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1,2,目录,一、人机工程参数测量（人机测量）,二、人机工程坐姿校核,三、人机工程脚踏板、手伸及界面校核,五、人机工程视野校核,四、人机工程上下车方便性校核,总布置小组,2020/5/22,3,1、测量目的,一、人机工程参数测量,2、测量内容,3、测量方法,总布置小组,2020/5/22,4,获取参考样车人机工程相关的原始数据，确定驾驶人体坐姿、乘客坐姿，以便下一步校核人机工程是否满足相关法规。,目的：,总布置小组,2020/5/22,5,测量内容：,驾驶座椅R点定位（表1）驾驶人体坐姿参数（表2）,乘客座椅R点定位（表1）乘客人体坐姿参数（表2）,后排座椅此项可以不测,表1,总布置小组,2020/5/22,6,蓝色字体表示点云测量值红色字体表示设定值其它表示直接可读数值,表2,总布置小组,2020/5/22,7,说明：测量仪器，汽车质量检测所技术标定合格的标准SAE50%男性三维H点装置；相关法规：仪器法规，GB/T11559-1989汽车室内尺寸测量用三维H点装置；,测量方法：,总布置小组,2020/5/22,8,总布置小组,2020/5/22,9,总布置小组,2020/5/22,10,1、测量前准备工作：（1）将车辆车身调整水平（刚性支撑）；（2）确定整车坐标系（设计质量状态时）；（3）座椅定位（座椅调整到最后、最低位置）；（4）加速踏板定位。,测量程序参照程序法规：GB/T11563-1995汽车H点确定程序。,总布置小组,2020/5/22,11,前门槛中间位置,后门槛中间位置,行李箱盖上表面中间位置,千斤顶,水平仪,方法：1、用四个千斤顶将车身刚性支撑2、用水平仪分别检测四个车门槛及行李箱盖表面中间五个位置是否水平。3、车身没有水平时，可通过调整四个千斤顶支撑高度将车身调整水平,刚性支撑及水平调整：,总布置小组,2020/5/22,12,整车坐标系的确定要求及方法,要求：,方法：,1、首先根据车身外表面点云找到纵向对称面即Y平面2、垂直于Y基准平面并通过地板纵梁上平面的水平面即为Z平面3、垂直于Y和Z基准平面并通过设计载荷下前轮轮心连线与Y基准平面交点的铅垂平面即为X平面,车身外表面点云,地板纵梁点云,整车坐标系示意图,总布置小组,2020/5/22,13,座椅定位：（座椅调整到最后、最低位置）；,总布置小组,2020/5/22,14,右脚踩点位置正对加速踏板中间踏点位置特殊情况见国标11563,（4）加速踏板定位。,总布置小组,2020/5/22,15,2、测量过程(11563),三维H点装置放置和调整：将三维H点装置调整至SAE50%的男性人体尺寸，放至驾驶座椅左右正中间位置，使右脚踩点位置正对加速踏板中间踏点位置（右脚处于未施力状态），将三维H点装置踵点搁置在地板面上，控制脚角范围在87130，左脚自然地平放在地板相应位置，腿部自然弯曲，适当调节座椅靠背角，使三维H点装置自然坐于驾驶座位上，背部自然靠于座椅靠背上。）,总布置小组,2020/5/22,16,小腿重块,大腿重块,臀部重块,躯干重块,施加重块：小腿重块、大腿重块、左右臀部重块、加躯干重块,总布置小组,2020/5/22,17,调整三维H点装置使其保持水平；同时调整座椅保证座椅靠背为22度（这两个条件同时满足）(前排的)，否则影响靠背角测量值,总布置小组,2020/5/22,18,读取测量值,座椅靠背角,躯干与大腿夹角,右膝盖角,右脚角,驾驶座椅头部空间,1、驾驶座椅头部空间,2、右膝盖角,3、右脚角,4、躯干与大腿夹角,5、座椅靠背角,总布置小组,2020/5/22,19,驾驶座椅三维H点装置位置扫描,扫描位置包括：H点、踵点、各旋转轴线,数模测量,1、R点到前踵点的垂直距离（即：该两点的Z值差）2、R点到前踵点的水平距离（即：该两点的X值差）,总布置小组,2020/5/22,20,人机工程参数测量讲解完毕谢谢！,总布置小组,2020/5/22,21,1.人体坐姿校核概述2.人体坐姿舒适性条件概述3.人体模型及人体坐姿控制角度4.相关标准5.人体坐姿校核（实例）：1.驾驶员（SAE95男性）坐姿舒适性校核2.后排乘员坐姿舒适性校核（SAE95男性和SAE50男性）3.驾驶员（国标5%女性）坐姿舒适性校核,二、人机工程坐姿校核,总布置小组,2020/5/22,22,人体坐姿校核概述,在此基础上进行人机工程的最优化设计,或由汽车内部空间得出人体坐姿，以评价其舒适程度,目的：尽可能降低驾驶员和乘客疲劳程度,总布置设计原则：1.遵循人体舒适驾驶姿势标准2.提高车内空间利用率3.满足外造型4.满足整车控制尺寸,总布置小组,2020/5/22,23,人体坐姿舒适性条件概述,1.在设计过程中，选择的人体关节角度及人体坐姿与驾驶和乘坐的舒适和疲劳程度直接相关；2.人体坐姿随车型的不同而有较大不同；3.具体设计过程中，一般在推荐尺寸范围内设计，才能保证驾驶员操作过程中的坐姿的舒适性。轿车人体坐姿相关标准一般规定如表1、表2所示。,总布置小组,2020/5/22,24,表1轿车舒适驾驶坐姿推荐值,总布置小组,2020/5/22,25,表2轿车舒适乘客坐姿推荐值,总布置小组,2020/5/22,26,人体模型及人体坐姿控制角度,在人机工程布置设计时，分别采用了SAE95%男性人体和国标5%女性人体模型尺寸。,L40靠背角,L46脚角,H30R点到踵点的垂直距离,L43躯干与大腿夹角,L44膝角,总布置小组,2020/5/22,27,不同车型的人体坐姿情况,总布置小组,2020/5/22,28,人体模型,百分位数人体身高正态分布中的累计概率，第95百分位身高值1775mm表示有95的人身高小于该值，轿车总布置设计一般将第95百分位的值作为设计上限，第5百分位的值作为下限，这样，设计可满足90的使用对象。,总布置小组,2020/5/22,29,CATIA中的人体模型,总布置小组,2020/5/22,30,相关标准,SAEJ1517DriverSelectedSeatPositionSAEJ1100SurfaceVehiclerecommendedPracticeSAEJ1516AccommodationToolReferencePointSAEJ833-1989HumanPhysicalDimensionsSAEJ826H-PointMachineandDesignToolProceduresandSpecificationsSAEJ1052MotorVehicleDriverandPassengerHeadPositionGB/T11559-1989汽车室内尺寸测量用三维H点装置GB/T15759-1995人体模板设计和使用要求GB/T19234乘用车尺寸代码GB/T7258汽车安全运行技术条件,总布置小组,2020/5/22,31,人体坐姿校核（实例）,总布置小组,2020/5/22,32,1.驾驶员（SAE95男性）坐姿舒适性校核,1.用座椅R点坐标确定人体模型位置,2.调整人体坐姿，使其尽量在人体舒适范围内,3.测量各个关节角度,步骤：,总布置小组,2020/5/22,33,某车型驾驶员(SAE95%男性)人体坐姿与推荐值比较,结论：驾驶员坐姿符合人体布置最佳坐姿的参考范围。,总布置小组,2020/5/22,34,2.后排乘员坐姿舒适性校核(SAE95%男性),1.用后排座椅R点坐标确定人体模型位置,2.调整人体坐姿，使其尽量在人体舒适范围内,3.测量各个关节角度,步骤：,总布置小组,2020/5/22,35,车型乘客(SAE95%男性)人体坐姿与推荐值比较,结论：由于膝部空间和头部空间不足，后排不宜乘坐SAE95%男性,总布置小组,2020/5/22,36,后排乘员坐姿舒适性校核(SAE50%男性),头部间隙合适56.1mm,腿部间隙合适,总布置小组,2020/5/22,37,车型乘客(SAE50%男性)人体坐姿与推荐值比较,结论：后排乘坐SAE50%男性时，坐姿符合舒适坐姿的参考范围。,总布置小组,2020/5/22,38,3.驾驶员（国标5%女性）坐姿舒适性校核,1.用座椅R点坐标确定人体模型位置,2.调整人体坐姿，使其尽量在人体舒适范围内,3.测量各个关节角度,步骤：,总布置小组,2020/5/22,39,驾驶员（国标5%女性）人体坐姿与推荐值比较,结论：国标5%女性驾驶员坐姿符合人体舒适坐姿的参考范围,总布置小组,2020/5/22,40,人机工程坐姿校核讲解完毕谢谢！,总布置小组,2020/5/22,41,三、人机工程脚踏板、手伸及界面校核,1、概述2、引用标准3、脚踏板布置设计要求4、踏板布置设计校核5、手操纵伸及界面校核6、结论,总布置小组,2020/5/22,42,1、概述,汽车驾驶室离合踏板、制动踏板和加速踏板的布置一定要合理。同时驾驶室内的重要手操作钮件、杆件、开关等位置均应在驾驶员手伸及的范围之内，因此需要参照国内外一些相关标准的规定和方法，对整车的脚踏板及手操作进行检验校核。,总布置小组,2020/5/22,43,2、引用标准,SAEJ287DriverHandControlReachSAEJ1138DesignCriteriaDriverHandControlsLocationforPassengerCars,MultipurposePassengerVehicles,andTrucksECENo.35UniformProvisionsConcerningTheApprovalOfVehiclesWithRegardTheArrangementOfFootControls.GB/T17346轿车脚踏板的侧向间距,总布置小组,2020/5/22,44,3、脚踏板布置设计要求（5个方面）,3.1、踏板排列：从驾驶员位置观察时，踏板应按以下次序自左至右排列：离合踏板、制动踏板、加速踏板；,总布置小组,2020/5/22,45,3.2、踏板间距：踏板间距以两个踏板在参考平面P上投影之间的最小距离来测量,如下图所示，所谓踏板之间的最小距离是指加速踏板和制动踏板及制动踏板和离合踏板之间的最小距离；,A点：油门踏板上的一个点，距离踵点200mmP平面：通过A点作一个垂直于R点A点连线的平面,总布置小组,2020/5/22,46,3.3、离合踏板与车身固定部分的距离：离合踏板在参考平面P上的投影至被P平面所截的车身内饰板截面之间的最小距离（如下图所示）；,总布置小组,2020/5/22,47,相关标准所规定或推荐的数值见表。,总布置小组,2020/5/22,48,3.4、操作单个踏板的最小侧向间距：紧挨踏板左右侧向有碍于踏板操作的两障碍物在参考平面P上投影之间的最小距离。除相邻踏板外，还应考虑转向柱，固定装置等。,总布置小组,2020/5/22,49,3.5、三踏板之间的落差间距：制动踏板和加速踏板之间的落差PL1,大众汽车公司要求30-50mm.制动踏板和离合踏踏板之间的落差PL2，要求0-10mm之内；国内没有强制要求法规或标准，只能依据经验和对比车型来分析落差是否满足设计要求。,总布置小组,2020/5/22,50,4、踏板布置设计校核,踏板三维布置图,加速踏板,制动踏板,离合踏板,总布置小组,2020/5/22,51,下图为投影到P平面之后的布置尺寸，踏板布置的相关距离见表2。,总布置小组,2020/5/22,52,表2某车型踏板间距布置尺寸,总布置小组,2020/5/22,53,右图为三个踏板的落差示意图。由于法规和标准没有对脚踏板的落差值做出明确的要求，以供参考。,总布置小组,2020/5/22,54,表3：脚踏板落差与其他车型对比,总布置小组,2020/5/22,55,5、手操纵伸及界面校核,5.1、手伸及界面根据SAEJ287的规定结合车型的人体坐姿集合参数见表3，可计算出驾驶室尺寸因子G，手伸及界面前后方向上基准面HR离踵点的距离d。1.G=0.0018Hz-0.0197+0.0027D+0.0106A-0.0011WX+0.0024WZ+0.0027-3.08532.d=786-99G解得：G=-0.11d=796.89由于（d-Hx）=(796.89-754)0，该基准面HR纵向位于最后H点处。,总布置小组,2020/5/22,56,表4驾驶室尺寸综合因子的决定参数,总布置小组,2020/5/22,57,抑制手伸及范围车辆范围（-0.24250mm,侧壁倾斜度对上下车方便性的影响,总布置小组,2020/5/22,71,实际测得的K=104mm(推荐值为100150mm)，因此的车身侧壁倾斜度可以满足上下车方便性的要求。,侧壁倾斜度校核,总布置小组,2020/5/22,72,人机工程上下车方便性校核讲解完毕谢谢！,总布置小组,2020/5/22,73,五、人机工程视野校核,1.目的2.校核内容及相关国标要求,总布置小组,2020/5/22,74,1目的：,汽车车身设计时应保证驾驶员具有良好的视觉效果，一方面能减轻驾驶员的负担，提高驾驶时的环境适应性；另一方面也是提高汽车驾驶安全性的根本保证之一。所以，在进行布置设计时就必须考虑视野是否符合法规要求。,总布置小组,2020/5/22,75,2校核内容及相关国标要求,2.1前视野校核2.2后视野校核2.3前风窗刮刷面积校核,总布置小组,2020/5/22,76,2.1前视野校核2.1.1主要包括：风窗玻璃透明区校核、前方180视野校核、双目障碍角校核、仪表板障碍校核2.1.2引用标准GB115621994汽车驾驶员前方视野要求及测量方法,总布置小组,2020/5/22,77,2.1.3国标要求视野相关坐标参考点定义V点：表征驾驶员眼睛位置的点,它与驾驶员乘坐位置中心线的纵向铅垂平面、R点及设计座椅靠背角有关；通常用V1、V2两点表示V点的不同位置；风窗玻璃基准点：从V点向前的射线与风窗玻璃外表面的交点；P点：驾驶员眼睛高度上的头部中心点，通常用P1、P2两点表示驾驶员水平观察物体时P点的不同位置；,总布置小组,2020/5/22,78,Pm点:通过R点的纵向铅垂面与P1、P2连线的点；E点：驾驶员眼睛的中心(简称“眼点”)，E1、E2(E3、E4)分别为头部中心点P在P1(P2)位置时的左右两只眼点，用于评价A柱视野障碍。其中，V点、P点、E点的确定方法见GB11562中的5.1、5.2、5.3；例靠背角度为25度时V点的确定方法，如图所示；,总布置小组,2020/5/22,79,总布置小组,2020/5/22,80,风窗玻璃透明区校核定义透明区：指汽车风窗玻璃或其它透明表面的透光率（当光线与表面成直角测量时）不小于70%的区域；风窗玻璃透明区至少应包括风窗玻璃基准点连线所包围的面积。这些基准点是：a)基准点a，V1点水平向前偏左17；b)基准点b，V1点向前沿铅垂面偏上7；c)基准点c，V2点向前沿铅垂面偏下5；d)辅助基准点a、b、c，与a、b、c点关于汽车纵向对称平面对称。如图所示：,总布置小组,2020/5/22,81,风窗玻璃外表面的交点连线所包围的面积,总布置小组,2020/5/22,82,前方180视野校核（如图5-2）：在驾驶员前视野180范围内，在通过V1的水平面下方和通过V2的三个平面上方的范围内，除了A柱、三角窗分隔条、车外无线电天线、后视镜和风窗玻璃刮水器等造成的障碍外，不得有其它障碍。（详见GB11562中4.4）,总布置小组,2020/5/22,83,在通过V1的水平面,在通过V2的3个平面,图5-2某车驾驶员前方180内视野,总布置小组,2020/5/22,84,双目障碍角校核定义A柱：指位于V点前68mm处横向铅垂平面以前的任何车顶支撑（不透明的零件），如门框、风窗玻璃镶条、支撑附件等；GB11562中4.2规定：每根A柱双目障碍角不得超过6，若两柱相对汽车纵向铅垂面是对称的，则右柱不需要再测量。校核思路：确定该车型A柱区域根据GB11562中6.4做出S1、S2截面（如图A）将S1、S2截面投影在P平面根据GB11562中6.4.1、6.4.2确定该车型的A柱障碍角（如图B）得出结论（能否满足法规要求，如图C）,总布置小组,2020/5/22,85,图AP点的位置和S1,S2截面位置,A柱S1截面：从Pm点向前作与水平面向上成2的平面，过此平面与A柱相交的最前点作水平截面；A柱S2截面：从Pm点向前作与水平面向下成5的平面，过此平面与A柱相交的最前点作水平截面；然后，将S1、S2截面投影在P点所在的平面内，双目障碍角在该平面内测量。,总布置小组,2020/5/22,86,图B确定A柱双目障碍角的示意图,GB11562中6.4.1规定：将E1和E2的连线绕P1旋转,使E1至左A柱S2截面外侧的切线与E1和E2的连线成直角,从E1向左A柱S2截面外侧作切线,从E2向左A柱S1截面内侧作切线,从E2作前一切线的平行线,与后一切线形成的平面视野角度即为驾驶员侧A柱双目障碍角。,总布置小组,2020/5/22,87,图C某车双目障碍角在P点水平面内的校核示意图,S2截面,S1截面,驾驶员侧A柱障碍角,乘员侧A柱障碍角,总布置小组,2020/5/22,88,仪表板障碍校核过V2垂直于Y基准平面且与转向盘上边缘相切的平面，如该平面相对水平面至少后下倾斜1时，则转向盘上边缘以下的仪表板所构成的障碍是允许的。,仪表板视野校核（按GB校核）,过V2点的水平面,过V2点与方向盘上边缘相切的平面,总布置小组,2020/5/22,89,单目盲区,双目盲区,组合仪表,下图是根据美标SAEJ1050采用眼椭圆做出的方向盘在仪表板上形成的障碍区域，从图中可以清楚的看出方向盘遮挡的区域不会到影响驾驶员读取组合仪表；,图5-6仪表板视野校核（按SAE校核）,总布置小组,2020/5/22,90,2.2后视野校核2.2.1主要包括：内后视镜视野校核、外后视镜视野校核2.2.2引用标准GB15084-2006机动车辆后视镜的性能和安装要求2.2.3国标要求驾驶员眼点（GB15084中3.14）通过汽车制造厂确定的驾驶员设计乘坐位置中心，作一平行于汽车纵向基准面的平面。从该平面内的驾驶员座椅R点向上635mm，作垂直于该平面的一条直线段。在直线段与该平面交点的两侧各32.5mm处(总距离65mm)作两个点，即为驾驶员眼点。,总布置小组,2020/5/22,91,后视镜安装要求（详见15084中7）后视镜应固定牢靠，避免改变已调节好的视野；M和N类型汽车必须在其左、右两侧各安装一个外后视镜，M1和N1类型汽车上必须安装一个内后视镜；汽车驾驶员一侧的外后视镜必须安装在后视镜中心（至驾驶员两眼点(两眼点之间的距离为65mm)中心连线的铅垂面与纵向基准平面的夹角不大于55的范围内；（如图）当汽车满载，且外后视镜的底边离地面高度小于1.8m时，其单侧外伸量不得大于车辆未装后视镜时测得的汽车最大宽度200mm。（如图）,总布置小组,2020/5/22,92,图5-6某车驾驶员侧外后视镜安装角度校核,驾驶员侧外后视镜安装中心点和眼点连线与纵向基准面的夹角,总布置小组,2020/5/22,93,满载地面,图5-6某车驾驶员侧外后视镜安装高度校核,总布置小组,2020/5/22,94,后视镜尺寸要求内后视镜（类）（GB15084中5.1.1）必须能在反射面上绘出一个矩形，该矩形的高度40mm，底边长为a尺寸的计算方法为：a=150/(1+1000/r)mm如下图5-7为某车内后视镜为平面镜，所以该内后视镜尺寸按标准计算为：150mm40mm，图中可以看出尺寸满足要求：,图5-7某车内后视镜尺寸校核,总布置小组,2020/5/22,95,外后视镜（和类）（GB15084中5.1.2）必须能在其反射面上绘出一个高度为40mm，底边长为a的矩形，和与该矩形的高平行的b线段；a、b的最小值见下表（单位为mm）：,如下图5-8为某M1类车，曲率半径为1400mm的类后视镜，则该外后视镜尺寸按标准计算为至少能绘出高为40mm,底边长为76mm的矩形，及与该矩形的高平行的70mm的线段；图中可以看出尺寸满足要求。,总布置小组,2020/5/22,96,图5-8某车外后视镜尺寸校核,总布置小组,2020/5/22,97,后视镜视野要求基本原理镜片反射；（GB15084中3.16）,总布置小组,2020/5/22,98,内后视镜（类）（详见GB15084中7.5.2）驾驶员借助内后视镜必须能在水平路面上看见一段宽度至少为20000mm的视野区域，其中心平面为汽车纵向基准面，并从驾驶员的眼点后60000mm处延伸至地平线。（见图5-9、5-10、5-11）；,图5-9国标规定内后视镜视野,总布置小组,2020/5/22,99,图5-10某车校核内后视镜视野示意图,总布置小组,2020/5/22,100,图5-11某车校核内后视镜视野示意图,总布置小组,2020/5/22,101,外后视镜（和类）（详见GB15084中7.