基于主观评价和生物力学仿真的驾驶姿势舒适性研究
发布时间：2021-10-13 14:32
驾驶姿势舒适性是设计符合人体工程学的车辆的重要考虑因素,目前需要研究一种方法来评估驾驶姿势舒适性中的“体内效应”和“感知效应”。国内外许多学者都试图以生物力学参数来表征人体的“体内效应”,以主观评价来表征“感知效应”。同时,已有大量文献证明,驾驶姿势受到驾驶室环境、人体尺寸差异等因素的影响。因此,研究在不同的实验自变量的影响下,驾驶姿势、生物负荷和主观评价的差异与联系,从生物负荷的角度来解释驾驶姿势选择机理,并且建立不舒适度评价模型,对于改进驾驶姿势舒适性设计意义重大。本文通过人机试验台架驾驶姿势实验和AnyBody生物力学仿真获取了驾驶姿势舒适度主观评价数据、驾驶室布置参数、驾驶员尺寸和生物负荷参数。借助于显著性检验、相关性分析等统计学方法,从布置参数和驾驶姿势两个方面,研究了驾驶姿势选择机理。最终,总结了可能的下肢/上肢驾驶姿势选择机理,并建立了不舒适度评价模型。本文主要进行了下述具体的研究:（1）基于实验和仿真的数据获取。进行了人机试验台架驾驶姿势实验,通过设置不同的实验自变量,获得了不同舒适程度的驾驶姿势下的关节角度和舒适度主观评价数据。建立了与台架实验实况尽可能吻合的AnyB...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
身高、体重的频率分布
吉林大学硕士学位论文101）身高2）体重图2.1身高、体重的频率分布2.2.2实验设备本次实验在课题组制作的三维可调人机试验台驾上进行，如图2.2所示。使用三维H点装置（HPM）来确定驾驶室布置的关键基准点和尺寸，如图2.3所示。使用图2.4所示的角度测量仪和图2.5所示的双臂角度尺测量角度。使用卷尺测量距离。人机试验台架主要由可调座椅、可调踏板、可调转向盘、可调地板四部分组成。可调座椅由可前后平移的座椅底座、角度可调座垫、角度可调靠背、高度可调头枕四部分构成。座椅的座垫和靠背由电机驱动转动。通过调节丝杠可以改变地板高度。踏板固定在地板上，通过手动调节弹簧松紧来改变踏板角。可调转向盘由高度可调的固定支架、转向盘、水平方向可调的单向模组、360°可调的角度调节机构以及锁止机构构成，单向模组固定在固定支架上，角度调节结构通过锁止机构固定在单向模组上。图2.2实验过程实拍图
第2章驾驶姿势实验与生物力学建模11图2.3三维H点装置侧视图图2.4角度测量仪图2.5双臂角度尺2.2.3实验设计与步骤（1）驾驶室布置参数根据课题组前期积累的乘用车车型数据，选取了3款畅销车型的驾驶室布置参数作为研究对象，结合人机试验台架的行程调节范围，确定了驾驶舱的布置参数，其中关键的布置参数见表2.2。驾驶室布置参数的定义见表2.3和图2.6。本文设置了H30、L11、H17以及A27四个变量，产生了九种驾驶室配置情况。表2.2驾驶舱关键布置参数车型H30/mmL11/mmH17/mmA27/（°）A47/（°）A40/（°）CAR125945864113/16.5/205025CAR227944465013/16.5/205025CAR329939766813/16.5/205025
【参考文献】：
期刊论文
[1]AnyBody环境下人体步态的逆向动力学研究[J]. 徐欢欢,何育民,孙朝阳,郭超. 机械科学与技术. 2019(12)
[2]基于肌肉骨骼负荷的上肢姿势不舒适度评价方法[J]. 张丽珍,邵祺,杨加庆,赵嘉敏,宋政,戴鹏. 工业工程与管理. 2017(05)
[3]汽车椅面倾角对驾驶员乘坐舒适性的影响分析[J]. 高振海,高菲,沈传亮,程悦. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(08)
[4]基于JACK的驾驶姿势的下肢关节受力及舒适度分析[J]. 尹清松,廖前芳,周前祥,解芳,柳忠起. 航天医学与医学工程. 2016(06)
[5]结合自然语言处理与改进层次分析法的乘用车驾驶舒适性评价[J]. 卢兆麟,李升波,Schroeder Felix,周吉晨,成波. 清华大学学报(自然科学版). 2016(02)
[6]RBF人工神经网络在坐姿评价中的应用[J]. 蔡云龙,吴国新,黄骥. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2015(06)
[7]驾驶员脚部舒适性改进方案[J]. 孙成武,陈林萍,俞燕,汤忠英. 机械. 2015(03)
[8]C级车座椅舒适度主观评价分析[J]. 储艳,陈君毅,吴海波,钱吉. 北京汽车. 2014(01)
[9]基于人机工程学的轿车驾驶室座椅研究[J]. 马广韬,柳天. 沈阳建筑大学学报(社会科学版). 2013(04)
[10]腰靠在驾驶员脊柱上最佳支撑的研究[J]. 王波,金晓萍,成波. 汽车工程. 2012(12)
博士论文
[1]基于肌肉骨骼生物力学载荷的驾驶人腰部舒适性研究[D]. 孟祥杰.清华大学 2015
硕士论文
[1]基于驾驶员肌肉力仿真分析的驾驶舒适性研究[D]. 汪海洋.合肥工业大学 2016
[2]基于AnyBody生物力学仿真的驾驶姿势舒适机理研究[D]. 华猛.吉林大学 2015
[3]基于肌肉力的驾驶不舒适度评价[D]. 姚建辉.武汉理工大学 2014
[4]驾驶员骨骼肌肉生物力学建模及坐姿舒适性研究[D]. 桑春蕾.吉林大学 2013
[5]驾驶员转向操纵实验平台设计及转向操纵舒适性研究[D]. 王漫.中国地质大学（北京） 2013
[6]基于人机工程学的拖拉机驾驶室设计研究[D]. 梁海莎.南京农业大学 2012
[7]重型商用车驾驶员坐姿舒适性仿真研究[D]. 陈景辉.吉林大学 2009
[8]人机工程学在工程机械驾驶室布置设计的应用研究[D]. 黄建兵.吉林大学 2004
本文编号：3434858
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
身高、体重的频率分布
吉林大学硕士学位论文101）身高2）体重图2.1身高、体重的频率分布2.2.2实验设备本次实验在课题组制作的三维可调人机试验台驾上进行，如图2.2所示。使用三维H点装置（HPM）来确定驾驶室布置的关键基准点和尺寸，如图2.3所示。使用图2.4所示的角度测量仪和图2.5所示的双臂角度尺测量角度。使用卷尺测量距离。人机试验台架主要由可调座椅、可调踏板、可调转向盘、可调地板四部分组成。可调座椅由可前后平移的座椅底座、角度可调座垫、角度可调靠背、高度可调头枕四部分构成。座椅的座垫和靠背由电机驱动转动。通过调节丝杠可以改变地板高度。踏板固定在地板上，通过手动调节弹簧松紧来改变踏板角。可调转向盘由高度可调的固定支架、转向盘、水平方向可调的单向模组、360°可调的角度调节机构以及锁止机构构成，单向模组固定在固定支架上，角度调节结构通过锁止机构固定在单向模组上。图2.2实验过程实拍图
第2章驾驶姿势实验与生物力学建模11图2.3三维H点装置侧视图图2.4角度测量仪图2.5双臂角度尺2.2.3实验设计与步骤（1）驾驶室布置参数根据课题组前期积累的乘用车车型数据，选取了3款畅销车型的驾驶室布置参数作为研究对象，结合人机试验台架的行程调节范围，确定了驾驶舱的布置参数，其中关键的布置参数见表2.2。驾驶室布置参数的定义见表2.3和图2.6。本文设置了H30、L11、H17以及A27四个变量，产生了九种驾驶室配置情况。表2.2驾驶舱关键布置参数车型H30/mmL11/mmH17/mmA27/（°）A47/（°）A40/（°）CAR125945864113/16.5/205025CAR227944465013/16.5/205025CAR329939766813/16.5/205025
【参考文献】：
期刊论文
[1]AnyBody环境下人体步态的逆向动力学研究[J]. 徐欢欢,何育民,孙朝阳,郭超. 机械科学与技术. 2019(12)
[2]基于肌肉骨骼负荷的上肢姿势不舒适度评价方法[J]. 张丽珍,邵祺,杨加庆,赵嘉敏,宋政,戴鹏. 工业工程与管理. 2017(05)
[3]汽车椅面倾角对驾驶员乘坐舒适性的影响分析[J]. 高振海,高菲,沈传亮,程悦. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(08)
[4]基于JACK的驾驶姿势的下肢关节受力及舒适度分析[J]. 尹清松,廖前芳,周前祥,解芳,柳忠起. 航天医学与医学工程. 2016(06)
[5]结合自然语言处理与改进层次分析法的乘用车驾驶舒适性评价[J]. 卢兆麟,李升波,Schroeder Felix,周吉晨,成波. 清华大学学报(自然科学版). 2016(02)
[6]RBF人工神经网络在坐姿评价中的应用[J]. 蔡云龙,吴国新,黄骥. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2015(06)
[7]驾驶员脚部舒适性改进方案[J]. 孙成武,陈林萍,俞燕,汤忠英. 机械. 2015(03)
[8]C级车座椅舒适度主观评价分析[J]. 储艳,陈君毅,吴海波,钱吉. 北京汽车. 2014(01)
[9]基于人机工程学的轿车驾驶室座椅研究[J]. 马广韬,柳天. 沈阳建筑大学学报(社会科学版). 2013(04)
[10]腰靠在驾驶员脊柱上最佳支撑的研究[J]. 王波,金晓萍,成波. 汽车工程. 2012(12)
博士论文
[1]基于肌肉骨骼生物力学载荷的驾驶人腰部舒适性研究[D]. 孟祥杰.清华大学 2015
硕士论文
[1]基于驾驶员肌肉力仿真分析的驾驶舒适性研究[D]. 汪海洋.合肥工业大学 2016
[2]基于AnyBody生物力学仿真的驾驶姿势舒适机理研究[D]. 华猛.吉林大学 2015
[3]基于肌肉力的驾驶不舒适度评价[D]. 姚建辉.武汉理工大学 2014
[4]驾驶员骨骼肌肉生物力学建模及坐姿舒适性研究[D]. 桑春蕾.吉林大学 2013
[5]驾驶员转向操纵实验平台设计及转向操纵舒适性研究[D]. 王漫.中国地质大学（北京） 2013
[6]基于人机工程学的拖拉机驾驶室设计研究[D]. 梁海莎.南京农业大学 2012
[7]重型商用车驾驶员坐姿舒适性仿真研究[D]. 陈景辉.吉林大学 2009
[8]人机工程学在工程机械驾驶室布置设计的应用研究[D]. 黄建兵.吉林大学 2004
本文编号：3434858
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