專利名稱：一種多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)及其評價方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于人機主觀評價的多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)，具體涉及
一種多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)及其評價方法。
背景技術(shù)：
隨著全球汽車市場的發(fā)展和競爭日趨激烈，車輛人機工程性能正成為影響用戶購 買行為和使用滿意度的重要因素，人機舒適度越來越引起各大汽車廠商的重視。目前車輛 在正向人機工程開發(fā)時，座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的布置都是通過一些經(jīng)驗數(shù)據(jù)或?qū)Ω?爭車型進(jìn)行測量所得的數(shù)據(jù)布置。這種傳統(tǒng)上主要依賴于經(jīng)驗和逆向布置的方法，無法主 觀評價，往往會出現(xiàn)偏差，也無法較好地考慮各國、各年齡段人體尺寸的差異；造成車輛試 制出來后，暴露出人機工程問題并再做方案更改時，會延誤產(chǎn)品開發(fā)周期，造成巨額開發(fā)費 用的浪費。迫切需要提供可驗證多種方案、可重復(fù)利用的座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)實物 評價驗證工具，同時這對車輛人機工程的研究和汽車座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的設(shè)計布 置具有一定的指導(dǎo)意義。即現(xiàn)有技術(shù)中存在如下技術(shù)問題無法在設(shè)計之初即主觀評價座 椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的布置的合理與否。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)及 其評價方法，彌補上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種基于人機評價試驗用的多自 由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)。 用于人機主觀評價的座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)試驗平臺，采用基于人機工程的 試驗用多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)，根據(jù)實際所會出現(xiàn)的情況，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，使 之能適應(yīng)多數(shù)群體，供試驗與驗證之用。座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)平臺包含(1)、基礎(chǔ)平 臺用于安裝座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)子平臺；(2)、座椅系統(tǒng)子平臺安裝座椅，并且實 現(xiàn)座椅的Z向上下調(diào)節(jié)自由度，以達(dá)到更改人體坐姿高度的舒適度；(3)、選換檔手剎系統(tǒng) 子平臺安裝選換檔和手剎機構(gòu)，實現(xiàn)選換檔和手剎的X向、Y向和Z向自由度。
具體技術(shù)方案如下 —種多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)，包括座椅安裝子平臺，選
換檔手剎安裝子平臺和基礎(chǔ)平臺，所述座椅安裝子平臺和選換檔手剎安裝子平臺安裝在基
礎(chǔ)平臺上，所述座椅安裝子平臺用于安裝座椅并可對其進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述選換檔手剎安裝子
平臺用于安裝選換檔和手剎機構(gòu)并可對其進(jìn)行調(diào)節(jié)。 所述座椅安裝子平臺對座椅的調(diào)節(jié)為垂直方向的上下移動。 座椅通過座椅連接件連接下方的所述座椅安裝子平臺。 所述座椅安裝子平臺包括手輪，蝸桿，蝸輪機構(gòu)，齒輪，齒條；其中，手輪帶動與之 連接的蝸桿旋轉(zhuǎn)，蝸輪機構(gòu)與蝸桿向嚙合并可隨之旋轉(zhuǎn)，所述齒輪與渦輪機構(gòu)同軸并可隨之旋轉(zhuǎn)，齒條與所述齒輪相配合從而上下移動，推動與之連接的座椅連接件。 所述相配合的齒輪和齒條為4對，4根齒條均連接座椅連接件。 所述4根齒條分別從座椅的4角連接座椅連接件，對應(yīng)每一齒條的齒輪的軸橫向
之間采用同軸器相連。 所述選換檔手剎系統(tǒng)子平臺對手剎機構(gòu)和/或選換檔機構(gòu)的調(diào)節(jié)為前后和/或橫 向和/或垂直方向的移動。 所述選換檔機構(gòu)安裝在一選換檔機構(gòu)連接件上，手剎機構(gòu)安裝在一手剎機構(gòu)連接
件上，所述換檔機構(gòu)連接件與手剎機構(gòu)連接件分別連接進(jìn)行調(diào)節(jié)的構(gòu)件。 所述選換檔手剎系統(tǒng)子平臺包括水平橫向的第一、第二 T型導(dǎo)軌(d、e)，水平縱向
的第三T型導(dǎo)軌(a)，垂直的第四、第五T型導(dǎo)軌(b， c)，第三T型導(dǎo)軌固定在基礎(chǔ)平臺上，
第一、第二、四、五T型導(dǎo)軌分別與第三T型導(dǎo)軌連接。 所述換檔機構(gòu)連接件和手剎機構(gòu)連接件均通過T型螺栓安裝在第一、第二 T型導(dǎo) 軌(d、e)上，并可沿之水平橫向移動。 第二T型導(dǎo)軌(d、e)通過T型螺栓安裝在第四、第五T型導(dǎo)軌(b，c)上，并可沿其 進(jìn)行垂直上下移動。第四、第五T型導(dǎo)軌(b，c)通過T型螺栓安裝于第三T型導(dǎo)軌(a)上， 并可沿其進(jìn)行縱向的前后移動。 所述基礎(chǔ)平臺通過調(diào)節(jié)螺栓來調(diào)整平臺的水平度。 —種上述多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)的評價方法，采用如下 步驟 (1)根據(jù)經(jīng)驗和計算機仿真結(jié)果，設(shè)定一套或若干套座椅選換檔手剎系統(tǒng)設(shè)計方 案； (2)具有不同人體尺寸的評價員針對每種人機工程設(shè)計方案進(jìn)行評價； (3)利用子平臺的多自由度調(diào)節(jié)功能，在車輛人機試驗平臺上調(diào)節(jié)座椅的高度，獲
取最佳數(shù)據(jù)； (4)調(diào)節(jié)選換檔手剎的三向移動自由度獲取最佳數(shù)據(jù)。
與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明 1、新車型在設(shè)計之初，利用多自由度的座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)，體現(xiàn)并驗證 人機操作的舒適性和方便性。并可以在驗證后立即修正并再次驗證設(shè)計方案，從而節(jié)省銑 削模型的費用和開發(fā)周期，防止后續(xù)試制車出現(xiàn)"癌癥"人機問題難以更改，降低汽車正向 開發(fā)的風(fēng)險； 2、能夠形成系統(tǒng)化的座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的人機布置數(shù)據(jù)庫，為正向開發(fā) 座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的人機工程提供底蘊和強有力的技術(shù)經(jīng)驗支持；
3、如若后續(xù)試制車出現(xiàn)調(diào)整座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)位置時，可以通過此試驗 平臺來預(yù)先調(diào)整方案，使之提前主觀評價感受是否更改合理，方便快捷。


圖1為車輛人機工程多自由度座椅和選換檔手剎系統(tǒng)平臺側(cè)視圖 圖2(a) (b)為多自由度座椅系統(tǒng)平臺示意圖 圖3(a) (b) (c) (d)為多自由度選換檔手剎系統(tǒng)平臺示意圖
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圖中1基礎(chǔ)平臺2多自由度座椅安裝子平臺3多自由度選換檔手剎安裝子平臺4選換檔機構(gòu)5手剎機構(gòu)6座椅7調(diào)節(jié)螺栓8:手輪9 :蝸桿10 :蝸輪11 :齒輪12:齒條13 :第一軸14 :同軸器15 :第二軸16 :連接件a-e :T型導(dǎo)軌17 :固定螺栓f-k :T型螺栓18 :選換檔機構(gòu)連接件19 :手剎機構(gòu)連接件
具體實施例方式
下面根據(jù)附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實施方式中的一種優(yōu)選實 施例。 圖1 :車輛人機工程多自由度座椅和選換檔手剎系統(tǒng)平臺，由基礎(chǔ)平臺1、多自由 度座椅安裝子平臺2、選換檔手剎安裝子平臺3，基礎(chǔ)平臺1可以通過調(diào)節(jié)螺栓7來調(diào)整平 臺的水平度。 多自由度座椅系統(tǒng)子平臺見圖2，多自由度座椅系統(tǒng)子平臺可以實現(xiàn)的自由度 是沿Z軸上下移動。當(dāng)旋轉(zhuǎn)手輪8時，蝸桿9旋轉(zhuǎn)，與之相應(yīng)旋轉(zhuǎn)的是蝸輪機構(gòu)IO，與蝸輪 10同軸13的齒輪11也一并旋轉(zhuǎn)，同時齒輪11與齒條12相配合，齒條12實現(xiàn)上下移動，推 動座椅連接件16，帶動座椅6實現(xiàn)上下移動自由度。此安裝子平臺為了保證座椅的升降穩(wěn) 定性，采用四對齒輪齒條結(jié)構(gòu)，由四根齒條連同座椅連接件16 —起驅(qū)動座椅上下移動；同 時為了保證座椅的升降一致性，本子平臺采用同軸器14連接軸13和軸15，保證四根齒條的 升降一致性，不至于產(chǎn)生升降卡死，保證安裝升降一致性。 多自由度選換檔手剎系統(tǒng)子平臺見圖3，多自由度選換檔手剎系統(tǒng)子平臺可以 實現(xiàn)的自由度是沿X軸、Y軸、Z軸三向移動。所有的自由度都是通過T型導(dǎo)軌實現(xiàn)的。選 換檔機構(gòu)4安裝在選換檔機構(gòu)連接件18上，手剎機構(gòu)5安裝在手剎機構(gòu)連接件19上；兩個連接件都是通過T型螺栓h、i跟T型導(dǎo)軌d、e連接，實現(xiàn)Y軸移動；T型導(dǎo)軌d、e通過T型螺栓k、 j安裝于T型導(dǎo)軌c、b，可以實現(xiàn)Z軸移動；T型導(dǎo)軌c、b通過T型螺栓g、f安裝于T型導(dǎo)軌a，實現(xiàn)X軸移動；導(dǎo)軌a通過固定螺栓17固定在基礎(chǔ)平臺上。
當(dāng)開發(fā)新車型時，首先根據(jù)經(jīng)驗和計算機仿真結(jié)果，初步設(shè)定一套或若干套座椅選換檔手剎系統(tǒng)設(shè)計方案，然后邀請一群具有不同人體尺寸的評價員，針對每種人機工程設(shè)計方案進(jìn)行評價，利用子平臺的多自由度調(diào)節(jié)功能在車輛人機試驗平臺上調(diào)節(jié)座椅的高度，以獲取最佳的H30(人體坐姿H點和踵點之間的高度差)舒適值范圍；同時可以調(diào)節(jié)選換檔手剎的三向移動自由度，找到相對于座椅位置時最舒適最適合操縱的選換檔手剎位置。通過這樣的方法，便可以得到一種較優(yōu)的座椅系統(tǒng)和選換檔手剎操作系統(tǒng)人機工程設(shè)計方案，作為后續(xù)造型設(shè)計及整車其它系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)。 上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)，其特征在于，包括座椅安裝子平臺，選換檔手剎安裝子平臺和基礎(chǔ)平臺，所述座椅安裝子平臺和選換檔手剎安裝子平臺安裝在基礎(chǔ)平臺上，所述座椅安裝子平臺用于安裝座椅并可對其進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述選換檔手剎安裝子平臺用于安裝選換檔和手剎機構(gòu)并可對其進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2. 如權(quán)利要求1所述的多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)，其特征在 于，所述座椅安裝子平臺對座椅的調(diào)節(jié)為垂直方向的上下移動。
3. 如權(quán)利要求2所述的多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)，其特征在 于，座椅通過座椅連接件連接下方的所述座椅安裝子平臺。
4. 如權(quán)利要求2所述的多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)，其特征在 于，所述座椅安裝子平臺包括手輪，蝸桿，蝸輪機構(gòu)，齒輪，齒條；其中，手輪帶動與之連接的 蝸桿旋轉(zhuǎn)，蝸輪機構(gòu)與蝸桿向嚙合并可隨之旋轉(zhuǎn)，所述齒輪與渦輪機構(gòu)同軸并可隨之旋轉(zhuǎn)， 齒條與所述齒輪相配合從而上下移動，推動與之連接的座椅連接件。
5. 如權(quán)利要求4所述的多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)，其特征在 于，所述相配合的齒輪和齒條為4對，4根齒條均連接座椅連接件。
6. 如權(quán)利要求5所述的多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)，其特征在 于，所述4根齒條分別從座椅的4角連接座椅連接件，對應(yīng)每一齒條的齒輪的軸橫向之間采 用同軸器相連。
7. 如權(quán)利要求1-6中任一項所述的多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)， 其特征在于，所述選換檔手剎系統(tǒng)子平臺對手剎機構(gòu)和/或選換檔機構(gòu)的調(diào)節(jié)為前后和/ 或橫向和/或垂直方向的移動。
8. 如權(quán)利要求7所述的多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)，其特征在 于，所述選換檔機構(gòu)安裝在一選換檔機構(gòu)連接件上，手剎機構(gòu)安裝在一手剎機構(gòu)連接件上， 所述換檔機構(gòu)連接件與手剎機構(gòu)連接件分別連接進(jìn)行調(diào)節(jié)的構(gòu)件。
9. 如權(quán)利要求8所述的多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)，其特征在 于，所述選換檔手剎系統(tǒng)子平臺包括水平橫向的第一、第二T型導(dǎo)軌(d、 e)，水平縱向的第 三T型導(dǎo)軌(a)，垂直的第四、第五T型導(dǎo)軌(b，c)，第三T型導(dǎo)軌固定在基礎(chǔ)平臺上，第一、 第二、四、五T型導(dǎo)軌分別與第三T型導(dǎo)軌連接。
10. 如權(quán)利要求9所述的多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)，其特征在 于，所述換檔機構(gòu)連接件和手剎機構(gòu)連接件均通過T型螺栓安裝在第一、第二 T型導(dǎo)軌(d、 e)上，并可沿之水平橫向移動。
11. 如權(quán)利要求10所述的多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)，其特征在 于，第一、第二T型導(dǎo)軌(d、e)通過T型螺栓安裝在第四、第五T型導(dǎo)軌(b，c)上，并可沿其 進(jìn)行垂直上下移動。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)，其特 征在于，第四、第五T型導(dǎo)軌(b， c)通過T型螺栓安裝于第三T型導(dǎo)軌(a)上，并可沿其進(jìn) 行縱向的前后移動。
13. 如權(quán)利要求1-6，8-11中任一項所述的多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評 價系統(tǒng)，其特征在于，所述基礎(chǔ)平臺通過調(diào)節(jié)螺栓來調(diào)整平臺的水平度。
14. 一種如權(quán)利要求1-13中任一項所述多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)的評價方法，其特征在于，采用如下步驟(1) 根據(jù)經(jīng)驗和計算機仿真結(jié)果，設(shè)定一套或若干套座椅選換檔手剎系統(tǒng)設(shè)計方案；(2) 具有不同人體尺寸的評價員針對每種人機工程設(shè)計方案進(jìn)行評價；(3) 利用子平臺的多自由度調(diào)節(jié)功能，在車輛人機試驗平臺上調(diào)節(jié)座椅的高度，獲取最 佳數(shù)據(jù)；(4) 調(diào)節(jié)選換檔手剎的三向移動自由度獲取最佳數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)的評價系統(tǒng)及其評價方法，采用基于人機工程的試驗用多自由度座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)，根據(jù)實際所會出現(xiàn)的情況，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，使之能適應(yīng)多數(shù)群體，供試驗與驗證之用。座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)平臺包含(1)基礎(chǔ)平臺用于安裝座椅系統(tǒng)和選換檔手剎系統(tǒng)子平臺；(2)座椅系統(tǒng)子平臺安裝座椅，并且實現(xiàn)座椅的Z向上下調(diào)節(jié)自由度，以達(dá)到更改人體坐姿高度的舒適度；(3)選換檔手剎系統(tǒng)子平臺安裝選換檔和手剎機構(gòu)，實現(xiàn)選換檔和手剎的X向、Y向和Z向自由度。
文檔編號G01M99/00GK101718633SQ20091014493
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月14日
發(fā)明者曹亮, 陳昊 申請人:奇瑞汽車股份有限公司