[發明專利]基于人機工程的復興號動車組駕駛室分析方法

在審

• 申請號: 201910987643.2
• 申請日: 2019-10-17
• 公開（公告）號: CN110674594A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 金立生;郭柏蒼;王禹涵;賈素華;華強;孫棟先;閆福剛
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 22201 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 張巖

1.一種基于人機工程的復興號動車組駕駛室分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、利用三維建模軟件Rhino對列車外殼、駕駛室內裝、駕駛臺及其附屬部件以及座椅進行三維立體建模，建立駕駛室模型；

B、取P5人體模型為1600mm，P50人體模型為1742mm，P95人體模型為1900mm，在RAMSIS中建立人體模型建立人體模型；

C、人體姿勢計算與約束：以舒適坐姿把人體約束在座位上，給定周邊環境數據以及約束條件，計算出駕駛員最可能的駕駛姿態；

D、空間布置尺寸鏈確定：

D1對列車駕駛室空間布置進行初期設計，在操縱臺高度確定的條件下，座椅與操縱臺的相對位置關系為尺寸鏈閉環，駕駛室座椅為可調座椅，上下可調節范圍為80mm，前后可調節范圍為200mm；

D2、采用極限設計法，設計為P5人體模型在座椅可移動范圍的最前端下端，P50人體模型在座椅可移動范圍的中間位置，P95人體模型在座椅可移動范圍的最后最上端；

D3、進行前方信號燈視野分析，是否可以看到高低處信號燈；

D4、在駕駛員前方低處信號燈視野被嚴重遮擋時，進行人機優化，調節閉環尺寸鏈，使得駕駛室的空間布置滿足駕駛員的駕駛需求，具體為：調節座椅平面到駕駛室地板的垂直距離，以P50人體正常坐姿時為基準進行調整；

D＝f^a-h+m (1)

式中：D為調整后距離，f^a為P50人體正常坐姿時大腿到地面的垂直距離，h為大腿厚度，m為尺寸修正量；

D5、依據P50人體手臂長度調節座椅到操縱臺的水平距離，保證駕駛員的伸及性；依據項目經驗調節操縱臺位置，保證駕駛員眼點到前窗玻璃的距離；

E、駕駛員伸及性分析：分析駕駛員手部伸及性包絡面有無覆蓋工作臺面；

F、前方視野性分析：駕駛員進行約束之后，對其前方視野性進行分析，駕駛員在正常駕駛時是否可以清楚的看到高低處信號燈；

G、儀表盤視野分析：保持駕駛員駕駛姿勢不變，將駕駛員頭部分別向左，向右轉動角度α，確定是否可以看到臺面上所有的儀表顯示器；

H、空間性分析：選取P50的人體模型，將其約束到參觀位置處，保持身體正常直立，測量頭頂部與駕駛室內裝的垂向距離，是否滿足中等身材的人站立要求；

I、舒適性分析：在RAMSIS中建立舒適性評價指標，包括三部分：總體不舒適性、身體各部位不舒適性和脊柱健康指數，將P5、P50、P95三種人體模型分別約束好，進行坐姿駕駛舒適性分析，得到的身體各部位的舒適性評分；

J、基于G1法的駕駛員舒適度進行評價。

2.根據權利要求1所述的一種基于人機工程的復興號動車組駕駛室分析方法，其特征在于：步驟C，所述約束包括：c1.人體的H點與座椅的設計H點；c2.左腳踵點與踏板平面；c3.左腳踏點與踏板平面；c4.右腳踏點與踏板平面；c5.右腳踏點與踏板平面；c6.右手與解調器，左手放在駕駛臺平面上。

3.根據權利要求1所述的一種基于人機工程的復興號動車組駕駛室分析方法，其特征在于：步驟D4，所述尺寸修正量為衣服厚度，鞋子厚度。

4.根據權利要求1所述的一種基于人機工程的復興號動車組駕駛室分析方法，其特征在于：步驟I，所述總體不舒適性包括疲勞值和總不舒適感覺值兩部分，評分從0到8，其值越低越好；身體各部位不舒適性包括頸部、肩膀、背部、臀部、腿部、手臂的不舒適感覺值，評分從0到8，評分值小于2.5時是非常理想的結果，2.5～5.5之間認為是可以接受但需要改進的，高于5.5則是不可接受的；脊柱健康指數也是從0到8，其值在4～5之間是可以接受的。