一種多自由度方向盤轉向系統的評價系統及其評價方法
2023-04-23 22:24:06
專利名稱：一種多自由度方向盤轉向系統的評價系統及其評價方法
技術領域：
本發明涉及一種用於人機主觀評價的多自由度方向盤轉向系統，具體涉及一種多
自由度方向盤轉向系統的評價系統及其評價方法。
背景技術：
隨著全球汽車市場的發展和競爭日趨激烈，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時，方向盤轉向系統的布置都是通過一些經驗數據或對競爭車型進行 測量所得的數據布置。這種傳統上主要依賴於經驗和逆向布置的方法，無法主觀評價，往往 會出現偏差，也無法較好地考慮各國、各年齡段人體尺寸的差異；造成車輛試製出來後，暴 露出人機工程問題並再做方案更改時，會延誤產品開發周期，造成巨額開發費用的浪費。迫 切需要提供可驗證多種方案、可重複利用的方向盤轉向系統實物評價驗證工具，同時這對 車輛人機工程的研究和汽車方向盤轉向系統的設計具有一定的指導意義。即現有技術中存 在如下技術問題在整車設計最初的階段無法主觀評價方向盤轉向系統的布置。
發明內容
本發明的目的在於提供一種多自由度方向盤轉向系統的評價系統及其評價方法， 用於人機主觀評價的方向盤轉向系統試驗平臺，採用基於人機工程的試驗用多自由度方向 盤轉向系統，根據實際所會出現的情況，設置相關參數，使之能適應多數群體，供試驗與驗 證之用。方向盤轉向系統平臺包含(1)、基礎平臺用於安裝方向盤轉向系統子平臺，實現 轉向系統的X向移動和Z向移動；(2)、方向盤轉向系統子平臺安裝儀表橫梁、轉向管柱以 及方向盤，實現方向盤轉向系統的Y向移動和方向盤的角度參數化。
具體技術方案如下 —種多自由度方向盤轉向系統的評價系統，包括一方向盤轉向系統平臺，方向盤 轉向系統安裝在所述方向盤轉向系統平臺上，所述方向盤轉向系統可在所述方向盤轉向系 統平臺上進行垂直向，和/或橫向，和/或前後方向的移動，和/或沿垂直方向上下的旋轉。
所述方向盤轉向系統平臺包括一方向盤轉向安裝子平臺，所述方向盤轉向系統的 方向盤安裝在該方向盤轉向安裝子平臺上。 所述方向盤轉向系統平臺還包括一座椅安裝子平臺，與方向盤對應的主駕駛座椅 安裝在該座椅安裝子平臺上。 所述方向盤轉向系統平臺還包括一基礎平臺，方向盤轉向系統通過方向盤轉向安 裝子平臺在該基礎平臺上進行調節，座椅通過座椅安裝子平臺在該基礎平臺上進行調節。
所述基礎平臺上安裝方向盤轉向系統子平臺，其用於方向盤轉向系統的前後向移 動和垂直向移動。 方向盤轉向系統子平臺上安裝有儀表橫梁、轉向管柱和方向盤，其用於方向盤轉 向系統的橫向移動和方向盤的角度參數化。
所述方向盤轉向安裝子平臺包括一橫向的軸，軸上設有導向槽，方向盤轉向系統 連接該導向槽並可沿導向槽橫向移動。 所述導向套與所述軸之間使用螺釘固定，所述方向盤轉向系統與一連接件相固 定，該連接件使用螺栓與導向套相固定。 所述方向盤轉向安裝子平臺包括一水平的第一 T型導軌， 一垂直的第二 T型導軌， 所述第二 T型導軌安裝在第一 T型導軌上，並可沿第一 T型導軌水平移動。
所述第二 T型導軌通過T型螺栓安裝在第一 T型導軌上，所述T型螺栓在鬆開狀 態下，第二 T型導軌可沿第一 T型導軌水平移動。 所述方向盤轉向安裝子平臺包括一橫向的軸，軸上設有導向槽，方向盤轉向系統 連接該導向槽並可沿導向槽橫向移動，所述軸通過彎板安裝在第二 T型導軌上，彎板通過T 型螺栓可沿第二 T型導軌垂直移動。 方向盤轉向系統以及所述連接件可以繞著導向套和/或軸的軸線旋轉，並可使用 螺栓固定定位。 —種上述多自由度方向盤轉向系統的評價系統的評價方法，採用如下步驟
(1)根據經驗和計算機仿真結果，設定一套或若干套方向盤轉向系統設計方案；
(2)在所述的多自由度方向盤轉向評價系統上調節方向盤轉向系統和座椅系統並 鎖止； (3)具有不同人體尺寸的評價員，針對每種人機工程設計方案進行評價
(4)每位評價員進行調節並定位； (5)對所有評價員對所有人機工程設計方案的評價得分進行綜合分析；
(6)得出最優的人機工程設計方案。
與目前現有技術相比，本發明 1、新車型在設計之初，利用多自由度的方向盤系統，體現並驗證人機操作的舒適 性和方便性。並可以在驗證後立即修正並再次驗證設計方案，從而節省銑削模型的費用和 開發周期，防止後續試製車出現"癌症"人機問題難以更改，降低汽車正向開發的風險；
2、能夠形成系統化的方向盤轉向人機資料庫，為正向開發方向盤轉向系統的人機 工程提供底蘊和強有力的技術經驗支持； 3、如若後續試製車出現調整方向盤轉向系統位置時，可以通過此試驗平臺來預先 調整方案，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方向盤轉向系統平臺側視圖 圖2(a)(b)(c)為多自由度方向盤轉向系統平臺示意圖 圖中 a:基礎平臺 b :多自由度座椅安裝子平臺 C :多自由度方向盤轉向安裝子平臺 1T型導軌2T型螺栓3T型導軌4T型螺栓5彎板6軸7導向槽8導向套
9螺釘 IO連接件 11螺栓 12轉向系統
具體實施例方式
下面根據附圖對本發明進行詳細描述，其為本發明多種實施方式中的一種優選實 施例。 見圖2，方向盤轉向系統的各個件之間的關係如下方向盤轉向系統12(方向盤和 轉向管柱)根連接件10固定在一起，連接件10與導向套8通過螺栓11固定，螺釘9固定 導向套8與軸6，軸6與T型導軌3之間由彎板5連接。 X向自由度鬆開T型螺栓2，利用T型螺栓2沿著T型導軌1滑動，實現前後X向 移動自由度；固定時，只需要擰緊T型螺栓。 Z向自由度鬆開T型螺栓4，利用T型螺栓4沿著T型導軌3滑動，實現上下Z向 移動自由度；固定時，只需要擰緊T型螺栓。 Y向自由度鬆開螺釘9，則導向套8可以帶著方向盤轉向系統沿著導向槽7左右 移動，實現Y向移動自由度；固定時，只需要擰緊螺釘。 方向盤e角度參數化鬆開螺栓ll，則轉向系統12連同連接件IO可以繞著導向 套8(軸6)的軸線旋轉，達到方向盤與豎直面角度e的參數化；固定時，只需要擰緊螺栓。
當開發新車型時，首先根據經驗和計算機仿真結果，初步設定一套或若干套方向 盤轉向系統設計方案。見圖l，然後在車輛人機試驗基礎平臺a上調節方向盤轉向系統c和 座椅系統b並鎖止，以實現設定的一種人機工程設計方案。接著，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計方案進行評價每位評價員利用座椅、轉向管柱及方向 盤的自身調節功能對座椅、轉向管柱及方向盤進行調節，找到自己認為最舒適、最方便進出 的位置，並記錄評價員給出的舒適度主觀評價得分。完成此評價後，對所有評價員對所有人 機工程設計方案的主觀評價得分進行綜合分析，便可以得出最優的人機工程設計方案；如 果受評價的各種方向盤轉向系統人機工程設計方案所獲得的主觀評價得分均不理想，則可 以利用多自由度方向盤轉向系統平臺的多自由度調節，調整人機工程設計方案，再次評價， 直到主觀評價得分比較理想為止。通過這樣的方法，便可以得到一種較優的方向盤轉向系 統人機工程設計方案，作為後續造型設計及整車其它系統設計的依據。 上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現並不受上述方式 的限制，只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用 於其它場合的，均在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種多自由度方向盤轉向系統的評價系統，其特徵在於，包括一方向盤轉向系統平臺，方向盤轉向系統安裝在所述方向盤轉向系統平臺上，所述方向盤轉向系統可在所述方向盤轉向系統平臺上進行垂直向，和/或橫向，和/或前後方向的移動，和/或沿垂直方向上下的旋轉。
2. 如權利要求l所述的多自由度方向盤轉向系統的評價系統，其特徵在於，所述方向 盤轉向系統平臺包括一方向盤轉向安裝子平臺，所述方向盤轉向系統的方向盤安裝在該方 向盤轉向安裝子平臺上。
3. 如權利要求1或2所述的多自由度方向盤轉向系統的評價系統，其特徵在於，所述方 向盤轉向系統平臺還包括一座椅安裝子平臺，與方向盤對應的主駕駛座椅安裝在該座椅安 裝子平臺上。
4. 如權利要求3所述的多自由度方向盤轉向系統的評價系統，其特徵在於，所述方向 盤轉向系統平臺還包括一基礎平臺，方向盤轉向系統通過方向盤轉向安裝子平臺在該基礎 平臺上進行調節，座椅通過座椅安裝子平臺在該基礎平臺上進行調節。
5. 如權利要求4所述的多自由度方向盤轉向系統的評價系統，其特徵在於，所述基礎 平臺上安裝方向盤轉向系統子平臺，其用於方向盤轉向系統的前後向移動和垂直向移動。
6. 如權利要求5所述的多自由度方向盤轉向系統的評價系統，其特徵在於，方向盤轉 向系統子平臺上安裝有儀表橫梁、轉向管柱和方向盤，其用於方向盤轉向系統的橫向移動 和方向盤的角度參數化。
7. 如權利要求2，4-6中任一項所述的多自由度方向盤轉向系統的評價系統，其特徵在 於，所述方向盤轉向安裝子平臺包括一橫向的軸，軸上設有導向槽，方向盤轉向系統連接該 導向槽並可沿導向槽橫向移動。
8. 如權利要求7所述的多自由度方向盤轉向系統的評價系統，其特徵在於，所述導向 套與所述軸之間使用螺釘固定，所述方向盤轉向系統與一連接件相固定，該連接件使用螺 栓與導向套相固定。
9. 如權利要求2，4-6，8中任一項所述的多自由度方向盤轉向系統的評價系統，其特徵 在於，所述方向盤轉向安裝子平臺包括一水平的第一 T型導軌， 一垂直的第二 T型導軌，所 述第二 T型導軌安裝在第一 T型導軌上，並可沿第一 T型導軌水平移動。
10. 如權利要求9所述的多自由度方向盤轉向系統的評價系統，其特徵在於，所述第二 T型導軌通過T型螺栓安裝在第一 T型導軌上，所述T型螺栓在鬆開狀態下，第二 T型導軌 可沿第一T型導軌水平移動。
11. 如權利要求9所述的多自由度方向盤轉向系統的評價系統，其特徵在於，所述方向 盤轉向安裝子平臺包括一橫向的軸，軸上設有導向槽，方向盤轉向系統連接該導向槽並可 沿導向槽橫向移動，所述軸通過彎板安裝在第二 T型導軌上，彎板通過T型螺栓可沿第二 T 型導軌垂直移動。
12. 如權利要求8， 10， 11中任一項所述的多自由度方向盤轉向系統的評價系統，其特 徵在於，方向盤轉向系統以及所述連接件可以繞著導向套和/或軸的軸線旋轉，並可使用 螺栓固定定位。
13. —種如權利要求1-12所述多自由度方向盤轉向系統評價系統的評價方法，其特徵 在於，採用如下步驟(1) 根據經驗和計算機仿真結果，設定一套或若干套方向盤轉向系統設計方案；(2) 在所述的多自由度方向盤轉向評價系統上調節方向盤轉向系統和座椅系統並鎖(3) 具有不同人體尺寸的評價員，針對每種人機工程設計方案進行評價(4) 每位評價員進行調節並定位；(5) 對所有評價員對所有人機工程設計方案的評價得分進行綜合分析；(6) 得出最優的人機工程設計方案。
全文摘要
本發明涉及一種多自由度方向盤轉向評價系統及其評價方法，用於人機主觀評價的方向盤轉向系統試驗平臺，採用基於人機工程的試驗用多自由度方向盤轉向系統，根據實際所會出現的情況，設置相關參數，使之能適應多數群體，供試驗與驗證之用。方向盤轉向系統平臺包含(1)、基礎平臺用於安裝方向盤轉向系統子平臺，實現轉向系統的X向移動和Z向移動；(2)、方向盤轉向系統子平臺安裝儀表橫梁、轉向管柱以及方向盤，實現方向盤轉向系統的Y向移動和方向盤的角度參數化。
文檔編號G06F17/50GK101719171SQ20091014493
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月14日 優先權日2009年9月14日
發明者曹亮, 賈新建, 金威, 陳秀琴 申請人:奇瑞汽車股份有限公司