汽车乘员人体质心位置的几何求解法

为了乘用车辆总体设计及座位布局设计提供参数依据,本文基于已有的汽车乘员人体质心位置计算基本原理和公式,首先根据国家标准给出的成年人人体惯性参数求解人体各体段质量及质心位置,其次对人体质心计算公式进行变换及分析,再次以三维CAD软件CATIA为例建立了汽车乘员人体质心位置计算的几何模型,使用此几何模型可以即时得到汽车乘员人体质心位置,而不需要进行复杂的计算。经仿真系统验证此人体质心计算用几何模型可行可靠,并且丰富完善了车身总布置用参数化人体模型功能。     

服装CAD中三维人体建模技术的研究及应用

根据服装CAD的要求,提出了一种基于截面环求取三维人体模型的建模方法,对读入的人体扫描数据进行特征识别后,按特征点位置确定若干个截面与人体求交,再对每一截面环等距离散,生成规则的人体网格模型,通过特征尺寸的调整以保证建模结果的精确度.与此同时,运用截面环数据,提取人体模型各部位的关节点,实现了由关节点驱动的人体动态建模.上述人体模型应用于服装设计及模拟,取得了良好的效果.     

汽车乘员人体质心位置计算方法研究

乘员质心位置作为计算汽车整车各种加载质量状态质心的重要输入数据,直接影响最终的计算结果。本文以国家标准给出的成年人人体惯性参数为基础,结合汽车人体坐姿布置设计情况,进行分析和转换,通过求解人体各体段质量及质心位置,得到汽车乘员人体质心位置的计算公式。由此得到的人体质心数据能更好地满足汽车整车质心位置计算的需要。     

服装CAD中三维人体尺寸信息提取技术的研究

三维人体尺寸信息提取方法是三维服装 CAD 系统中关键技术。本文讨论了人体尺寸信息的提取方法,提出了尺寸信息自动提取的方案和在服装 CAD 系统中的相关算法。具体实现方法是:首先根据人体扫描数据重构人体模型,然后对服装中应用的主要人体尺寸如颈围、胸围、腰围、臀围、肩宽等作几何特征的分析,最后提取尺寸信息。     

人群简化模型与人行桥TMD参数设计研究

用两段连续弹性杆模拟静立人体,建立人群-人行桥-调谐质量阻尼器(TMD)振动系统。将静立人群简化建模为单个的广义人体,研究广义人体-人行桥-调谐质量阻尼器振动系统的动力特性及TMD参数设计。运用最小二乘原理确定广义人体的相关参数,通过与已有的实验数据对比,验证了将静立人群简化为广义人体模型的正确性。以均方根加速度作为人体舒适度的优化准则,分析了人行桥TMD的最优频率比和最优阻尼比。         

基于CATIA V5的中国成年人数字人体模型研究

人体模型是产品人机工效分析的重要基础工具。针对CATIA V5中缺少中国人体模型的问题,本文通过中国成年人人体尺寸项目与CATIA V5中人体变量的对比分析,找出了中国成年人人体尺寸中缺少的测量项目,在此基础上建立了一个完整的中国成年人人体模型尺寸数据文件。建立中国数字人体模型作为满足人生理需要的设计依据,根据人机工程学理论并考虑人的心理认知,通过计算机辅助人机设计确定人性化操作空间。     

基于K&C试验台的汽车动力总成惯性参数精确测试方法研究

汽车动力总成惯性参数(质量、质心位置和转动惯量)的精确测试一直是汽车行业内难点.如何设计汽车动力总成惯性参数高精度的测试方法,是整个汽车测试行业共同关注的问题.本文以中国汽车技术研究中心悬架KC试验台为基础,对汽车动力总成惯性参数测试方法进行了研究.通过杠杆原理和转动惯量平行轴移动定理对试验测得结果进行计算,得到汽车动力总成的惯性参数,并对测试结果精度进行了标定验证.结果表明该方法具有非常高的测试精度,可进行汽车动力总成惯性参数精确测试.     

基于MEMS传感器和Unity3D的人体运动捕获系统

随着人机交互技术的发展,人与计算机之间自然、多模态交互将成为人与计算机之间交互的主要方式,而这首先需要计算机可以正确地理解和捕捉人的行为特征,运动捕获技术正是在这种背景下提出来。通过运动捕获技术,计算机可以理解人体动作,用户就可以通过体态、方位、手势和表情等模态向计算机发出指令、传达信息等,因此运动捕获是新一代人机交互中的关键技术之一。目前基于MEMS惯性传感器的动作捕获研究主要针对动漫和电影制作,价格昂贵;随着传感器的集成度变高,价格逐渐降低带来了新的系统设计需求。在原有动作捕获技术基础上,设计并实现一种普适性更好的人体动作捕获系统原型,原型系统实现了基于惯性传感节点的人体运动信息的采集与融合、节点与汇聚节点的数据传输、虚拟人体模型实时动作呈现程序;实现了从数据测量到采集,再到模拟呈现的全过程。     

抵肩射击人枪系统模型及后坐灵敏度分析

为了研究人体作用对武器射击后坐运动产生的影响,根据人体射击运动的特点和规律,将抵肩射击人枪模型简化为由手臂等效质量和武器组成的两刚体两自由度模型,将人体对武器的作用简化为等效弹簧和阻尼器的缓冲作用.通过数值仿真计算,得到与实验相似的结果.对系统模型中人体的作用参数进行灵敏度分析,辨识出影响武器后坐运动的主要人体因素.     

面向座椅舒适性分析的三维人体参数化建模

应用三维坐姿人体模型可在座椅的设计阶段高效精确地进行座椅几何舒适性分析。参照二维坐姿人体模板拟定三维坐姿人体模型的结构要素,采用基于特征造型的方法构建三维人体模型。采用基于原型模型的参数化建模方法,实现对三维坐姿人体模型的参数化驱动。通过＂人—椅＂模型的几何匹配,自动精确提取坐姿人体模型的姿态角度,对比人体坐姿标准舒适角度范围,实现座椅舒适性的评价和分析。     

基于转动惯量的刚体9个惯性参数的测量

针对三维空间,提出了一种可以同时测量刚体9个惯性参数的新方法。利用气体静压轴承低速自由转动时其角速度是一个随时间衰减的单指数函数这一运动规律,测量物体绕任意轴的转动惯量,通过9次测量最终求出刚体的9个惯性参数。设计了一套物体惯性参数测量仪,该测量仪可以同时测量三维空间中物体的9个惯性参数。测量过程中无需重新装配,减少了中间测试量及人为干预误差,使测量时间缩短,测量精度提高。     

鱼形机器人C形转向的运动特性研究

基于C形转向的仿生学研究和简化物理模型,建立了鱼形机器人快速转向的运动学方程,分析了体干中线运动步态和鱼体质心的运动规律.计算了鱼形机器人的转动惯量、驱动力矩和阻力矩,建立了C形转向的动力学模型.通过前摆转向的多步态仿真游动实验,解析了鱼体柔性段弧长和相对弯曲度对质心轨迹、转动惯量、力矩、转动角位移及最大转动角速度的影响,提出了有效提高鱼形机器人快速转向性能的方法.     

A new method for estimating subject specific body segment parameters using motion tracking data

Current segment inertial parameter estimation methods can be categorised as either regression, geometric or mass scanning based. Regression methods estimate segment parameters by developing regression equations using cadaver or live subject data. Geometric based methods model body segments as basic geometric shapes and calculate segment parameters assuming uniform density throughout the volume. Mass scanning methods also assume uniform density, but calculate segment shape and volume from mass scanning measurements. The first category does not yield subject specific segment parameters. The other two categories require time-consuming segment measurements and uniform density assumptions. This paper presents a new method for estimating subject specific body segment parameters that utilises work and energy equations and only requires kinematic and kinetic data from a standard walking trial. A preliminary evaluation of this method has been performed and results were comparable to current anthropometric data and average values obtained from mass scanning technology.     

液阻悬置惯性通道阻尼特性的实验与计算分析

以一轿车动力总成惯性通道型液阻悬置为研究对象,讨论了线性与非线性集总参数模型和模型中物理参数的特点及应用范围;应用流体力学有限元分析的方法,计算得到了惯性通道两端压力差与其中液体流动流量的关系,设计并制作了实验台,对计算结果进行了验证.利用惯性通道中液体流动的动量方程和惯性通道两端的压力差与其流量的关系,采用最小二乘方法,得到了惯性通道中液体流动的阻尼参数.该方法得到的阻尼参数,在较大激振频率和激振振幅范围内反应了惯性通道的阻尼特性.利用非线性的集总参数模型和本文方法得到的惯性通道阻尼特性参数,对一液阻悬置的动态特性进行了计算分析,计算结果和实验结果具有较好的一致性.     

滑阀真空泵转子惯性力和惯性力矩完全动平衡的探讨

降低滑阀式真空泵的振动对提高泵的质量、延长泵的寿命有着重要的意义。根据质量矩定理和动忸矩定理对单缸滑阀真空泵的转子运动状况进行了分析，分别提出了转子惯性力和惯性力矩完全动平衡的条件。按照惯性力平衡条件进行的实验表明，转子等运动部件在按此平衡条件作了部分改动后．泵的振动明显降低。     

The axial motion effect on the dynamic response of a laterally vibrating frame subject to a moving load

Summary In this paper the combined effect of the longitudinal inertia and other parameters on the free and forced motion of a laterally vibrating two-bar frame is thoroughly discussed. These parameters are: joint mass and its moment of inertia, slenderness ratio as well as moment of inertia and length ratios. The field equations are those of the classical dynamic analysis with the unique exception that the effect of the axial contraction (or extension) of the bar axes is accounted for when establishing the translational kinematic continuity boundary conditions. Such an effect may lead — under certain conditions of geometrical configurations of the frame — to serious discrepancies between standard dynamic analysis and the analysis presented herein. This is confirmed by means of a thorough parametric discussion of the dynamic response of the frame acted upon by a moving load.With 7 Figures     

Parameter identification for human body segment models

For the practical implementation of computer simulation or analysis of human motion in ergonomics, orthopaedics, sports, and other areas, the respective models must be individualized by assigning them subject-specific parameter values such as those for segment parameters. Several methods and their efficiency are discussed for determining this parameter set for a given subject. It is shown that the anthropometrico-computational method is presently the most accurate and reliable technique with potential for further improvement.     

盾构隧道衬砌整环力学机理模型

目前未见有普遍适用的理论公式来表征盾构隧道衬砌结构参数的内在联系。该文首先提出了用“代表性区段”体现整环结构弯曲刚度特征的思想,然后建立了通缝和错缝条件下管片环拼装力学机理模型,接着运用力学模型推导出弯曲刚度有效率和弯矩提高率等参数的取值公式和相互关系式,最后验证了公式的正确性。研究表明:力学模型能够推导出弯曲刚度有效率、管片体弯矩提高率、管片接头弯矩减少率、衬砌结构参数之间的关系公式;管片接头弯矩减小率未必等于管片体弯矩提高率,表明传统采用单一弯矩提高率值的做法不够科学;匀质圆环法还能给出环间接头径向最大剪力取值,并且其结果较为可靠;参数取值公式中有两个重要的中间参数,与环向相对刚度和径向相对刚度具有相似性,应予重视。参数取值理论公式的提出,对揭示盾构隧道整环拼装内在力学本质有着重要价值。     

基于质量线法的驾驶室惯性参数识别试验研究

准确的驾驶室惯性参数,包括质量、质心位置、转动惯量和惯性积等,是整车动力学分析的基本参数。本文以某国产重卡整备驾驶室为研究对象,利用LMS数据采集系统测量频率响应函数,采用称重法获得重卡驾驶室的平面质心位置。从频率响应函数中提取质量线计算质心位置,与称重法结果进行对比,X方向误差为1.99cm,Y方向误差为0.68cm。该结果表明质量线法具有较高的测量精度。计算整备驾驶室的转动惯量、惯性积、主惯性矩和惯性主轴方向,并对引起试验误差的原因进行分析。     

测量物体转动惯量的新方法研究

利用刚体绕定轴转动的动能定理,在建立了单轴气浮台绕定轴转动的转动惯量与时间关系的基础上,提出了一种基于单轴气浮台利用能量衰减测量物体转动惯量的新方法。通过理论推导得出了测量物体转动惯量的实验计算式,并进行了实验验证,实验测量结果与理论计算结果的相对误差均在±0.5%以内。