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- 基于工业设计思想的航空安全实验假人的研究
- 作者： 王刚 来源： 四川大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 军事航空安全 工业设计思想 仿真实验假人 计算机辅助设计 以人为本 虚拟仿真
- 描述： 仿真实验假人的应用在现代民用及军用交通工具的安全性能设计方面起着非常重要的作用。机器人的使用使人类从繁重危险的劳动中解放出来，而安全假人的应用使人类找到了自己的替身。世界各国对于安全假人的研究与应用也是越来越重视，美国设计的汽车安全假人已经发展到了第四代。在我国，对航空安全假人的研究开展的比较晚，目前还处于起步阶段。目前，国际上所通用的安全假人都是采用欧美的人体尺寸所设计的，这样的安全假人与东方人体特征有一定的差距，无法完全适用于我国的仿真实验中。军事仿真实验涉及到国家安全问题，采用国外设计的仿真实验假人获得的数据，于我国航空安全的设计没有实际的意义。因此，设计以东方人体参数为基准的航空安全假人非常有必要的。 本文的航空安全实验假人具有与真人内部结构相似、外部形态相象、材料力学等效等特点，它已经逐步应用于弹射座椅安全性能设计、弹射实验对人体伤害指数确定、空投实验、安全措施评价、碰撞计算机仿真等研究。航空安全实验假人的研究直接关系到航空安全性能的综合水平的提高，与人的生命和国家财产安全息息相关。本文主要是对应用于航空弹射实验和航空空投实验的仿真实验假人的研究，也就是弹射安全实验假人和伞兵假人。 将现代工业设计思想、方法的引入到我国的安全假人的研究、开发、生产中，为航空安全假人的全面的研究以及大量的生产提供了崭新的思路。对安全假人的设计，是从现代工业设计思想的广义定义出发，以人为本，以最大限度地提高信息、物质和能量的交换和最大限度地提高人体功效为目标，侧重现代人机环境工程学，采用现代制造科学的计算机辅助设计信息技术和工业设计方法来完成对安全假人的设计。 在具体的设计活动中，首先利用人机工程学对东方人体参数进行测量、计算和分析，获得设计假人所需的人体参数数据；然后，通过仿生学和人体生物力学对人体进行静态和动态的分析，来设计假人的骨骼、关节和皮肤的结构，并且确定皮肤和骨架的仿生材料的；最后，利用现代制造科学的信息技术一计算机辅助设计(Computer Assistant Design)来进行假人的具体设计，在虚拟的环境中进行假人骨骼、关节和皮肤的静态和动态参数的匹配，设计出具有东方人体特征的航空安全假人。 皮肤的设计是安全假人的整体设计中产品造型设计的部分，因此本论文更加侧重对航空假人皮肤的设计。皮肤的设计过程主要有三步：首先，根据人体生物力学参数和假人骨架的设计进行皮肤的整体划分与设计，利用平面图形软件进行草图制作；然后，根据皮肤的整体划分和人体肌肉解剖学进行每个环节的皮肤造型设计，在虚拟环境中进行细节设计和相互匹配；最后，解决皮肤设计中的静态和动态的摩擦问题，完善皮肤的设计，进行假人皮肤的实体模型设计制作。