[发明专利]基于球坐标系的手伸及人机试验台架

说明书

本发明公开了基于球坐标系的手伸及人机试验台架，包括底座、座椅和手伸及测量装置以及手伸及固定架，所述手伸及测量装置主要由支撑架、水平弓片和竖直弓片组成，所述水平弓片和竖直弓片相互垂直安装在支撑架上，构成滑动机构，所述支撑架安装在手伸及固定架上，所述竖直弓片上设有可调的手伸及触及装置；所述座椅通过座椅调节机构固连在底板上。本发明提供的用于测量驾驶员手伸及能力的试验台架，其座椅行程、座椅高度，座椅安装位置、手伸及触及装置的位置、高度等均可以分别调节。并能够通过调节上述参数测定不同型号汽车不同驾驶员的手伸及困难度，从而进行手伸及数据的采集。

技术领域

本发明属于汽车产品设计开发中的人机试验台架装置技术领域，特别涉及用于手伸及的人机试验台架。

背景技术

当今社会，汽车已成为人们生活的重要组成部分，以人为中心的设计理念已被普遍地应用在汽车设计过程中，汽车人机工程设计的任务就是开发出使驾驶者感到操纵方便、不易疲劳，使乘坐者感到舒适、安全的汽车产品。在设计阶段，企业在进行设计方案的验证时，通常需要制造产品的物理模型，邀请技术人员和管理人员乃至目标用户对设计方案进行主观评价，但此种物理模型的制作成本较高，另外物理模型测试需要在设计方案基本成型后才能够进行，因此时间上比较滞后，再加之方案的修改和再评价必须返回设计环节进行改进，使得设计周期大大延长。正是因为存在上述问题，所以对可调节和反复使用的产品物理模型的研究和开发显得十分有必要。

驾驶员的操作舒适性与驾驶疲劳密切相关，是影响交通事故发生率的重要因素。驾驶员在开车过程中时常伸及到操作按钮，若将操作按钮布置在驾驶员易伸及的范围内，则可降低驾驶疲劳程度，从而减少交通事故，因此研究驾驶员手伸及对指导汽车空间设计具有重要意义。但若采用实车开展试验不仅不具有普适性，还会大大提高试验成本，且目前国内外并无关于此类型台架的研究与设计，基于此，本发明开发了一种可用于驾驶员手伸及试验的台架，可根据不同车型的设计布局进行调节，从而模拟实车开展试验，为驾驶员手伸及能力的研究提供了一个实验平台。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中用于手伸及试验台架不可调节的缺陷，提供了一种基于球坐标系的在X、Y、Z以及角度方向上可以分别调节的试验平台，以应用于不同车型手伸及能力的验证，从而模拟实车开展试验。

本发明的另一个目的是提供一种使用球坐标系进行手伸及能力衡量的方案。如果以座椅H点为坐标原点，建立笛卡尔空间直角坐标系，人体正面朝向定义为x方向，右手方向定义为y方向，垂直于x-y平面向上的方向为z方向，这样就可以得到一个基于座椅H点的空间直角坐标系。由于手伸及能力的台架试验在右侧驾驶(左舵)的国家进行，即驾驶员座位处于驾驶舱偏左，所以驾驶员的伸及界面应该是驾驶员身系安全带，左手握住方向盘，右手能够伸及到的点所构成的界面。那么驾驶员坐在座椅上的时候，右手可伸及的方向主要在第一卦限内，即x-y-z均为正值的卦限内。由于直接用三坐标进行计算会使计算过程过于复，我们可以将直角坐标转换为球坐标，即用水平方位角θ以及高度方位角Ф结合伸及半径R来确定组成伸及界面的点坐标。

本发明提供的技术方案为：

基于球坐标系的手伸及人机试验台架，包括：

座椅，其下端通过螺栓与座椅调节机构固连。

座椅调节机构。最上端为上固定板，其上部通过螺栓与座椅底部固连，下端与前后设置的上部U型板焊接。

前后设置的上部U型板左右两侧分别通过上部旋转轴与X型支撑板连接，上部旋转轴与X型支撑板旋转连接，为提升座椅高度方便。

两侧X型支撑板中部通过中部旋转轴连接，可绕中部旋转轴进行旋转，其下部与前后两侧的底座轴固连，下部前后底座轴进而与下部U型板固连。下部U型板与垫片相连，进而通过螺栓与固定座连接。