汽車人機(jī)工程設(shè)計輔助工具

1、汽車人機(jī)工程設(shè)計輔 助工具 學(xué)習(xí)要點(diǎn) 設(shè)計的基點(diǎn)，即型測量裝置 一、點(diǎn)裝置 一、型點(diǎn)測量裝置的構(gòu)造 定義：點(diǎn)裝置是車身布置的重要工具，對駕駛室設(shè)計，參數(shù)測量，輔助駕駛室設(shè)計，內(nèi)部定位有重要意 義，有H型測量裝置和設(shè)計工具兩部分組成 構(gòu)成：鞋、小腿、大腿、坐板、軀干五部分和兩個固定附件組成，其構(gòu)造圖為： 一、點(diǎn)裝置 各部分的主要尺寸如下： 一、點(diǎn)裝置 整體裝備關(guān)系和主要活動部件 一、點(diǎn)裝置 鞋的構(gòu)造和尺寸 一、點(diǎn)裝置 腿部的構(gòu)造和尺寸 一、點(diǎn)裝置 軀干的構(gòu)造 一、點(diǎn)裝置 座板總成的構(gòu)造 一、點(diǎn)裝置 組裝的設(shè)計工具（ ） 一、點(diǎn)裝置 設(shè)計工具的發(fā)展，自年提出，目前已經(jīng)設(shè)計了兩代，主要有Oscar型

2、和HPM-型 一、點(diǎn)裝置 二、點(diǎn)裝置上的基準(zhǔn)點(diǎn) 點(diǎn)裝置可以建立車內(nèi)布置關(guān)鍵的基準(zhǔn)點(diǎn)和尺寸 這些點(diǎn)，包括： H、 、點(diǎn)和軀干線、腳線、座墊線等 定義 H點(diǎn)： 軀干和大腿的 聯(lián)結(jié)點(diǎn) 一、點(diǎn)裝置 常用的設(shè)計工具 點(diǎn)的測量裝置 H點(diǎn)的輔助設(shè)計工具HPD 點(diǎn)的計算機(jī)輔助系統(tǒng) 可表現(xiàn)的形式： 乘坐的基 準(zhǔn)點(diǎn)確定 在座椅的調(diào)節(jié)過程中，有 許多點(diǎn)的位置，其作為 標(biāo)準(zhǔn)的一點(diǎn)，用 表示 用測量系統(tǒng)， 構(gòu)成整車座位 系統(tǒng) 一、點(diǎn)裝置 確定其他關(guān)鍵點(diǎn) 臀部的最低點(diǎn) K點(diǎn) 腳線 腿線 軀干線 座墊線 一、點(diǎn)裝置 各關(guān)節(jié)的輔助測量點(diǎn)和用途 一、點(diǎn)裝置 三、點(diǎn)裝置的功能和應(yīng)用 功能：測量和設(shè)計 、測量功能 對車內(nèi)座椅的硬點(diǎn)

3、進(jìn)行測量和分析 人機(jī)工學(xué)參數(shù)的校驗(yàn) 空間的分布校驗(yàn) 使用人群的分布規(guī)范等 一、點(diǎn)裝置 三、點(diǎn)裝置的功能和應(yīng)用 功能：測量和設(shè)計 、設(shè)計功能 對座椅和操控系統(tǒng)進(jìn)行基本尺寸設(shè)計和對比分析，對于雙排的轎車，后排設(shè)計的參數(shù)有： 一、點(diǎn)裝置 、對駕駛員的承座環(huán)境參數(shù)進(jìn)行對標(biāo) 對市場上競爭車型的基本參數(shù)進(jìn)行對標(biāo)，利用H點(diǎn)設(shè)備和三坐標(biāo)測量儀 等設(shè)備，找到競爭車型與我們車型基本參數(shù)之間的差別，探索舒適性和基 本性能的設(shè)計與規(guī)范 基本方法 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 模型在室溫下小時以上，作后各種操控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、 靜置狀態(tài)的固化與模型的固定 對車內(nèi)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行三坐標(biāo)測量 建立踏板接觸點(diǎn)(PRP)和地板與鞋底的接觸點(diǎn)(AHP）的

4、基本模型，并 進(jìn)行相關(guān)固定 一、點(diǎn)裝置 建立各關(guān)鍵點(diǎn)的計算方程 、調(diào)節(jié)座椅的位置的姿態(tài)并進(jìn)行相關(guān)測量 一、點(diǎn)裝置 安放HPM的座板總成和軀干部 調(diào)節(jié)軀干的合理的角度，一般度為宜 安放配重 注意配重的大小和角度 安放步驟為： 一、點(diǎn)裝置 、測量關(guān)鍵點(diǎn) 點(diǎn)，各種基準(zhǔn)線 、計算控制點(diǎn) 如：控制點(diǎn)的行程分析等 定位控制點(diǎn)的曲線軌跡 重新定位座椅，與上面控制線重合 一、點(diǎn)裝置 一、點(diǎn)裝置 記錄測量數(shù)據(jù) 軀干的數(shù)據(jù)： 完成測量工作 、利用點(diǎn)裝置建立前排乘員的布置方案 一、點(diǎn)裝置 選擇人體樣板 一、點(diǎn)裝置 進(jìn)行人體樣板的總體放樣 一、點(diǎn)裝置 完成乘員的空間設(shè)計 一、點(diǎn)裝置 利用點(diǎn)裝置，完成全車乘員的設(shè)計 二

5、、駕駛員H點(diǎn)的位置曲線 H點(diǎn)布置方案與駕駛員乘坐舒適性、上肢和下肢的操作空間、視野性和頭部空間、以及乘員的乘坐空間等人 機(jī)關(guān)系密切相關(guān)，是室內(nèi)布置的重要內(nèi)容。 、類車的（男女共駕車輛）的點(diǎn)位置曲線 二、駕駛員H點(diǎn)的位置曲線 關(guān)鍵點(diǎn)的計算方程 二、駕駛員H點(diǎn)的位置曲線 二、類車的點(diǎn)位置曲線 類車的男女比例為：、：、：三個檔位 點(diǎn)的位置曲線計算表： 二、駕駛員H點(diǎn)的位置曲線 三、踏板的平面角 二、駕駛員H點(diǎn)的位置曲線 對駕駛員點(diǎn)位置曲線的改進(jìn) 三、眼橢圓 一、定義 眼橢圓是指不同身材的乘員以正常姿勢坐在車內(nèi)其眼睛位置的統(tǒng)計分布圖形，左右各分別代表左右眼的分 布圖形 三、眼橢圓 二、類車、行程可調(diào)節(jié)

6、座椅的眼橢圓 )眼橢圓尺寸的計算 三、眼橢圓 二、類車、行程可調(diào)節(jié)座椅的眼橢圓 三、眼橢圓 二、類車、行程可調(diào)節(jié)座椅的眼橢圓 對于一定的駕駛員群體,當(dāng)其坐在適意駕駛位置時,其眼 睛位置在汽車坐標(biāo)系3個方向上均呈正態(tài)分布,研究發(fā) 現(xiàn)，眼橢圓的短軸和豎軸長度基本上不受駕駛員身高 和布置參數(shù)的影響，因此，可以根據(jù)眼睛位置一維正 態(tài)分布變量的標(biāo)準(zhǔn)差和眼橢圓百分位值來計算。 三、眼橢圓 二、類車、行程可調(diào)節(jié)座椅的眼橢圓 眼橢圓的定位 中心位置的傾角 三、眼橢圓 二、類車、行程可調(diào)節(jié)座椅的眼橢圓 、某些國家駕駛員的眼橢圓 三、眼橢圓 二、類車、行程可調(diào)節(jié)座椅的眼橢圓 、某些國家駕駛員的眼橢圓 三、眼橢圓

7、二、類車、行程可調(diào)節(jié)座椅的眼橢圓 、眼點(diǎn) 眼橢圓為駕駛員視野設(shè)計提供了科學(xué)依據(jù)，但實(shí)際應(yīng)用中也有諸多不便，例如(設(shè)計后視野時，需以眼橢圓 輪廓上距離后視鏡最遠(yuǎn)的點(diǎn)作眼點(diǎn)，但找這個眼點(diǎn)比較麻煩，經(jīng)過統(tǒng)計研究，得出了方便某些場合 使用的視原點(diǎn)，借助它們可方便地得到眼點(diǎn) 三、眼橢圓 二、類車、行程可調(diào)節(jié)座椅的眼橢圓 、眼點(diǎn) 點(diǎn)，眼的位置，有左右兩個，相距mm 點(diǎn) 頭部中心的轉(zhuǎn)動點(diǎn) 對與類車，有 三、眼橢圓 三、類車固定座椅的眼橢圓 所謂固定座椅，這里專指點(diǎn)或者靠背角度不可調(diào)節(jié)的座椅，這種情況見于點(diǎn)不能調(diào)節(jié)的前排乘員布置 方案，或者用于后排乘員的情況，由于與可調(diào)節(jié)座椅乘坐環(huán)境的差異，使得乘員眼睛位置的

8、分布規(guī)律有很 大不同，固定座椅眼橢圓的形狀以及與座椅的相對。 三、眼橢圓 三、類車固定座椅的眼橢圓 三、眼橢圓 三、B類車的眼橢圓 自年沒有變化 三、眼橢圓 三、B類車的眼橢圓 定位基準(zhǔn)點(diǎn)的確定 三、眼橢圓 四、眼橢圓應(yīng)用 眼橢圓是汽車視野設(shè)計的基礎(chǔ)，與視線（切線）一起使用方有 意義。以駕駛員前方下視野設(shè)計為例，可進(jìn)一步說明應(yīng)用眼橢 圓進(jìn)行視野設(shè)計原理 四、頭廓包絡(luò)確定 一、概述 定義：頭廓包絡(luò)指不同身材的乘員以正常姿勢坐在適意的位置時，其頭廓包括頭發(fā)的包絡(luò) 它用于在設(shè)計中確定乘員所需的頭部空間%與眼橢圓相對應(yīng)，頭廓包絡(luò)面也包括座椅行程可調(diào)式和不可調(diào)式 兩種 四、頭廓包絡(luò)確定 一、概述 生成

9、用眼橢圓，可以方便的生成頭廓平均線和整體的包絡(luò)線。 四、頭廓包絡(luò)確定 二、類車頭廓包絡(luò) 尺寸 按照座椅可否調(diào)節(jié)進(jìn)行分類 座椅可 調(diào)節(jié) 座椅不 可調(diào)節(jié) 四、頭廓包絡(luò)確定 二、類車頭廓包絡(luò) 含義： 橢圓 圓 四、頭廓包絡(luò)確定 二、類車頭廓包絡(luò) 、頭廓包絡(luò)線的定位 傾角 一般在度左右 度 計算方程（可調(diào)座椅） 計算方程（固定座椅） 四、頭廓包絡(luò)確定 二、類車頭廓包絡(luò) 頭包絡(luò)中心相對于中央眼橢圓中心的偏移量 四、頭廓包絡(luò)確定 三、類車頭廓包絡(luò) 按照男女的比例，有所調(diào)整 四、頭廓包絡(luò)確定 四、頭廓包絡(luò)的應(yīng)用 乘員頭部與車身結(jié)構(gòu)之間的空間對于保證乘員頭部活動，以及 在顛簸和翻車等情況下使頭部具有必要的緩沖

10、空間具有重要意 義，但這個空間設(shè)計過大會浪費(fèi)空間，并增大汽車正面迎風(fēng)面 積而使空氣阻力加大。因此，頭部空間尺寸關(guān)系到整車性能的 好壞，必須科學(xué)合理地選取，而關(guān)鍵就是能夠?qū)⒊藛T頭部占據(jù) 空間的范圍描述出來，然后只要控制頭頂內(nèi)飾與乘員頭部占據(jù) 空間范圍邊界即可。 四、頭廓包絡(luò)確定 四、頭廓包絡(luò)的應(yīng)用 四、頭廓包絡(luò)確定 四、頭廓包絡(luò)的應(yīng)用 網(wǎng)上資料 五、駕駛員的手伸及界面 一、概述 駕駛員手伸及界面是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，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(diǎn)式安全帶和兩點(diǎn)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)

11、的位置和駕駛室內(nèi)手操縱裝置的位置都應(yīng)該布置在此廓面范圍內(nèi)。 五、駕駛員的手伸及界面 、相關(guān)概念 駕駛員的手伸界面 駕駛員手伸及界面是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，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(diǎn)式安全帶和兩 點(diǎn)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) 的位置和駕駛室內(nèi)手操縱裝置的位置都應(yīng)該布置在此廓面范圍 內(nèi) 五、駕駛員的手伸及界面 、相關(guān)概念 駕駛員的手伸界面 五、駕駛員的手伸及界面 、相關(guān)概念 駕駛員的手伸界面 五、駕駛員的手伸及界面 、相關(guān)概念 駕駛員的手伸界面 駕駛員手伸及界面是指駕駛員以正常姿勢入座

12、，身系安全帶， 右腳踩在加速踏板上，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(diǎn)式安全帶和兩 點(diǎn)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) 的位置和駕駛室內(nèi)手操縱裝置的位置都應(yīng)該布置在此廓面范圍 內(nèi) 五、駕駛員的手伸及界面 2、駕駛員手伸及界面的測量 五、駕駛員的手伸及界面 2、 五、駕駛員的手伸及界面 2、 五、駕駛員的手伸及界面 、駕駛員手伸及界面的定位 確定駕駛室內(nèi)部設(shè)計尺寸和駕駛員男女比，計算值 計算基準(zhǔn)面方向的位置 基準(zhǔn)面位于處 五、駕駛員的手伸及界面 、駕駛員手伸及界面的應(yīng)用 是儀表和操作旋鈕設(shè)計和布置的基礎(chǔ) 五、駕駛員的手伸及界面 、駕

13、駛員手伸及界面與個體能力界面的區(qū)別 五、駕駛員的手伸及界面 、駕駛員手伸及界面與個體能力界面的區(qū)別 、有一定的約束條件下的測量結(jié)果 、以H點(diǎn)為依據(jù) 、有方向盤等構(gòu)件物的約束 、具有操作習(xí)慣問題 六、駕駛員膝部包絡(luò)線 一、膝部包絡(luò)線的生成 三個要素：膝部特征點(diǎn)、膝部橢圓和二維人體模板的小腿 膝部特征點(diǎn) 脛關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的垂直線上，距離脛關(guān)節(jié) 50.8mm 處 小腿繞踝關(guān)節(jié)運(yùn)動，劃出的橢圓腳的位置線 六、駕駛員膝部包絡(luò)線 一、膝部包絡(luò)線的生成 下位線 上位線 六、駕駛員膝部包絡(luò)線 二、駕駛員膝部包絡(luò)線的定位 、步驟 六、駕駛員膝部包絡(luò)線 左膝包絡(luò)線的確定 六、駕駛員膝部包絡(luò)線 右膝包絡(luò)線的確定 六、

14、駕駛員膝部包絡(luò)線 各參數(shù)的意義： 七、駕駛員胃部包絡(luò)線 、生成 個要素 兩個特征點(diǎn)胃部的突出 安全帶和胃部的貼合處 駕駛員胃部包絡(luò)線應(yīng)該通過這兩個特征點(diǎn)，為此，在胃部最突出點(diǎn)的橢圓上邊緣作一水平切線，再通過這 個橢圓的前端點(diǎn)作一垂直切線，這兩條切線相交的點(diǎn)稱為輔助點(diǎn) 七、駕駛員胃部包絡(luò)線 結(jié)構(gòu)圖： 七、駕駛員胃部包絡(luò)線 、計算方法 、步驟 確定基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)線 確定男女駕駛員的比例 用下面公式計算偏移量和分布 八、駕駛員與乘員的人體數(shù)字化模型 一、數(shù)字化模型的基本原理 點(diǎn)模型，是實(shí)物模型，具有直觀、實(shí)用等特點(diǎn)，但造價較高，改變其結(jié)構(gòu)較為困難 做成數(shù)字模型，可以方便在CAD系統(tǒng)中 應(yīng)用，具有較好的

15、實(shí)用性，是現(xiàn)代設(shè)計方法的重要組成部分 研究的背景： 八、駕駛員與乘員的人體數(shù)字化模型 三種主要的數(shù)字模型 八、駕駛員與乘員的人體數(shù)字化模型 、人體模型的構(gòu)建 、建立人的骨骼系統(tǒng) 八、駕駛員與乘員的人體數(shù)字化模型 建立運(yùn)動關(guān)節(jié)和相互關(guān)系 關(guān)節(jié)的運(yùn)動映射關(guān)系 八、駕駛員與乘員的人體數(shù)字化模型 進(jìn)行人的動作反求和百分位建模 八、駕駛員與乘員的人體數(shù)字化模型 人的性能、行為、幾何建模 八、駕駛員與乘員的人體數(shù)字化模型 、數(shù)字模型的應(yīng)用 步驟： 八、駕駛員與乘員的人體數(shù)字化模型 、數(shù)字模型的應(yīng)用 如駕駛室設(shè)計 打開建模軟件，給出 初步模型 八、駕駛員與乘員的人體數(shù)字化模型 定義人體 八、駕駛員與乘員的人體數(shù)字化模型 定義任務(wù) 八、駕駛員與乘員的人體數(shù)字化模型 定義姿勢 八、駕駛員與乘員的人體數(shù)字化模型 進(jìn)行評價 舒適度評價 八、駕駛員與乘員的人體數(shù)字化模型 進(jìn)行相關(guān) 分析 作業(yè)和思考題 新型汽車 安全中國人永遠(yuǎn)的痛 學(xué)習(xí)要點(diǎn) 一、點(diǎn)裝置 選擇人體樣板 一、點(diǎn)裝置 進(jìn)行人體樣板的總體放樣 二、駕駛員H點(diǎn)的位置曲線 H點(diǎn)布置方案與駕駛員乘坐舒適性、