专利名称：一种多自由度方向盘转向系统的评价系统及其评价方法
技术领域：
本发明涉及一种用于人机主观评价的多自由度方向盘转向系统，具体涉及一种多
自由度方向盘转向系统的评价系统及其评价方法。
背景技术：
随着全球汽车市场的发展和竞争日趋激烈，车辆人机工程性能正成为影响用户购 买行为和使用满意度的重要因素，人机舒适度越来越引起各大汽车厂商的重视。目前车辆 在正向人机工程开发时，方向盘转向系统的布置都是通过一些经验数据或对竞争车型进行 测量所得的数据布置。这种传统上主要依赖于经验和逆向布置的方法，无法主观评价，往往 会出现偏差，也无法较好地考虑各国、各年龄段人体尺寸的差异；造成车辆试制出来后，暴 露出人机工程问题并再做方案更改时，会延误产品开发周期，造成巨额开发费用的浪费。迫 切需要提供可验证多种方案、可重复利用的方向盘转向系统实物评价验证工具，同时这对 车辆人机工程的研究和汽车方向盘转向系统的设计具有一定的指导意义。即现有技术中存 在如下技术问题在整车设计最初的阶段无法主观评价方向盘转向系统的布置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多自由度方向盘转向系统的评价系统及其评价方法， 用于人机主观评价的方向盘转向系统试验平台，采用基于人机工程的试验用多自由度方向 盘转向系统，根据实际所会出现的情况，设置相关参数，使之能适应多数群体，供试验与验 证之用。方向盘转向系统平台包含(1)、基础平台用于安装方向盘转向系统子平台，实现 转向系统的X向移动和Z向移动；(2)、方向盘转向系统子平台安装仪表横梁、转向管柱以 及方向盘，实现方向盘转向系统的Y向移动和方向盘的角度参数化。
具体技术方案如下 —种多自由度方向盘转向系统的评价系统，包括一方向盘转向系统平台，方向盘 转向系统安装在所述方向盘转向系统平台上，所述方向盘转向系统可在所述方向盘转向系 统平台上进行垂直向，和/或横向，和/或前后方向的移动，和/或沿垂直方向上下的旋转。
所述方向盘转向系统平台包括一方向盘转向安装子平台，所述方向盘转向系统的 方向盘安装在该方向盘转向安装子平台上。 所述方向盘转向系统平台还包括一座椅安装子平台，与方向盘对应的主驾驶座椅 安装在该座椅安装子平台上。 所述方向盘转向系统平台还包括一基础平台，方向盘转向系统通过方向盘转向安 装子平台在该基础平台上进行调节，座椅通过座椅安装子平台在该基础平台上进行调节。
所述基础平台上安装方向盘转向系统子平台，其用于方向盘转向系统的前后向移 动和垂直向移动。 方向盘转向系统子平台上安装有仪表横梁、转向管柱和方向盘，其用于方向盘转 向系统的横向移动和方向盘的角度参数化。
所述方向盘转向安装子平台包括一横向的轴，轴上设有导向槽，方向盘转向系统 连接该导向槽并可沿导向槽横向移动。 所述导向套与所述轴之间使用螺钉固定，所述方向盘转向系统与一连接件相固 定，该连接件使用螺栓与导向套相固定。 所述方向盘转向安装子平台包括一水平的第一 T型导轨， 一垂直的第二 T型导轨， 所述第二 T型导轨安装在第一 T型导轨上，并可沿第一 T型导轨水平移动。
所述第二 T型导轨通过T型螺栓安装在第一 T型导轨上，所述T型螺栓在松开状 态下，第二 T型导轨可沿第一 T型导轨水平移动。 所述方向盘转向安装子平台包括一横向的轴，轴上设有导向槽，方向盘转向系统 连接该导向槽并可沿导向槽横向移动，所述轴通过弯板安装在第二 T型导轨上，弯板通过T 型螺栓可沿第二 T型导轨垂直移动。 方向盘转向系统以及所述连接件可以绕着导向套和/或轴的轴线旋转，并可使用 螺栓固定定位。 —种上述多自由度方向盘转向系统的评价系统的评价方法，采用如下步骤
(1)根据经验和计算机仿真结果，设定一套或若干套方向盘转向系统设计方案；
(2)在所述的多自由度方向盘转向评价系统上调节方向盘转向系统和座椅系统并 锁止； (3)具有不同人体尺寸的评价员，针对每种人机工程设计方案进行评价
(4)每位评价员进行调节并定位； (5)对所有评价员对所有人机工程设计方案的评价得分进行综合分析；
(6)得出最优的人机工程设计方案。
与目前现有技术相比，本发明 1、新车型在设计之初，利用多自由度的方向盘系统，体现并验证人机操作的舒适 性和方便性。并可以在验证后立即修正并再次验证设计方案，从而节省铣削模型的费用和 开发周期，防止后续试制车出现"癌症"人机问题难以更改，降低汽车正向开发的风险；
2、能够形成系统化的方向盘转向人机数据库，为正向开发方向盘转向系统的人机 工程提供底蕴和强有力的技术经验支持； 3、如若后续试制车出现调整方向盘转向系统位置时，可以通过此试验平台来预先 调整方案，使之提前主观评价感受是否更改合理，方便快捷。
图1为车辆人机工程多自由度方向盘转向系统平台侧视图 图2(a)(b)(c)为多自由度方向盘转向系统平台示意图 图中 a:基础平台 b :多自由度座椅安装子平台 C :多自由度方向盘转向安装子平台 1T型导轨2T型螺栓3T型导轨4T型螺栓5弯板6轴7导向槽8导向套
9螺钉 IO连接件 11螺栓 12转向系统
具体实施例方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实 施例。 见图2，方向盘转向系统的各个件之间的关系如下方向盘转向系统12(方向盘和 转向管柱)根连接件10固定在一起，连接件10与导向套8通过螺栓11固定，螺钉9固定 导向套8与轴6，轴6与T型导轨3之间由弯板5连接。 X向自由度松开T型螺栓2，利用T型螺栓2沿着T型导轨1滑动，实现前后X向 移动自由度；固定时，只需要拧紧T型螺栓。 Z向自由度松开T型螺栓4，利用T型螺栓4沿着T型导轨3滑动，实现上下Z向 移动自由度；固定时，只需要拧紧T型螺栓。 Y向自由度松开螺钉9，则导向套8可以带着方向盘转向系统沿着导向槽7左右 移动，实现Y向移动自由度；固定时，只需要拧紧螺钉。 方向盘e角度参数化松开螺栓ll，则转向系统12连同连接件IO可以绕着导向 套8(轴6)的轴线旋转，达到方向盘与竖直面角度e的参数化；固定时，只需要拧紧螺栓。
当开发新车型时，首先根据经验和计算机仿真结果，初步设定一套或若干套方向 盘转向系统设计方案。见图l，然后在车辆人机试验基础平台a上调节方向盘转向系统c和 座椅系统b并锁止，以实现设定的一种人机工程设计方案。接着，邀请一群具有不同人体尺 寸的评价员，针对每种人机工程设计方案进行评价每位评价员利用座椅、转向管柱及方向 盘的自身调节功能对座椅、转向管柱及方向盘进行调节，找到自己认为最舒适、最方便进出 的位置，并记录评价员给出的舒适度主观评价得分。完成此评价后，对所有评价员对所有人 机工程设计方案的主观评价得分进行综合分析，便可以得出最优的人机工程设计方案；如 果受评价的各种方向盘转向系统人机工程设计方案所获得的主观评价得分均不理想，则可 以利用多自由度方向盘转向系统平台的多自由度调节，调整人机工程设计方案，再次评价， 直到主观评价得分比较理想为止。通过这样的方法，便可以得到一种较优的方向盘转向系 统人机工程设计方案，作为后续造型设计及整车其它系统设计的依据。 上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式 的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用 于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种多自由度方向盘转向系统的评价系统，其特征在于，包括一方向盘转向系统平台，方向盘转向系统安装在所述方向盘转向系统平台上，所述方向盘转向系统可在所述方向盘转向系统平台上进行垂直向，和/或横向，和/或前后方向的移动，和/或沿垂直方向上下的旋转。
2. 如权利要求l所述的多自由度方向盘转向系统的评价系统，其特征在于，所述方向 盘转向系统平台包括一方向盘转向安装子平台，所述方向盘转向系统的方向盘安装在该方 向盘转向安装子平台上。
3. 如权利要求1或2所述的多自由度方向盘转向系统的评价系统，其特征在于，所述方 向盘转向系统平台还包括一座椅安装子平台，与方向盘对应的主驾驶座椅安装在该座椅安 装子平台上。
4. 如权利要求3所述的多自由度方向盘转向系统的评价系统，其特征在于，所述方向 盘转向系统平台还包括一基础平台，方向盘转向系统通过方向盘转向安装子平台在该基础 平台上进行调节，座椅通过座椅安装子平台在该基础平台上进行调节。
5. 如权利要求4所述的多自由度方向盘转向系统的评价系统，其特征在于，所述基础 平台上安装方向盘转向系统子平台，其用于方向盘转向系统的前后向移动和垂直向移动。
6. 如权利要求5所述的多自由度方向盘转向系统的评价系统，其特征在于，方向盘转 向系统子平台上安装有仪表横梁、转向管柱和方向盘，其用于方向盘转向系统的横向移动 和方向盘的角度参数化。
7. 如权利要求2，4-6中任一项所述的多自由度方向盘转向系统的评价系统，其特征在 于，所述方向盘转向安装子平台包括一横向的轴，轴上设有导向槽，方向盘转向系统连接该 导向槽并可沿导向槽横向移动。
8. 如权利要求7所述的多自由度方向盘转向系统的评价系统，其特征在于，所述导向 套与所述轴之间使用螺钉固定，所述方向盘转向系统与一连接件相固定，该连接件使用螺 栓与导向套相固定。
9. 如权利要求2，4-6，8中任一项所述的多自由度方向盘转向系统的评价系统，其特征 在于，所述方向盘转向安装子平台包括一水平的第一 T型导轨， 一垂直的第二 T型导轨，所 述第二 T型导轨安装在第一 T型导轨上，并可沿第一 T型导轨水平移动。
10. 如权利要求9所述的多自由度方向盘转向系统的评价系统，其特征在于，所述第二 T型导轨通过T型螺栓安装在第一 T型导轨上，所述T型螺栓在松开状态下，第二 T型导轨 可沿第一T型导轨水平移动。
11. 如权利要求9所述的多自由度方向盘转向系统的评价系统，其特征在于，所述方向 盘转向安装子平台包括一横向的轴，轴上设有导向槽，方向盘转向系统连接该导向槽并可 沿导向槽横向移动，所述轴通过弯板安装在第二 T型导轨上，弯板通过T型螺栓可沿第二 T 型导轨垂直移动。
12. 如权利要求8， 10， 11中任一项所述的多自由度方向盘转向系统的评价系统，其特 征在于，方向盘转向系统以及所述连接件可以绕着导向套和/或轴的轴线旋转，并可使用 螺栓固定定位。
13. —种如权利要求1-12所述多自由度方向盘转向系统评价系统的评价方法，其特征 在于，采用如下步骤(1) 根据经验和计算机仿真结果，设定一套或若干套方向盘转向系统设计方案；(2) 在所述的多自由度方向盘转向评价系统上调节方向盘转向系统和座椅系统并锁(3) 具有不同人体尺寸的评价员，针对每种人机工程设计方案进行评价(4) 每位评价员进行调节并定位；(5) 对所有评价员对所有人机工程设计方案的评价得分进行综合分析；(6) 得出最优的人机工程设计方案。
全文摘要
本发明涉及一种多自由度方向盘转向评价系统及其评价方法，用于人机主观评价的方向盘转向系统试验平台，采用基于人机工程的试验用多自由度方向盘转向系统，根据实际所会出现的情况，设置相关参数，使之能适应多数群体，供试验与验证之用。方向盘转向系统平台包含(1)、基础平台用于安装方向盘转向系统子平台，实现转向系统的X向移动和Z向移动；(2)、方向盘转向系统子平台安装仪表横梁、转向管柱以及方向盘，实现方向盘转向系统的Y向移动和方向盘的角度参数化。
文档编号G06F17/50GK101719171SQ20091014493
公开日2010年6月2日 申请日期2009年9月14日 优先权日2009年9月14日
发明者曹亮, 贾新建, 金威, 陈秀琴 申请人:奇瑞汽车股份有限公司