SU1092373A1

SU1092373A1 - Three-dimensional seating dummy

Info

Publication number: SU1092373A1
Application number: SU833560779A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Харламов; Василий Александрович Зубарьков
Original assignee: Kharlamov Aleksandr; Zubarkov Vasilij A
Priority date: 1983-03-04
Filing date: 1983-03-04
Publication date: 1984-05-15

Abstract

ТРЕХМЕРНЫЙ ПОСАДОЧНЫЙ МАНЕКЕН , содержащий соединенные тазобедренным шарниром панели торса и седалища , шарнирно установленные на панели седалища измерительный шток и элементы, моделирующие бедра, голени и ступни, а также грузы и измерительные приспособлени со шкалами, отличающийс тем, что, с целью расширени диапазона измерений путем обеспечени независимых друг от друга и от седалищной панели перемещений в вертикальной и горизонтальной плоскост х элементов, моделирующих нижние конечности, и измерени углов их отведени -приведени , он снабжен установленными на панели седалища соосно тазобедренному шарниру полуос ми с подвижно смонтированными на них карданными шарнирами, вилки которых жестко св заны с задними пластинами моделирующих бедра элементов, а передние пластины последних шарнирно соединены с элемен- § тами, модулирующими голени и ступни. СО со to со соTHREE-DIMENSIONAL FITTING, containing hip-joint panels of the torso and seat, pivotally mounted on the panel of the seat measuring rod and elements that simulate the hips, legs and feet, as well as weights and measuring devices with scales, characterized in that, in order to extend the range of measurements by providing displacements in the vertical and horizontal planes of the elements simulating the lower limbs independent of each other and from the sciatic panel; spinning, it is provided with a panel mounted on the seat-hip hinge coaxial with semiaxes E movably mounted on these universal joints, the fork being rigidly associated with the rear plate element simulating a hip, and the last front plate pivotally connected to elements § Tammy modulating crus and feet. CO with to with with

Description

Изобретение относитс к измерени м, в частности к устройствам дл оценки эргономических качеств рабочего места водител транспортного средства. Известен трехмерный посадочный манекен, содержащий соединенные та зобедренным шарниром панели торса и седалища, шарниром установленные на панели седалища измерительный шток и элементы, моделирующие голени и с упни, а также соединенные с элементами манекена грузы и измерительные приспособлени со шкалами 13. Недостатком известного манекена вл етс отсутствие в его конструкции элементов, модулирующих бедра. Это органичивает подвижность элемен хов, моделирующих нижние конечности и не обеспечивает воспроизведение на манекене естественных перемещений ног человека-оператора при выпо нении им рабочих операций, в частно ти отведени -Приведени бедер. Кром того, из-за жесткой св зи между эле ментами, моделирующими голени и седалище , возникает перекос всего манекена , установленного на сиденье в дител , а в случае разновысокого расположени ступней, характерного при наличии в кабине колесной ниши или при размещении одной ноги на пе дали управлени , а другой на полу, что искажает результаты измерений. Наиболее близким к изобретению л етс трехмерный посадочный манеке содержащий соединенные тазобедренным шарниром панели торса и седали ща, шарнирно установленные на панел седалища измерительный шток и элеме ты, моделирующие бедра, голени и ступни, а также грузы и измерительные приспособлени со шкалами 21. Недостатком указанного манекена вл етс то, что он обеспечивает пе ремещение элементов, моделирующие нижние конечности, только в вертикальной плоскости (сгибание-разгиба ние I и зти элементы имеют жесткую св зь между собой, чем ограничена область измерений. Целью изобретени вл етс расши рение диапазона измерений путем обе печени независимых друг от друга и от седалищцой панели перемещений в вертикальной и горизонтальной пло кост х элементов, моделирующих нижние конечности, и измерени углов их отведени -приведени . Указанна цель достигаетс тем, что трехмерный посадочный манекен, содержащий соединенные тазобедренным шарниром панели торса и седали ща, шарнирно установленные на панел седалища измерительный шток и элеме ты, моделирующие бедра, голени и ступни, а также грузы и измерительные приспособлени со шкалами, снабжен установленными на седалищной панели соосно тазобедренному шарниру полуос ми с подвижно смонтированными на них карданными шарнирами, вилки которых жестко св заны с задними пластинами моделирующих бедра элементов , а передние пластины последних шарнирно соединены с элементами, моделирующими голени и ступни. На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый манекен, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2. Трехмерный посадочный манекен содержит элемент, моделирующий торс человека, состо щий из основани 1 торса и жестко прикрепленной к нему панели 2 спины, и элемент, моделирующий седалище, состо щий из основани 3 седалища с угловым сектором В и седалищной пЛели 4. Торс и седалище соединены- тазобедренным шарниром 5, соответствующим расположению оси тазобедренных суставов Человека . На оси шарнира 5 смонтирован измерительный шток 5. На основании 1 торса закреплены кронштейны 7 дл монтажа торсовых грузов 8, воспроизвод щих массу торса человека и обеспечивающих соответствующее положение его центра т жести. На основании 3 седалища закреплены бедренные грузы 9. На торцах оси тазобедренного шарнира 5 смонтированы с возможностью вращени полуоси 10, свободными концами установленные в опорах 11, которые закреплены на боковых стенках седалищной панели 4. На полуос х 10 закрепле- ны тазобедренные грузы 12 с.нанесенными на них угловыми шкалами Г , (фиг. 31, а также установлены с возможностью фиксированного продольного перемещени крестовины 13 карданных шарниров. На крестовинах 13, положение которых на полуос х 10 фиксируетс стопорами 14, закреплены секторы 15 со шкалами Д. Вилки 16 карданных шарниров жестко св заны с задними част ми 17 раздвижных пластин , моделирующих бедра. Передние части 18 пластин бедер посредством коленных шарниров 19 соединены с телескопический элементами 20, моделирующими голени. Нижние концы голенных элементов 20 голеностопными шарнирами 21 св заны с элеменТсцми 22, моделирующими ступни. На наружных част х голенных элементов смонтированы голеНные грузы 23. Коленные и голеностопные шарниры снабжены угловыми шкалами соответственно Е и Ж. The invention relates to measurements, in particular, to devices for evaluating the ergonomic qualities of a driver’s workplace. A three-dimensional landing dummy is known, containing torso and seat panels connected by this joint hinge, a measuring rod and elements that simulate shin and lifting legs mounted on the seat panel, and weights and gauges connected to the dummy elements. A disadvantage of the known dummy is lack of hip modulating elements in its construction. This organizes the mobility of the elements that model the lower limbs and does not provide for the reproduction on the dummy of the natural movements of the legs of the human operator when he performs working operations, in particular for the abduction of the Hip. In addition, due to the rigid connection between the elements that simulate the lower legs and the seat, there is a distortion of the entire dummy mounted on the seat in the caliper, and in the case of a differently high foot position, which is characteristic of the presence of a wheel arch in the cab or gave control and another on the floor, which distorts the measurement results. The closest to the invention is a three-dimensional landing manik containing torso panels and hinge-connected panels and a seat, a measuring rod and elements that simulate the hips, legs and feet, as well as weights and gauges with scales 21, hinged on the panel of the seat. is that it provides the movement of elements, modeling the lower limbs, only in the vertical plane (flexion-extension I and these elements have a rigid connection with each other than Anichenic area of measurement. The aim of the invention is to expand the range of measurements by both livers independent of each other and from the front panel of displacements in the vertical and horizontal area of the elements simulating the lower limbs and measuring the angles of their withdrawal -generation. that a three-dimensional landing dummy containing torso panels and sedas of a torso joint connected to a hip joint, articulated on the panel of the seat measuring rod and elements simulating the hips, legs and stu Neither, but also weights and measuring devices with scales, are equipped with semi-axes mounted on the ischial panel of coaxially hip hinge with cardanic hinges movably mounted on them, the forks of which are rigidly connected to the back plates of the hip-modeling elements, and the front plates of the latter are hinged to the elements, simulating legs and feet. FIG. 1 schematically shows the proposed dummy, side view; in fig. 2 - the same, top view; in fig. 3 shows section A-A in FIG. 2; in fig. 4 shows a section BB in FIG. 2. The three-dimensional landing dummy contains an element that simulates a human torso, consisting of a base 1 of the torso and a back panel 2 rigidly attached to it, and an element that simulates a seat, consisting of a base 3 of the seat with an angular sector B and a sciatic shaft 4. The torso and the seat is connected by a hip joint 5, corresponding to the location of the axis of the hip joints of the Human. A measuring rod 5 is mounted on the axis of the hinge 5. On the base 1 of the torso there are brackets 7 for mounting the torso weights 8, reproducing the torso mass of the person and ensuring the corresponding position of his center of gravity. On the base 3 of the seat are fixed femoral weights 9. At the ends of the axis of the hip joint 5, the semi-axle 10 is mounted for rotation, the free ends mounted in the supports 11, which are fixed on the side walls of the ischial panel 4. On the semi-axis x 10, the hip weights of 12 s are fixed. the angular scales D laid on them (Fig. 31, as well as installed with the possibility of a fixed longitudinal movement of the crosspiece 13 of the cardan hinges. On the crossings 13, whose position on the semi-axis x 10 is fixed by stoppers 14, sec. tori 15 with scales D. The forks 16 of the cardan joints are rigidly connected to the backs of the 17 sliding plates that simulate the thighs.The front parts of the 18 thigh plates are connected by a knee hinge 19 to the telescopic elements 20 that simulate the tibia. The lower ends of the ankle elements 20 by the ankle hinges 21 associated with element feet 22. On the outer parts of the ankle elements, weights 23 are mounted. The knee and ankle hinges are provided with angular scales, respectively, E and J.

Манекен полностью соответствует требовани м к трехмерным посадочным манекенамг предъ вл емым ГОСТ 2030474 , стандартом SAEI 826 и Правилами 21 ЕЭК ООН.The dummy fully complies with the requirements for three-dimensional landing dummies according to GOST 2030474, SAEI 826 standard and UNECE Regulation 21.

Измерение биохимических параметров оператора при помощи манекена производитс следующим образом.The measurement of the biochemical parameters of the operator using a dummy is performed as follows.

Раздвижные части 17 и 8 пластин бедер и голенных элементов 20, а также крестовины 13 тазобедренных шарниров устанавливаютс по соответствующим клалам на отметках выбранного уровн репрезентативности и фиксируютс . Производитс размещение манекена на сиденье оператора согласно ГОСТ 22734-77 (ГОСТ 21015-75. При зтом элементы 22, моделирующие ступни ног, устанавливаютс в положение, соответствующее выполнению определенной трудовой операции, например, троганию автомобил с места ( лева нога - на педали сцеплени , права на педали подачи топлива I.The sliding portions 17 and 8 of the thigh plates and lower leg elements 20, as well as the crosses 13 of the hip joints, are mounted along the corresponding clamps at the marks of the chosen level of representativeness and fixed. The dummy is placed on the operator's seat in accordance with GOST 22734-77 (GOST 21015-75. In this case, the elements 22 that simulate the feet are set to the position corresponding to the performance of a specific labor operation, for example, starting a car from the spot (left leg - on the clutch pedal, right to pedal fuel I.

Регистрируютс величины углов в суставных сочленени х манекена по соответствующим шкалам, в частности: отклонение туловища от вертикали по угловому сектору В, угол между туловищем и бедром - по шкале Г, между бедром и голенью - по шкале Е, между голенью и стопой - по шкале Ж и угол отведени -приведени бедра/по шкале Д.The angles in the articular joints of the dummy are recorded on appropriate scales, in particular: the torso deviates from the vertical in the angular sector B, the angle between the torso and the thigh is on the scale D, between the thigh and the lower leg is on the scale E, between the lower leg and foot, on the scale G and angle of lead - hip thrust / according to scale D.

Изобретение относитс к устройствам , примен емым в научно-исследовательских и испытательских работах.This invention relates to devices used in research and testing.

Предлагаемый манекен обладает по сравнению с прототипом р дом преимуществ , расшир ющих возможности дл исследований и заключающихс в возможности измерени углов отведени приведени бедра, ре1;улировани рассто ни между центрами таз.обе)аренных шарниров в соответствии с уровнем репрезентативности, в одновременномThe proposed dummy has, compared with the prototype, a number of advantages, expanding the possibilities for research and the possibility of measuring the hip thrust angles, pe1, and measuring the distance between the centers of the pelvis, according to the level of representativeness, at the same time

измерении углов дл левой и правой ног при разновысоком их размещении, а также в независимости положени остова манекена от положени его ног. Это достигаетс карданным соединением элементов, моделирующих бедра , с осью тазобедренного шарнира и исключением жесткой св зи между названными элементами и седалищной панелью.measuring the angles for the left and right legs at their different height, as well as regardless of the position of the dummy's skeleton from the position of its legs. This is achieved by the cardanic joining of the elements that model the hips, with the axis of the hip joint and the elimination of a rigid connection between these elements and the ischial panel.

0 Предлагаемый манекен по сравнению с прототипом обеспечивает более естественную кинематику элементов, моделирующих нижние конечности. Он обеспечивает перемещение ног как0 The proposed dummy compared with the prototype provides a more natural kinematics of elements simulating the lower limbs. It provides movement of the legs as

5 в вертикальной плоскости (сгибаниеразгибание J, так и в горизонтальной (отведение-приведение К Это повыша-. ет объективность и достоверность оценки эргономических качеств рабочего места водител и расшир ет комп0 лекс измер емых биомеханических параметров - дополнительно обеспечивает измерение углов отведени -приведени бедер, что необходимо дл оценки удобства размещени ножных орга5 нов управлени .5 in the vertical plane (flexing J and flexing horizontally (lead and cast K This increases the objectivity and reliability of the ergonomic qualities of the driver’s workplace) and expands the complex of measured biomechanical parameters — additionally provides a measurement of the hip thrust angles, what is needed to evaluate the ease of placement of the foot controls.

Достигнута в предлагаемом манекене независимость перемещени элементов , моделирующих нижние конечности , друг от, друга и от седалищнойIn the proposed dummy, independence of the movement of the elements simulating the lower limbs is achieved, from each other, and from the sciatic

0 панели исключает перекос его остова при разновысоком размещении ступней ног, что важно при установке на манекене других измерительных устройств и приспособлений, например,0 panel eliminates the distortion of its core when differently placed feet, which is important when installing on the dummy other measuring devices and devices, for example,

5 дл определени параметров обзорности .5 to determine visibility parameters.

Кроме того, использование изобретени за счет обеспечени одновременного измерени биомеханики обеих ниж0 них конечностей сокращает трудоемкость и врем проведени испытаний образцов техники на всех стади х разработки (макетировани , доводочных работ и приемочных испытаний).In addition, the use of the invention by ensuring the simultaneous measurement of the biomechanics of both lower limbs reduces the labor intensity and time needed to test equipment samples at all stages of development (design, finishing and acceptance tests).

j .TIT77 j .TIT77

.,r, .,,,,.,}....., r,. ,,,,.,} ....

}}

//

1515

Фиг ЛFIG L

Claims

THREE-DIMENSIONAL LANDING MANNEQUIN, comprising torso and seat plates connected to the hinge, measuring rod and elements modeling hips, legs and feet pivotally mounted on the seat panel, as well as weights and measuring devices with scales, characterized in that, in order to expand the range measurements by providing independent from each other and from the sciatic panel movements in the vertical and horizontal planes of elements modeling the lower limbs, and measuring the angles of their abduction , it is equipped with axle shafts mounted on the seat plate coaxially with the hip joint with cardan joints movably mounted on them, the forks of which are rigidly connected to the rear plates of the elements modeling the hips, and the front plates of the latter are pivotally connected to the elements modulating the legs and feet. ~

Σ © ju

With