RAMSIS在汽车人机工程学中的应用

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基于Ramsis的某轻型商用车驾驶员位置人机工程分析

基于Ramsis的某轻型商用车驾驶员位置人机工程分析
Ba s e d o n Ra ms i s
Qi u C h u i x i a n g ,L i n J i y u , Z e n g Z h u a n g
( G u a n g Z h o u A u t o mo b i l e G r o u p C O . L T D A u t o mo t i v e E n g i n e e i r n g I n s t i t u t e , G u a n g d o n g G u a n g z h o u 5 1 0 6 4 0 )
作者 简介 : 邱垂翔 , 就职于广州汽车集团股份有限公 司汽车
工程研究 院。
1 、R a ms i s功能简 介
R a m s i s 软 件 的主要特 征和 强项是 其 自动姿态 计
2 0 1 3年第 5期
邱垂翔
等 :基 于 R a ms i s的某轻型商用车驾驶员位置人机工程分析
1 O
算,R a m s i s 软件可以作为单独软件使用 ,也可集成
到现 有 的开 发软件 内 ( 如C A T I A等 ) 。 在这 套系 统 中 , 用户 可 以定义 人体 模 型 的性 能、国籍 、年 龄 、时代 、
身材 和 百分位 ,系统将 根 据 S A E标 准 自行计 算 出相 应 的人 体 模 型 ( R a m s i S 中称 为 m a n i k i n ) 。R a m s i S
( 广 州汽 车集 团股份 有 限公 司汽车 工程研 究 院,广 东 广 州 5 1 0 6 4 0 )

要 :本文 利用 R a ms i s人机 工程 软件对 某 轻型商 用车 驾驶 员位置 人机工 程进行 了分 析 ,通 过

RAMSIS驾驶员坐姿与SAE标准坐姿对比研究

RAMSIS驾驶员坐姿与SAE标准坐姿对比研究
如图 1 所示,以典型的全球 95 百分位人体为例,RAMSIS 的人体身高相对 SAE 较 高,四肢较 短,躯干 较 长。如果 采用 RAMSIS 人体进行坐姿分析,对踩踏板和手握方向盘、手操作 等四肢相关的布置要求更为严格。
RAMSIS 人体各部位有空间的体积,四肢和躯干各部位的 粗细也由统计数据得出,其中 95 百分位的人体腰围较大,身材 偏胖。采用 RAMSIS 摆放的人体坐姿占据空间,可以用于分析 身体和周边环境的接触情况。
座椅参考点仍然选择 SAE 的第 95 百分位坐姿的 H 点。把 人体 H 点约束到座椅行程框中,左右大拇指根部约束到方向盘 上的定位点,左脚掌约束到歇脚板面,右脚掌约束到油门踏板, 使 RAMSIS 生成最舒适的人体坐姿。
图 3 某车型的 95 百分位 SAE 人体布置与 RAMSIS 人体布置的对比
1 驾驶员人体布置概述
1.1 驾驶员人体结构简化 人体尺寸符合正态分布,驾驶员人体采用第 5~95 百分位之
间的人体。人体手握方向盘的坐姿包含了躯干的倾角、脊柱的弯 曲、手臂和腿部、脚掌在空间中形成的角度关系、头部的状态、 眼点的位置。
SAE 标准 人体主要 针对坐姿,将人体简化为头部、躯干、 大腿、小腿和脚四段。对坐姿来说,关键参考点是髋关节点,称 为 H 点 (hip point)。H 点在骨骼结构上应当理解为股骨的上关 节球头中心点。通过软件人体建模可以规定 H 点的位置 [1]。
人 的 躯干 姿 态 包 括 脊 柱 的 弯 曲、 肩 部 的 位 置, 驾 车 坐 姿 一 般后倾,驾驶坐姿的躯干轴线一般后倾 25°。 1.2 SAE 驾驶员人体布置方法
SAE 驾驶员人体布置基于踵点和人体百分位尺寸推算 H 点 位置,不同坐高的 H 点须位于座椅舒适型曲线上。座椅靠背角 一般设定为 25°,腿部等身体各关节的角度设为固定值。车辆 内部空间的推算基于此标准布置方法,缺乏对舒适型的评估。

基于RAMSIS 的上下车方便性分析方法

基于RAMSIS 的上下车方便性分析方法
(1) 点 击“File-Open”, 在 Skin Points 数 据 库 中 选 择 “MANV34”,打开后,皮肤点集被加载到人体模型上。
(2)点击“Animate-Define Task”,新建约束,将假人臀部 约束至座垫上(图 4)。运行“Posture Calculation”,生成相应 姿态视图(图 5)。
启动 RAMSIS 软件,新建任务,导入上述准备好的 IGS 或者 IGES 格式的数据(图 2)。
027
AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 06
学术 | 制造研究
ACADEMIC
图 1 所建立的人体库数据示意图
图 3 创建人体库
寸对应更改。USA SAE 标准 96.1% 的男性人体百分位人体模型创 建完成。 3.4 乘员上下车姿态约束
关键词 :RAMSIS ;人机工程 ;上下车方便性 ;人体模型
中图分类号 :U463.8
文献标识码 :A
Analysis Method of Ingress & Egress Based on RAMSIS
Li Hui、He Changjing
(SAIC GM Wuling Automobile Co.,Ltd.,Liuzhou 545007,China)
(3)点击“Animate-Rotate”,调整假人的角度,使其向外 侧偏转 30°(图 6)。点击“Animate-Translate”,分别调整假人 X 坐标、Y 坐标,使其乘坐位置在 X 向不受 B 柱影响。同时,使 其臀部在座椅上的位置在 Y 向比坐垫中心偏外 150 mm(图 7)。
(4)点击“Animate-Joint”,选择如下关节点,调节相应角度。 ①分别选择左侧髋关节、膝关节和脚关节,调节其角度,使 假人左腿跨过门槛、脚部接触地面。

基于RAMSIS软件的清扫车驾驶室内空间的人机工程优化

基于RAMSIS软件的清扫车驾驶室内空间的人机工程优化

主要 由仪 表 部 分和 旋钮 部 分构 成 。在 清 扫车 作 业过 程 中 ,驾驶 者 和 汽 车 、控 制 面板 等构 成 了人 机 系统 ,如何 处 理好 这 个 系统 中的
人 机 工效体 ,则 是控 制面板 设计 中重 要的 设计 原则 。
剐发动机机油压力表 剐发动机转速衰 剐发动机水温表
关 键词 :清扫 车 人 机工程 R MSS A I 软件
Ab t a tT h c n p i z to ft e s e e ’ i t ro p c o d c o i r v r v r r i g s r c he c e k a d o tmi ai n o we p rS n e i rs a e c n u e t mp o e d i e wo k n h S
c n i o , r f ce c n e u i e t o y a d me h d fe g n mi n i e rn r u l d o d t n wo k e i n y a d s c rt Th he r n t o s o r o o c e g n e i g a e f l ma e i i y y u e o , st e s p o to o t r RAM SI s f a u p r fs f h wa e S, i e e r h o es a i l ra ge n a i e e ma ne u n n r s a c f h p t r n me t h t t aa t Ch n s n q i
步 骤 复杂 ,劳 动 强度 较 大 ,因 而实 现车 辆 人机 环境 系统 总体 性 能
的最优 化就更 为重要 。
Hale Waihona Puke 本文 的主 要 目的是基 于R MSS 件对 清扫车 驾驶 室 内空 间进 A I软

Ramsis培训教材-样车人机工程评价体系

Ramsis培训教材-样车人机工程评价体系

人机工程评价体系目录第一章样车人机工程校核流程第二章人体模型姿态定义规范第三章人机工程评价汇报样本第四章建议人机工程分析内容概述第五章舒适度评价标准第一章样车人机工程校核流程1.1准备工作同类型样车2台,场地平整,H点测量装置,三维坐标测量仪,数据扫描样车与H点测量用车为同一车辆,该样车不得用于拆解。

1.2数据采集1.采集样车车身数据;2.驾驶员座椅R点测量:将H点测量装置放入驾驶员座位上。

按标准要求调整H点测量装置,用三维坐标测量仪记录R点位置,踵点位置,以及踏点位置。

3.H点行程测量:分别将座椅调节到最后最下,最后最上,最前最下,最前最上,分别在四个位置上布置H点测量装置,测量座椅H点行程。

4.第2,3,步重复三次,取其平均值。

5.后排座椅R点测量:将H点测量装置放入后排乘员座位上。

按法规标准要求调整H点测量装置,用三维坐标测量仪记录R(n=1,2,3)点位置。

6.数据扫描:数据扫描在工程师分别将座椅调整到设计靠背角度和最后最下的位置后进行座椅及座椅上相关部件的数据采集;三踏板分别在三个不同位置时(最高未按下,最低完全踩下,以及任何踩下的位置)进行采集踏板数据。

具体需要的人机工程采集校核数据如见1.3内表。

1.3提取人机工程评价所需数据:1.4生成校核用的人体家族生成用于校核的人体样本,一般包括:-身高5th女人,(座高可选,short,large,medium)-身高50th男人,(座高可选,short,large,medium)-身高95th男人,(座高可选,short,large,medium)-身高SAE人体1.5建立文件管理目录1.6调整人体姿态根据所需调整的动作姿态,按照第二章定义规范定义RAMSIS人体执行的任务。

1.7评价分析结果汇报在调整的人体姿态的基础上进行相关的人机工程分析,并记录,比较分析结果,形成汇报方案。

汇报样本见第三章第二章人体模型姿态调整定义规范使用RAMSIS软件的流程:1 bodybuilder 打开新建所需人体数据文件。

RAMSIS人体数据库建立方法

RAMSIS人体数据库建立方法
21( o08 )
车 程 工 师பைடு நூலகம்

雪 蚕 霞

- 雹皿墨 圆 — ———— ——— ——— ——— 一 1 叵
摘要 : 汽车人机工程 学作 为涉及舒适 性和安全性的指标 ,已经成为评价汽车性 能的 重要 因素之 一 ;完善的人体数据
库 是搭 建三 维人 体模 型和 分析人机 工程学性 能的基础。文章 着重介绍 了汽 车人 机工程 学分析软 件 R MSS中有 关 A I 人 体尺 寸数据 库的研 究结果及建 立方 法 ,基 于我 国人 体数据 库的现状 以及相 关的 国 内和 国际标 准化 参考标准 ,提
出 了建 立人 体 数 据 库 的要 求 , 为 完善 和 更 新 不 同 国籍 的 R AMSS数 据 库 ,提 出 了技 术 路 线 。 I 关 键 词 : 车人 机 工 程 学 ; 汽 RAM S S 人体 尺寸 数 据 库 I;
M e ho so t b ihi t d fEs a ls ng RAM S S An hr po e r c Da a s I t o m t i t ba e
得 的体 型 结果 可 以应 用 到所 有 的 中欧 国家 ( 计算 时 传 统 的 测 量 方 法 。它 通 过 对 人 体 进 行 全 方 位 扫 描 , 在 只 需进 行细 微 的约 束 ),甚 至可 以应用 到北 美 ( 国 便 可 以在 很 短 的 时 间 内, 完 成 人 体 尺 寸 的 采 集 ,如 美 和加 拿 大 )。但 从 另一个 角度 来 说 ,德 国人 的体 型无 图 1 所示 。采 集 到 的数据 可 以通 过 统计 学计 算 ,作 为 法很 精确 地代 替其 他 国家 人 的体 型 。所 以 ,有 必 要针 创 建 人 体 尺 寸数 据 库 的 资 源 。在 某 些 特 殊 场 合 ,例 对 全球 各地 的人建 立相 应 的人 体尺 寸 变化 范 围 ,从而 如 ,针对 车手 的赛车 开发 及 针对 客户 订制 的豪华 车开

人机工程在汽车设计中的应用

人机工程在汽车设计中的应用
将后排乘客的脚模型尽可能的向前布置,直到与前排座椅刚开始发生干涉的位置,若此时后排乘客的踝角小于 130°,则取此位置的踵点位置为后排乘客踵点的位置,若此时后排乘客的踝角大于130°,则将脚模型向后移动至 使后排乘客的踝角等于130°的位置,此时的踵点位置为后排乘客的踵点位置。
35
三、人机设计主要方法
24
二、人机工程主要工作内容
6、上下车方便性:
上下车方便性是汽车人机设计中必须考虑的重要因素之一。整车的布置设计必须满足乘员上下车方便性 的要求。 通过对人体生理和汽车结构相互关系的研究,可以得到人体的上下车方便性的角度和相关尺寸范围,作 为设计校核参考的依据。
25
二、人机工程主要工作内容
7、显示:
1、人体坐姿设计方法:
驾驶员坐姿通常由以下参数确定:
H30-1 ——R点到踵点垂直距离 L99-1——R点到踏点水平距离
A40-1
A40-1——座椅靠背角 A46-1——踝角
二、人机工程主要工作内容
9、空间:
位置/ 标识、 手部伸及、舒适
储物空间 乘坐空间
29
二、人机工程主要工作内容
10、其他方面:
30
目录
一、人机工程概述 二、人机工程主要工作内容 三、人机设计主要方法 四、人机工程在开发各阶段的验证方法
31
三、人机设计主要方法
1、人体坐姿设计方法:
驾驶员坐姿设定是整车人机工程中非常重要一项内容。人在驾驶车辆的时候,驾驶员、座椅、踏板(油 门、制动、离合)、方向盘、换挡器等构成一个约束系统。在驾驶员坐姿设定过程中,不仅需要考虑乘 坐舒适性、还需要考虑操纵方便、轻巧,此外还需综合考虑视野、上下车方便性、空间、车型定位等。

某型车驾驶室人机工程分析

某型车驾驶室人机工程分析
·设计·计算·研究·
某型车驾驶室人机工程分析
董鹏 张堃 张凯鹏 郑宇龙
(陕西重型汽车有限公司 汽车工程研究院)
摘 要: 本文利用 RAMSIS 人机工程分析软件对某型车驾驶室进行了人机工程分析,通过 RAMSIS 人体库建立了 满足 GB 10000-88 中第 95 百分位、第 80 百分位、第 70 百分位、第 50 百分位的男性(年龄:18-25)人体模 型,并利用这些模型在 RAMSIS 中进行了方向盘分析、踏板分析、换挡手柄分析、空间可及性的分析。在分析 完成后,对不合理的地方提出修改意见,综合评价后对设计进行修改,并对不足之处进行总结。 关键词:汽车、车身、人机工程分析、RAMSIS、人体库、姿态库、不舒适度
2.1 技术核心----人体库 RAMSIS 拥有国际化的人体库,考虑到人体身
材、比例和体态从人体测量学的角度对人体Байду номын сангаас行分 类。针对本车型,选取了 2012 年、中国籍、18-25 岁的满足 GB 10000-88 中第 95 百分位、第 80 百分 位、第 70 百分位、第 50 百分位的男性人体模型。 2.2 技术核心----姿态库
图 3-1
图 3-4
图 3-2
图 3-5
图 3-3
前视野的分析如图 3-4,从图中可以看出,4 个百分位的人体模型前视野良好。
经分析,当驾驶员处于正常驾驶姿态时,观看 仪表无遮挡(如图 3-5)。
在最初的设计中,通过分析驾驶员在正常驾驶 姿态时握紧方向盘时,腕部的达到最大,而肩和肘 的负荷只达到 50%左右,舒适度差。通过分析,调 整方向盘的角度可以改变舒适度,且增大方向盘与 水平面的夹角舒适度会变好,当该角度达到 79°时
1.前言
在汽车驾驶室的设计中,对于驾驶员及成员的 舒适度的考虑是非常重要的,在设计初期,将人机 工程应用到设计中,对设计本身起到很好的辅助作 用,通过 RAMSIS 对驾驶员及乘员的舒适度的分析, 可以直观的体现设计的是否合理,同时也可对不足 之处提供合理的解决意见,这就避免后期设计的许 多麻烦。
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RAMSIS在汽车人机工程学中的应用
朱炜昱 陈昌明 沈浩 同济大学汽车学院 201804
1. 引言
随着我国加入WTO和经济全球化,我国汽车企业面临着巨大的挑战。

其竞争的焦点是怎样充分满足顾客的需要,因而汽车设计是否符合人机工程的要求成为关系到企业生死的一个重要因素。

近几年来,由德国各大汽车制造厂家及其它公司共同研制开发的RAMSIS三维人机工程分析系统得到了广泛应用,我国一些企业也开始采用该软件在早期开发过程中进行人机工程评价。

而作为CAD工具的RAMSIS是德文首字母缩写词,含义是“用来模拟乘员实际状况的计算机辅助人体数学模型”。

本文将着重介绍RAMSIS的工作环境和主要功能。

2. 人机工程学的重要评价标准
汽车人机工程设计涉及到汽车设计理论、人机工程学和美学等多门学科。

在理论研究和实际调查的基础上,我们建立了汽车设计人机工程综合评价的指标体系,如图1所示。

从图中可以看出人机工程学评价指标包括视野校核、姿势评价、仪表和操纵杆件评价、舒适性评价、座椅评价以及安全性评价。

RAMSIS软件针对其中的视野校核、姿势评价、仪表和操纵杆件评价、舒适性评价、座椅评价制定了相对应的功能,使得工程师可以在设计初期就直观地了解到设计车型的人机工程指标的好坏,有助于明确后期设计的改进方向,提高设计工作的工作效率[2]。

3. RAMSIS主要功能
RAMSIS系统可以作为单独软件使用,也可移植到现有的开发软
件内(如CATIA等)。

在这套系统中,用户可以定义人体模型的性别、国籍、年龄、时代、身材和百分位,系统将会根据SAE标准自行计算出相应的人体模型(RAMSIS中称为manikin)。

在RAMSIS中还可以创建车体模型(车体模型可以在软件内创建,也可以通过IGS或VAD格式从外部输入)。

人体模型与车体模型通过任务定义建立联系,通过软件计算可使人体模型处于用户需要的姿态。

将人体模型正确安置在车体内以后,就可以在RAMSIS上进行各
图1 人机工程综合评价指标体系[1]
种各样相关的人机工程分析。

视野校核是RAMSIS的一个重要分析功
能。

人的视野分析可以通过同心圆和同心圆锥表示视野范围。

在RAMSIS中,同心圆锥的中心就是人体模型的视点,视野同心圆锥的顶角是通过研究一系列的实验数据得出的:
最佳视野顶角:±5%清晰视野顶角:±15%最大视野顶角:±50%
这样用户通过定义视点位置后,RAMSIS就能够计算出此时驾驶员或者乘员的视野范围,使用户可以直观地了解驾驶员或者乘员当时的视野范围。

RAMSIS同样可以模拟驾驶员在座位上从后视镜可以看到的景象。

后视镜的位置、尺寸以及角度都是可以在RAMSIS中调节的。

伸及面分析工具同样也是RAMSIS特有的分析工具。

伸及面分析
工具可以分析人体模型手或者脚的可触及范围,也可以分析用户定义的多体系统的可触及范围,伸及面的显示结果会以包络体的形式显示给用户,用户可以清楚地看到哪些部件是当前姿势下人无法触及到的。

这样有利于总布置工程师在设计仪表板时及时了解到设计模型是否方便驾驶员或者乘员触摸。

同时RAMSIS提供了操作力分析工具,使得用户可以了解在用户指定方向和位置上,人到底可以作用多大的操作力。

RAMSIS会根据用户指定的运动方向和作用目标的位置,以及人体模型的性别、年龄以及健康程度计算出相应的操作力。

在汽车设计过程中,驾驶员以及乘员的疲劳度和不舒适感觉反馈对于设计工作已经越来越显得重要。

对于各种姿势的人体模型,RAMSIS都能给出相应的舒适性评价。

这些评价目标不只包括整个人体模型的舒适性评价,也包括人体各个重要关节的评价,如肩、颈、左右手、左右腿等部位的舒适性,RAMSIS都会同时给出在此姿势下的不舒适感觉程度。

在RAMSIS舒适性评价中,不舒适感觉数据是唯一的评价标准。

不舒适感觉的范围从0分到8分,0分为没有不舒适感觉,8分为不舒适感觉最明显。

一般不舒适感觉在2.5分以下的评价是可以接受的,从2.5分到5.5分的范围内的评价是需要调整车型设计布置来改善的,而5.5分以上的评价出现说明这种姿势是极为糟糕
的。

[3]舒适性评价的标准是RAMSIS通过测试
研究得出的经验数据。

RAMSIS分别对一百个真人进行各种姿势下的测试,让他们给出自己对各个姿势下的舒适性评价,最终利用统计学原理给出各种姿势下舒适性评价的统计学结果。

由于舒适性评价数据具有一定的主观性,所以在舒适性评价这一功能上,单单一个车型的评价数据是没有很大的实践意义的。

只有通过与相似成熟车型的舒适性数据进行比较才能更客观地分析设计车型的舒适性,从而确定设计工作中值得注意的地方。

在RAMSIS中,系统可以记录姿势舒适性数据,这样就使得用户可以很方便地比较两种车型的舒适性指标。

在图5中,灰色线表示的是对照姿势的舒适性指标,白色线表示的是现时姿势的指标。

4. 结论
RAMSIS系统是功能较全面的人体工程软件,通过它的分析功能可以方便直观地了解到设计车型在人机工程学方面的欠缺和不足,使工程师在虚拟设计阶段就能明确下一步的设计改进方向。

图2 视野范围
图4 人体模型手伸及面
图3 后视镜视野
图5 舒适性指标绝对值比较
充氮保养法几乎适应于各种结构的锅炉
停炉保护。

3 备用锅炉的蒸汽保护
如果企业有两台以上锅炉,只要有台锅炉运行,其他备用锅炉可以用蒸气充压法,让备用锅炉蒸汽压力大于大气压力进行停炉备用的保养,防止空气侵入,因为蒸汽中已没有氧气,备用期间锅炉不会腐蚀。

这种保护方法操作简单可靠,重新启动快,在经济性方面仅仅损耗一部分散热损失的能量。

4 湿法保养
湿法保养就是按一定要求在停炉期间进行合理的水质管理,保证一定浓度的碱性溶液与锅炉金属表面接触,使金属表面形成碱性保护膜,来防止金属腐蚀。

按停炉时间长短不同,水质管理要求也有所不同。

(1)停炉3日之内的锅炉水质管理当锅炉水中Cl-、SO42-浓度均低于100ppm时,应维持锅炉水pH=12,PO43-浓度60~100ppm,SO42-浓度10~40ppm。

当锅炉水中Cl-、SO42-浓度为100~300ppm时,应维持锅炉水pH=12,PO43-浓度60~100ppm,SO42-浓度100ppm。

当锅炉水中Cl-、SO42-浓度为300~600ppm时,应维持锅炉水pH=12,PO43-浓度60~100ppm,SO42-浓度10ppm。

(2)停炉3~7天锅炉水质管理
当锅炉水中Cl-、SO42-浓度为100~300ppm时,应维持锅炉水pH=12,PO43-浓度60~100ppm,SO42-浓度300ppm。

(3)停炉7~15天锅炉水质管理
当锅炉水中Cl-、SO42-浓度为500ppm以下时,维持锅炉水pH=12,PO43-浓度60~100ppm,N2H4浓度100ppm。

锅炉水中Cl-、SO42-浓度超过500ppm时,可发生点腐蚀,应降低锅炉水Cl-、SO42-浓度,再行湿法保养。

(4)停炉6个月内锅炉水质管理。

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