基于Jack的老年电动代步车人机工程设计与优化.pdf

第45卷第4期2024年2 月包装工程PACKAGING ENGINEERING107基于Jack的老年电动代步车人机工程设计与优化朱桐，宋端树*，张善超，白道靖，刘立（江苏师范大学，江苏徐州2 2 1 1 1 6）摘要：目的满足行动不便的老年用户群体复杂的出行需求，提高电动代步车类工具使用过程中的舒适度。方法在传统老年电动代步车的基础上附加辅助站立结构，创新设计出一款坐、立两用的新型电动代步车，并借助Jack仿真软件，对老年用户坐姿驾驶和辅助站立支撑状态下的舒适度、可达域、可视域，以及上车过程中L4/L5下背部的受力情况进行分析，以验证关键人机交互结构、尺寸设计的合理性及舒适性。结论通过验证和调整，对电动代步车的初期设计方案进行改进，优化后的方案为老年电动代步工具的设计提供了参考，可以为满足老年用户复杂的出行需求、提高电动代步车类工具使用过程中的舒适度和安全性提供帮助。关键词：工业设计；人机工程学；老年代步车；Jack中图分类号：TB472文献标志码：AD0I:10.19554/ki.1001-3563.2024.04.011文章编号：1 0 0 1-356 3(2 0 2 4)0 4-0 1 0 7-0 8Structural Design and Layout Optimization ofElectric Scooter Based on JackZHU Tong,SONG Duanshu,ZHANG Shanchao,BAI Daojing,LIU Li(Jiangsu Normal University,Jiangsu Xuzhou 221116,China)ABSTRACT:The work aims to meet the complex travel needs of elderly users with limited mobility and improve thecomfort of electric scooter tools during use.On the basis of traditional electric scooters for the elderly,an auxiliarystanding structure was added to innovate in the design of a new type of electric scooter that could be used for both sittingand standing.With the help of Jack simulation software,the comfort,accessibility,and visibility of elderly users in sittingand auxiliary standing support states,as well as the stress on the lower back of L4/L5 during the boarding process,wereanalyzed to verify the rationality and comfort of key human-machine interaction structures and size designs.Throughverification and adjustment,the initial design scheme of electric scooters has been improved.The optimized scheme pro-vides a reference for the design of electric scooters for the elderly,which can meet the complex travel needs of elderlyusers and improve the comfort and safety of electric scooter tools during use.KEY WORDS:industrial design;ergonomics;elderly scooter;Jack电动代步工具的普及和发展，为下肢活动不便的老年人提供了方便，成为确保老年用户自主出行的有效手段。研究表明，电动代步车对老年人的活动度、社会参与度和生活质量均有显著影响。国内外对电动代步车的研究局限于外观造型 1-3、使用需求 4-6 和技术可实现性 7 方面的研究，缺乏对人机合理性的研究。此外，老年群体久坐后易发生难以站立的情况，代步类工具中的辅助站立结构能够促使老人进行间接的站立活动，从而缓解此类症状 8-9 ，然而，现有的代步车大多为坐姿驾驶模式，没有兼顾到用户坐、立两用的复杂需求。综合上述问题，结合老年用户的特征，设计出一款坐姿驾驶和辅助站立功能相结合的收稿日期：2 0 2 3-0 9-0 8基金项目：江苏师范大学研究生科研与实践创新计划项目(2 0 2 2 XKT0361)；江苏省重点研发计划（社会发展）项目（B E 2 0 1 6 6 51）；徐州市重点研发计划（社会发展）项目（KC22281）*通信作者108电动代步车，并借助Jack仿真软件对该款电动车的主要交互结构进行人机合理性的验证，以提高功能集成后该设计的合理性、安全性和舒适性。1Jack的人机仿真验证流程Jack是一款集三维仿真、虚拟人体建模、人因工效分析等主要功能于一体的仿真软件 1 0 。用户能够自行导三维模型来构建虚拟的仿真环境，对具有生物力学特性的虚拟人分配任务，并通过分析其行为来获得所需信息。范沁红等!利用Jack的碰撞检测分析工具，验证了虚拟人的背部与座椅靠背的贴合度；Liu等 1 2 通过分析Jack软件中采集的仿真行为数据，得出人机操作过程中人体负荷的变化规律和趋势预测；张文彦等 1 3 通过Jack的运动仿真功能对比分析出不同坐姿位置的舒适度；王年文等 1 4 借助Jack软件分析座椅使用时对腰椎的受力情况，分析得出座椅的相对舒适角度区间。本文主要通过 Jack 对老年用户使用电动代步车的行为进行仿真，评估其使用过程中的舒适度、可达域、可视域等方面，以验证文中所设计的电动代步车结构的合理性和舒适性，并对存在的人因问题进行改正和方案优化。文中所涉及的仿真与验证流程如图1 所示。虚拟电动代步车模型实现代步车模型和虚拟人模型的“装配”调整代步车模型的结构位置及大小支舒适性分析可达性分析L驾驶姿势舒适性分析上车姿势舒适性分析Jack软件验证人体模型在进行交互姿势时是否在舒适范围文是记录代步车结构调整合理化后的数据优化电动代步车的方案图1 Jack仿真及验证流程Fig.1 Jack simulation and verification process包装工程2设计方案2.1电电动代步车的适老化设计通过调研分析老年人群的日常生活习惯，了解老年人的基本生理特点和心理特点，以及影响老年电动代步车设计的相关因素。相关研究表明，老年用户在生理方面出现身体尺寸变化、感官退化、肢体僵硬老化、活动能力变差等现象。与此同时，其在心理方面由于处理信息的能力与效率降低，容易出现自卑、焦虑和孤独等负面情绪。因此，在设计时可以从舒适性、安全性、易用性、轻便性、灵活性等设计原则出发，在保证电动代步车基本功能的同时，使其设计更加适老化。本文老年用户特征所对应的设计原则、设计要素及后续评估要素，如表1 所示。2.2电动代步车的设计方案根据市场上现有老年代步工具的基本结构和功能的调研，结合表1 中用户特征及设计因素分析进行电动代步车再设计。所设计的电动代步车结构可概括为操控部分、驱动部分和传动部分。操控部分主要由操纵把手、膝板、胸托、座椅、扶手和安全带等组成，如图2 所示；驱动部分包括操纵把手的升降及转向控制、座椅抬升控制和车轮控制等功能；传动部分由离合器、变速器、主减速器和差速器等部件组成，电动老年用户虚拟人模型代步车由上述三部分共同协作以实现正常行驶。该电动代步车以坐姿驾驶和辅助站立支撑两种状态为主，通过电动控制操作把手和座椅自主抬升，以实现上述两种主要状态的自由切换。此外，面对下肢存在功能障碍的老年用户的特殊需求，此款电动代步车两侧设有扶手、可前后水平位移的椅面及可旋转可视性分析调节角度的靠背，以实现用户自主地完成在日常坐具与代步车之间的迁移。本文主要依据表1 中的评估要7坐姿上肢可达域分站姿上肢可达域分析文2024年2 月素，在Jack软件中对所设计的电动代步车操控部分最佳认读区域驾驶视域分析的关键结构，进行人机工效方面的验证。3人机工程仿真分析3.1虚拟人模型建立在Jack软件的虚拟人尺寸数据库里中国人的尺寸是1 9 8 9 年1 8 6 0 岁男性和1 8 55岁女性成年人体尺寸信息，不符合本文研究老年用户的尺寸需求。目前，我国在老年人体尺寸方面的研究不够完善，尚未建立一个能够满足适老化设计需求的人体尺寸数据库。所以本文在验证时，所需的虚拟人尺寸数据参考了胡海滔1 5 研究的中国老年用户身体尺寸。为验证该代步车可以最大程度地适应不同身高体型的老年用户，在Jack中所创建的被测虚拟人选取6 5 6 9 岁年龄组中第9 5百分位男性老年用户人体尺寸作为设计上限，第5百分位女性老年用户人体尺寸作为设计下限，如图3所示。第45卷第4期Tab.1 Characteristics of elderly users and corresponding design and evaluation elements老年用户特征身体尺寸变化、感官退化、肢体僵硬老化、活动能力变生理特征差、处理信息的能力与效率降低容易出现自卑、焦虑和孤独心理特征等负面情绪操纵把手，把手升降柱扶手固定护罩膝板车轮踏板图2 电动代步车的基本结构Fig.2 Basic structure of electric scooterBuild Human.TypeOFemaleOMaleOchildDatabaseANSUR一System UnitsWeightkgHeight:ComSaveas.NameAdd to MenuAdvanced ScalingBody Part ScalingFig.3 P,female and P9s male virtual human models3.2舒适度分析3.2.1驾驶姿势舒适度分析电动代步车分为坐姿驾驶和辅助站立支撑两种主要交互模式，需要保证其在这个过程中姿势的舒适度。借助Jack中的关节舒适度分析工具（ComfortAssessment）和静态强度预测工具（Static StrengthPrediction)分别对坐姿驾驶状态和辅助站立支撑状态进行舒适度分析，以此验证图2 中代步车结构的合理朱桐，等：基于Jack的老年电动代步车人机工程设计与优化表1 老年用户特征及相应的设计与评估要素设计原则设计要素座椅面、把手等与肌肤相接触的地方选择舒舒适性适性较高的材质；腿脚预留伸展空间防滑处理、安全带装置、减震装置、制动装安全性置对用户的保护作用老年用户在无需他人帮助的情况下独立完易用性成上下车、驾驶等动作根据老年用户视力下降、触觉退化等特点，将标识设置为与其日常生活习惯相贴近的可视性简单易懂的图形；以物理按键及操纵杆代替触摸屏确保用户可根据不同需求进行结构调整；避免与众不同的外观造型，与周围环境相适灵活性应，克服老年用户因身体机能下降而产生的统一自卑心理胸托性并确定相关尺寸范围。为方便研究，将验证过程安全带中的数据量化，相关零部件的主要参数定义为：操靠背纵把手至足底踏板的垂直高度为L，座椅靠背与操座椅纵把手中心点的距离为L，座椅椅面中心至足底踏座椅调节柱板的高度为L，座椅两侧扶手距离水平地面的高度为L4，座椅椅面与座椅调节柱的夹角为，座椅调节柱与踏板水平面的夹角为，操作把手与水平面的夹角为，如图4所示。L2XHeightWeightOCustomHe:177.0O99O95OPercentleO50O0501Scale Existing.-HumanP95oldMaleCreateNewScale Existing图3Ps女和P9s男虚拟人模型建立109评估要素舒适性分析（关节舒适度分析、下背部受力分析）安全配件的完整性、适配性上肢可达域分析操作界面设计、可视域分析整体布局规划、造型OCustomWe89.0O9995OPercentileO50O05O01AnchorHeelDismissL图4电动代步车结构的相关参数定义Fig.4 Definition of relevant parameters for the structureof electric scooters根据试验对象Ps女、P9s男虚拟人的相关尺寸数据 1 5 绘制表2。在验证坐姿舒适度时，通过将座椅角度，和座椅高度L,设置为定量，将操纵把手的高度L设置为变量，以验证L,在调节范围内的合理性。依据表2 中的尺寸数据及杨浩等 3 对代步车尺寸的研究，L,的验证范围设计为7 8 0 8 2 0 mm；L,设定L3L4110为被测虚拟人自然坐姿下小腿加足高，另外加30 mm的修正量 9 ，即在验证Ps老年女性时将L,调整为333mm,在验证Ps老年男性时将L,调整为48 3mm;和的角度设定为在L,相应的高度下保证座椅面水平即可。表2 Ps女和P95男与坐姿相关的身体尺寸Tab.2 Body dimensions related to sitting posture forPsfemale and P5 male尺寸测量项目P;女坐姿肘高196坐姿膝高393坐深399坐姿臀宽330小腿加足高303坐高771肘高866骼高843腰节点高894ComfortAssessmenlP95oldMaleAnabeie loint AngleComfont Data SourcetComfont RatingsShow Range Values:UpperArmFesdon RightHeed FleionUpperArm fledion LehtElbow Indleded RighElbow Included LeTrunk Thigh RightTrunk Thigh LeftKnee Included RightKnee Included LeftFootCaiflinchoded RighFoot.CalfIncluded Le在静态强度预测分析工具（Static Strength Pre-diction）的分析结果中，显示被测虚拟人在研究状态下的关节强度值百分比、角度、关节转矩及平均强度值四类图表。经验证得到在上述尺寸范围内，虚拟人的关节角度为-1 8 0 1 8 0，处于正常范围；关节转矩值为-1 0 0 1 0 0 Nm，处于正常范围；在平均强度测试中，躯干弯曲和躯干剪力均未超过 40 0 N。以L,为1142mm、L,为8 36 mm时，Pgs男性的辅助站立支撑状态为例，测试结果如图6 所示。表示老年用户在辅助站立支撑时，身体部位均处于健康的状态。因此，在辅助站立支撑状态下，L和L,的调节范围分别可设计为 8 6 6 1 1 42 mm、7 7 2 8 36 mm。3.2.2上车过程动态仿真分析该代步车的创新设计部分包括座椅椅面可平移及靠背可翻转，使下肢功能障碍的用户可借助两侧扶包装工程通过使用Comfort Assessment分析工具，判断各个关节的舒适度是否合格，可参照该分析工具中Poter（1 9 9 8）数据库的推荐值，数值条呈现为绿色即为合格，呈现黄色则表示超出合理范围。在验证上述L,在7 8 0 8 2 0 mm变化范围内的舒适度时，数据栏中显示：除左右膝盖舒适度数值条为黄色，其余关节舒适度数值条均为绿色。图5所示是选取的L,为7 8 0 mm时Ps女和P9s男的关节舒适度分析数据。经上述分析，mm为适应不同身高体型的老年用户的使用需求，在坐姿P9s男状态下，操作把手高度L的调节范围可设置为7 8 0 309820mm,座椅高度L,的调节范围可设置为343 49 3mm，530但需要给用户在坐姿状态下扩展一定的容脚空间。496根据表2 中站姿相关尺寸数据，结合崔腾飞 8 等424对辅助站姿结构的研究，以及在Jack 软件中被测虚拟人与电动代步车的匹配情况，将辅助站立支撑状态453下L,的尺寸范围设计为8 6 6 1 1 42 mm，L,尺寸范围935设计为7 2 2 8 36 mm，借助静态强度预测工具Static1142StrengthPrediction对老年用户在辅助站立支撑状态1 025下的舒适度进行分析，以验证该状态下L、L,尺寸1 074设计范围的合理性。Coifot AusneontHumarnPSoldfemaleAnalyis Loit Angles lPorter(1998)Comfont Data Sourcet:ComfontRatingsShowRange ValuesHead FlexionUpper Arm FlexionRight6164128.UpperArm Fledion LeftElbowIncluded Right8164128.Elbow Included LefhTrunkThigh Right115-101.Trunk Thigh Let101121,93.0-6040200+2040+60Angle Vale Relatve to ModeSet ReferenceClear ReferenceDAppend to Fler:UsageFig.5 Analysis of sitting comfort2024年2 月Porter(199e)Low Value Kigh Hode13:013.01599.0Knee Included RightKneeIncluded LetFootCalf Included RightFoot CalfIincluded LefReportACTIVE图5坐姿舒适度分析图手实现从日常坐具迁移至代步车上，因此，保证这一过程中的舒适性和安全性尤为重要。上车过程描述：上车前，用户可通过按动座椅底部相应的按钮，将靠背向外侧旋转1 50 至座椅底部支撑柱相平行的位置，座椅椅面两端向下折叠，座椅椅面可以根据需求向后平移，完成该系列准备后用户从代步车后侧进行迁移。在用户完成迁移上车并调整好坐姿之后，可按动座椅下方的按键，靠背、椅面可恢复原来位置。最后，手动调节胸托至舒适位置并锁定，连接靠背安全带。为使产品更适用于老年用户日常居家生活情景，本文选取用户从床转移到电动代步车上的过程来研究，借助Jack中的动画制作工具Animation进行动态仿真，并利用下背部受力分析工具（LowerBackAnalysis）分析下背部L4/L5的受力情况，以验证迁移过程中的舒适性。17:0Angle Value Relatve to ModeSet ReferenceClear ReferenceOAppendtofilerDismissUsageRepoitsACTIVEDismiss第45卷第4期朱桐，等：基于Jack的老年电动代步车人机工程设计与优化sSP-RealtimeGraphsPercent CapablesWististradrad/ulndevForearmsup/prorForeamsShoulderabShoulderfohoShoulderfor111AngleValuesTorqueValuesMean StrengthsKneAnkAnkle山XtT0图6 P9s男在站立支撑状态下静态强度分析图Fig.6 Static strength analysis of Pos male under standing support在验证前搭建好完整的仿真环境，在Jack中导人电动代步车的3D模型、标准单人床2 0 0 0 mmx1500mm610mm的3D模型，与被测虚拟人模型进行匹配。在Animation动画制作窗口依次添加虚拟人从床上转移到代步车上的过程动作，以完成该流程的动态仿真设计。以P9s老年男性用户为例，将用户从床上转移到代步车上的过程简化为四个阶段，分别为：阶段1，坐姿前伸双手分别触及两侧扶手；阶段2，双手支撑扶手起身；阶段3，支撑扶手身体前移；阶段4，双手支撑扶手缓慢坐下。如图7 ad所示。50%100-180-90向上。利用Loads and Weights 模块将所得支撑力的大小和方向分别添加到被测虚拟人双手双脚所对应的位置，再进行迁移过程的动态仿真及Lower BackAnalysis验证分析。090180-100()Torque values/NmDismiss1000100200300-400N-mFn1Fn3Fn2Ga阶段1图7 P9s男从床上转移到代步车的过程Fig.7 Process of Ps male transferring from bed to a scooter在仿真动画制作完成后，分别对这四个阶段进行受力分析，可将受力情况简化，如图8 所示，并满足式(1)(2)。Fn=GFn=Fn,+Fn+Fn,+Fn2+Fng式中：Fn、F n 为左、右手部支撑力；Fnz、F n 为左、右脚部支撑力；Fn,为臀部支撑力；G为重力。假设迁移过程中虚拟人为匀速运动，将该过程中的受力情况简化，双手双脚平均受力，即受力大小分别为被测虚拟人体重的1/4，方向为竖直向上。以P95男进行迁移过程为例，验证代步车的L为7 40 mm时下背部L4/L5的受力情况。Pgs男的体重G为8 9 kg，根据式（1），其迁移过程中所受总支撑力Fn=G=890N。根据上述分析及式（2），其在做迁移动作时左右手、左右脚上所受支撑力的大小分别为Fn=Fn=Fnz=Fn=1/4Fn=222.5N，方向为竖直b阶段2c阶段3d 阶段4(1)(2)图8 P9s男上车姿势静力学分析图Fig.8 Statics analysis diagram of P9s male boarding postureLower Back Analysis 工具中 NIOSH标准规定L4/L5所受的最大压力不能超过340 0 N，否则将会对人体造成危害。经验证，L为7 40 mm时，被测用户在做迁移动作过程中受力情况均符合NIOSH标准。如图9 所示，为P9s老年男性在进行阶段2 的动作时，下背部L4/L5脊椎处所受压力情况。L4IL5Forces(N)APShearLateralishearof3400N.reP图9 P9s男在阶段2 时的L4/L5受力情况Fig.9 L4/L5 stress situation of Pgs male at stage 2LowerBackAnalyikp95oldMaleAanalsie Bepors eraphe wachdogs lHuman:AttributesGendermale2000forceof950riskof lowbackiUsagWatchdog OnlyLoads&WeighsActivate4000nosthealt$miss112为避免试验结果的偶然性，调整扶手的高度L4，参考顾余辉等 1 6 、陆剑雄等 1 对坐具辅助起立的扶手高度以及常规座椅两端扶手高度的研究，本试验分别选取L的高度为6 8 0、7 0 0、7 2 0、7 40、760、7 8 0 m m 来验证Ps老年女性用户和Pgs老年男性用户在迁移上车阶段其L4/L5所受压力分析，结Tab.3 L4/L5 stress situation at each stage when the stress on both hands is 1/4 of the subjects body weight阶段2阶段4扶手高L/mmFpN6806957007057207157407337607367807763.3可达域分析操纵把手作为使用频率较高的装置，包含了转向、变速、刹车、鸣笛、模式切换等重要功能，因此设计时需保证这些装置在用户的最佳操作空间内。借助Jack中的可达域分析工具Research Zones进行验证。在验证操作可达性时，L与L,尺寸的选取均在前文所验证的舒适度的合理范围内。在坐姿验证时，被测虚拟人Ps女与P9s男背部均呈直立状态，验证结果：Ps女勉强触碰到操作盘的内侧把手及部分操作按键，而P9s男双腿已经抵到代步车膝板结构时，仍无法轻松碰触到操控盘的外侧把手及部分操作按键，如图1 0 ab所示。在站姿验证时，操作可达性也存在一定问题，见图1 0 cd。此外，座椅靠背也缺少一定的人体贴合性。因此，操纵把手与座椅的间距，以及座椅靠背的人体贴合度，需要重新调整与再验证。3.4可视域分析操纵把手上的界面是用户与代步车进行人机交互的重要媒介，通过对用户的可视域进行虚拟仿真，可以得到合适的操作界面的大小及位置，提高产品结构的易操作性。本文选用视域分析工具Visual Fields功能创建双眼网格化视域范围，选用视锥工具ViewCones创建被测虚拟人的视锥，将视锥角度设为人最理想的视角范围40，视锥长度设为540 mml18，得到双眼最佳可视区域和视觉画面，如图1 1 所示。由验证可知，除操控盘前端的方向指示灯界面距离过远以外，其余皆在最佳视角范围内。可以通过调整前侧指示灯的布局位置，或操控盘与水平面的角度来解决此问题。包装工程果记录在表3中。由表3中的数据可知，在上述扶手高度范围，内被测对象在四个阶段动作中L4/L5所受压力均未超过340 0 N，符合NIOSH的标准。综合分析表格数据，为满足不同身高体型人群各阶段的使用需求，代步车两端的扶手高度L可设置为740 mm。表3双手受力为被试者体重的1/4时各阶段的L4/L5受力情况阶段1FpNF./NFpN1 2476191.4666301 57164016246431 6376441 6436482024年2 月阶段3F/N869639157593581950849579096892aP,女坐姿上肢可达域cP,女站姿上肢可达域图1 0 虚拟人上肢可达域分析图Fig.10 Analysis of reachable regions of virtualhuman upper limbsHeadlForward View2a最佳可视区域图1 1 Ps女可视域分析图Fig.11 Viewable domain analysis of Ps female298308331337355359370411417425432447bPs男坐姿上肢可达域dPs男站姿上肢可达域b视觉窗口672675689696703710第45卷第4期4方案设计优化4.1方案优化概述上述分析结合人机工程学的相关规定与推荐值 1 8,对该款电动代步车的初期设计方案进行人机优化，以确保不同身高体态的老年用户能够轻松地实现对该款代步车的操控，改进前后的对比尺寸如表4所示，优化后的方案如图1 2 所示。表4方案优化前后的尺寸对照Tab.4 Comparison of dimensions before andafter scheme optimization主要部件布局改进前操纵把手与水平面的夹角/)23操控面板宽度/mm130座椅前后的位移量/mm0两侧扶手高度/mm560两侧扶手半径/mm37膝板水平位移调节量/mm0座椅靠背与水平面的夹角/()90固定护罩的高度/mm743操纵界面布局及把手结构优化双侧扶手优化膝板可调节位移量优化护罩高度优化图1 2 优化后的方案效果图Fig.12 Effect of optimized scheme1）视野性能的改进。操纵界面布局重新优化并将其宽度扩大至2 0 mm；固定护罩形状优化并将其高度修改为51 7 mm，避免身高较矮、视线较低的用户忽视前端视野盲区障碍物。在固定护罩的形式上，考虑到用户上下车的便利性，防止过程中造成不必要的磕碰，方案删减掉固定护罩和踏板间的三角形连接装饰物。2）两侧扶手的改进。经过前文验证两侧扶手的固定高度设置为7 40 mm时，对不同用户的适应性最佳，因此优化后的方案选用该高度，且仍采用后侧上下车的方式。此外，依据人机工学抓握要求，将半径修改为48 mm，且附加一定面积的防滑橡胶材质，以便于用户在使用的过程中既省力又安全。3）座椅靠背的改进。在驾驶过程中，舒适的驾驶坐姿座椅靠背的角度在1 0 0 1 1 0，将靠背默认角度调整为1 0 0，并可进行灵活调节；根据人体背部骨朱桐，等：基于Jack的老年电动代步车人机工程设计与优化4.2优化后的方案验证改进后对优化后的电动代步车的结构再次通过Jack进30行人机仿真，验证结果总结如表5所示。结果表明：200优化后的电动代步车的舒适度、可达性、可视性在一100定程度上都得到改善。74048200100517座椅靠背优化113骼及肌肉特征，并为更好地贴合用户身型将座椅靠背结构前移54mm。安全性方面，安全带设置在座椅靠背的两侧，可伸缩调节，与胸托两侧的卡扣相连接，卡扣与卡槽处内置磁吸结构，方便用户在使用时可自主定位连接位置。4）操作把手与座椅的水平间距改进。座椅与操纵把手之间的舒适距离通常为2 50 350 mm，座椅设置为可前后调节结构，前后可水平位移量为1 0 0 mm，两侧留有充分的容脚空间；此外，原固定件膝板设计为前后可水平位移的结构，位移量设置为2 0 0 mm。表5优化方案验证结果Tab.5 Validation result of optimized scheme验证类别在坐姿驾驶状态与辅助站立支撑状态下，各关舒适性节舒适度均为合格操作把手、操作盘上的按键等交互结构均在上可达性肢可达域的范围内可视性驾驶操作交互结构均在最佳认读区域内5结语通过分析老年用户特性和使用需求，在传统电动代步车的基础上添加了辅助站立支撑等适老化结构。借助Jack软件验证了设计过程中所参考的尺寸范围的合理性，并依据验证结果，对电动代步车进行人机方面的优化。有效提高了老年电动代步车的安全性和舒适性，为今后设计人员验证和评估此类产品提供了参考。在验证中虚拟人物尺寸所参考的老年用户数据库具有一定的局限性，后续研究中将选取更具代表性的尺寸数据，以进一步优化电动代步车的人机适配性。参考文献：1】孙利，覃忠志，吴俭涛，等，多维意象下产品造型满意度预测模型研究 J.机械设计，2 0 2 3，40(1)：1 2 7-134.SUN L,QIN Z Z,WU J T,et al.Research on the Pre-diction Model of Product Modeling Satisfaction underMulti-Dimensional ImageryJ.Journal of Machine De-sign,2023,40(1):127-134.2王新亭，王灿，王欢欢，等，基于数量化I类理论的电动代步车造型设计 .机械设计与制造，2 0 2 0(7)：改良结果114165-169.WANG X T,WANG C,WANG H H,et al.ModelingDesign of Electric Scooter for the Elderly Based on theTheory of Quantification-1 TypeJ.Machinery Design&Manufacture,2020(7):165-169.3杨浩，严扬，胡也畅。基于驾驶操作行为分析的宜老型代步车原型设计研究 J.机械设计，2 0 1 8，35(6):105-112.YANG H,YAN Y,HU Y C.Study on Prototype Designof 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