位的人體模型,虛擬人身高1704.5mm,臂長722.261mm ;同時建立虛擬人在三維遙控維護操作環(huán)境中的仿真運動,通過仿真運動分析評估虛擬人的視覺可達性、操作可達性、物理傷害、輻射傷害、疲勞度、人因失誤概率和心理認知的指標量化值;
3)設各項指標評價體系的指標考察值區(qū)間為[0,I],采用區(qū)間向量表示評價指標的量化值;然后建立各項指標的量化標準,根據(jù)量化標準設置區(qū)間界定;區(qū)間界定為五個等級區(qū)間,分別為區(qū)間[0,0.2]、[0.3,0.4]、[0.5,0.6]、[0.7,0.8]、[0.9,I],分別表示等級:非常差、差、一般、好、非常好;
4)獲取各項指標的取值區(qū)間:
采用Catia軟件繪制出虛擬人的視覺范圍、操作范圍以及操作環(huán)境的輻射區(qū)域,獲取視覺可達性、操作可達性和輻射傷害的量化取值區(qū)間;
通過分析虛擬人與遙控維護裝置的擠壓接觸應力,獲取物理傷害的量化取值區(qū)間; 采用RULA分析法評估虛擬人仿真操作的舒適性,獲取疲勞度的量化取值區(qū)間;
采用成功似然指數(shù)法和層次分析法評估虛擬人仿真操作的正確性,獲取人因失誤概率的量化取值區(qū)間;
從操作員的實際心理情緒中獲取心理認知的量化取值區(qū)間;
5)依據(jù)各指標因素區(qū)間向量和評價指標綜合評價遙控維護的整體指標,綜合計算各指標的二元區(qū)間數(shù)向量和權(quán)重區(qū)間向量,獲取整體指標的評估;
6)綜合改善維護操作過程中的弱性指標,以提高三維遙控維護的操作效率。
[0019]一種用于基于人因仿真分析的遙控維護方法的基于人因仿真分析的遙控維護裝置,所述的維護裝置主要包括靶站臺架和遙控維護工裝工具,所述的靶站臺架主要由主支撐架1、臺架平臺2、樓梯3、XYZ吊車4和圍欄5組成,主支撐架I安裝在臺架平臺2下方形成固定臺架平臺2的支架,所述圍欄5垂直圍繞在臺架平臺2的邊緣,圍欄5四周設置有從臺架平臺2處向上延伸的擋板6,所述樓梯3設置在主支撐架I旁側(cè)并通往臺架平臺2的上表面,所述的臺架平臺2中部安裝有臺架升降裝置7,所述XYZ吊車4活動安裝在臺架升降裝置7頂端;所述的遙控維護裝置的整體尺寸為:長達5.0-5.5米,寬達5.0-5.5米,高達6.3-6.8米;所述的臺架平臺2在安裝臺架升降裝置7的中部開設有空槽,空槽與臺架升降裝置7的底部相互貫通,形成臺架升降裝置7的內(nèi)側(cè)與臺架平臺2中部、主支撐架I在豎直方向上相通;所述的臺架升降裝置7與臺架平臺2中部、主支撐架I的相通處為遙控維護工裝工具的活動空間。
[0020]在所述的遙控維護裝置中,主支撐架I由若干支柱8與若干橫梁9組成,并加裝有加強筋和加強梁,所涉及的支柱8、橫梁9的材質(zhì)為槽鋼、加強筋材質(zhì)為圓鐵棒、加固梁的材質(zhì)為槽鋼,臺架平臺2采用可以確保能支撐人和器械鐵板材質(zhì),可避免大變形的產(chǎn)生;而XYZ吊車4、樓梯3、樓梯3臺階由于受力不大,因此主體采用方通材質(zhì);材質(zhì)的選取可提高靶站臺架的剛度和強度。組裝遙控維護裝置時,在形成臺架平臺2的鐵板之下,加固槽鋼之后再采用方通加固,確保人和其他器械置于平臺上時,臺架平臺2不會產(chǎn)生大的彎曲變形;然后再主支撐架I底部加裝底座,底座起固定主支撐座與防止主支撐座滑移的作用,所述圍繞在臺架平臺2四周的圍欄5下設有擋板6,防止零部件掉落;組裝時可采用焊接工藝,焊接完成后在靶站臺架外表噴漆,防止靶站臺架生銹腐蝕。
[0021]一種基于人因仿真分析的遙控維護方法的實施過程:
一種基于人因仿真分析的遙控維護方法包括以下步驟:
1)通過Catia三維建模軟件建立遙控維護裝置,構(gòu)建虛擬的三維遙控維護操作環(huán)境,所建立的虛擬的三維遙控維護操作環(huán)境與實際操作環(huán)境的尺寸比例為1:1 ;
2)在虛擬的三維遙控維護操作環(huán)境中,建立虛擬人,所述的虛擬人為50百分位的人體模型,虛擬人身高1704.5mm,臂長722.261mm ;同時建立虛擬人在三維遙控維護操作環(huán)境中的仿真運動,通過仿真運動分析評估虛擬人的視覺可達性、操作可達性、物理傷害、輻射傷害、疲勞度、人因失誤概率和心理認知的指標量化值;
3)設各項指標評價體系的指標考察值區(qū)間為[0,I],采用區(qū)間向量表示評價指標的量化值;然后建立各項指標的量化標準,根據(jù)量化標準設置區(qū)間界定;區(qū)間界定為五個等級區(qū)間,分別為區(qū)間[0,0.2]、[0.3,0.4]、[0.5,0.6]、[0.7,0.8]、[0.9,I],分別表示等級:非常差、差、一般、好、非常好;
4)獲取各項指標的取值區(qū)間:
a.采用Catia軟件繪制出虛擬人的視覺范圍、操作范圍以及操作環(huán)境的輻射區(qū)域,獲取視覺可達性、操作可達性和輻射傷害的量化取值區(qū)間:
視覺可達性:根據(jù)Catia仿真平臺上模擬出來的操作人員視覺范圍展示,遙控維護人員通過觀看電腦顯示屏來進行遙控維護操作,而電腦顯示屏展示在遙控維護操作人員的最好視角范圍內(nèi)的偏左下角的地方,不是正中間,表明遙控維護人員在進行遙控維護操作時,從視覺范圍內(nèi)的偏左下角可以較輕易的看到顯示屏,即視覺可達性的量化取值為:[0.7,
0.8];
操作可達性:在考慮手指和手腕彎曲操作的情況下,將手臂長度定位18cm作為可達性設計的定量標準,再利用catia軟件,可以繪出操作人員的雙手可以到達的三維立體區(qū)域范圍,遙控維護操作人員的雙手完全可以輕松地接觸到操作桿,而且遙控維護人員的雙手可達區(qū)域不包含顯示屏,所以遙控維護人員在進行遙控維護的過程中,雙手不會意外地碰到顯示屏而導致事故發(fā)生,可以實現(xiàn)正常的輕松方便的遙控維護操作,然而遙控維護人員的雙手可到達區(qū)域與輻射較大區(qū)域有部分重疊,所以接下來就必須對重疊區(qū)域進行分析研宄,由測量數(shù)據(jù)可知,為了遙控維護人員的人身安全,在遙控維護過程中,遙控維護人員的手臂不應長時間停留在向上抬起101.023度到156.947度之間,而在實際操作中,由于操作桿的高度限制,操作人員極少可能會長時間停留在向上抬起101.023度到156.947度之間,所以判定其操作可達性處于“非常好”的區(qū)間內(nèi),即操作可達性的量化取值為:[0.9,1];
輻射傷害:通過測量人體與輻射區(qū)域之間的距離,距離范圍為0-1米,以評估人受到輻射傷害的大小,在遙控維護操作過程中,遙控維護人員已緊貼所述圍欄5欄桿,與輻射較大區(qū)域的最近距離有0.773米遠,可得輻射傷害的量化值為:[0.7,0.8];
b.通過分析虛擬人與遙控維護裝置的擠壓接觸應力,獲取物理傷害的量化取值區(qū)間:
通過觀察虛擬人與虛擬維護裝置的接觸-手心與手柄的擠壓接觸、手關(guān)節(jié)與手柄的擠壓接觸、手指與手柄的擠壓接觸、拇指與其余手指以及手柄的擠壓接觸,以及操作員的身體與圍欄5欄桿發(fā)生的擠壓,可得出造成擠壓受傷的物理傷害的幾率較大,物理傷害的量化取值為:[0.3,0.4] ; c.采用RULA分析法評估虛擬人仿真操作的舒適性,獲取疲勞度的量化取值區(qū)間:
快速上肢評估(the rapid upper limb assessment, RULA)是一種用來評估人類姿勢、力量和肌肉活動所帶來的影響的一種人體工程學技術(shù);在仿真運動中確定一個工作姿勢,RULA評估可對被檢查對象分析檢查其運動的數(shù)量、靜態(tài)肌肉做功、作業(yè)姿態(tài)、不間斷工作時間時的疲勞度,由于人的體力限制,疲勞