欧洲经济委员会(ECE 汽车标准法规中文译本) 头部包络线绘制

1、范围11.1背景11.1.1A类车的驾驶员头部位置11.1.2B类车驾驶员头廓位置31.1.3A类车有固定座椅的乘客头部位置31.1.4 驾驶员两侧头部移动41.1.5 head clearance的思考4机动车驾驶员与乘客头的位置1、 范围本SAE推荐标准确立车辆内驾驶员和乘客的头部位置，以描述所需的头部空间。驾驶员两侧的头部位置包括驾驶时因左右看头部的移动。两维或三维的头廓椭圆型模型用来描绘95和99的驾驶员和乘客头部位置。本文给出两种方法来确定驾驶员的头廓位置，分别为乘用车和重型卡车。A类车（乘用车）和B类车（重型卡车）的不同分类列表见SAE J1100 APR97。1.1背景本文主要考虑提供头廓位置的数学描述，以消除模板和作图，并为两种不同的座椅移动范围，提供两种驾驶员头廓位置。1.1.1A类车的驾驶员头部位置这类驾驶员头廓位置由两类数据所形成，分别是头和眼位置研究（见SAE文件650464，720200和2.1.2.1）以及头部人体测量数据（见SAE文件750356）。包括头发的平均头部最高和最后位置由这些位置研究里相关的眼部位置确定。平均的头部前部和侧向位置由相关的人体测量数据的眼部位置确定。这些信息并参考大（cyclopean）眼睛（参见SAE文件750356）形成了侧视和后视的头部外形。眼睛点状分布在眼椭圆周围，把平均头部外形放在侧视图的眼椭圆上并画出头廓，就形成了驾驶员的头廓位置，见图一。在后视图中，驾驶员的头廓位置要适应可调式座椅，是由后视图中驾驶员眼椭圆形成的，眼椭圆的取自最初的驾驶员眼位置研究（见SAE文件720200）。构成这些后视图的数据来源于福特、chevrolet, and Plymouth convertibles。只使用上半部分的眼椭圆。驾驶员外侧头廓向两侧的移动量，表明了头部的两侧移动（见1.1.4）。驾驶员头廓位置的左右平移量为23mm。为了简化头廓位置的数学定义，两维的后视和侧视图简化为椭圆，这使三维模型变为一个简单的椭圆体。旧版本的SAE J1052 MAY87所定义的驾驶员座椅头廓位置与新的椭圆体模型有轻微的区别。区别在于头廓周围的位置，并且不超过6mm。另外，为了简化模型，平面图和后视图上眼椭圆的倾斜没有反应在头廓的几何位置，只有俯视图的倾斜保留了。简化的椭圆体模型有足够的统计精度来定义头部位置。头廓可以解释为无穷多平面分割头部位置参数的包络，使某一百分比P的头在平面的一侧，而剩余百分比（100-P）的头在平面的另一侧。例如，如果一个平面在侧视图中是一条直线，并与95的头廓上边界线相切，那么95%的头低于这条线，而5的头高于这条线。头部间隙确定于头廓位置和任何突出物或表面的距离。这个距离由接触点法线到相切线测量得到。见图2。这些头部位置是基于50-50男女比例，头部定位于直接前视。由于座椅靠背角不同，头部位置是不同的，用locator function（见2.1.2.1和SAE文件750356）来定位相应于不同的座椅参考点（SgRP）的头廓位置。见5.1.4。定义了99和95%的短一些的小于133mm的座椅调节量的头廓位置和长一些的大于133mm的座椅调节量的头廓位置。见图3。1.1.2B类车驾驶员头廓位置SAE卡车驾驶员人体测量和工作空间学会收集了驾驶室内座椅水平调节量为381mm（见2.1.2.3、2.1.2.4和SAE文件852317）的重型卡车的头部位置数据。包含头发的头顶和头后部的点由每个驾驶员的眼睛相对确定。不同男女比例的95和99的驾驶员头部位置的边界由这些数据所构建。在1.1.1中，从眼椭圆而形成头廓的过程和头的形状生成头廓，并与实验所定的边界相比。平均头部侧面绕实验眼椭圆的上半部旋转，这个眼椭圆是在同一研究中所得数据而生成的。在所有情况下，从眼椭圆生成的头廓与实验相比，不同小于15mm。这些头廓即使没有考虑没有考虑男女比例，在尺寸与形状方面，与1.1.1所描述的可调式座椅的SAE头廓是相似的。但是，卡车驾驶员与1.1.1的方法而形成的头廓相比，更前、更高、侧视图倾斜更多，因为适用人群和座椅几何尺寸不同。因此，即使1.1.1所述的头廓大约也可用于B类车，也要新的定位方法和参考系统。提供了头廓位置的定位方程，用于座椅靠背角在11-18度之间。男女比例分别为50/50、75/25、90/10和95/5分别有单独的方程。1.1.3A类车有固定座椅的乘客头部位置由于眼睛是点状分布在眼椭圆周围，把平均头部外形放在侧视和后视图中的seat eye ellipse（见SAE文件750356）上并画出头廓，就形成了对应于固定座椅驾驶员的头廓位置，只使用固定座椅的上半部眼椭圆。这些头廓位置可用来描述不可调的A类车坐在任何座椅上的乘客头部位置。所有的都用于50/50的男女比例。座椅靠背角有多种，见5.2.3。固定座椅头廓位置在侧视和后视图中接近于椭圆，因此三维模型是一个简单的椭圆体。驾驶员头廓位置是新的，新的固定座椅椭圆体模型会比SAE J1052 MAY87给出的固定座椅头廓有一些区别。另外，所有的椭圆轴线平行于水平、垂直和车辆两侧轴线（图4）。1.1.4 驾驶员两侧头部移动最初的头廓位置是基于向正前方看的眼的位置，在顶部敞开的车辆里，有长座椅而肩部不受约束，即两侧位置不受限。现代车辆是等高的座椅，肩部限制两侧的移动，使头廓位置的宽度减小。然而，驾驶员由于左右看，头部两侧移动，必须包含于定义头部的位置。既然在认为这些方向上移动频率小，竖向和纵向的运动没有考虑。最近的驾驶员平均两侧头部运动的数据（见2.1.2.4）被用来重新定义驾驶员头廓位置的宽度和两侧位置。这些数据从95驾驶员外侧头廓外移23mm（从座椅中心是167mm），但保留了内侧（从座椅中心线144mm），使后视图不对称。定义95头廓宽度以表示平均最大头部转动量，99宽度表示附加而不明数量的头部转动量（见2.1.2.5）。这里一个现实的考虑是23mm的移动是95的轮廓外移正好类似于从以前方程得出的量，这个方程是倾斜方程（0.85W7+0.075W3）。与SAE J1100定义的95驾驶员头部位置模型进行空间比较，是一致的。1.1.5头部间隙95和99的头廓位置代表了A类车50/50男女比例的包括头发的接触条件，或者是B类车特定的男女比例。使用者必须明确head clearance 相对这些轮廓的要求，以提供理想的空间，见图2。SAE J1100 APR97定义了L、W、H 这些头廓clearance度量定义以满足这些评价要求。图4固定座椅A类车头廓位置2、 参考2.1 适用的出版物下列出版物在此构成特定范围的规范。除非另有说明，要应用最新的SAE出版物。2.1.1 SAE出版物来自SAE，400 Commonwealth Drive，Warrendale，PA 15096-0001。SAE J1100摩托车尺寸SAE J1516Accommodation Tool Reference PointSAE J1517驾驶员调节座椅位置SAE 文件650464轿车驾驶员眼椭圆，J.F Meldrum（1965），SAE年中会议，芝加哥，ILSAE文件420200驾驶员头和眼位置，D. C. Hammond and R.W. Roe (1972),SAE年会，底特律MI。SAE文件750356描述驾驶员工作空间：眼、头、膝和座椅位置，R.W.Roe（1975），SAE年会，底特律MI。SAE文件852317描述卡车驾驶员工作空间，N.L. Philippart and T.J. Keuchenmeister(1985)，（SAE特别出版物712），SAE卡车和公共汽车会议，芝加哥，IL2.1.2其他出版物2.1.2.1驾驶员眼睛位置2未完3 定义3.1头位置范围坐在车辆里时，头部的前、顶、两侧和后部的统计学描述。头顶和后部包含头发。3.2头廓位置（Head Position Contours）坐在车辆里时，头部占据的三维空间。座椅移动的头廓位置应用于在水平方向前后可调的座椅的驾驶员。座椅不可移动的头廓位置应用于在固定座椅的乘客和驾驶员。3.3头部定位间隙线（ Head Location Clearance Line）The edge view of a plane or boundary on either side of which is specific percentile level of driver head location is known.平面或边界的任何一边，间隙线在任何视图都相切于头的位置。与头廓位置相关的头部定位间隙线的选择，取决于使用者要设计的问题。3.4驾驶员两侧头部移动加在驾驶员内侧和外侧头廓位置的两侧移动量，大小是在驾驶时，驾驶员平均头部转动量和观察时两侧随机运动。外侧移动量为23mm，内侧为0，参见1.1.4和2.1.2.5。3.5SAE J1100所列出的车辆内部尺寸定义3.5.1 H点3.5.2 座椅参考点（SGRP）3.5.3 TL23正常驾驶和乘坐座椅轨道移动3.5.4 L40TORSO角前3.5.5 L53SGRP踵点（Heel）向前水平3.5.6 H30SGRP踵点（Heel）向前垂直3.5.7 TH23正常驾驶和乘坐设计H点伸高3.5.8 W3肩部空间前3.5.9 W7方向盘中心Y座标3.5.10 L31SGRP前X座标3.5.11 W20SGRP前Y座标3.5.12 HY70SGRP前Z座标4 头廓位置的数学描述在本文中，定义了固定座椅的95和99的头廓位置，每一位置都有两种座椅轨道移动量（TL23）。头廓可以由以下信息来构造。4.1 轴线长度由表1构造三维椭球。删除椭球底半部分。椭球中心到表面的三个轴的长度列在表1中，可调座椅轮廓外半部外移了23mm，是考虑C/L占有的平面或平坦的部分（见1.1.4）。表1列出的Y轴长度（头廓的宽度）没有包括多出的23mm。说明只有椭圆的上半部分用来定义头廓位置。表一 椭圆轴尺寸驾驶员头廓位置（可调座椅的椭圆轮廓）的侧视图