CN105466696B - 一种用于测试车辆手刹装置的手部运动包络测试系统及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种用于测试车辆手刹装置的手部运动包络测试系统及其方法，所述系统包括：具有手刹手柄的手刹装置，所述手刹手柄适于被手动操作以从抬高的手刹收起位置运动到手刹放下位置，手刹包络测试装置，所述手刹包络测试装置包括容纳手动操作所述手刹手柄的手的手部运动轨迹的空间，和用于填充所述空间的弹性材料，可调节支架机构，其中所述手刹装置和手刹包络测试装置固定安装到所述可调节支架机构，所述可调节支架机构的高度能够被调节。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆人机工程学实验测量装置和测量方法，特别涉及一种用于测试车辆手刹装置的手部运动包络测试系统及其测试方法。
背景技术
随着现代社会的发展，人们对汽车舒适性的要求越来越高。汽车设计已经不仅仅局限于设计一台速度更快，功能更多的汽车；更多的汽车设计着眼于如何让汽车服务于人，而不是让人适应汽车。如何改进和完善汽车人机工程，使得驾驶员在驾驶过程中更舒适，已经成为当今汽车设计的重要研究课题之一。
在汽车人机工程中，手刹与周围零部件的布置，尤其是杯托与手刹的位置关系直接影响了驾驶员驾驶汽车时手部的舒适性，进而影响到驾驶员整体驾车感受。目前，传统的关于汽车手刹人机工程主要依靠后期实物模型进行主观评估。一方面，制造实物模型需要花费大量的资金；另一方面，制造模型一般在整车设计后期，其他零部件已经定型，如果发现主观评估不理想，很难修改设计或者需要大量人力物力进行修改，甚至拖延项目进度。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种用于测试车辆手刹装置的手部运动包络模拟测试系统及其模拟测试方法，能够反复多次采集多人的不同手部运动轨迹以形成最大运动包络结构，通过三维数字重建，将这个最大的运动包络转化为3D数字造型，用于汽车设计前期，从而为公司节省大量的人力物力。
根据本发明的一方面，提出一种用于测试车辆手刹装置的手部运动包络测试系统，包括：具有手刹手柄的手刹装置，所述手刹手柄适于被手动操作以从抬高的手刹收起位置运动到手刹放下位置，手刹包络测试装置，所述手刹包络测试装置包括容纳手动操作所述手刹手柄的手的手部运动轨迹的空间，和用于填充所述空间的弹性材料，以及，可调节支架机构，其中所述手刹装置和手刹包络测试装置固定安装到所述可调节支架机构，所述可调节支架机构的高度能够被调节。
优选的是，弹性材料在手的操作压力下适于产生与手部运动轨迹匹配的变形，并且在压力消失时所述弹性材料不会回弹变形，从而在多人用手操作手刹装置之后，所述弹性材料形成手部包络结构。
优选的是，所述手刹包络测试装置还包括在限定所述的空间的四周的壁上形成的多个泄压孔，当压力过大时所述弹性材料通过泄压孔溢出到外部。
优选的是，，通过对所述弹性材料的手部运动包络结构进行数字扫描生成3D数字模型以用于手刹人机工程的设计。
优选的是，弹性材料包括橡皮泥或花泥。
优选的是，可调节支架机构包括底座和安装到底座上的支撑板装置，所述底座的四个支柱上装有成排的等距离布置的止动销，支撑板装置的四个臂上设置有成排的齿，通过调节止动销和齿之间的槽的啮合位置，调节支撑板装置相对于底座的距离，以调节整个支架机构的高度。
优选的是，手刹装置和手刹包络测试装置都通过紧固构件固定安装到所述支撑板装置上。
优选的是，手刹包络测试装置还包括用于移动所述手刹包络测试装置的两个把手。
根据本发明的另一方面，还提出一种使用上述的手部运动包络测试系统的模拟测试方法，包括如下步骤：使多人手动操作手刹装置，从而使得手刹包络测试装置的弹性材料在手的操作压力下产生与手部运动轨迹匹配的变形并且在压力消失时所述弹性材料不会回弹变形，从而所述弹性材料形成手部包络结构；以及通过对所述弹性材料的手部运动包络结构进行数字扫描生成3D数字模型以用于手刹人机工程的设计。
附图说明
图1a是根据本发明的实施例的用于手刹装置的测试系统的立体示意图，其中手刹装置的手柄处于拉起位置，
图1b是根据本发明的实施例的用于手刹装置的测试系统的立体示意图，其中手刹装置的手柄处于放下位置，
图2是根据本发明的实施例的用于手刹装置的测试系统的俯视剖面示意图，
图3根据本发明的实施例的用于手刹装置的测试系统的测试操作实物图，
图4是对图3的测试系统的测试操作实物进行扫描后的扫描图，
图5是将本发明的的测试系统的测试结构应用于汽车手刹装置的设计实例。
具体实施方式
如图1a所示，根据本发明的一个实施例，用于手刹装置的测试系统包括手刹装置1，可调节支架机构2以及手刹包络测试装置6。手刹装置1安装在可调节支架机构2上，当模拟驾驶员驾驶汽车时，手刹装置分别处于拉起或者放下手刹的状态，图1a和图1b分别显示手刹拉起状态3a和放下状态3b的示意图。在图1a所示的拉起手刹状态中，手刹装置1的手刹手柄11突出到手刹包络测试装置6的上方，而在图1b所示的放下手刹状态中，手刹装置1的手刹手柄从拉起状态向下运动α角度下落到在手刹包络测试装置6内的最低位置，图1a和图1b中没有手刹装置用手进行手段操作，于是手刹包络测试装置6中手运动轨迹的包络测试操作。可调节支架机构2用于支撑整个系统以及调节手刹驾驶员驾驶汽车时的驾驶位置；手刹包络测试装置6用于测试和记录在推拉手刹时不同测试人员的手部运动轨迹。
如图2所示，手刹装置1通过三个螺栓5a,5b,5c或者其他紧固件固定于可调节支架机构2上。因此，可以根据需求更换不同的手刹装置，适应不同手刹和车型的需求。手刹包络测试装置6包括用于接收手刹运动的空间，该空间的四周通过壁限定并由弹性材料10填充该空间。弹性材料10必须具备在较小的压力下就能随着手部变形的性能，并且在压力消失时，不会回弹变形，或者回弹很小的特性，例如橡皮泥，花泥等。为了防止弹性材料10回弹变形，手刹包络测试装置6在四周的侧壁上开有多个泄压孔4。当压力过大时，弹性材料可以通过泄压孔溢出手刹包络测试装置，这样就不会因为弹性力而使得在手部压力消失后，弹性材料10回弹变形。另外，手刹包络测试装置6的面对手刹装置1的侧壁上设置有用于手刹手柄运行的中间开口。手刹包络测试装置6通过螺栓4a,4b固定于可调节支架系统2上，便于拆装。该手刹包络测试装置还安装有两个把手9a和9b，便于移动整个装置位置。
可调节支架机构2包括底座21和安装到底座上的支撑板装置22，底座21的四个支柱7上装有成排的等距离的止动销12a，同时，支撑板装置的四个臂23设置有对应的成排的齿12b。通过调节止动销12a和齿12b之间的槽的啮合位置，就可以调节支撑板装置相对于底座的距离，以调节整个支架机构的高度，从而调节手刹位置到测试人员驾驶位置之间的距离。根据本发明的实施例，手刹装置1和手刹包络测试装置6都固定安装到上述支撑板装置22上。
图3展示了本发明经过多人用手把握手刹装置的手柄并将手刹装置从拉起位置释放带手柄放下位置的测试后，在手刹包络测试装置6的弹性材料10里形成手部包络结构12a。图4为本发明的手刹包络测试装置6的手部包络结构12a的扫描模型，将这个扫描模型转化为3D模型后，就可以应用于手刹及其周边结构设计应用中。如图5所示，转化为3D模型的手刹包络结构12c与手刹周围零部件没有干涉，说明该手刹环境布置符合人机工程。如果有干涉，再进行修改3D模型，相比较于制作模型，这种方法具有可重复使用，节省人力物力成本，较早发现问题等优点。
上述实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构，链接方式以及用于采集运动包络的材料都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不排除在本发明的保护范围之外。
Claims (8)
1.一种用于测试车辆手刹装置的手部运动包络测试系统，包括：
具有手刹手柄的手刹装置，所述手刹手柄适于被手动操作以从抬高的手刹收起位置运动到手刹放下位置，
手刹包络测试装置，所述手刹包络测试装置包括容纳手动操作所述手刹手柄的手的手部运动轨迹的空间和用于填充所述空间的弹性材料，
可调节支架机构，其中所述手刹装置和手刹包络测试装置固定安装到所述可调节支架机构上，所述可调节支架机构的高度能够被调节，其中弹性材料在手的操作压力下适于产生与手部运动轨迹匹配的变形，并且在压力消失时所述弹性材料不会回弹变形，从而在多人用手操作手刹装置之后，所述弹性材料形成手部运动包络结构。
2.根据权利要求1所述的手部运动包络测试系统，其特征在于，所述手刹包络测试装置还包括在限定所述的空间的四周的壁上形成的多个泄压孔，当压力过大时所述弹性材料通过泄压孔溢出到外部。
3.根据权利要求1所述的手部运动包络测试系统，其特征在于，通过对所述弹性材料的手部运动包络结构进行数字扫描生成3D数字模型以用于手刹人机工程的设计。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的手部运动包络测试系统，其特征在于，弹性材料包括橡皮泥或花泥。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的手部运动包络测试系统，其特征在于，可调节支架机构包括底座和安装到底座上的支撑板装置，所述底座的四个支柱上分别装有成排的等距离布置的止动销，支撑板装置的四个臂上分别设置有成排的齿，通过调节止动销和齿之间的槽的啮合位置，调节支撑板装置相对于底座的距离，以调节整个支架机构的高度。
6.根据权利要求5所述的手部运动包络测试系统，其特征在于，手刹装置和手刹包络测试装置都通过紧固构件固定安装到所述支撑板装置上。
7.根据权利要求1-3中的任一项所述的手部运动包络测试系统，其特征在于，手刹包络测试装置还包括用于移动所述手刹包络测试装置的两个把手。
8.一种使用根据权利要求1-7中的任一项所述的手部运动包络测试系统的模拟测试方法，包括如下步骤：
使多人手动操作手刹装置，从而使得手刹包络测试装置的弹性材料在手的操作压力下产生与手部运动轨迹匹配的变形并且在压力消失时所述弹性材料不会回弹变形，从而所述弹性材料形成手部运动包络结构；
通过对所述弹性材料的手部运动包络结构进行数字扫描生成3D数字模型以用于手刹人机工程的设计。
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