基于人机工程学的SR5型火箭炮驾驶室设计与仿真研究

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1、密级公开级分类号专业硕士学位论文基于人机工程学的SR5型火箭炮驾驶室与仿真研究王晗宇指导教师苏胜副教授范文全设计总监申请学位类别艺术硕士专业领域名称艺术设计2018年5月8日基于人机工程学的SR5型火箭炮驾驶室设计与仿真研究专业领域名称：艺术设计研究生签字：学校导师签字：企业导师签字：摘要SR5型火箭炮是我国自行研制的新型中远程多管轮式火箭炮。以SR5型火箭炮驾驶室为代表的特种军用车辆驾驶室，由于其自身的特性以及外形尺寸等各种条件限制，未能全面应用人机工程学原理对驾驶室进行设计。同时，国内的军事标准在车辆人机工程设计上的尺寸限定较为宽泛，并不

2、能完全满足舒适度的需要，驾驶室的人机舒适性仍存在优化空间。因此，亟需利用人机工程学原理对SR5型火箭炮驾驶室的布置设计进行改进、优化，提高驾驶室的人机性能。本文通过前期调研获得了驾驶室内各重要部件的尺寸参数，对所测的尺寸参数分析总结，得到影响驾驶室人机性能的关键尺寸参数；对影响驾驶室布局设计的人体模型、H点、眼椭圆等基础工具进行了理论研究；针对SAE推荐的H点位置线不完全适用于中国人体尺寸特征的局限性，以驾驶姿势舒适关节角度和中国男性人体尺寸特征为基础进行H点位置线优化；采用MATLAB软件编程计算，拟合得到优化后的舒适H点位置线区间；依据S

3、R5型火箭炮的使用特点和设计经验，确定驾驶员H点的空间位置；在H点优化的基础上，建立H点与驾驶员眼椭圆的数学模型；应用所建立的数学模型以及参考相关设计标准和设计经验，对驾驶室内的座椅、方向盘、仪表台等进行人机工程学设计；在三维建模软件中建立SR5型火箭炮驾驶室三维模型；运用JACK人机仿真分析软件，建立虚拟仿真环境，选定合适的虚拟人模型对优化后的驾驶室设计方案从驾驶姿势舒适性、可达域、可视域三个方面进行了仿真校核。仿真结果表明，设计方案驾驶舒适性较高，驾驶员身体各部位均在舒适范围内，各操纵部件的伸及性均满足要求，仪表板视野校核满足视野要求，该

4、驾驶室设计方案合理可行。关键词：SR5型火箭炮；驾驶室；布置设计；人机工程；仿真验证ResearchontheDesignandSimulationofErgonomics-basedSR5RocketLauncherCabAreas:ArtDesignStudentSignature:SupervisorSignature:AbstractSR5Multiple-LaunchRocketSystem（hereinafterreferredtoasSR5MLRS）isanewtypeofmediumandlong-rangemultitude

5、wheeledrocketlauncherindependentlydevelopedinChina.Constrainedbyitscharacteristicsaswellastheconsiderationtoshapeandsize,thedrivingcabofspecialvehiclesrepresentedbySR5MLRShasfailedtoextensivelyimplementtheergonomicstheoriesinitslayoutdesign,whichleavesplentyofspaceforman-ma

6、chinecomfortabilityoptimization.Duetothedifferenceofhumandimensionparameterandvehicleserviceenvironment,thedesignmethodandstandardofforeigndrivingcabarenotcompletelyapplicabletotheSR5MLRS.Asforthedomesticmilitarystandard,thesizelimitationistoobroadtomeettherequirementsforma

7、n-machinecomfortability.Therefore,forthepurposeofergonomicperformanceenhancement,itisimperativetooptimizethedrivingcablayoutdesignofSR5MLRSwithvehicleergonomictheoriesandChinesehumandimension.Firstly,duringthepreliminaryinvestigation,thedimensionparametersofthecab’smajorpar

8、tsareobtained,whichbringsinthekeysizeindicatorsaffectingthecab’sman-machineperform