基于UG的駕駛員手伸界面的生成和校核.doc

基于UG的駕駛員手伸界面的生成和校核一、 基本理論1、 手伸界面的相關(guān)概念1）、駕駛員手伸及界面，指駕駛員以正常姿勢入座、身系安全帶、右腳踩在加速踏板上以及一手握住轉(zhuǎn)向盤時，另一手所能伸及的最大空間廓面。根據(jù)安全帶形式，有對應(yīng)于三點式安全帶和兩點式安全帶兩種類型的手伸及界面。駕駛員手伸及界面在車內(nèi)的位置如圖1所示。圖1駕駛員手伸及界面在車內(nèi)的位置2）、通用布置因子（General Package Factor，G因子），是反映乘坐環(huán)境布置的代數(shù)式，即 （1）3)、HR參考面（Hand Reach Reference Plane）,用于定位駕駛員手伸及界面的平面。它平行于汽車坐標(biāo)系yz平面，位于AHP后方，到AHP的距離為 （2）4)、手伸及界面的影響因素主要有兩個：（1）駕駛員自身的伸及能力該因素主要通過選擇各種百分位的身材及不同的男女駕駛員比例來加以考慮。由于是最大伸及能力，故不考慮駕駛員的百分位和身材，僅考慮男女比例，在ISO3958中考慮了三種男女比例，分別為50/50，75/25，90/10。（2）汽車駕駛員內(nèi)部設(shè)計尺寸影響手伸及界面的駕駛室內(nèi)部設(shè)計尺寸有：SgRP到踵點的垂直距離H30（mm）座椅靠背角A40（degree）方向盤最大直徑W9（mm）方向盤傾角A18（degree）方向盤中心到踵點的水平距離L11(mm)方向盤中心到踵點的垂直距離H17（mm）人體樣板的體腿夾角A42（degree）2、 手伸及界面的基準(zhǔn)位置駕駛員手伸及界面數(shù)據(jù)是在手伸及界面測量臺上測得，再經(jīng)統(tǒng)計分析后得到的。將在測量臺上測得的數(shù)據(jù)根據(jù)G因子和男女比例進(jìn)行分類，對于三點式安全帶和兩點式安全帶各列成21張數(shù)據(jù)表格，用來構(gòu)造手伸及界面。手伸及界面上的點位于HR參考面前方，表中的數(shù)據(jù)表示這些點沿x方向到HR參考面的距離。數(shù)據(jù)在z方向以通過H點的水平面為基準(zhǔn)，向上為正，向下為負(fù)；在y方向以通過H點的縱向垂直平面為基準(zhǔn)，駕駛員向左為外側(cè)，向右為內(nèi)側(cè)。由于測量時測量桿的一端是一個25mm的三指抓捏式操作按鈕，在實際應(yīng)用時應(yīng)根據(jù)操作按鈕的形式進(jìn)行一定的修正。例如指點式按鈕的伸及范圍應(yīng)比抓捏式的往前加長50mm；手推式按鈕的伸及范圍要比抓捏式的往后縮短50mm。3、手伸及界面的定位（參考SAE J287-1988 Driver Hand Control Reach）在ISO 3958中，駕駛員手伸及界面已經(jīng)生成表格，共21張，分別對應(yīng)于三種男女駕駛員比例（50/50，75/25，90/10）、七檔綜合因子G值（G-1.25，-1.24G-0.75，-0.74G-0.25，-0.24G0.24，0.25G0.74，0.75G1.24，G1.25的數(shù)據(jù)。表1給出了手伸及界面數(shù)據(jù)表格的示例。 表1手伸及界面數(shù)據(jù)表格在系統(tǒng)中，按局部坐標(biāo)生成了21張表格對應(yīng)的曲面，并存放在一個庫中。在定位手伸及界面時，先確定定位中心的位置，而后從庫中調(diào)用相應(yīng)的曲面即可，具體方法如下： 1）確定影響手伸性的駕駛室內(nèi)部設(shè)計尺寸； 2）計算駕駛室尺寸綜合因子G； 3）選擇駕駛員男女比例； 4）定位點參考點的確定。設(shè)定位參考點的坐標(biāo)為PR(XPR,YPR,ZPR)，下面說明確定方法。 l定位參考點X軸坐標(biāo)的確定假設(shè)X軸方向基準(zhǔn)面HR離踵點的水平距離為d，則有d=786-99G（mm）若（d-L53）0，則基準(zhǔn)面HR位于加速踏板踵點后面d處，此時有XPR=XAHP+d若（d-L53）0,則基準(zhǔn)面HR位于SgRP處，此時有XPR=XSgRP其中， L53SgRP到加速踏板踵點（AHP）的水平距離XAHP加速踏板踵點X軸坐標(biāo)XSgRPSgRP的X軸坐標(biāo) l定位參考點Y軸、Z軸坐標(biāo)的確定Y軸基準(zhǔn)平面為座椅對稱面，Z軸基準(zhǔn)平面為過SgRP的水平面，故有YPR=YSgRPZPR=ZSgRP根據(jù)男女比例和G的值從庫中調(diào)用相應(yīng)的手伸及界面，進(jìn)行平移變換運算，將其局部坐標(biāo)的原點與定位參考點重合，即完成了手伸及界面在車身坐標(biāo)系中的定位。上面總結(jié)的都是駕駛員手伸及界面原理性的內(nèi)容，在實際駕駛員手伸及界面的求解過程可直接在三維UG軟件調(diào)用總布置設(shè)計工具包中的手可觸及區(qū)命令完成。二、 基于UG的駕駛員手伸界面的生成所選捷達(dá)車型的駕駛室內(nèi)部設(shè)計尺寸如下表所示表2駕駛室內(nèi)部設(shè)計尺寸H30(mm)A