基于操纵力感知场的人机系统操纵舒适性度量方法研究.pdf

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1、第52卷第12期机械工程学报Vol.52No.122016年6月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJun.2016DOI：10.3901/JME.2016.12.192基于操纵力感知场的人机系统操纵舒适性*度量方法研究11121刘明周张淼扈静刘正琼汪海洋(1.合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥230009；2.合肥工业大学计算机与信息学院合肥230009)摘要：操纵舒适性度量是人机系统研究的一项重要内容。针对操纵舒适受多方面复杂因素的影响，难以准确、稳定地进行度量的问题，重点围绕人与

2、机器二者的关系，构建人机系统操纵力感知场，将各影响因素以及相关的测评方法映射到场结构中进行归类分析。提取人、机接触应力和操纵者的肌肉应力作为场源核心参量，以同二者相对应的感知强度作为场强参量，利用史蒂文斯幂定律定量描述接触应力、肌肉应力与其对应的感知强度的映射关系，并以高斯势函数表征感知强度与舒适性之间的关系，最终依据操纵力感知场的分布特性，从局部和整体两方面实现操纵舒适性综合度量。应用该方法进行汽车刹车踏板操纵舒适性测评实验，实例分析结果表明，所得操纵舒适性指数与主观测评结果一致，该方法能够作为主观测评的有

3、效补充，为人机系统操纵舒适性优化设计提供理论依据和数据支持。关键词：人机系统；操纵舒适性；操纵力感知场；操纵舒适性指数中图分类号：TB18ResearchontheMethodofMeasuringtheHandlingComfortoftheMan-machineSystemBasedonthePerceptionFieldofOperatingForces11121LIUMingzhouZHANGMiaoHUJingLIUZhengqiongWANGHaiyang(1.SchoolofMechanical

4、andAutomotiveEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009;2.SchoolofComputerandInformation,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009)Abstract：Handlingcomfortmeasurementisasignificantpartofthestudyofman-machinesystem.Asinfluencedbymanycomplexfactors,iti

5、sdifficulttomeasurethehandlingcomfortaccuratelyandstably.Aimingattheproblem,theperceptionfieldofoperatingforcesofman-machinesystemisconstructed,bywhichtheinfluencingfactorsandrelatedevaluationmethodsareclassifiedandanalyzed.Thecontactstressesandthemusclestr

6、essesareextractedasthekeyparametersofthefieldsource.Theircorrespondingperceivedintensitiesaretakenastheparametersoffieldintensity.Stevens’powerlawisusedtodescribethemappingbetweenthecontactstressanditsperceivedintensityaswellasthemusclestressanditsperceived

7、intensityquantitatively,andtherelationshipoftheperceivedintensityandthecomfortischaracterizedbyGaussianpotentialfunction.Accordingtothedistributioncharacteristicoftheperceptionfieldofoperatingforces,comprehensivemeasureofhandlingcomfortisimplementedinlocala

8、ndholisticways.Themethodisappliedtothehandlingcomforttestofautomobilebrakepedal.Theexperimentalresultsshowthatthecomfortindexisconsistentwiththeresultofsubjectiveassessment.Themethodcanbeausefuladditio