在做产线布局仿真、设备人机交互校核的过程中,人体假人模型是必不可少的参考载体,这套坐立姿态的假人严格遵循ISO 15536-1标准的人体尺寸基准搭建,覆盖了站立、端坐两类工业场景中最常见的人体姿态,能够直接导入各类三维布局场景中完成人机适配校验。
从实际工程应用场景来看,这类标准假人最常出现在机床操作工位布局、装配流水线工位设计、控制台人机尺寸校核、仓储作业空间规划、特种设备操作舱布局等工作中,很多结构工程师在做设备外围防护设计、操作界面布置、作业 reach 域校核的时候,往往会因为没有标准的人体参考模型,导致最终落地的设备出现操作位过高、工件取放距离过远、坐姿操作腿部空间不足等问题,这套模型刚好能填补这类布局校核的参考空白。
模型包含三具站立姿态假人、三具端坐姿态假人,分别对应不同百分位的人体尺寸基准,站立姿态的假人严格按照直立作业的人体重心分布搭建,肢体角度符合自然站立的放松状态,没有刻意的肢体变形,能够准确模拟操作人员在设备旁站立观察、手动操作、工件转运等场景下的空间占位;端坐姿态的假人按照工业座椅的标准坐姿搭建,大腿与躯干夹角、小腿与地面角度、手臂自然下垂的位置都符合人机工程学的作业姿态要求,可直接用于校核坐姿操作位的台面高度、腿部容留空间、手部操作可达范围。
从设计思路上看,这套假人没有做多余的外观细节刻画,整体采用简化的几何体块拼接构成,肢体分段清晰,没有细碎的曲面特征,在大场景布局仿真中不会占用过多的模型资源,同时各段肢体的比例严格对应标准人体尺寸,不会出现比例失真导致的校核误差。模型的外轮廓做了平滑处理,没有尖锐的凸起结构,在做空间干涉检查的时候,能够准确反映人体在作业过程中的最大轮廓边界,避免出现仿真校核时无干涉、实际作业时肢体磕碰设备的问题。
在安装与布局边界方面,站立假人的足底基准面与全局坐标系的XY平面完全重合,导入场景后不需要额外调整基准高度,直接放置在地面平面上即可匹配场景的地面标高;端坐假人的臀部支撑面高度对应标准工业座椅的坐面高度基准,在布局时只需要将坐面与设计的座椅支撑面重合,就能快速完成坐姿工位的人体占位布置。不同姿态的假人可以根据实际工位的作业需求单独调用,不需要整体导入全部模型,比如做装配线工位设计时,可以在站立作业工位放置站立假人,在检测工位、操作控制台位置放置端坐假人,快速搭建出整条产线的人机布局场景。
在实际的结构设计工作中,这类标准假人还可以用于设备安全防护距离的校核,比如机床的安全门开口位置、机械手的作业安全范围、输送线的防护栏高度,都可以通过假人的占位来验证安全距离是否符合规范要求,避免因为人体尺寸参考不准导致的安全隐患。相比非标准的人体模型,这套遵循ISO标准的假人在尺寸基准上有统一的规范依据,不同工程师在协同设计时使用同一套模型做校核,能够避免因为人体参考尺寸不统一导致的设计矛盾,减少方案评审阶段的尺寸争议。
模型的肢体比例兼顾了不同作业场景的通用性,站立假人的手臂自然下垂位置、上举可达高度、前伸最大距离都符合标准人体的活动范围,端坐假人的手臂操作范围、腿部前伸空间、躯干活动余量也都按照作业状态下的人体边界做了还原,不需要额外调整肢体姿态就能满足大部分常规工位的校核需求,对于需要调整特定作业姿态的场景,简化的肢体结构也方便快速调整关节角度,适配特殊工位的人体姿态仿真需求。
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