电动汽车电池快换系统中的人机设计.pdfVIP

电动汽车电池快换系统中的人机设计 杨勤 赵慧亮 闫爱政 （贵州大学,机械工程学院，贵阳，550003） 摘要：为解决电动汽车电池快换系统半自动化电池快换模式中的人机适配设计问题，在概述系统工作原理的基础上， 列举了系统中存在的人机问题，利用工效学原理分析了其中“人” 、“机” 间的相互作用关系和功能特性，确定了“人” 与“机” 的功能分配；基于CATIA 软件的人机工程模块对整个系统进行模拟仿真与人机评价研究；促进了工效学在新 能源电动汽车电池快换系统中的实际应用，为电池快换系统的人-机-环境系统的整体性能达到最优化提供参考。 关键字：电动汽车，人机设计，电池快换 Abstract: To solve the problem of ergonomic design for semi-automatic mode in battery quick change system of electric vehicle, summarized the working principle of the system, analyzed the interaction relationship and the functional features between the human and machine of the whole system using ergonomics theory, ascertained the reasonable distribution of the human and machine function; Proceeded the simulation and human-machine evaluation based on CATIA software; In addition, it facilitated the practical application of human-machine engineering knowledge in battery quick change system of new energy electric vehicle and provided reference for the battery quick change system’s man-machine-environment system reaching overall optimization. Keywords: Electric Vehicle; Ergonomic Design; Battery Quick Change 电动汽车以其能量转换效率高、舒适清洁、噪声低、环境友好等优点，正在成为汽车产业发展 的潮流。电动汽车电池快换系统作为一个典型的综合人机环境系统，在系统装备的研发初期尤其是 半自动化电池快换模式的装备开发中，其设计直接关系到操作人员作业时的安全和舒适，以及疲劳 强度的减轻和工作效率的提高，因此改善操作人员工作条件，构建安全、健康、舒适和高效的操作 环境的要求越来越迫切，使得电池快换系统设计中对人机工程学的诉求更为突出。本文结合人体自 身因素和系统设备的功能特性，确定设备关键部位的人性化布局，建立协调的人机关系，合理分配 人机功能。 1. 系统概述 1.1 工作系统区概述 图 1.1 电动汽车电池快换系统示意图 半自动化式换电模式电池快换系统采用“卸一装一” 的方式，在工作人员控制性通过机械手携带 电池快换夹具与物流技术的结合，实现满荷电池和待充电池在电池转运装置与电池存储架之间的快 速更换。系统示意图如图 1.1，采用的具体关键模块有电池快换转运装置、电池存储架、电池箱等[1]。 15 1.2 系统工作流程 半自动电池快换系统为柔性系统，适用于多种商用车车型。工作流程分为四个部分，具体为： 电动汽车进入快换电池工位，自动摆正车辆位置，车辆两侧换电机械手工作就位；换电机械手 移至车辆要更换的电池位置处，矫正换电夹具位置、方向，将电池箱移出车厢 换电机械手携带从车内移出的电池箱，旋转，移至待充电存储区的电池存储架，矫正换电夹具 位置、方向，把电池箱输送至待充电存储区的电池存储架上，自行充电 换电机械手移动换电夹具