一種考慮駕駛員腿部肌肉舒適性的汽車踏板位置調(diào)節(jié)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車工裝領(lǐng)域，特別涉及一種考慮駕駛員腿部肌肉舒適性的汽車踏板位置調(diào)節(jié)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著當(dāng)代汽車技術(shù)的迅速發(fā)展，汽車已經(jīng)成為我們生活中最重要的交通工具之一。汽車踏板在汽車加減速、換擋以及制動(dòng)時(shí)的使用頻次都非常高，因此駕駛員在駕駛過程中需要頻繁踩踏踏板以及切換踏板。駕駛員在操縱汽車踏板的時(shí)候，長(zhǎng)期保持駕駛姿勢(shì)，腰腿部肌肉長(zhǎng)時(shí)間處于緊張狀態(tài)，再加上局部肌肉組織長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)受壓，容易使肌肉疲勞，弓丨起疲勞感，使駕駛員感覺操縱不舒適。因此考慮駕駛員腿部肌肉的激活程度，在汽車踏板的操縱過程中，合理的操縱裝置布局以及適當(dāng)?shù)牟倏v空間是消除人體疲勞、提高駕駛舒適性的重要因素，如操縱裝置的布局要考慮到駕駛員的感受特性、人體測(cè)量學(xué)與生物力學(xué)特性。汽車踏板與人體的匹配關(guān)系決定了駕駛員的姿勢(shì)舒適性，且由于不同駕駛員的駕駛習(xí)慣以及駕駛需求各不相同，因此踏板位置的合理性在很大程度上影響了駕駛員的個(gè)性化需求以及駕駛舒適性。在以往汽車踏板的設(shè)計(jì)中，存在以下三個(gè)問題:
[0003](I)設(shè)計(jì)者沒有充分從人體生物力學(xué)特征的角度、人機(jī)工程學(xué)的角度以及結(jié)合肌肉激活程度的角度來分析汽車踏板裝置的力學(xué)特征對(duì)汽車操縱過程中人體疲勞及人體舒適性的影響。
[0004](2)現(xiàn)有技術(shù)中的汽車踏板可以調(diào)整踏板的角度以及單一方向的踏板位置，但僅通過調(diào)整踏板的角度以及踏板的單相位置的方式不能從根本上解決駕駛員長(zhǎng)時(shí)間駕駛踩踏踏板時(shí)腿部肌肉的不舒適性。
[0005](3)現(xiàn)有技術(shù)中可通過調(diào)整座椅位置來滿足駕駛員對(duì)汽車踏板位置的需求，但該過程可能會(huì)影響駕駛員的駕駛視野，且無法滿足不同駕駛員對(duì)不同汽車踏板位置的個(gè)性化需求。
[0006]因此，提出一種考慮駕駛員腿部肌肉舒適性的汽車踏板位置調(diào)節(jié)裝置，從人體生物力學(xué)特征角度考慮駕駛過程中駕駛員腿部關(guān)節(jié)角度、關(guān)節(jié)力矩及肌肉激活程度變化，實(shí)現(xiàn)油門踏板、制動(dòng)踏板以及離合器踏板空間布局的合理性，使得汽車踏板空間位置布局以及操縱舒適性配置更具有理論依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種考慮駕駛員腿部肌肉舒適性的汽車踏板位置調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)駕駛員的個(gè)性化需求實(shí)時(shí)調(diào)整汽車踏板水平橫向位置、水平縱向位置以及垂直方向位置的裝置。駕駛員在踩踏踏板過程中，腿部相關(guān)部位受力，而人體某部位的受力是造成人體感覺不舒適的必要因素。因此，從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)和人體生物力學(xué)的角度出發(fā)，當(dāng)人體處在最大活動(dòng)范圍以內(nèi)活動(dòng)時(shí)，即處在各種舒適姿勢(shì)時(shí)，相應(yīng)的關(guān)節(jié)也會(huì)處在舒適的范圍之中，此時(shí)的活動(dòng)時(shí)間較為持久，其操縱效率及質(zhì)量相對(duì)較高，操作可靠性與安全性也隨之提升。
[0008]本發(fā)明專利解決技術(shù)問題的技術(shù)方案如下，結(jié)合附圖:
[0009]一種考慮駕駛員腿部肌肉舒適性的汽車踏板位置調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、連接組件以及車載處理單元22，所述X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在空間上兩兩垂直設(shè)置，所述X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)水平設(shè)置，所述Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)垂直連接在X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上且可沿X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)左右水平滑動(dòng)，所述Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)水平連接在Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上且可沿Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上下豎直滑動(dòng)，所述連接組件設(shè)置在Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上且可沿Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)前后水平滑動(dòng)，汽車踏板13轉(zhuǎn)動(dòng)連接在連接組件下方，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)調(diào)整汽車踏板的水平橫向位置、水平縱向位置以及垂直方向位置；所述車載處理單元22設(shè)置在汽車踏板13內(nèi)部，車載處理單元22可根據(jù)駕駛員腿部運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行逆向動(dòng)力學(xué)仿真分析，實(shí)現(xiàn)駕駛員腿部肌肉的舒適程度客觀評(píng)價(jià)分析，獲取駕駛員下肢操作最優(yōu)舒適度的踏板位置配置方案。
[0010]所述的一種考慮駕駛員腿部肌肉舒適性的汽車踏板位置調(diào)節(jié)裝置，其中，X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X向步進(jìn)電機(jī)l、x向直線導(dǎo)軌15、x向傳動(dòng)絲桿16、X向絲桿滑臺(tái)17、X向基座19以及X向擋板18，所述X向直線導(dǎo)軌15固定于X向基座19上，X向步進(jìn)電機(jī)I和X向擋板18分別固定在X向基座19兩端，X向絲桿滑臺(tái)17滑動(dòng)連接在X向直線導(dǎo)軌15上，X向傳動(dòng)絲桿16穿過X向絲桿滑臺(tái)17與X向直線導(dǎo)軌15平行設(shè)置，X向傳動(dòng)絲桿16兩端分別連接X向步進(jìn)電機(jī)I和X向擋板18 ;所述Z向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)垂直固定在X向絲桿滑臺(tái)17上。
[0011]所述的一種考慮駕駛員腿部肌肉舒適性的汽車踏板位置調(diào)節(jié)裝置，其中，Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z向步進(jìn)電機(jī)8、Z向直線導(dǎo)軌10、Z向傳動(dòng)絲桿11、Z向絲桿滑臺(tái)7以及Z向基座9，所述Z向基座9垂直安裝于所述X向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述Z向直線導(dǎo)軌10固定于Z向基座9上，Z向步進(jìn)電機(jī)8固定在Z向基座9頂端，Z向絲桿滑臺(tái)7滑動(dòng)連接在Z向直線導(dǎo)軌10上，Z向傳動(dòng)絲桿11穿過Z向絲桿滑臺(tái)7與Z向直線導(dǎo)軌10平行設(shè)置，Z向傳動(dòng)絲桿11與Z向步進(jìn)電機(jī)8驅(qū)動(dòng)連接；所述Y向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)垂直固定在Z向絲桿滑臺(tái)7前端。
[0012]所述的一種考慮駕駛員腿部肌肉舒適性的汽車踏板位置調(diào)節(jié)裝置，其中，Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Y向基座6、Y向步進(jìn)電機(jī)2、Y向直線導(dǎo)軌3、Y向傳動(dòng)絲桿4以及Y向絲桿滑臺(tái)5，所述Y向基座6安裝于所述Z向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)前端，所述Y向直線導(dǎo)軌3安裝于Y向基座6上，Y向步進(jìn)電機(jī)2固定在Y向基座6前端，Y向絲桿滑臺(tái)5滑動(dòng)連接在Y向直線導(dǎo)軌3上，Y向傳動(dòng)絲桿4穿過Y向絲桿滑臺(tái)5與Y向直線導(dǎo)軌3平行設(shè)置，且Y向傳動(dòng)絲桿4與Y向步進(jìn)電機(jī)2傳動(dòng)連接'Y向絲桿滑臺(tái)5上固定所述連接組件，汽車踏板13通過連接組件轉(zhuǎn)動(dòng)連接在Y向絲桿滑臺(tái)5側(cè)方。
[0013]與現(xiàn)有的汽車踏板設(shè)計(jì)相比，本發(fā)明描述的考慮駕駛員腿部肌肉舒適性的汽車踏板位置調(diào)節(jié)裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014](I)本發(fā)明充分考慮到汽車踏板操縱過程中的駕駛員腿部肌肉舒適性對(duì)汽車踏板裝置空間布局的影響，結(jié)合人機(jī)工程學(xué)及對(duì)駕駛員腿部肌肉的仿真結(jié)果自動(dòng)調(diào)整汽車踏板的空間位置。消除由于人體生物力學(xué)特性引起的下肢肌肉疲勞的問題，并提高踩踏踏板時(shí)腰腿部的操縱舒適性。
[0015](2)本發(fā)明對(duì)駕駛員腿部操縱運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行逆向動(dòng)力學(xué)仿真分析，考慮關(guān)節(jié)角度、關(guān)節(jié)力矩及肌肉激活程度的變化，實(shí)現(xiàn)駕駛員腿部肌肉的舒適程度客觀評(píng)價(jià)分析，獲取駕駛員下肢操作最優(yōu)舒適度的踏板位置配置方案，實(shí)現(xiàn)汽車踏板空間位置的自動(dòng)調(diào)整。
[0016](3)本發(fā)明與通過改變座椅位置來滿足駕駛員對(duì)踏板空間位置需求的方法不同，不會(huì)出現(xiàn)影響駕駛員的駕駛視野的可能性。并可根據(jù)不同駕駛員的主觀需求對(duì)汽車踏板的水平橫向位置、水平縱向位置和垂直方向位置進(jìn)行微調(diào)，從根本上解決不同生理特征的駕駛員在踩踏踏板及切換踏板時(shí)的不舒適性。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明汽車踏板位置調(diào)節(jié)裝置的側(cè)視圖。
[0018]圖2是X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是汽車踏板與Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的附加板的連接示意圖。
[0020]圖中，1-X向步進(jìn)電機(jī)，2-Y向步進(jìn)電機(jī)，3-Y向直線導(dǎo)軌，4-Y向傳動(dòng)絲桿，5_Y向絲桿滑臺(tái)，6-Υ向基座，7-Ζ向絲桿滑臺(tái)，8-Ζ向步進(jìn)電機(jī)，9-Ζ向基座，1-Z向直線導(dǎo)軌，Il-Z向傳動(dòng)絲桿，12-螺母孔，13-汽車踏板，14-附加板，15-Χ向直線導(dǎo)軌，16-Χ向傳動(dòng)絲桿，17-Χ向絲桿滑臺(tái)，18-Χ向擋板，19-Χ向基座，20-連接軸，21-連接螺母，22-車載處理單元
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0022]附圖1表示了本發(fā)明一種考慮駕駛員腿部肌肉舒適性的汽車踏板位置調(diào)節(jié)裝置的側(cè)視圖，本踏板位置調(diào)節(jié)裝置包括X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、車載處理單元22以及連接汽車踏板與Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的連接組件。X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在空間上兩兩垂直設(shè)置，X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)水平設(shè)置，Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)垂直連接在X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上且可沿X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)左右水平滑動(dòng)，Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)水平連接在Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上且可沿Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上下豎直滑動(dòng)，車載處理單元22設(shè)置在汽車踏板13內(nèi)部，車載處理單元22可根據(jù)駕駛員腿部運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行逆向動(dòng)力學(xué)仿真分析，實(shí)現(xiàn)駕駛員腿部肌肉的舒適程度客觀評(píng)價(jià)分析，獲取駕駛員下肢操作最優(yōu)舒適度的踏板位置配置方案，連