汽车座椅布置设计CAD系统的研制.pdf

年第 期 汽车座椅布置设计 1 1856 5623 56763 36A BC6DE 6 037 96 634 F G BD 6C 23 6GH BD23D H B BG23F 21D G D6A C 2D86D F 3C6CDC CD2D6F F G BD 23 E32G6F F G BD C643634 C 2D H C6D6 3 63 F2 23 C2D6C E634 G23 G2FI63 63D B2FD6 3 26G 2D B6A B 23 C6DD634 H CD1B B J16B K G 3D 2B HB B J16C6D C C 2D C643 C 2D H C6D6 3 23 6DC 2 L1CD634 CF H C643 6C H1D BM2B 23 F BB CH 3 634 A 7 H D 2CC6CD HB 1F BC D F7 2B M6DI C 2D H C6D6 3 C643 B J16B G 3D8D 4 D 2 C B6 C 63 BG2D6 3 23 D HB A6 2 DD B 627 4 D 7 B 21D G D6A HB 1F BC 23 C 2D C1HH76 C 8 9 0 3 5 03 3 1 坐姿舒适性 对于坐姿舒适性 由于其评价指标带有主观性 空间关系复杂性和依赖性 无法给出舒适性的广义 上的精确定义 然而人类总是本能地在有限的精神 生理上和生物力学上寻求人体动作姿势消耗最低的 能量 并求得在操作过程中动作容易和有效 因此称 这样的姿势为 舒适 方便 的姿势 驾驶员坐在工作位置 手握转向盘 脚置于踏 板 右手还经常要操作变速杆 眼睛直视前方 这种 人机关系确定了驾驶员的基本姿势 在研究驾驶员的姿势时 为了简化 通常将人的 骨骼模拟成由若干个关节连接成的二维杆状人体模 型 如图 所示 NOP为拇趾参考点 0 8 0 8 0 8 0 0 1 式中 1 为人体模型肢体尺寸 0 1均为变量 让它们在各自舒适范围内 变化 可求得的一系列 点构成舒适 点域和等 1 线 域 参照 0 1顶盖对 点的约束应控制 9 或 所规定 的范围内 系统对舒适关节角 域中的每一个 点经过 上述约束处理后 获得的舒适 域如图 中部 分的粗线所围 可见经约束处理后的 点域小了很 多 百分位乘员正常驾 驶位置为中心的分布较为合理 可以以最小的行程 来满足大多数人的要求 在上述经约束处理后获得的 和 百分 位的 点舒适域中 根据设计要求分别选取前 后 点 则可获得满足驾驶员群体中 用户要求的 最小 点水平行程和升程 实际表明 除了驾驶员群体的统计特性指标以 外 影响座椅位置和行程的主要因素是座椅高度 座 垫角 转向盘和踏板位置 而影响靠背角的主要因素 是转向盘的位置和前方上 下视角对眼点位置的要 求 例如 靠背角的取值应保证驾驶员被座椅靠背支 撑时手对转向盘的伸及性 在转转向盘 时 手 不得脱离转向盘 躯干太靠后 或肘不得碰胸部 躯 干太靠前 在一般情况下 手握在转向盘轮缘左右 两侧时 上肢关节角应在舒适范围内 对上 下视角 的要求则是最好要让高身材驾驶员不太低头能看到 交叉路口悬挂的信号灯 停车线前方 A 高 A 处 而矮身材驾驶员能从转向盘上方看到车前方 A以外的路面 因此 一般靠背角的取值应在座椅 位置选定之后 总之 本文研究了基于驾驶员群体统计特性和 人机关系 确定座椅位置 座垫角 靠背角及其调节 范围的方法 可供选择的设计方案往往是多个 最后 可以通过定位人体模型来比较各方案的适用度 即 满足目标驾驶员群体中的人数 以取得最优位置及 调节范围 系统的开发及应用实例 基于上述思想 在B CD 平台上开发了基于知 识的汽车驾驶员座椅布置系统 系统在B CD 支持 下运行 具有与B CD 完全一致的界面 由于系统 采用了参数化输入 使用方便 灵活 可获得大量布 置信息 便于优化设计方案 系统结构如图 所示 应用本系统在某轿车平台上进行座椅布置 输 设计 计算 研究 汽车技术 入参数为 自由位置和踏到底位置加速踏板线 加速 踏板负荷 设 地板线 转向盘 上下视野控制 线及图 所示约束硬点数据 分别计算出 和 A BCD 9EG H A IJ 5 H A 9J 7 9E 6 G9KJ F N M N9 6A9E A 8 NN 9 9 M JG N N A P 4P 22 7AH Q R J8 8 LA 9 A Q 69 M JG9 JG 44 ST4 R U L T U 5 J N G 9J Q IJ A9 A 6 G9KJ SGM 9JK GN F N N A 4 G7A9JK Q 9JK 8 9 J V R E9M G 8 4 P 3 9 W H 7 9E JK9J AGV IJ 4 T J W X F HH G H A9JK Y L R 9 JG 9N J 6A9E AP 8 L G9 9 J F N N A 44 4