以優(yōu)化復(fù)雜機(jī)械設(shè)備人機(jī)界面,提高操作效率、降低操作人員能耗為目的,結(jié)合人因工程分析軟件Simens Jack（以下簡(jiǎn)稱為Jack）可視域與可達(dá)域分析,構(gòu)建機(jī)械設(shè)備操縱界面布局優(yōu)化函數(shù)。根據(jù)操縱器在空間中位置關(guān)系,引入約束條件,對(duì)操縱器布局位置進(jìn)行限定。應(yīng)用蟻群算法正反饋機(jī)制與啟發(fā)式搜索方法,對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解,將迭代結(jié)果映射為操縱器布局排列。通過(guò)以上方法對(duì)某隧道救援鉆機(jī)操作臺(tái)進(jìn)行改進(jìn),將優(yōu)化后的人機(jī)界面與原操作界面在Jack軟件中進(jìn)行對(duì)比仿真,驗(yàn)證方法的可行性。 

【文章來(lái)源】：組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2020,(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

可視域分析

應(yīng)用Jack軟件構(gòu)建人體可達(dá)域模型,創(chuàng)建身高、體重百分位為50的亞洲男性,以靜態(tài)站姿下小臂水平前伸為基礎(chǔ)模型,選取肘關(guān)節(jié)最大屈曲角度的25%、50%、75%、100%作為參考姿勢(shì),100%對(duì)應(yīng)為最舒適姿勢(shì)[10],但不適用于水平工作臺(tái),因此選擇次舒適的50%肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度作為可達(dá)域分析模型的最佳姿勢(shì),進(jìn)行可達(dá)域原則構(gòu)建。如圖 2所示,數(shù)字人處于最佳操作姿勢(shì),a、b兩點(diǎn)分別為左右掌心在布局平面Z上的垂直投影,可達(dá)域原則暫以右利者討論,因此以b點(diǎn)為可達(dá)域原則最佳布局位置,a點(diǎn)為次級(jí)優(yōu)先布局位置,點(diǎn)c為布局平面Z上距離點(diǎn)a最遠(yuǎn)的布局位置,其距離為d1,點(diǎn)d為布局平面Z上距離點(diǎn)b最遠(yuǎn)的布局位置,其距離為d2。根據(jù)待布物i與a、b兩點(diǎn)的距離與d1、d2的關(guān)系,構(gòu)建可達(dá)域原則位置系數(shù)。設(shè)點(diǎn)a坐標(biāo)為(xa,ya),點(diǎn)b坐標(biāo)為(xb,yb),待布物i(xi,yi)到點(diǎn)a、點(diǎn)b的距離分別為dia、dib,則:

式(12)中,h表示操縱桿高度,φ表示操縱桿最大轉(zhuǎn)動(dòng)角度,d′表示操縱桿轉(zhuǎn)動(dòng)φ時(shí)在水平方向投影長(zhǎng)度,dig表示操縱桿間距,r表示操縱桿最大截面半徑,如圖3所示。結(jié)合式(11)、式(12)限定條件,求解操縱器最佳布局位置。根據(jù)蟻群算法快速尋優(yōu)的特點(diǎn),將可視域、可達(dá)域兩個(gè)原則作為其正反饋機(jī)制與啟發(fā)式搜索條件,處理上述布局優(yōu)化問題。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Optimized design of collector topology for offshore wind farm based on ant colony optimization with multiple travelling salesman problem[J]. Ramu SRIKAKULAPU,Vinatha U.  Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. 2018(06)
[2]隨機(jī)時(shí)變車輛路徑問題的多目標(biāo)魯棒優(yōu)化方法[J]. 段征宇,雷曾翔,孫碩,楊東援.  西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(03)
[3]人體上肢關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍的舒適性評(píng)價(jià)[J]. 張睿明,柳忠起,周前祥,諶玉紅,李晨明.  中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(08)
[4]基于視覺注意力分配的飛機(jī)駕駛艙人機(jī)界面布局優(yōu)化[J]. 葉坤武,包涵,魏思東.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[5]GUI中圖標(biāo)利用率與易搜索率匹配設(shè)計(jì)方法[J]. 梁永強(qiáng),李培林,王崴,瞿玨,劉曉衛(wèi).  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[6]基于眼動(dòng)追蹤的數(shù)控界面布局認(rèn)知特性評(píng)價(jià)[J]. 李晶,郁舒蘭,劉瑋.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2017(07)
[7]遺傳-蟻群算法求解司鉆控制室操縱器布局優(yōu)化[J]. 鄧麗,王國(guó)華,余隋懷.  工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2016(02)
[8]基于視覺搜索的飛機(jī)顯示界面設(shè)計(jì)原則[J]. 范曉麗,周前祥,柳忠起,解芳.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[9]基于模擬退火算法的操縱器排列優(yōu)化[J]. 顏聲遠(yuǎn),陳玉,梁龍遠(yuǎn).  核動(dòng)力工程. 2014(S1)
[10]基于魚群算法的艙室布局優(yōu)化問題關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 宗立成,余隋懷,孫晉博,韓立偉,安珊珊.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2014(02)



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