理论教育 人机系统仿真与评估技术优化

人机系统仿真与评估技术优化

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:对车辆舱室人机环境的分析评价,主要是对乘载员的舒适性、可达性和可视性等方面进行分析,以得出人机界面和人机交互设计是否符合人机环要求。活动空间是一种软约束,属于前述约束条件中的目标约束,可在布局优化建模时以目标函数的表达方式进行刻画。显控台与座椅的距离是一种软约束,可应用仿真软件,建立不同百分位的人体模型,并对其在数字仿真模型中的可达域和可视域进行工效学分析,对不同方案进行评价。

人机系统仿真与评估技术优化

对车辆舱室人机环境的分析评价,主要是对乘载员的舒适性、可达性和可视性等方面进行分析,以得出人机界面和人机交互设计是否符合人机环要求。

(1)舒适性分析,主要是利用RULA 分析法进行评价。RULA 系统分析包括以下几个条件:运动次数、静态下人体肌肉的负荷、力量、工作姿势、无冲击下的工作频率,所有因素结合起来提供一个最终的得分,来描述人体工作姿势的舒适度。RULA 分析法主要是通过判定被分析姿态的肩部、上臂、前臂、腕部、颈部、脊柱和腿部等各个关节扭转和旋转角度是否符合人的生理特性,并结合动作的运动频率,最后根据一套优化权重的评价体系得出相应的得分,根据不同的分数段来分析乘员操作姿态的舒适性。

(2)可达性分析,人体以肩关节为中心,手臂旋转所形成的空间,即为人体左右手的可达范围。对乘员可达性分析主要是计算出驾驶员、车长和炮长左右手所能触及范围包络形成的三维立体曲面,利用手部的包络空间,来分析和评价乘员操纵装置的安装位置是否合理。

(3)可视性分析,人体的视野范围根据要求进行界定,通过乘员双眼观察车外不同距离目标的视野范围,不仅可以直观地看到乘员的视野效果,并可以通过计算得到乘员的观察盲区,以此来分析评价不同百分位乘员的视野范围。

(4)空间舒适性,将舱室内部的尺寸、不同百分位人体参数、人体功能修正量、座椅H 点的高度等相关因素结合起来,对乘员的实际操作空间的大小是否使乘员感到舒适进行分析。

(5)人机系统评估与优化,对人机系统的设计进行评价和优化,主要考虑以下约束条件:(www.daowen.com)

·干涉距离,是指在舱室布局中台位之间的空间位置不能发生干涉的情况,因而干涉距离是一种硬约束,是必须满足的条件之一,属于前述约束条件中的位置约束,可在布局优化建模时以约束条件的表达方式进行刻画。

·容器约束,是指在舱室布局中考虑台位的布置应在舱室容器的范围内,不能超越舱室容器的边界,因而容器约束是一种硬约束,是必须满足的条件之一,属于前述约束条件中的几何约束,可在布局优化建模时以约束条件的表达方式进行刻画。

·干扰距离,是指在舱室布局中显控台与座椅之间对干扰有要求的距离,即有的台位需要进行精细的作业加工任务,因而要求与其他台位保持一定的间距。干扰距离是一种软约束,属于前述约束条件中的目标约束,可在布局优化建模时以目标函数的表达方式进行刻画。

·活动空间,是指在舱室布局中考虑作业人员休息活动的空间,由于舱室的空间和台位的空间已经给定,则剩余空间也是一定的,其中有些位置和空间是作业人员能活动的中心区域。活动空间是一种软约束,属于前述约束条件中的目标约束,可在布局优化建模时以目标函数的表达方式进行刻画。

·显控台与座椅的距离,是指在舱室布局中考虑到作业人员在完成人机交互时可具有良好的可达性和可视性,这就要求显控台与座椅的距离选取恰当使其既要满足作业人员在座椅上即可对显控台进行交互操作,又要满足显示屏正好落入作业人员的最佳视域之中。显控台与座椅的距离是一种软约束,可应用仿真软件,建立不同百分位的人体模型,并对其在数字仿真模型中的可达域和可视域进行工效学分析,对不同方案进行评价。

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