基于人机工程学的抢险救援车仪器布置优化

2018-06-07 神汽专用车

4 JACK仿真优化设计

4.1 可达域分析

各个仪器应该按照各自的重量和尺寸设置在消防员的舒适域内,可达性分析主要针对的是仪器舱仪器架的尺寸和排列方式。JACK软件的可达性分析模块可以根据选取适当的参考点生成单手或双手的可达域。第50百分位的左手可达性分析图,如图2所示。

结果表明,对千第50百分位的消防员借助踏板能够轻松够到仪器。若将人体模型换成第95百分位模型,位置条件和关节角度取值,仍按上述结果选取。结果显示对于第95百分位的左手借助踏板能勉强够到左上角的仪器,这时需要输人踏板的调节量。当踏板上调90mm时,第95百分位的左手能得到良好的可达域,故踏板应设计为可调。


4.2 运动舒适性分析

在JACK中有Porter、Krist、Grandjean、Rebiffe、Drey2、fuss2D、Dreyfuss3D六种舒适性评价极型,其中最常用的是Dreyfuss3D极型,它最全面,覆盖了涉及到舒适性的16个关节。利用Dreyfuss3D模型能进行全面的人体舒适性分析。分析数据,如表1所示。

4.3 分析结论

由JACK的操作姿势评价模块,可达性分析模块和舒适性分析模块的评价结果表明:若以第50百分位的消防员生理尺寸来定义,仪器舱中的仪器架尺寸布置合适,所有位置均处在可达域内;在舒适度评价上,除去左上角和右上角的两个单元,均处在舒适度范围内;从动作的力矩范即来看,在抓取大部分仪器时,关节受力的均衡性较好,受到伤害的可能性很小,但抓取最上面和最下面的仪器,消防员要做很大幅度的转动,易造成脊柱疲劳损伤,这些位置应布置不太常用且重量较小的仪器。若以第95百分位的消防员生理尺寸来定义,需要踏板上调100mm左右才可得到以上结论。


5 结束语

在抢险救援车的总体设计理念中,随着其动力系统、液压系统、控制系统等技术的日趋成熟,车辆仪器布置的人机工学设计越来越受到各大厂商的重视。好的人机工学设计将会极大地提高应急情况下操作的准确度和舒适度,降低操作的疲劳度,能节省操作时间,从而给消防员提供一个舒适、安全、省力的操作环境,为抢险救援任务的顺利完成提供保障。梳理了利用JACK人机分析软件进行抢险救援车仪器布置设计与优化的技术路线,并结合具体的设计案例阐述了具体的应用流程,对提高国内抢险救援车仪器布置及相关领域的整体设计水平具有一定的价值。