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軸接在連接組件下方且可相對(duì)連接組件轉(zhuǎn)動(dòng)，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。
[0023]附圖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。X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X向步進(jìn)電機(jī)1、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，其中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固定在X向基座19 一端，X向擋板18固定在X向基座19另一端，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(guò)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(jué)向步進(jìn)電機(jī)I和X向擋板18，X向步進(jìn)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)X向傳動(dòng)絲桿16轉(zhuǎn)動(dòng)，使X向絲桿滑臺(tái)17沿X向直線導(dǎo)軌15運(yùn)動(dòng)，控制汽車踏板13水平方向左右位置的調(diào)整。
[0024]Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z向步進(jìn)電機(jī)8、Ζ向直線導(dǎo)軌10、Ζ向傳動(dòng)絲桿11、Ζ向絲桿滑臺(tái)7、Z向基座9，其中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向基座9垂直安裝于X向絲桿滑臺(tái)17上，且保證Z向直線導(dǎo)軌10與X向直線導(dǎo)軌15呈90度夾角，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(guò)Z向絲桿滑臺(tái)17與Z向直線導(dǎo)軌10平行設(shè)置，Z向傳動(dòng)絲桿11兩端分別連接Z向步進(jìn)電機(jī)8和X向絲桿滑臺(tái)17，Z向步進(jìn)電機(jī)8驅(qū)動(dòng)Z向傳動(dòng)絲桿11，使Z向絲桿滑臺(tái)7沿Z向直線導(dǎo)軌10運(yùn)動(dòng)，控制汽車踏板13垂直方向上下位置的調(diào)整。
[0025]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，其中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向基座6安裝于Z向絲桿滑臺(tái)7前端，且保證Y向直線導(dǎo)軌3與Z向直線導(dǎo)軌10呈90度夾角，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(guò)Y向絲桿滑臺(tái)5與Y向直線導(dǎo)軌3平行設(shè)置，Y向傳動(dòng)絲桿4兩端分別連接Y向步進(jìn)電機(jī)2和Z向絲桿滑臺(tái)7，Y向步進(jìn)電機(jī)2驅(qū)動(dòng)Y向絲桿滑臺(tái)5，控制Y向絲桿滑臺(tái)5沿Y向直線導(dǎo)軌3運(yùn)動(dòng)，控制汽車踏板13水平方向前后位置的調(diào)整。
[0026]連接汽車踏板與Y向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的連接組件包括附加板14、螺母孔12、螺母孔21以及連接軸20，附加板14固連于Y向絲桿滑臺(tái)5上，且附加板14上設(shè)有螺母孔12，附圖3表示了汽車踏板與附加板14連接的示意圖，連接軸20 —端與Y向絲桿滑臺(tái)5固定，另一端通過(guò)附加板14的螺母孔12被連接螺母21固定于附加板14上。汽車踏板13通過(guò)連接軸20及連接螺母21連接到固連于Y向絲桿滑臺(tái)5上的附加板14下方且位于Y向絲桿滑臺(tái)5側(cè)方，使汽車踏板13可相對(duì)附加板14前后轉(zhuǎn)動(dòng)，汽車踏板13內(nèi)置有車載處理單元22，根據(jù)駕駛室內(nèi)運(yùn)動(dòng)捕捉設(shè)備捕捉的駕駛員腿部操縱運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)行逆向動(dòng)力學(xué)仿真分析，通過(guò)計(jì)算駕駛員下肢操作的關(guān)節(jié)角度、關(guān)節(jié)力矩以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，計(jì)算出符合人體下肢操作舒適性的汽車踏板空間位置。另外，駕駛員可根據(jù)主觀對(duì)踏板位置需求，對(duì)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進(jìn)行微調(diào)，從而進(jìn)一步滿足駕駛員日常駕駛習(xí)慣。
[0027]利用運(yùn)動(dòng)捕捉儀、反光標(biāo)志點(diǎn)，采集駕駛員腿部運(yùn)動(dòng)軌跡。將反光標(biāo)志點(diǎn)放在駕駛員腿部，當(dāng)攝像機(jī)發(fā)出光線打到反光標(biāo)志點(diǎn)表面上時(shí)，攝像機(jī)從而拍攝到反光標(biāo)志點(diǎn)的空間位置。同時(shí)，攝像機(jī)與運(yùn)動(dòng)捕捉儀相連，運(yùn)動(dòng)捕捉儀通過(guò)其通用接口與車載處理單元相連，將采集到的駕駛員腿部運(yùn)動(dòng)信息傳給車載處理單元。
[0028]將采集到的駕駛員腿部運(yùn)動(dòng)軌跡輸入到車載處理單元進(jìn)行逆向動(dòng)力學(xué)仿真分析。利用逆向動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算獲取駕駛員腿部肌肉激活程度相對(duì)較小、關(guān)節(jié)力矩相對(duì)較小且同時(shí)滿足關(guān)節(jié)角度在舒適范圍內(nèi)的踏板位置，實(shí)現(xiàn)駕駛員腿部肌肉的舒適程度客觀評(píng)價(jià)分析，給出適宜的汽車踏板空間位置范圍。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)汽車踏板的空間位置自動(dòng)調(diào)整。
[0029]結(jié)合汽車人機(jī)工程學(xué)中腳操縱裝置的適宜操作力以及駕駛員人體尺寸，駕駛員還可根據(jù)自身對(duì)踏板空間位置的需求進(jìn)行微調(diào)，以滿足不同駕駛員的個(gè)性化需求。駕駛員可根據(jù)主觀需求，對(duì)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進(jìn)行微調(diào)，從而使踏板位置更為符合駕駛員日常駕駛習(xí)慣，降低駕駛過(guò)程中由于頻繁踩踏踏板和切換踏板引起的疲勞感。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一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，所述車載處理單元(22)設(shè)置在汽車踏板(13)內(nèi)部。2.如權(quán)利要求1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，其特征在于，所述X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X向步進(jìn)電機(jī)⑴、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)⑴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(guò)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(jué)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。3.如權(quán)利要求1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，其特征在于，所述Z向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z向步進(jìn)電機(jī)⑶、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)⑶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(guò)Z向絲桿滑臺(tái)⑵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)⑶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。4.如權(quán)利要求1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，其特征在于，所述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⑷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⑶安裝于Y向基座(6)上，Y向步進(jìn)電機(jī)⑵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⑷穿過(guò)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⑷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(guò)連接組件轉(zhuǎn)動(dòng)連接在Y向絲桿滑臺(tái)(5)側(cè)方。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了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，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，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，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)，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)，汽車踏板轉(zhuǎn)動(dòng)連接在連接組件下方，車載處理單元設(shè)置在汽車踏板內(nèi)部。本發(fā)明可根據(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。
【IPC分類】B60T7/06, B60K17/02, B60K26/02
【公開(kāi)號(hào)】CN104924905
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510412182
【發(fā)明人】高鎮(zhèn)海, 尹秋, 胡宏宇, 鄭穎琳
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月14日