CN101718633A - 一种多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统及其评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统及其评价方法，采用基于人机工程的试验用多自由度座椅系统和选换档手刹系统，根据实际所会出现的情况，设置相关参数，使之能适应多数群体，供试验与验证之用。座椅系统和选换档手刹系统平台包含：(1)基础平台：用于安装座椅系统和选换档手刹系统子平台；(2)座椅系统子平台：安装座椅，并且实现座椅的Z向上下调节自由度，以达到更改人体坐姿高度的舒适度；(3)选换档手刹系统子平台：安装选换档和手刹机构，实现选换档和手刹的X向、Y向和Z向自由度。
Description
技术领域
本发明涉及用于人机主观评价的多自由度座椅系统和选换档手刹系统，具体涉及一种多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统及其评价方法。
背景技术
随着全球汽车市场的发展和竞争日趋激烈，车辆人机工程性能正成为影响用户购买行为和使用满意度的重要因素，人机舒适度越来越引起各大汽车厂商的重视。目前车辆在正向人机工程开发时，座椅系统和选换档手刹系统的布置都是通过一些经验数据或对竞争车型进行测量所得的数据布置。这种传统上主要依赖于经验和逆向布置的方法，无法主观评价，往往会出现偏差，也无法较好地考虑各国、各年龄段人体尺寸的差异；造成车辆试制出来后，暴露出人机工程问题并再做方案更改时，会延误产品开发周期，造成巨额开发费用的浪费。迫切需要提供可验证多种方案、可重复利用的座椅系统和选换档手刹系统实物评价验证工具，同时这对车辆人机工程的研究和汽车座椅系统和选换档手刹系统的设计布置具有一定的指导意义。即现有技术中存在如下技术问题：无法在设计之初即主观评价座椅系统和选换档手刹系统的布置的合理与否。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统及其评价方法，弥补上述现有技术所存在的不足之处，提供一种基于人机评价试验用的多自由度座椅系统和选换档手刹系统。
用于人机主观评价的座椅系统和选换档手刹系统试验平台，采用基于人机工程的试验用多自由度座椅系统和选换档手刹系统，根据实际所会出现的情况，设置相关参数，使之能适应多数群体，供试验与验证之用。座椅系统和选换档手刹系统平台包含：(1)、基础平台：用于安装座椅系统和选换档手刹系统子平台；(2)、座椅系统子平台：安装座椅，并且实现座椅的Z向上下调节自由度，以达到更改人体坐姿高度的舒适度；(3)、选换档手刹系统子平台：安装选换档和手刹机构，实现选换档和手刹的X向、Y向和Z向自由度。
具体技术方案如下：
一种多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统，包括座椅安装子平台，选换档手刹安装子平台和基础平台，所述座椅安装子平台和选换档手刹安装子平台安装在基础平台上，所述座椅安装子平台用于安装座椅并可对其进行调节，所述选换档手刹安装子平台用于安装选换档和手刹机构并可对其进行调节。
所述座椅安装子平台对座椅的调节为垂直方向的上下移动。
座椅通过座椅连接件连接下方的所述座椅安装子平台。
所述座椅安装子平台包括手轮，蜗杆，蜗轮机构，齿轮，齿条；其中，手轮带动与之连接的蜗杆旋转，蜗轮机构与蜗杆向啮合并可随之旋转，所述齿轮与涡轮机构同轴并可随之旋转，齿条与所述齿轮相配合从而上下移动，推动与之连接的座椅连接件。
所述相配合的齿轮和齿条为4对，4根齿条均连接座椅连接件。
所述4根齿条分别从座椅的4角连接座椅连接件，对应每一齿条的齿轮的轴横向之间采用同轴器相连。
所述选换档手刹系统子平台对手刹机构和/或选换档机构的调节为前后和/或横向和/或垂直方向的移动。
所述选换档机构安装在一选换档机构连接件上，手刹机构安装在一手刹机构连接件上，所述换档机构连接件与手刹机构连接件分别连接进行调节的构件。
所述选换档手刹系统子平台包括水平横向的第一、第二T型导轨(d、e)，水平纵向的第三T型导轨(a)，垂直的第四、第五T型导轨(b，c)，第三T型导轨固定在基础平台上，第一、第二、四、五T型导轨分别与第三T型导轨连接。
所述换档机构连接件和手刹机构连接件均通过T型螺栓安装在第一、第二T型导轨(d、e)上，并可沿之水平横向移动。
第二T型导轨(d、e)通过T型螺栓安装在第四、第五T型导轨(b，c)上，并可沿其进行垂直上下移动。第四、第五T型导轨(b，c)通过T型螺栓安装于第三T型导轨(a)上，并可沿其进行纵向的前后移动。
所述基础平台通过调节螺栓来调整平台的水平度。
一种上述多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统的评价方法，采用如下步骤：
(1)根据经验和计算机仿真结果，设定一套或若干套座椅选换档手刹系统设计方案；
(2)具有不同人体尺寸的评价员针对每种人机工程设计方案进行评价；
(3)利用子平台的多自由度调节功能，在车辆人机试验平台上调节座椅的高度，获取最佳数据；
(4)调节选换档手刹的三向移动自由度获取最佳数据。
与目前现有技术相比，本发明：
1、新车型在设计之初，利用多自由度的座椅系统和选换档手刹系统，体现并验证人机操作的舒适性和方便性。并可以在验证后立即修正并再次验证设计方案，从而节省铣削模型的费用和开发周期，防止后续试制车出现“癌症”人机问题难以更改，降低汽车正向开发的风险；
2、能够形成系统化的座椅系统和选换档手刹系统的人机布置数据库，为正向开发座椅系统和选换档手刹系统的人机工程提供底蕴和强有力的技术经验支持；
3、如若后续试制车出现调整座椅系统和选换档手刹系统位置时，可以通过此试验平台来预先调整方案，使之提前主观评价感受是否更改合理，方便快捷。
附图说明
图1为车辆人机工程多自由度座椅和选换档手刹系统平台侧视图
图2(a)(b)为多自由度座椅系统平台示意图
图3(a)(b)(c)(d)为多自由度选换档手刹系统平台示意图
图中：
1基础平台
2多自由度座椅安装子平台
3多自由度选换档手刹安装子平台
4选换档机构
5手刹机构
6座椅
7调节螺栓
8：手轮
9：蜗杆
10：蜗轮
11：齿轮
12：齿条
13：第一轴
14：同轴器
15：第二轴
16：连接件
a-e：T型导轨
17：固定螺栓
f-k：T型螺栓
18：选换档机构连接件
19：手刹机构连接件
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
图1：车辆人机工程多自由度座椅和选换档手刹系统平台，由基础平台1、多自由度座椅安装子平台2、选换档手刹安装子平台3，基础平台1可以通过调节螺栓7来调整平台的水平度。
多自由度座椅系统子平台：见图2，多自由度座椅系统子平台可以实现的自由度是沿Z轴上下移动。当旋转手轮8时，蜗杆9旋转，与之相应旋转的是蜗轮机构10，与蜗轮10同轴13的齿轮11也一并旋转，同时齿轮11与齿条12相配合，齿条12实现上下移动，推动座椅连接件16，带动座椅6实现上下移动自由度。此安装子平台为了保证座椅的升降稳定性，采用四对齿轮齿条结构，由四根齿条连同座椅连接件16一起驱动座椅上下移动；同时为了保证座椅的升降一致性，本子平台采用同轴器14连接轴13和轴15，保证四根齿条的升降一致性，不至于产生升降卡死，保证安装升降一致性。
多自由度选换档手刹系统子平台：见图3，多自由度选换档手刹系统子平台可以实现的自由度是沿X轴、Y轴、Z轴三向移动。所有的自由度都是通过T型导轨实现的。选换档机构4安装在选换档机构连接件18上，手刹机构5安装在手刹机构连接件19上；两个连接件都是通过T型螺栓h、i跟T型导轨d、e连接，实现Y轴移动；T型导轨d、e通过T型螺栓k、j安装于T型导轨c、b，可以实现Z轴移动；T型导轨c、b通过T型螺栓g、f安装于T型导轨a，实现X轴移动；导轨a通过固定螺栓17固定在基础平台上。
当开发新车型时，首先根据经验和计算机仿真结果，初步设定一套或若干套座椅选换档手刹系统设计方案，然后邀请一群具有不同人体尺寸的评价员，针对每种人机工程设计方案进行评价，利用子平台的多自由度调节功能：在车辆人机试验平台上调节座椅的高度，以获取最佳的H30(人体坐姿H点和踵点之间的高度差)舒适值范围；同时可以调节选换档手刹的三向移动自由度，找到相对于座椅位置时最舒适最适合操纵的选换档手刹位置。通过这样的方法，便可以得到一种较优的座椅系统和选换档手刹操作系统人机工程设计方案，作为后续造型设计及整车其它系统设计的依据。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统，其特征在于，包括座椅安装子平台，选换档手刹安装子平台和基础平台，所述座椅安装子平台和选换档手刹安装子平台安装在基础平台上，所述座椅安装子平台用于安装座椅并可对其进行调节，所述选换档手刹安装子平台用于安装选换档和手刹机构并可对其进行调节。
2.如权利要求1所述的多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统，其特征在于，所述座椅安装子平台对座椅的调节为垂直方向的上下移动。
3.如权利要求2所述的多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统，其特征在于，座椅通过座椅连接件连接下方的所述座椅安装子平台。
4.如权利要求2所述的多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统，其特征在于，所述座椅安装子平台包括手轮，蜗杆，蜗轮机构，齿轮，齿条；其中，手轮带动与之连接的蜗杆旋转，蜗轮机构与蜗杆向啮合并可随之旋转，所述齿轮与涡轮机构同轴并可随之旋转，齿条与所述齿轮相配合从而上下移动，推动与之连接的座椅连接件。
5.如权利要求4所述的多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统，其特征在于，所述相配合的齿轮和齿条为4对，4根齿条均连接座椅连接件。
6.如权利要求5所述的多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统，其特征在于，所述4根齿条分别从座椅的4角连接座椅连接件，对应每一齿条的齿轮的轴横向之间采用同轴器相连。
7.如权利要求1-6中任一项所述的多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统，其特征在于，所述选换档手刹系统子平台对手刹机构和/或选换档机构的调节为前后和/或横向和/或垂直方向的移动。
8.如权利要求7所述的多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统，其特征在于，所述选换档机构安装在一选换档机构连接件上，手刹机构安装在一手刹机构连接件上，所述换档机构连接件与手刹机构连接件分别连接进行调节的构件。
9.如权利要求8所述的多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统，其特征在于，所述选换档手刹系统子平台包括水平横向的第一、第二T型导轨(d、e)，水平纵向的第三T型导轨(a)，垂直的第四、第五T型导轨(b，c)，第三T型导轨固定在基础平台上，第一、第二、四、五T型导轨分别与第三T型导轨连接。
10.如权利要求9所述的多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统，其特征在于，所述换档机构连接件和手刹机构连接件均通过T型螺栓安装在第一、第二T型导轨(d、e)上，并可沿之水平横向移动。
11.如权利要求10所述的多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统，其特征在于，第一、第二T型导轨(d、e)通过T型螺栓安装在第四、第五T型导轨(b，c)上，并可沿其进行垂直上下移动。
12.如权利要求10或11所述的多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统，其特征在于，第四、第五T型导轨(b，c)通过T型螺栓安装于第三T型导轨(a)上，并可沿其进行纵向的前后移动。
13.如权利要求1-6，8-11中任一项所述的多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统，其特征在于，所述基础平台通过调节螺栓来调整平台的水平度。
14.一种如权利要求1-13中任一项所述多自由度座椅系统和选换档手刹系统的评价系统的评价方法，其特征在于，采用如下步骤：
(1)根据经验和计算机仿真结果，设定一套或若干套座椅选换档手刹系统设计方案；
(2)具有不同人体尺寸的评价员针对每种人机工程设计方案进行评价；
(3)利用子平台的多自由度调节功能，在车辆人机试验平台上调节座椅的高度，获取最佳数据；
(4)调节选换档手刹的三向移动自由度获取最佳数据。
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