家电产品人机工程分析与评价系统研究

结合工业设计的思想,研究开发一种工程分析与评价系统,并在人机设计过程中的检测技术与人机工程仿真虚拟人技术,建立虚拟人机环境,对姿势预测、舒适度、静态受力、可及范围等多个指标进行动态评价和分析.结果说明:该系统为设计过程节约时间,使人机工程分析早期介入设计过程中成为可能,有助于设计者对构思的理解、表达和验证,为设计人员进行交互式设计提供了很大的方便,为新产品的创新开发提供了大力的支持.     

适合重型商用车人机设计的数字人体模型研究

运用人体测量学、多刚体系统运动学、计算机图形学和人机工程学知识,研究一种泛型的数字人体模型系统框架。对数字人体模型目前在汽车人机工程设计应用中存在的问题进行分析。针对这些问题,研究如何在设计中正确运用人体数据以保证设计适应度的相关理论和技术问题,并对重型商用车人机工程设计内容、方法和性能评价进行研究和总结。在前述理论和技术基础上,开发了适合重型商用车人机工程设计的数字人体模型系统(System for heavy commercial vehicle ergonomic design,SHOVED),包括人体建模、汽车建模、方案设计、方案分析和优化等功能,能够帮助设计人员快速完成重型商用车的人机工程设计,并且在提高设计效率和品质的同时,能够准确地把握设计适应度。讲述泛型模型框架和SHOVED的概貌、组成、关键技术和应用原理。对今后的研究内容进行展望。     

基于人机工效学的人体建模和运动仿真

基于人机工效学的人体建模和运动仿真是虚拟现实技术中的研究热点之一。为使设计人员早在设初期就可评估人体工程因素和装配设计中的人体工学问题 ,本文介绍了人体模型的树层次结构及相关术语概念 ,根据反向运动学原理分析了虚拟人在完成抓取 /释放、坐立、下蹲等仿真过程中部件关联属性的特点和运行机理 ,最后讨论了在实现 RU L A姿势分析、NOISH提升分析和千卡 (Kcal)能量消耗方面的劳工模型及其运动仿真的具体运用     

健身器材的人机工程分析与评价系统

基于人体测量学理论,在CATIA软件的人机工程模块下,建立了健身器材相关的三维人体模型;并结合健身器材产品的人机特性开发了一个人机工程分析与评价系统.该系统能够对健身产品的人机特性进行有效的分析与评价,可给设计师提供反馈修改建议,支持产品创新.     

模块化与人机工程的协调性设计

为了解决雷达快速装运、快速架设等问题,提出了一种采用结构模块化设计与人机工程相结合的协调性结构设计方法。模块化设计与人机工程是结构设计技术发展中的前沿技术,文中对二者的结合应用进行了初步探索。该方法以人机工程学原理为基础,阐述自结构系统设计开始的模块化设计方法,实现模块化设计与人机工程协调统一的结构创新设计,解决了简易条件下雷达的快速装运架设问题。模块化与人机工程的协调性设计是对雷达结构设计多种技术融合应用的有益探索。     

工程机械人机可靠性研究与设计

从机械故障中人因差错概率入手,阐述工程机械人机可靠性设计理念,分析工程机械人机工程的设计进展,提出运用安全设计、信息技术等实现人机结合,提高工程机械的可靠性.     

人机携行外骨骼双腿交替多相行走建模与仿真

为了研究人机携行外骨骼行走过程中多相交替过程下运动学参数的变化规律,基于D-H坐标系对外骨骼建立运动学模型,运用Newton-Euler递归公式计算出行走过程中的运动学表达式。为实现外骨骼与人体的携行运动,通过位移姿态传感器对人体行走过程中各关节参数进行了测量与分析。基于西南交通大学第三代人机携行外骨骼为研究对象,在Adams环境中建立虚拟样机,以人体运动参数为驱动,对外骨骼进行运动学仿真,并以双腿多相交替过程为切入点,对仿真结果进行了分析。结果可为人机携行外骨骼驱动的测控系统提供可靠依据。     

维修性可达性设计中的人体手臂控制

可达性是机械产品维修性的主要指标,在设计阶段对产品进行可达性分析是维修性设计的重要内容。通过虚拟人手臂的维修动作仿真,结合碰撞检测对产品的可达性进行分析。采用D-H法建立了手臂简化运动学模型;基于粒子群算法对手臂姿态进行逆解运算;最后对Delmia进行二次开发,实现对人体手臂的运动控制,并对拆卸曲轴螺钉这一具体维修任务进行仿真验证,取得良好效果,证明本文方法的有效性。     

基于虚拟现实的工程机械人机工程设计研究进展

工程机械作为装备制造领域重要的基础建设工具,其人机工程设计质量对生产效率及安全的影响较为重要。为在工程机械装备设计阶段及时进行人机工效验证,避免试制风险,针对工程机械装备虚拟现实人机工程设计的方法进行了研究。通过对相关文献搜索整理与对比分析,梳理了近年来利用虚拟现实技术进行工程机械装备人机工程设计的研究成果,分析了工程机械装备驾驶舱内和驾驶舱外虚拟人机工程设计的研究内容,总结了基于虚拟现实的工程机械装备人机工程设计方法,为该领域的设计研究提供参考。     

基于CAXA平台的三维数字化人机检测技术研究

为解决产品开发过程中缺乏人机检测手段的问题,本文研究了工业设计过程涉及到的人机工程学内容,提出了一种新的人机检测技术,即在设计软件平台上建立人机检测模型库,用以帮助设计师对其设计进行人机合理性判断,并通过三维建模和软件编程的方法将人机检测模型库移植到数字化设计软件CAXA实体设计中,并且初步实现了这一设想。最后,通过产品实例验证了该技术在设计中的应用。     

浅谈健身划船器中对人的因素分析与研究

基于人机工程学原理,分析研究了人们在使用健身划船器过程中的动作情况、运动频率及相关关节运动轨迹、人体受力等人的因素,借此来帮助设计者设计健身划船器,使划船器更适用于人们进行健身锻炼运动.     

固定式显控台的造型设计与人性化设计研究

结合人机工程学原理和人机交互技术的相关数据,阐述了显控台造型设计中的诸多要素和发展趋势,分析了固定式显控台产品的造型设计方法。综合考虑显控台的整体造型设计、人机工程设计、设备散热设计、台面隔热设计和显示器升降机构等多方面综合因素,通过采用内部框架多种拼接形式,开发了开放式的直线型、弯折型和弧线型多种排列方式显控台,提出了固定式显控台造型设计思路及人性化设计的方法,使产品增加了安全性、实用性、经济性、美观性和舒适性,大大提升了产品核心竞争力。     

Virtual human modeling for interactive assembly and disassembly operation in virtual reality environment

Real operators are the initiators in assembly and disassembly activities. They participate throughout the whole process. In this sense, as an avatar of a real operator, virtual human (VH) plays an important role in virtual assembly and maintenance simulations. After detailed analysis of interactive assembly and disassembly process, the function requirements for VH are defined. Based on the defined requirements, the following works are done. First, a real-time driving model is established with a dynamic constraint applied to support personalized human model driving. Then, a driving error model is proposed for quantitatively analysis of VH’s driving error coming from the motion capture system. After that, on the basis of constraint processing method, an interactive operation modeling method for VH is presented. This method deals with interactive operation modeling in scenarios where VH manipulates the product directly, VH manipulates tools, and VH manipulates the product using tools. Finally, an assembly simulation for automobile engine connecting rod caps is implemented and a user survey is carried out. The survey result demonstrates the feasibility and validity of the proposed model and method.     

3-(P-)RS并联机构主轴的运动学研究与仿真

建立了3-PRS并联机构主轴的结构模型，通过运动学分析导出其运动学模型，并讨论了运用OpenGL图形库对主轴进行几何建模和运动学仿真。     

基于CATIA的桥式起重机司机室人机工程设计

为改善桥式起重机司机室作业环境,提高作业舒适度,对桥式起重机司机室的布局及各尺寸结合人机工程学相关理论进行了分析,并给出了尺寸建议,最后以人机工程虚拟仿真软件CATIA进行验证,分析了司机的视野范围、操作姿势舒适度和手部可达区域。结果表明结合人机工程学相关理论所设计的司机室符合人体舒适度要求,设计中加入了视频监控装置,可降低职业病发生的可能性,司机室尺寸优化结果可为起重机司机室设计提供重要的数据参考。     

一种6-DOF冗余驱动并联机器人模型分析与运动控制

主要研究8输入6-DOF冗余驱动并联机器人的动力学特性和运动控制方法,首先描述了该机器人的运动学约束条件,并分析其运动学特性;随后采用拉格朗日法建立机器人动力学模型,并设计模糊自适应PID控制器。最后运动学模型、动力学模型及模糊PID控制器进行了仿真,验证了模型的正确性和控制方法的有效性,为并联机器人参数选取和控制方案制定提供依据。     

基于人机工程学多功能轮椅的分析设计

针对轮椅在宜人性和适用性方面存在的问题,应用人机工程学理论设计了多功能轮椅。从多功能轮椅的关键部件中主要以便槽、靠背、坐垫的设计来考虑人机工程学在机械设计中的应用,采用了Pro/E软件进行三维实体造型。简述人机工程学与轮椅舒适性的密切关系,以及轮椅舒适性设计的主要相关参数。通过对主要部件的模型进行反复的分析论证,最后证实了该多功能轮椅工作的正确性和可靠性。     

基于单开链有序求解的机构正向运动学建模原理及其两种求解方法

提出了一种基于单开链有序求解的机构正向运动学建模原理。将机构分解为一系列具有不同约束度值的单开链单元,再根据约束度总和为零的原则,将一系列单开链单元划分为若干个自由度为零、耦合度为κ_i的基本运动链（BKC_i）,逐一按BKC_i建立含最少虚拟变量数目的机构位置方程;给出了具体的数值法和封闭法两种方法。由于数值法较简单,故用κ维搜索法直接求解机构位置方程;封闭法求解时先用Mathematica进行符号处理,从含变量数为κ的机构位置方程中导出一个一元高次的非线性位置正解封闭方程,再求解该一元高次方程。分别给出4个实例予以详细说明与验证。所提原理及求解方法思路清晰,可使机构正向位置方程中的变量和计算量大大减少,适用于求解任意复杂平面机构、空间并联机构的位置正解。