重卡駕駛室設(shè)計(jì)(人機(jī)工程學(xué))

1、重駕室計(jì)(人工學(xué)) 目 錄1.設(shè)任書.31.1 需求析.31.2 設(shè)計(jì)的.33 設(shè)計(jì)要.3設(shè)思.42.1 座椅適性.42.2 顯示置置理性.52.3 操縱置操性.52.4 操縱間局理性.65 駕駛室全計(jì).6座的計(jì).73.1 座椅計(jì)據(jù).72 座椅的計(jì).7顯裝的計(jì).114.1 設(shè)計(jì)求.124.2 儀表設(shè)特點(diǎn).133 儀表盤計(jì).13操裝的計(jì).165.1 腳踏的置計(jì).165.2 換擋置設(shè)計(jì).173 方向盤設(shè)計(jì).18駕室間設(shè)計(jì).206.1 坐姿業(yè)圍.206.2 手的平面業(yè)圍.213 腳垂直面的業(yè)圍.21駕室全設(shè)計(jì).227.1 安全.227.2 安全囊.237.3 頭枕.237.4 安全璃.237.5 門

2、鎖門鏈.247.6 室內(nèi)它件.257 出入階設(shè)計(jì).25參資.261.設(shè)任書1.1 需求析卡重型卡車物流同們希 1.2 設(shè)計(jì)的據(jù)證 儀表從而進(jìn)證廣大駕 1.3 設(shè)計(jì)求1.3.1 座要（1臀部合 （2要求以便兩跨 （3背部和腰部的合理支承 6 胸椎之 （4但與身體不（5共振頻率 1.3.2 控制件面、間設(shè)要 室內(nèi)空間數(shù) 扶手、 2.設(shè)思2.1 座椅適 , 滿足時(shí)間, 2.2 顯示置設(shè)中確 ,樣 2.3 操縱置操性效,啟動(dòng)時(shí)間必須短暫。操縱方式與開關(guān)式操同器避免一度要,在這個(gè)人機(jī)交互界面之中,要盡量避免操作桿和手心之間的接面,使手在此界面上達(dá)到舒適狀態(tài)能有效地 , , ,鈕 ,如空調(diào)、收音機(jī)、點(diǎn)煙器

3、、雨刮、車前大燈等等,應(yīng)該根據(jù)其不同的需求以及不同的效果來選擇關(guān)計(jì)需要的 上,可用于兩個(gè)或幾個(gè)工位的調(diào)節(jié)和無級(jí)調(diào)節(jié)。2.4 操縱間局理 , , 縱的部位 ,高 ,也要將其中最重要的元件布置在離操作者最近 見中 中, 時(shí),元件應(yīng)按使用順序排列布置2.5 駕駛安性計(jì)安全玻璃以及出入寸 300mm,車梯各踏板的內(nèi)側(cè)寬 250mm。 3.座的計(jì)3.1 座椅計(jì)據(jù)3.1.1 坐生學(xué)3.1.2 坐姿物學(xué) 3.1.3 坐姿體量寸計(jì)時(shí) 3.2 座椅設(shè)3.2.1 座椅計(jì)點(diǎn)椅的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)可能與坐姿工作的各種操作活動(dòng)要求相適應(yīng)。 ）座椅的座高與腰靠高必須是可調(diào)節(jié)的。必 中 3.2.2 座椅構(gòu)式3.2.3 座椅要數(shù)座椅

4、所以座高的設(shè)計(jì)先要考慮較小 使人能自通由于駕駛室空間的限保證小腿可自由 持 2 個(gè)對(duì) 此傾角不能太大般為4 身 靠背為三點(diǎn)支承(決高和寬度決定靠 寬)有取 以下是個(gè)人數(shù)設(shè)計(jì)：了解坐姿坐姿人體尺 ll 項(xiàng)圖 所示 列出 座高小腿與大腿間的舒適夾角應(yīng)為 120， 6 代 修 正 量 根 個(gè) 人 的 尺 出 AB=490mm 根 2AB BCcosl20 ， 即 =490 +460 2 490 460 AC=823mm 為：AD=AC一 AD=210mm AD .坐姿臀寬 400mm 為宜。 13mm 左右 12，為了避免 12。 165， 400700 薦值為 550mm 6 靠背傾角查詢 93

5、95105。4.顯裝的計(jì)4.1 設(shè)計(jì)求4.1.1 儀表可識(shí)駕駛員觀察儀表的動(dòng)作是在一瞬間完成的此必須保證將全部儀表設(shè)在不被方向盤和各種組合開關(guān)擋住的位置。布局時(shí)可以使用 SAE 的視界模型來決定 儀表盤的位置，由此得出方向盤與儀表盤的位置關(guān)系。通過儀表板平面中心點(diǎn)和駕駛員眼橢圓中心的連線與儀表板平面的夾角稱之為駕駛員觀察儀表的視角，應(yīng)盡量接近 度。同時(shí)，可能讓駕駛員的視線處于最佳下視角 30 度以內(nèi)。澳大利亞在辨認(rèn)性方面已經(jīng)制訂了相應(yīng)的法規(guī)(ADRB)美國 Henry dreyfus 推薦的目視距離最大視距為 711mm ，最佳視距為 500mm，英國莫雷爾推薦的視距計(jì)算公式 D=（1.2-1

6、.5）L D-佳讀取距離 L-儀表板外擴(kuò)長度設(shè)計(jì)目視距可根據(jù)情況合理選擇。另外，儀表盤位置和儀 表罩的高度不的越過下視角邊界線。除了上述因素，還要考慮到儀表本身的外形吃廓，字體的大小表盤的顏色， 這些因素如果考慮不當(dāng)，也會(huì)影響駕駛員觀察儀表的準(zhǔn)確性。4.1.2 儀表表防目儀表玻璃和儀表罩都會(huì)反射射入車內(nèi)的光線射的管線再射入駕駛員眼中，造成了駕駛員炫目現(xiàn)象令駕駛員感覺不適甚至導(dǎo)致交通事故影響整車的安全性。所以，在設(shè)計(jì)儀表盤的位置時(shí)，要充分考慮這一點(diǎn)。測量出光線可能的入射角的射出角避免反射線與眼睛橢圓相交儀表罩會(huì)映出車內(nèi)外景物駕駛員的頭影等，影響駕駛員觀察儀表，要在儀表上設(shè)計(jì)避光罩。儀表板面的金屬

7、鍍層，例如鍍鉻件也會(huì)強(qiáng)烈的反射光線造成炫目現(xiàn)象所以要慎重考慮進(jìn)行防炫目處 理。4.1.3 按鈕關(guān)作便儀表板布置的各種開關(guān)按鈕應(yīng)方便駕駛員在行車過程中安全操作駕駛員手動(dòng)范圍是一個(gè)球形空間何中心點(diǎn)人機(jī)工程學(xué)操作范圍中心點(diǎn)，取訂座椅位置分別為 240cm，300cm，360cm 駕駛員按式，握式，橫向捏式，捏式四種方式操作測定桿，求出所能達(dá)到的位置，即測出 EO 點(diǎn)，求出 HZ-EOX，EOX-EOZ 的關(guān)系。各種開關(guān)按鈕的位置應(yīng)安排在駕駛員手動(dòng)范圍之內(nèi)而且安排在駕駛員隨手可及的位置日本的保安基準(zhǔn)十條規(guī)定各種開關(guān)的位置在距方向盤的中心的左右 500cm 以內(nèi)；功能不同的開關(guān)應(yīng)以方向盤為中心，左右分開

8、布置，以避免 誤操作。4.1.4 使用全使用軟化的儀表板結(jié)構(gòu)可以在撞車時(shí)吸收一部分能量儀表板及其部件邊角需要做成圓角儀表板的總成材料應(yīng)盡可能的使用難燃材料另外在緊急境況下方便了駕駛員能及時(shí)跳出車外儀表板最下端與車廂地面應(yīng)留有足夠的距 離，一般在 350cm 左右。4.2 儀表設(shè)特儀表盤的設(shè)計(jì)需要符合人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)理論和要求對(duì)本文的選材和布 置，以操作者方便、靈敏為中心，總結(jié)如下儀表盤設(shè)計(jì)特點(diǎn)： 采用液晶顯示器虛擬儀表代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械或電氣機(jī)械式的模擬指針式儀表采用軟件編程的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬件這樣將會(huì)有更好的實(shí)時(shí)性精度和 靈敏度高、讀書直觀等優(yōu)點(diǎn)； 可采用視頻切換技術(shù)在液晶顯示器上切換不同的內(nèi)容

9、，使系統(tǒng)共享娛樂系統(tǒng)航系統(tǒng)所用的顯示器而提高液晶顯示器的利用率產(chǎn)品成本；導(dǎo)航系統(tǒng)整合在方向盤上，使用時(shí)安全性大大提高，方便舒適；儀表采用墨綠色背景和白色刻度線，且儀表盤形狀根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的 原理選用圓形，以減少誤讀率；儀表盤現(xiàn)代感十足，既時(shí)尚又實(shí)用，符合大多數(shù)人審美觀念。 4.3 儀表設(shè)圖 1 部分重卡的儀表盤布置示意圖對(duì)比其他重卡的儀表盤設(shè)計(jì)和布置，如圖 1 所示，開啟 GPRS 時(shí)，采用較傳統(tǒng)的布局設(shè)計(jì)，包括轉(zhuǎn)速表、速度表、水溫、油表等儀表。開啟 GPRS 或車載電視等娛樂設(shè)備，使用視頻切換技術(shù)，中間為地圖，右方為轉(zhuǎn)速表，均有準(zhǔn) 確數(shù)字?jǐn)?shù)值。儀表背景采用墨綠色背景和白色刻度線實(shí)現(xiàn)提供多種數(shù)

10、據(jù)供駕駛員分析 使用，亮度、儀表顯示內(nèi)容均可調(diào)。圖 2 儀表盤局部設(shè)計(jì)手繪簡圖發(fā)動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)速表與時(shí)速表是最重要的顯示儀器儀表盤發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速表與時(shí)速表有兩種模式，可以滿足不同習(xí)慣人的要求，這也是我們本次設(shè)計(jì)的特色。圖 3 復(fù)雜儀表盤對(duì)比圖另外儀表盤設(shè)計(jì)應(yīng)該簡潔不能所有顯示都表現(xiàn)在儀表盤上對(duì)于上圖的儀表盤設(shè)計(jì)本文認(rèn)為非常不合理給人一種雜亂的感覺在行駛時(shí)看顯示不易 區(qū)分，誤讀率比較大，操作不方便，很容易造成交通事故。對(duì)于重卡來說速度概念非常重要我們會(huì)發(fā)現(xiàn)司機(jī)有很多時(shí)候都會(huì)去盯著速度表，因此我們把速度表放在儀表盤上，便于司機(jī)觀察，不會(huì)造成其分神。圖 4 儀表盤設(shè)計(jì)對(duì)比圖此外，對(duì)比下圖我們可以發(fā)現(xiàn)a 圖儀

11、表刻度線只有一種類型，而且指針也頭部太大表盤刻度分布太密集數(shù)字刻度處界限不明顯數(shù)字的放置也不符合人們的讀數(shù)習(xí)慣，因此誤讀率高，操作麻煩。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，我們采用 b 圖的儀表盤，有三種刻度類型，刻度之間容易區(qū)分，很清晰，指針頭部尖、尾部平，中間等寬，便于讀數(shù)，數(shù)字清晰明了、易于讀取，這樣設(shè)計(jì)大大降低了儀表數(shù)值的誤 讀率，符合駕駛員的駕駛習(xí)慣。5.操裝的計(jì)5.1 腳踏的置計(jì)腳踏板的設(shè)計(jì)還是遵循大部分的車輛布置形式從左到右的順序布置離合器踏板動(dòng)踏板與加速踏板,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是以座椅R點(diǎn)Y面為中心,高度從左到右依次降低根據(jù)第5百分位和95百分位之間的人員的身體尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)按照?qǐng)D5中的布置形式和表2中的腳踏板設(shè)計(jì)

12、參數(shù)參考進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出易于操控 的、適于一定空間的腳踏板布置設(shè)計(jì)。圖5 踏界面布置簡圖參考項(xiàng)目圖 踏界面局部分析簡圖表2 踏板設(shè)計(jì)參考值范圍（單:mm 參考數(shù)值最大/值離合器踏板和車身內(nèi)護(hù)板間距離合器踏板側(cè)向間距制動(dòng)踏板和離合器踏板間距制動(dòng)踏板側(cè)向間距加速踏板和制動(dòng)踏板間距加速踏板側(cè)向間距離合器踏板與制動(dòng)踏板中心間距離合器踏板中心距R平制動(dòng)踏板中心距點(diǎn)Y面離合器踏板與制動(dòng)踏板高度差制動(dòng)踏板與加速踏板高度差 5.2 換擋置設(shè)14010017055100170501001701103201801802060最小值最小值最小值最小值最大值最大值最大值圖 7 當(dāng)各重卡手動(dòng)換擋裝置設(shè)計(jì)由圖 7 可

13、知，現(xiàn)在的重卡一般都采用換擋桿換擋，設(shè)計(jì)在駕駛員的右側(cè)，一般都存在剎車重、離合重、方向重的問題，出于對(duì)駕駛員的操縱省力、方便、換擋便捷的想法我們決定采用手自一體變速箱并配備轉(zhuǎn)向助力裝置取消換擋桿取而代之的是在駕駛室左側(cè)的一排按鍵如果想使手動(dòng)擋可以通過這排 按鍵實(shí)現(xiàn)加減擋。圖 8 當(dāng)各重卡取消換擋桿換擋裝置圖對(duì)比圖 8 可知，也有部分輕卡開始取消手動(dòng)換擋桿的使用，右側(cè)已經(jīng)沒有了這樣的設(shè)置采用自動(dòng)換擋或者手自一體式換擋裝置這種方式已經(jīng)被運(yùn)用在各種車上此外在采用自動(dòng)擋時(shí)也省去了不停踩離合換擋的麻煩而在駕駛員想采用手動(dòng)擋時(shí)也沒有了換擋桿的費(fèi)力直接按按鍵就可以了配備的轉(zhuǎn)向助力裝置也會(huì)使駕駛員操縱更輕松是

14、在設(shè)計(jì)時(shí)也保留手動(dòng)擋換擋以免按鍵換擋 出現(xiàn)故障時(shí)換擋困難，以免發(fā)生不必要的問題。5.3 方向的計(jì)5.3.1 設(shè)計(jì)求方向盤是駕駛員和汽車之間最重要的連接點(diǎn)了其最基本的車輛控制的功能外它也在車輛安全系統(tǒng)中扮演了重要的角色下面羅列了幾點(diǎn)一個(gè)現(xiàn)代方向 盤需要滿足的基本條件：撞擊時(shí)能對(duì)駕駛員胸部和腦部影響區(qū)提供很好的能量管理；負(fù)載下很好的抗彎剛度和抗疲勞性；好的振動(dòng)特高固有頻率汽車在向前或空轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生過度振動(dòng)； （4）高級(jí)慣性矩，以使方向盤運(yùn)動(dòng)盡可能安靜和平穩(wěn)；應(yīng)對(duì)極端冷熱影響的熱穩(wěn)定性；所有部件的耐磨性和耐持久性；即使額外的組件安裝到密閉空間內(nèi)，仍不產(chǎn)生額外重量；優(yōu)化駕駛員界面功能。5.3.2 方案計(jì)據(jù)

15、調(diào)查顯示，大多數(shù)重卡的方向盤上僅僅只有喇叭控制按鍵和轉(zhuǎn)向燈撥手，其他的功能都需要駕駛員的手離開方向盤進(jìn)行操作某種程度上來說影響駕駛的安全性和操作的靈敏度對(duì)此本文設(shè)計(jì)的方案是在方向盤的上半部分設(shè)置了幾個(gè)按鈕可操作雨刷及車燈等常規(guī)裝置此外還在方向盤的里側(cè)配備了兩個(gè)選項(xiàng)旋鈕。在方向盤表面設(shè)有功能選擇按鈕，此外左右還配有兩個(gè)確定按鈕。該控制的特點(diǎn)是通過在方向盤上集成具有不同功能的按鈕可防止進(jìn)行各種操作時(shí)影響駕駛此外通過配合使用選項(xiàng)旋鈕減少了開關(guān)的數(shù)量而且還根 據(jù)用戶要求定制按開關(guān)時(shí)的功能。一般方向盤有灰色，白色，黑色，我們選擇黑色，因?yàn)楹谏谴蟊婎伾?，?看，而且不易產(chǎn)生疲勞感。圖 9 方向盤動(dòng)靜尺寸

16、圖對(duì)于方向盤最佳的距離是當(dāng)操作者背部緊靠座椅當(dāng)胳膊伸直搭在方向盤上時(shí)手腕部恰好落在方向盤上最佳的位置是通過方向盤輪輻恰好能看到儀表 盤上各個(gè)表盤，方向盤的邊緣不會(huì)阻礙視線。6.駕室間計(jì)6.1 坐姿業(yè)圍 作業(yè)的性質(zhì)以及衣著的影響，所以在駕駛室的空間 6.2 手的平面業(yè)圍最大手向6.3 腳垂平內(nèi)作范決定了加 7.駕駛室安全設(shè)計(jì)7.1 安全以 三 子 (上和鎖扣)該兩部分插 (ELR)。該種結(jié)構(gòu)在正常情況下，當(dāng)乘員向前彎腰時(shí)帶子可從收而當(dāng)乘員回復(fù)正常坐姿時(shí)收使但在緊急情卷器 7.2 安全囊 (碰撞開始 壓 (約 鋼氣囊 7.3 頭枕經(jīng)脊髓)受 瘓癱)。7.4 安全璃員 倍。普通夾層玻璃 0.38mm 性HPR)夾 整。 在承受撞 HPR 夾層玻璃相比，前者有采用鋼化玻璃的 7.5 門鎖門鏈從而避免了乘而減少受重傷或死亡的危險(xiǎn)事故結(jié)束后， 7.6 室內(nèi)它件凸棱而且更重要的還是為安全防 7.7 出入梯計(jì),因其過大的體積 ,上下車梯 300mm, 相 車 準(zhǔn) ,要下,而且不用手臂拉力的輔,腳也能跨上階梯的最低檔。這些門附近應(yīng)扶 手 , 扶 手 的 斷 面 選 用 圓 形 為 宜 , 根 據(jù) 長 度 的 不 同 , 斷 面 半 曲 , 這樣當(dāng)駕時(shí),手就不會(huì)因不在意而脫落陡,安