制造系统人因仿真参考模型及若干关键技术

人因仿真是对制造系统进行人因分析的重要手段。针对制造系统设计中人因的评价问题,提出了指导人因仿真实施的通用参考模型与系统方法,并给出了各个层次人因仿真的特点和应用领域。其次,给出了面向任务的人因仿真步骤和方法集,研究了建立任务网络模型、工作失误仿真以及工作任职需求仿真等关键技术。最后结合一个三维激光焊接生产单元的实例说明了人因仿真技术在自治生产单元设计中的应用。

基于人因仿真的卧式加工中心装夹操作舒适性评价方法

为了减少卧式加工中心工件装夹操作疲劳,提高工作效率和加工质量,提出了一种基于人因仿真的卧式加工中心装夹操作舒适性评价方法。从卧式加工中心装夹操作的特点出发,分析了装夹操作舒适性问题根源和影响因素;基于人机学原理,确定了卧式加工中心装夹操作舒适性评价指标;运用层次分析法建立了装夹操作舒适性评价体系;根据模糊评价的基本理论构建了装夹操作舒适性综合评价模型;利用人因仿真技术,以国产卧式加工中心630HF为例进行了装夹操作舒适性的综合评价,验证了文中提出方法的有效性。

基于Jack的基本护理人因仿真及分析

将Proe中建立好的护理床三维模型导入到Jack人因分析软件中;在仿真环境中创建第95百分位和等50百分位的女性分别作为病人与护理人员,完成静态仿真模型的建立;将基本护理过程分为抓取病人右手、抬起双腿和翻转身体三个主要动作,完成动态仿真模型的建立;并对护理人员进行下背部受力分析和静态强度预测,提出改进建议。

基于人因仿真分析的装配序列评价模型及应用

为减少装配作业疲劳,降低动作强度,提高装配质量和效率,提出了一种基于人因工程仿真分析的装配序列综合评价模型。以装配序列的人因性能优劣为目标,创建了包含定量与定性指标在内的综合评价指标体系;提出了装配序列人因工程仿真分析模型,通过虚拟仿真技术与人因分析方法获取人因性能的基础指标属性值。采用客观自适应熵权法和改进模糊层次分析法分别确定各定量指标和定性指标的权重,利用三角模糊数定量化定性评价值,基于Topsis框架得到适合人体作业的最优装配序列。最后结合Tecnomatix数字化仿真平台将该评价模型应用于某航天产品减速器可行装配序列的优选,验证了方法的有效性。

基于Jack仿真分析的适老化淋浴座椅设计

老年人洗浴困难,其淋浴座椅需进行人机工程学设计。为提高老年人的舒适度,改善老年人的沐浴体验,同时达到提高卫浴空间的安全系数的目的,本文通过分析不同养老模式下老年人沐浴行为特征,总结了老年人沐浴行为与流程。根据Jack虚拟仿真分析普通淋浴座椅老年人淋浴姿态,得到老年人舒适度、可达域和受力分析结果。最后,针对老年人洗浴难点,提出解决方案并围绕功能、造型、材质三个要素展开适老化淋浴座椅设计。

面向轨道装备的可视化人因综合仿真分析平台研究

目的提出一个集研究作业人员行为、作业设备和作业环境于一体的可视化人因综合仿真分析平台,为轨道装备设计方案提供直观可视、可重复的人体工程学评估手段。方法通过研究分析行为观察系统、运动捕捉系统、肌电测试系统、JACK虚拟人仿真系统和CAD设计及建模系统的功能及匹配性,构建能将真人作业虚拟化,能对虚拟动素进行评估,能对设计方案进行可视化人因适配分析,能生成虚拟人作业数据等功能的可视化人因综合仿真分析平台,并用案例论证了该平台的有效性。结论该平台适合用于轨道车辆、一些大型装备及相关工作空间设计方案的人体工效学评估。

基于人机工程学的篮球轮椅设计及仿真

综合分析篮球轮椅残疾人运动员的身心特点,根据百分位人体尺寸值、穿衣修正量、姿势修正量等计算得出篮球轮椅各零部件的相关尺寸;利用Proe软件设计出符合其特点的篮球轮椅三维模型;将建立的三维模型导入到Jack人因仿真环境中,建立第95百分位的中国男性作为运动员,将运动员和篮球轮椅作为一个有机整体,分析运动员在运动姿势下的单手和双手可及区域、舒适度、静态压力;结果表明所设计的篮球轮椅非常切合运动员的需求。

新一代市域列车客室人因仿真

市域列车客室设计的人机适配优劣直接影响着乘客的出行体验。本文结合人因仿真技术提出了基于JACK的市域列车客室人因仿真分析流程,并以新一代市域列车客室为例进行人因仿真分析研究:首先根据新一代市域列车客室设计方案构建虚拟仿真模型;然后合理选择典型百分位虚拟人对客室关键设施和空间进行人机适配仿真分析;最后基于人因仿真结果来评判设计方案是否满足使用需求。研究表明:该人因仿真分析流程适用于在列车客室设计阶段进行人因仿真评估,进而为保障市域列车客室的人机适配质量提供参考依据。

秸秆收获压捆机驾驶室人因改进分析

为改进某型号秸秆收获压捆机驾驶室的人机系统性能,从人的因素出发,研究显控装置的可视性、操纵装置的可达性、座椅的可调性和驾驶室的空间布局等影响驾驶员操作舒适性的因素。以Jack软件为平台,对由虚拟秸秆收获压捆机驾驶室模型和虚拟驾驶员模型组成的人机系统进行人因仿真试验,分析现有驾驶座椅的H点分布曲线、视野及可视域、双手可达域、驾驶员工作姿势评级、下背部受力,预测驾驶姿势下静态强度风险。利用H点域重新确定H点,依托人机工程设计理论提出改进建议。最后,重复进行Jack人因仿真试验来验证改进方案的有效性。结果表明:所论述的方法能够对该型号秸秆收获压捆机驾驶室的改进设计提供有效数据和支持。

高速列车头型设计方法研究

为保证我国高速列车头型设计的综合质量,提出一种高速列车头型设计方法。对高速列车头型设计的要点、设计策略和设计流程进行了论述。以3X型高速列车头型设计为例,对设计方法进行验证。实例表明:高速列车头型设计方法将技术、美学、文化和人因4要素作为一个系统在设计过程中加以考虑,能够有效提高高速列车头型设计的综合质量,具有可行性和实用性。

无辅助抓握件地铁车内扶手布置设计研究

目的从能实现"抓得到,不碰头,抓位多"的角度研究一种无辅助抓握件的地铁车内扶手布置设计方案。方法通过分析现有的3类典型地铁车内扶手,将其分为可提供高位抓位的横杆和可提供低位抓位的竖杆,进而提出使用横杆的旅客呈"一"字形分布,使用竖杆的旅客围绕竖杆呈圆形分布;然后结合中国人体站姿尺寸和横、竖杆直径,提出了一种无辅助抓握件的地铁车内扶手布置设计方案,并用JACK软件对其进行人因仿真分析与评估。结论该设计方案满足设计要求,具有较好的人机使用特性,对于无辅助抓握件地铁车内扶手的设计有一定的参考价值。