基于工業(yè)設(shè)計思想的航空安全實驗假人的研究.pdf

1、仿真實驗假人的應用在現(xiàn)代民用及軍用交通工具的安全性能設(shè)計方面起著非常重要的作用。機器人的使用使人類從繁重危險的勞動中解放出來，而安全假人的應用使人類找到了自己的替身。世界各國對于安全假人的研究與應用也是越來越重視，美國設(shè)計的汽車安全假人已經(jīng)發(fā)展到了第四代。在我國，對航空安全假人的研究開展的比較晚，目前還處于起步階段。目前，國際上所通用的安全假人都是采用歐美的人體尺寸所設(shè)計的，這樣的安全假人與東方人體特征有一定的差距，無法完全適用于我國的

2、仿真實驗中。軍事仿真實驗涉及到國家安全問題，采用國外設(shè)計的仿真實驗假人獲得的數(shù)據(jù)，于我國航空安全的設(shè)計沒有實際的意義。因此，設(shè)計以東方人體參數(shù)為基準的航空安全假人非常有必要的。 本文的航空安全實驗假人具有與真人內(nèi)部結(jié)構(gòu)相似、外部形態(tài)相象、材料力學等效等特點，它已經(jīng)逐步應用于彈射座椅安全性能設(shè)計、彈射實驗對人體傷害指數(shù)確定、空投實驗、安全措施評價、碰撞計算機仿真等研究。航空安全實驗假人的研究直接關(guān)系到航空安全性能的綜合水平的提高，

3、與人的生命和國家財產(chǎn)安全息息相關(guān)。本文主要是對應用于航空彈射實驗和航空空投實驗的仿真實驗假人的研究，也就是彈射安全實驗假人和傘兵假人。 將現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計思想、方法的引入到我國的安全假人的研究、開發(fā)、生產(chǎn)中，為航空安全假人的全面的研究以及大量的生產(chǎn)提供了嶄新的思路。對安全假人的設(shè)計，是從現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計思想的廣義定義出發(fā)，以人為本，以最大限度地提高信息、物質(zhì)和能量的交換和最大限度地提高人體功效為目標，側(cè)重現(xiàn)代人機環(huán)境工程學，采用現(xiàn)代制造

4、科學的計算機輔助設(shè)計信息技術(shù)和工業(yè)設(shè)計方法來完成對安全假人的設(shè)計。 在具體的設(shè)計活動中，首先利用人機工程學對東方人體參數(shù)進行測量、計算和分析，獲得設(shè)計假人所需的人體參數(shù)數(shù)據(jù)；然后，通過仿生學和人體生物力學對人體進行靜態(tài)和動態(tài)的分析，來設(shè)計假人的骨骼、關(guān)節(jié)和皮膚的結(jié)構(gòu)，并且確定皮膚和骨架的仿生材料的；最后，利用現(xiàn)代制造科學的信息技術(shù)一計算機輔助設(shè)計(Computer Assistant Design)來進行假人的具體設(shè)計，在虛擬的

5、環(huán)境中進行假人骨骼、關(guān)節(jié)和皮膚的靜態(tài)和動態(tài)參數(shù)的匹配，設(shè)計出具有東方人體特征的航空安全假人。 皮膚的設(shè)計是安全假人的整體設(shè)計中產(chǎn)品造型設(shè)計的部分，因此本論文更加側(cè)重對航空假人皮膚的設(shè)計。皮膚的設(shè)計過程主要有三步：首先，根據(jù)人體生物力學參數(shù)和假人骨架的設(shè)計進行皮膚的整體劃分與設(shè)計，利用平面圖形軟件進行草圖制作；然后，根據(jù)皮膚的整體劃分和人體肌肉解剖學進行每個環(huán)節(jié)的皮膚造型設(shè)計，在虛擬環(huán)境中進行細節(jié)設(shè)計和相互匹配；最后，解決皮膚設(shè)計