舱内功能及人机工效导向的载人潜水器工作舱布局设计方法

[目的]大深度载人潜水器因球壳体积狭小带来的工作舱布局难的问题主要依靠设备的合理排布和对工作区域的优化调整来解决。以往的舱室设计多根据人体肌肉疲劳度要求进行设计,易造成设备排布过分集中或超出有限空间的现象,有可能引起设备安装、使用和维护上空间不足的问题,而注重舱内功能和人机工效这2种目标导向的设计方法则可避免这些问题。[方法]通过分析2种导向下的舱内功能系统约束与人机工效约束,提出以2种约束为基础的工作舱布局设计方法,形成针对大深度潜水器的舱室布局设计流程。以"蛟龙"号潜水器的舱内布局设计为例,按照所提出的流程进行方案设计,并利用JACK仿真分析系统等工具进行人机综合评价。[结果]结果显示,所给出的设计方案能给潜航员提供一个舒适、安全、省力的工作环境,所提出的2种导向下的布局设计方法合理有效。[结论]以舱内功能和人机工效为导向所做的方法研究解决了大深度潜水器狭小空间布局的问题,对同类多设备狭小空间的舱室布局设计有可借鉴之处。     

载人潜水器舱室设备智能布局设计方法研究

载人潜水器舱室设备智能布局是一种基于知识的智能化过程,以往的载人潜水器舱室 CAD 系统通常采用交互式输入和修改,不能从全局最优化的思想支持载人潜水器舱室设计全过程。将智能技术引入系统载人潜水器舱室布局设计方法中,可以推动船舶智能设计、智能制造、智能工程的全面发展。论文在研究遗传算法的基础上,提出了基于Pareto的PGA算法进行多目标优化计算,建立载人潜水器舱室布局优化数学模型,并使用 PGA 进行求解。经设计委托方评审,获得的计算结果符合设计要求,该方法使整个项目的设计效率明显提高。     

载人潜器驾驶舱人机工效评估方法研究

为了提高载人潜器驾驶舱人机工效设计的质量,有效考虑特殊环境下人的心理、生理因素的变化对人操作可靠性的影响,本文基于人机工程学构建了驾驶舱人机工效评估模型,提出作业绩效指数概念,并明确其确定方式,利用CREAM预测法预测人的不可靠性导致的人因失效概率,最终得到了驾驶舱人机工效评估值。开发了数字化评估软件,并通过某载人潜水器驾驶舱人机工效评估验证了该方法的有效性。     

基于JACK的载人潜水器观察窗布局优化设计

为了提高载人潜水器人机工效设计的质量,有效考虑狭小工作舱下潜航员的生理舒适度,保证载人潜水器观察窗布局人机合理性。本文在载人潜水器载人舱的设计过程中应用了人机工效设计原理,利用JACK软件对载人潜水器载人舱观察窗布局进行仿真,对潜航员的工作姿态、舒适性、关节角度等进行模拟。首先将载人潜水器载人舱模型导入JACK人因分析软件中,采用第95百分位数的中国男性作为潜航员,对潜航员在载人舱内的工作姿态进行模拟,并对其进行工作姿势评估、快速上肢分析、舒适度评估、下背部分析。根据分析结果完成了相应的设计优化。