基于工業(yè)設(shè)計(jì)思想的航空安全實(shí)驗(yàn)假人的研究.pdf

1、仿真實(shí)驗(yàn)假人的應(yīng)用在現(xiàn)代民用及軍用交通工具的安全性能設(shè)計(jì)方面起著非常重要的作用。機(jī)器人的使用使人類從繁重危險(xiǎn)的勞動中解放出來，而安全假人的應(yīng)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(yīng)用也是越來越重視，美國設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)驗(yàn)中。軍事仿真實(shí)驗(yàn)涉及到國家安全問題，采用國外設(shè)計(jì)的仿真實(shí)驗(yàn)假人獲得的數(shù)據(jù)，于我國航空安全的設(shè)計(jì)沒有實(shí)際的意義。因此，設(shè)計(jì)以東方人體參數(shù)為基準(zhǔn)的航空安全假人非常有必要的。 本文的航空安全實(shí)驗(yàn)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(xué)等效等特點(diǎn)，它已經(jīng)逐步應(yīng)用于彈射座椅安全性能設(shè)計(jì)、彈射實(shí)驗(yàn)對人體傷害指數(shù)確定、空投實(shí)驗(yàn)、安全措施評價(jià)、碰撞計(jì)算機(jī)仿真等研究。航空安全實(shí)驗(yàn)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(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)。本文主要是對應(yīng)用于航空彈射實(shí)驗(yàn)和航空空投實(shí)驗(yàn)的仿真實(shí)驗(yàn)假人的研究，也就是彈射安全實(shí)驗(yàn)假人和傘兵假人。 將現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)，是從現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)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(biāo)，側(cè)重現(xiàn)代人機(jī)環(huán)境工程學(xué)，采用現(xiàn)代制造

4、科學(xué)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)信息技術(shù)和工業(yè)設(shè)計(jì)方法來完成對安全假人的設(shè)計(jì)。 在具體的設(shè)計(jì)活動中，首先利用人機(jī)工程學(xué)對東方人體參數(shù)進(jìn)行測量、計(jì)算和分析，獲得設(shè)計(jì)假人所需的人體參數(shù)數(shù)據(jù)；然后，通過仿生學(xué)和人體生物力學(xué)對人體進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)的分析，來設(shè)計(jì)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(xué)的信息技術(shù)一計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Assistant Design)來進(jìn)行假人的具體設(shè)計(jì)，在虛擬的

5、環(huán)境中進(jìn)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(jì)出具有東方人體特征的航空安全假人。 皮膚的設(shè)計(jì)是安全假人的整體設(shè)計(jì)中產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的部分，因此本論文更加側(cè)重對航空假人皮膚的設(shè)計(jì)。皮膚的設(shè)計(jì)過程主要有三步：首先，根據(jù)人體生物力學(xué)參數(shù)和假人骨架的設(shè)計(jì)進(jìn)行皮膚的整體劃分與設(shè)計(jì)，利用平面圖形軟件進(jìn)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(xué)進(jìn)行每個(gè)環(huán)節(jié)的皮膚造型設(shè)計(jì)，在虛擬環(huán)境中進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)和相互匹配；最后，解決皮膚設(shè)計(jì)