機司機室內駕駛員在正常工作姿態下人體部位體型特征數字化人體模型的建立，主要依據和采用國家標準GB/T14779《坐姿人體模板功能設計要求》、GB/T12985《在產品設計中應用人體尺寸百分位數的通則》、GB?3975《人體測量術語》、GB?5703《人體測量方法》和GB10000《中國成年人人體尺寸》中的相關參數、理論通則和術語，并且在確定人體各環節分界點以及中國成年男性人體各環節質量、質心位置及整體質心位置和人體主要關節角度活動范圍等參數時，運用了“中國正常人體慣性參數測定和大樣本統計”及“中國成人人體質心研究”(《現代運動生物力學》，作者：鄭秀媛，出版社：國防工業出版社，2007年)等成果對其進行了計算和設計。研究和建立符合中國人體特征的起重機司機室內駕駛員的數字化人體模型，對起重機司機室的工程設計和人機工程分析有著重要的意義，也是縮短產品的開發周期，降低產品研發成本，提高產品水平和競爭力的有力手段。

發明內容

本發明的目的，是為了解決現有起重機司機室內駕駛員人體模型的問題，提供一種模擬港口起重機司機室內駕駛員在正常工作姿態下人體部位體型特征的起重機駕駛員數字化人體模型。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種起重機駕駛員數字化人體模型，由頭部、頸部、上軀干、下軀干、大腿、小腿、足、上臂、前臂、手、頸關節、肩關節、肘關節、腕關節、髖關節、膝關節和踝關節裝配而成；其中，頸部與頸關節為同一部件，頭部通過頸關節與上軀干相連，上軀干通過肩關節與上臂相連，上臂通過肘關節與前臂相連，前臂通過腕關節與手相連，下軀干通過髖關節與大腿相連，大腿通過膝關節與小腿相連，小腿通過踝關節與足相連。

所述的人體模型的坐高為949mm，坐姿眼高為837mm，坐姿頸椎點高為689mm，坐姿肩高為627mm，坐姿肘高為298mm，頭全高為241mm，上肢長為771mm，全臂長為583mm，上臂長為331mm，前臂長為252mm，手長為191mm，上肢前伸長為875mm，上肢功能前伸長為767mm，前臂加手前伸長為478mm，坐姿大轉子點高為75mm，坐姿臀大轉子點距離為114mm，坐姿下肢長為1076mm，臀膝距為587mm，坐深為484mm，坐姿膝高為532mm，小腿加足高為465mm，內踝點高為103mm，足長為259mm，坐姿大腿厚為139mm，胸厚為219mm，胸寬為291mm，肩寬為389mm，最大肩寬為446mm，坐姿臀寬為336mm，兩肘間寬為438mm，兩肘展開寬為923mm，兩臂展開寬為1785mm。

所述的頸關節、肩關節、肘關節、腕關節、髖關節、膝關節和踝關節在正常生理條件下關節角度在側視、俯視和正視三個方向上的運動幅度參數如表1所示：

表1駕駛員人體模型中主要關節角度的調節范圍

本發明的駕駛員人體模型包括上述人體10個主要環節和7個主要關節部分，并依據人體32個相關部位的體態參數和7個主要關節在正常生理條件下關節角度在側視、俯視和正視三個方向上的運動幅度參數建立，建立的人體模型具有結構合理，關節和環節數據可靠，可廣泛應用的特點。

附圖說明