基于JACK的手机使用场景颈部及上肢关节舒适度评价分析

目的 探索人体坐姿状态下握持手机最舒适姿势。方法 基于人因工程学软件JACK,创建了三组不同百分位数字人P S、P 50和P 95 ,探究了颈部关节、肩部关节和肘部关节弯曲角度对颈部及上肢握持手机姿势舒适度的影响规律。并在Porter评价模型的基础上针对人体握持手机姿势构建了颈部及上肢关节舒适度评价模型。以颈部关节、肩部关节和肘部关节弯曲角度相对于Mode值的偏离值作为三组舒适度评价指标,并采用AHP法确定了三组指标的权重,根据所构建的颈部及上肢关节舒适度评价模型进行了舒适度评价。结果 视距保持不变,随着颈部关节弯曲角度的增大,颈部及上肢关节舒适度呈先递增后递减的趋势。当视距在35 cm^40 cm之间,且颈部关节弯曲角度在17°~19°之间,肩部关节弯曲角度在12°~14°之间,肘部关节弯曲角度在120°~121°之间变化时,人体握持手机颈部及上肢舒适度指数大于0.8,为较舒适状态。结论 该评价模型能够有效快速的进行关节舒适度评价。通过调节使用手机时关节弯曲角度,可以预防颈部及上肢关节疾病的产生。

主/次显示器视距设计对头部关节舒适度的影响

以视平线可与显示器中心重合为准,分别探讨显示器中心在视平线上方、下方时不同视距对头部关节舒适度的影响。实验自变量为视距(眼睛与显示器中心的水平距离),因变量为头部关节舒适度。实验结果显示:1)显示器中心在人视平线上方时,头部舒适性状态始终处于不舒适状态,此时视距与人的头部舒适性关系成正比,即视距越大,头部舒适性越好;2)显示器中心在人视平线下方时,头部关节舒适状态始终处于正常范围,舒适性程度随视距增大而减小。

合理范围内显示器倾斜角度对头部舒适度的影响

结合计算机辅助人机工程学软件JACK,构建P95百分位虚拟人并进行实验设计,探讨坐姿状态下人视水平线上方、下方显示器设计时不同倾斜角度对头部舒适度的影响(以头部关节舒适度值作为依据)。实验时自变量为显示器倾斜角度,因变量为头部关节舒适度。实验结果显示:1)坐姿状态下,显示器中心在人视水平线上方时,当顶端固定,显示器倾斜角向偏离虚拟人眼的方向逐渐增大时,舒适性无明显变化;当底端固定,显示器倾斜角向虚拟人眼的方向逐渐靠近时,舒适性越来越差;2)坐姿状态下,显示器中心在人视水平线下方时,当顶端固定,显示器倾斜角向虚拟人眼的方向逐渐增大时,显示器倾斜角与舒适性成正比;反之,当底端固定,显示器倾斜角向偏离虚拟人眼的方向逐渐增大时,显示器倾斜角与舒适性成反比。

仿人头颈部机器人跟踪运动控制

仿人头颈部机器人是仿人机器人的一部分,负责对视觉目标进行动态跟踪。为了能够精确跟踪目标,在系统运动学建模过程中,将机器人视场中心的视线作为一个具有伸缩自由度的连杆加入头颈部结构的运动学模型。通过双目视觉系统计算得到的目标点位置在数学模型上成为连杆机构运动的目标位置。为了使具有冗余自由度的头颈部机器人的运动更符合人类的动作行为,对用于消除运动学奇异点的阻尼最小二乘逆解算法进行了改进。改进后的修正算法不仅能够使机器人在运动过程中避开奇异点,而且能够实现算法上的关节限位,保证机器人运动的关节舒适度,使其更符合人类的行为习惯。仿真实验表明:这种算法在很大程度上提高了机器人运动的可靠性和稳定性。