TW480466B - Apparatus for simulating comfort level of taking a train - Google Patents

Description

480466 五、發明說明（1)

【發明所屬技術領域】 舒適性之鐵路乘 本發明係有關於可確實評量鐵路乘坐 坐舒適性速模擬裝置。 【習知技術】 為提升鐵路車輛的乘坐舒適性，因此有必要藉由 的立場對於因為軌道或車輛的狀態所產生的振動與加速产 的變化確實地加以評價。為進行該等評價，係將營業用ς 列車的一部份加以封閉，作為實驗用列車，再評估其在行 進間的狀況，而產生以下問題。 ^ 問題在於，在行進間，關於車輛或是軌道狀況的條件 _ 很難完全地加以考慮並重現，因此會產生評估的準確性因矚 而降低、在縮短時驗間隔以及增加實驗次數上造成成本上 與效率上的困難、開發時間因而變長、不容易改變性能或 是特性條件等種種問題。 另外，也有模擬裝置，藉由除了上下、左右、前後方 向’還可以在滾轉轴（繞前後轴的回轉）上施加振動之四 軸簡易振動臺，不使用實驗用列車而進行乘坐舒適性的模 擬（例如人體工學第33卷第113〜116頁，1997年）。該模 擬裝置可在四軸中的任意複數轴上同時施加振動。使用該 模擬裝置，可以解決實驗用列車在行進間的問題。。 jp 【發明所欲解決的課題】 但是，在實際的鐵路車輛中，除了上述四軸之外，還 有滾轉軸（繞上下轴的回轉）及俯仰軸（繞左右軸的回轉 )的振動存在，因此藉由上述四轴模擬裝置無法加以重

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現’使得乘坐舒適性的評估缺乏可靠性。 關於上述問題， 動之六軸模擬裝置， 動性能都相同，而所 相符。為此，僅使用 分，也無法對乘坐舒 此外，上述四軸 簡單裝置，無法產生 本發明之課題即 一可對於鐵路的乘坐 擬裝置。 雖然已經有 但是其上下 產生的振動 單純的六軸 適性加以適 模擬裝置， 身處車箱内 在於解決上 舒適性加以 加上搖晃軸與俯仰軸的振 、左右、前後各方向的振 的頻帶較低，與事實並不 模擬裝置其重現性並不充 當地評價。 只是座席由振動臺承載的 的感覺也是問題之一。 述問題，其目的在於提供 確實評價之乘坐舒適性模 【用以解決問題的手段及發明之效果】 舒適性模擬裝 為解決上述問題，本發明之鐵路乘 置，包括： 才果擬客室’棋擬鐵路車輛内部裝清· 客室承載臺，承載前述模擬客室； 基座，支持前述模擬客室； 八根弓丨動器，沿著連接以客室承载臺上一 為頂面及以基座上的假想三角形為底 、又心一角， 假想三角形的頂點的六邊而分別=面想八面體中， 由轉動地安裝在前述客室承載臺及前述基士端及下端可 驅動裝置，驅動前述各引動器；以及 ， 控制裝置，控制前述驅動裝置， 加在上下軸、左右軸、前後軸ί晃：對前述模擬客室: 早搖晃軸（繞上下轴的回」

2013-4092-PF.ptd 第5頁 五、發明說明（3) )、俯仰軸（繞左右軸的回魅、 回轉）之六軸之低頻册Μ #轉）以及滾轉軸（繞前後軸的 其特徵2 ▼的搖動或振動； 前述控制裝置係藉由限 上下方向分量、左古模擬客至所細加的振動的 分量的振動加速度與頻帶的上：得：=下、左右方向 之社果7為圖其為/用/際的車柄所作的乘坐舒適性問卷調查 、、口果為基準所製作的圖表， ~ 估的基準。在第7圖中上 乘 適係數作為評 (乘坐舒適ΪΓ數「Γ^ίΓ乘坐舒適性非常差 較，h τ ^數」）結果，與前後方向分量相 下方向分量、左右方向分量的振動加速度與頻帶必 ::以設定成較大的值。因此，如果將上下、左；頻：； 2的分量設定在同樣的範圍内，例如第4圖所示，將頻 渔上限設在5赫兹左右，則無法模擬人類會覺得敏感的 , 特別疋上下、左右方向分量的頻帶以較高為宜。 β在本發明之鐵路乘坐舒適性裝置中，控制裝置藉由控 制驅動裝置，可在六個軸向中之任意複數軸上同時施加^ 動控制裝置，在對於模擬客室所施加的振動之上下方 里、左右方向分量、前後方向分量中，對於前後方向錢 分量的振動加速度與頻帶的上限會配合實際情況而加以限 制’而上下方向分量、左右方向分量的振動加速度與頻帶 的上限則加以提高。 如此一來，在本發明的乘坐舒適性模擬裝置中，具有 第6頁 2013-4092-PF.ptd 480466 五、發明說明（4) 以下效果··第一，當乘客坐在模擬鐵路車輛 擬客室中時，會產生如同實際乘坐列車二感覺的模 以重現在六軸上的低頻帶位移及振動；二， 一’可 上下方向分量、左右方向分量、前後方向分' χ動分成 坐舒適性非常差的範圍為止都可以在各分量上加^使至乘 在本發明的乘坐舒適性模擬裝置中， 〇 = f現。 前述驅動裝置時，模擬客室的振動加速度中，^ 控制 分量的上限最Λ，而左右方向分量的上限居次為 $ : ^ 7圖’為了要得到在左右方向分量上乘坐適性 >差、、、 適性係”」）的結果，需要施加4 = :方向的…，左右方向分量的振動以 此外，在本發明的乘坐舒適性模擬裝置中， :適用t施加低頻，（例如1〇赫兹以下）的移動盘Si 的，但疋在施加於單位時間内發生多次振動之^ =赫兹以上）的振動時，s為裝置之組成較：頻：：： =用藉=丄在模擬客室的地板下，設有高頻率 高頻率振動並不只二 =產 頻帶值巧圍：’最好可以由前述引動器加以到敏感的 用模=路車舒適性模擬裝置中’係使 展π的槟擬客室，因此，坐在該模擬客室 2013-4092-PF.ptd 〇 第7頁 480466 五、發明說明（5) 中的乘客，會產生如同實際乘坐列車的咸 一 面更為完備，模擬客室中最好可以播飨^ 為了在廷方 的聲音與窗外景色。 減在鐵路車輛行進中 =外本發明之鐵路乘坐舒適性速模擬裝置，&座 2向上移動’因此對於鐵路車輛在行經彎 【發==】…地❹鐵路的乘坐舒適性。 以下以圖面說明本發明之較佳實施例。第丨圖A太眘 施例之乘坐舒適性模擬裝置全 ^圖為本實 坐舒適性模擬裝置!為本發明之左體右構二圖“本實施例之乘 ^ ^ θ I左右經常加速度裝詈之一 二I、、組成包括··模擬客室10、客室 六根引動器40、驅動震置5〇、控制裝置6〇。 基座30 模擬客室1 0為模擬鐵路車輛内部裝潰之密豆 的座席η，周圍也裝設了與輛路車輛相同 二’兩侧則設有模擬窗12。該模擬窗12設有：：=化 12β，在模擬行進的過程中映傻 、 行進間的影像。另外，模擬客室^二播放鐵路車輛在 <1 示中的，卜八，在模擬實驗中 會：鑛：：未示於圖 間的聲音。 會播放鐵路車輛在行進 客室承載臺20為承載槿撼安 10隔著高頻率振動臺25由客室承^ ^承載臺。f擬客室 動臺25為較小型的裝置，可. 室所承载。高頻率振 見上下、左右、前後轴三軸 2013-4092-PF.ptd 480466 五、發明說明（6) 的振可重現頻率為5〜4〇赫兹的高頻帶的振動。 “為利用六根引動器4〇對客室承載臺加以支撐的 .可沧著在左右方向延伸的兩根導軌31、31移 # =恶7可藉左右移動裝置32 (即相當於本發明之左右 f 移動。此外，左右移動裝置32在模擬行進試驗 中也可模擬在彎道中的行進。

二根引動器40，如第2圖所示，在以客室承載臺2〇的 假想三角形τι為頂面，以基細上的假想三角形T2為底面 所構成之假想八面體中，與假想三角形71與假想三角形τ2 的頂點相連接，分別設在邊的位置。各引動器4〇，其上 與客室承載臺20的底面連接而可自由轉動，其下端與基座 3。〇的頂面連接而可自由轉動。引動器4〇屬於油壓驅動引動 器（其振動發生部之組成包括油壓控制機構的活塞），如 第3圖所示，其上端為活塞桿41，其下端為油壓缸42。 驅動裝置50為驅動各引動器4〇的裝置，供給各引動器 40的油壓係由未表示於圖示中的油壓栗所產生。 控制裝置60 (相當於本發明中的控制裝置）係控制驅 動裝置50，使得由驅動裝置50的油壓泵所產生 ^

各引動器40以所需之壓力、流量驅動引動器4。的 於客室承載臺20上的模擬客室1〇施加上下轴、左右轴、前 後軸、搖晃轴（繞上下軸的回轉）、俯仰軸（繞左右轴的 回轉）以及滾轉轴（繞前後軸的回轉）等六個軸向施加低 頻帶的搖動以及振動。 一 此外，由六根引動器40可對於六個轴向施加低頻帶的

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搖動以及振動的裝置可稱之為六 自由度振動裝置。該六自 所知的史都華式六自由度 由度振動裝置之一應用例為廣為 運動。 接者說明本實施例之乘Φ备、② 主要以六自由度振動裝置為主。擬裝置1的動作， 六軸之振動時的動作說明圖 圖為對模擬客室施加 6〇,對驅動裝置50進行控U3圖所示，控制裝置、 塞桿41突出量，因此可 之：：整六根引動器40活 室施加上下、左右、前後=在客至承載臺上的模擬客 搖動以及振動。另夕卜，控制^俯仰、搖晃軸的低頻帶 5〇進行控制而在六轴中的以藉由對於驅動裝置 在此，控制裝置60控制上同時施加振動。 上下方向分量上的振動加速度為最：=二匕〇: 方向分量、前後方向；上下方向分量、左右 的方式控制驅動裝置50的情开;^動f速度上限全部-樣 向分量、左右方向分量： = 模擬客室10的上下方 具體而言，將鐵寻以提高。 量、左右方向分量、前後方=的振動分成上下方向分 動加速度的上限控制為相同時:=扭=處將各方向上的振 的圖面中，斜線所示的範圍。第振動模擬範圍如第4圖 乘坐舒適性為「3」時，上下 弟中，實線為表示在 速度的關係（參照第7圖（3)方向*分量上的頻率及振動加 為「3」時，左右方向分旦卜#^線為表示在乘坐舒適性 里上的頻率及振動加速度的關係

480466 丨 _丨 丨_ 五、發明說明（8) _

^ = ⑻）；_線為表示在乘坐 T 時’二麦方：分量上的頻率及振動加 ^ 7圖(c))。在之後的第5圖中 ：係（參照第 是相同。 T踝虛線以及點鏈線也 相對於此情況，在將上 限設成最大，而左右方&八Γ向刀置的振動加逮度的上 ^ , 右方向刀置的振動加速度的上限-欠之的 控制方式中，在如第5圖（a)〜（ 示為振動模擬的範圍H ’θ斜線區域所 頻帶上限降伋；^祛# 7 將刖後方向/刀1的低頻率的 限降低為5赫兹，但是上下與左右方向 帶的上限提高為10赫茲。換言之，上下、左右、义’ 中Si: 的最大值，係對應於第7圖⑷〜(c) 2不乘坐舒適性係數為「3」（乘坐舒適性非常差）時 =以設定，因此由六轴振動所產生d時 後的合成振動加速度其頻率可以 分量的振動f、Λ」（乘坐舒適性非常好）#情形時，各 擬頻率以較小為宜’因此乘坐舒適性模 帶的度振動裝置’在模擬客室1〇的乘員在低頻 非當# ί Γ動的情形中，可以在乘坐舒適性自非常好至 非㊉差的评價範圍中進行任意的評價。 動臺Ji卜上第5圖(a)、⑻、(c)中亦表示了由高頻率振 厅產生的振動模擬範圍。 擬裝ί著/以第6圖說明在使用本實施例之乘坐舒適性模 、置進行乘坐舒適性模擬實驗的情形中，實施順序之、一 歹’。在第6圖所說明的雖為左右方向分量的振動，但是其 第11頁 2013.4092-PF.ptd 480466

五、發明說明（9) 同。首先，測量實 量，以取得實際車 資料的處理與轉換 時的橫向加速度） 項。因此，左右移 讓基座30可以在左 的橫向加速度。另 度有關的資料進行 以積分得到位移量 驅動各引動器4〇而 。此外，高頻振動 的高頻振動，因此 動。因此，可依照 裝置的模擬客室1 〇 本實施例之乘坐舒 乘客坐在模擬鐵路 如同實際乘坐列車 頻帶位移及振動； 方向分量、前後方 圍為止都可以在各 客室的地板下設有 圍的振動之高頻振 他方向分量也是相 右’前後各方向分 使用電腦藉由進行 度（車輛行經彎道 高頻振動加速度三 經常加速度為準， 模擬客室10具預定 對與低頻振動加速 進一步地對速度加 控制驅動裝置50， 轴合成之低頻振動 為基準，產生三軸 二軸的合成高頻振 得乘坐舒適性模擬 如以上詳述， 下特色：第一，當 客室中時，會產生 重現在六軸上的低 下方向分量、左右 舒適性非常差的範 另外，在模擬 包括可施加高頻範 現向頻範圍的振動 際車輛之上下、左 輛測定資料。接著再 ，分成左右經常加速 、低頻振動加速度、 動裝置32，即以左右 右方向上移動，使得 外，控制裝置6 0，可 積分而得到速度，更 ，而以位移量為基準 使模擬客室1 〇進行六 臺2 5以南頻振動資料 使得模擬客室1 〇進行 實際車輛測定資料使 進行振動。 適性模擬裝置1具以 車輛内部裝潢的模擬 的感覺；第二，可以 第二，將振動分成上 向分量，即使至乘坐 分量上加以重現。 高頻振動臺25，藉由 動臺25之組成，可重 而模擬客室10可由未表示於 圖中的喇W播放鐵路車輛

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行進間的音效，而且可由模擬窗12重現行進中的景 此評估乘坐舒適性的乘客可以更進一步體驗實際^的因 覺，因此可以確實地對乘坐舒適性加以評估。 、感 更進一步地說，當鐵路車輛行經彎道時所產生 加速度，可由基座在左右方向上的移動加以模擬，因 更進一步地對鐵路的乘坐舒適性加以確實地評價。 另外，本發明之實施例，並不侷限於上述實施例 舉者，只要屬於本發明之技術範圍内，各種實施例亦包^ 例如 32而移動 的能力。 在上述實施例中，基座30係利用左右移動裝置 但是也可以讓基座在左右方向上具備自行移動 另外’控制裝置60在控制 室10的上下方向分量上的振動 右方向分量上的振動加速度之 際情形，將前後方向分量上的 者0 驅動裝置5 0時，雖然模擬客 加速度之上限為最大，而左 上限次之，但是也可依照實 振動加速度之上限改為次大 以說明，但是 、另外，各引動器40係以油壓式引動器加 並不僅侷限於此，例如也可使用電動式的。 【圖式簡單說明】 卜第1圖係I實施例之乘坐舒適性模擬裝i的全體組成 第2圖係引動器之組裝位置的說明圖。 480466 五、發明說明（11) 的振動 之動作 第3圖係對於模擬客室施加六個軸向 說明圖。 第4圖係當各方向分量的振動加速度上 動模擬範圍的說明圖。 相同時，振 變時，振 第5圖係當各方向分量的振動加速度上 動模擬範圍的說明圖。 & 之說明圖 第6圖係表示在進行乘坐舒適性實驗之實施順序一 例 第7圖係以乘坐舒適性係數為評價基準的圖表

【符號說明】 1〜乘坐舒適性模擬裝置 1 〇〜模擬客室； 11〜座席； 1 2〜模擬窗； 1 2 a〜映像裝置； 20〜客室承載臺； 25〜兩頻率振動臺； 30〜基座； 31〜導執；

32〜左右移動裝置； 4〇〜引動器； 4卜活塞桿； 42〜活塞缸；

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Claims (1)

1. 480466 1· 一種鐵路乘坐舒適性模擬裝置，包括： 模擬客室，模擬鐵路車辅内部裝清； 客室承载臺，承載前述模擬客室； 基座’支持前述模擬客室； 六根引動器，沿著連接以客室承載臺上的假想三角形 ^頂，及以基座上的假想二角形為底面之假想八面體中兩 假想三角形的頂點的六邊而分別設置，且上端及下端可自 由轉動地安裝在前述客室承載臺及前述基座·，

   驅動袭置，驅動前述各引動器；以及 控制裝置，控制前述驅動裝置，而對前述模擬客室施 加在上下軸、左右轴、前後軸、搖晃軸（繞上下轴的回轉 、f仰軸（繞左右軸的回轉）以及滾轉軸（繞前後軸的 回轉）之六軸之低頻帶的搖動或振動； 其特徵在於： 前述控制 上下方向分量 分量的振動加 分量的振動加 2·如申請 裝置，其中， 使模擬客室的 大，而左右方 3·如申請 擬裝置，其中 裝置係藉 、左右方 速度與頻 速度與頻 專利範圍 前述控制 振動加速 向分量的 專利範圍 ’前述模 由限制對模擬客室所施加的振動， 向刀里、前後方向分量中前後方, 帶的上限，而使得上下、左右方 帶的上限得以提高。

   第1項所述之鐵路乘坐舒適性模擷 裝置係控制前述驅動裝置，以便: 度中，上下方向的分量的上限最 上限居次。 第1或2項所述之鐵路乘坐舒適性 擬客室係藉由設置在其地板下方

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