汽车人机工程设计辅助工具

1、汽车人机工程设计辅 助工具 学习要点 设计的基点，即型测量装置 一、点装置 一、型点测量装置的构造 定义：点装置是车身布置的重要工具，对驾驶室设计，参数测量，辅助驾驶室设计，内部定位有重要意 义，有H型测量装置和设计工具两部分组成 构成：鞋、小腿、大腿、坐板、躯干五部分和两个固定附件组成，其构造图为： 一、点装置 各部分的主要尺寸如下： 一、点装置 整体装备关系和主要活动部件 一、点装置 鞋的构造和尺寸 一、点装置 腿部的构造和尺寸 一、点装置 躯干的构造 一、点装置 座板总成的构造 一、点装置 组装的设计工具（ ） 一、点装置 设计工具的发展，自年提出，目前已经设计了两代，主要有Oscar型

2、和HPM-型 一、点装置 二、点装置上的基准点 点装置可以建立车内布置关键的基准点和尺寸 这些点，包括： H、 、点和躯干线、脚线、座垫线等 定义 H点： 躯干和大腿的 联结点 一、点装置 常用的设计工具 点的测量装置 H点的辅助设计工具HPD 点的计算机辅助系统 可表现的形式： 乘坐的基 准点确定 在座椅的调节过程中，有 许多点的位置，其作为 标准的一点，用 表示 用测量系统， 构成整车座位 系统 一、点装置 确定其他关键点 臀部的最低点 K点 脚线 腿线 躯干线 座垫线 一、点装置 各关节的辅助测量点和用途 一、点装置 三、点装置的功能和应用 功能：测量和设计 、测量功能 对车内座椅的硬点

3、进行测量和分析 人机工学参数的校验 空间的分布校验 使用人群的分布规范等 一、点装置 三、点装置的功能和应用 功能：测量和设计 、设计功能 对座椅和操控系统进行基本尺寸设计和对比分析，对于双排的轿车，后排设计的参数有： 一、点装置 、对驾驶员的承座环境参数进行对标 对市场上竞争车型的基本参数进行对标，利用H点设备和三坐标测量仪 等设备，找到竞争车型与我们车型基本参数之间的差别，探索舒适性和基 本性能的设计与规范 基本方法 实验准备 模型在室温下小时以上，作后各种操控系统的运行状态、 静置状态的固化与模型的固定 对车内关键点进行三坐标测量 建立踏板接触点(PRP)和地板与鞋底的接触点(AHP）的

4、基本模型，并 进行相关固定 一、点装置 建立各关键点的计算方程 、调节座椅的位置的姿态并进行相关测量 一、点装置 安放HPM的座板总成和躯干部 调节躯干的合理的角度，一般度为宜 安放配重 注意配重的大小和角度 安放步骤为： 一、点装置 、测量关键点 点，各种基准线 、计算控制点 如：控制点的行程分析等 定位控制点的曲线轨迹 重新定位座椅，与上面控制线重合 一、点装置 一、点装置 记录测量数据 躯干的数据： 完成测量工作 、利用点装置建立前排乘员的布置方案 一、点装置 选择人体样板 一、点装置 进行人体样板的总体放样 一、点装置 完成乘员的空间设计 一、点装置 利用点装置，完成全车乘员的设计 二

5、、驾驶员H点的位置曲线 H点布置方案与驾驶员乘坐舒适性、上肢和下肢的操作空间、视野性和头部空间、以及乘员的乘坐空间等人 机关系密切相关，是室内布置的重要内容。 、类车的（男女共驾车辆）的点位置曲线 二、驾驶员H点的位置曲线 关键点的计算方程 二、驾驶员H点的位置曲线 二、类车的点位置曲线 类车的男女比例为：、：、：三个档位 点的位置曲线计算表： 二、驾驶员H点的位置曲线 三、踏板的平面角 二、驾驶员H点的位置曲线 对驾驶员点位置曲线的改进 三、眼椭圆 一、定义 眼椭圆是指不同身材的乘员以正常姿势坐在车内其眼睛位置的统计分布图形，左右各分别代表左右眼的分 布图形 三、眼椭圆 二、类车、行程可调节

6、座椅的眼椭圆 )眼椭圆尺寸的计算 三、眼椭圆 二、类车、行程可调节座椅的眼椭圆 三、眼椭圆 二、类车、行程可调节座椅的眼椭圆 对于一定的驾驶员群体,当其坐在适意驾驶位置时,其眼 睛位置在汽车坐标系3个方向上均呈正态分布,研究发 现，眼椭圆的短轴和竖轴长度基本上不受驾驶员身高 和布置参数的影响，因此，可以根据眼睛位置一维正 态分布变量的标准差和眼椭圆百分位值来计算。 三、眼椭圆 二、类车、行程可调节座椅的眼椭圆 眼椭圆的定位 中心位置的倾角 三、眼椭圆 二、类车、行程可调节座椅的眼椭圆 、某些国家驾驶员的眼椭圆 三、眼椭圆 二、类车、行程可调节座椅的眼椭圆 、某些国家驾驶员的眼椭圆 三、眼椭圆

7、二、类车、行程可调节座椅的眼椭圆 、眼点 眼椭圆为驾驶员视野设计提供了科学依据，但实际应用中也有诸多不便，例如(设计后视野时，需以眼椭圆 轮廓上距离后视镜最远的点作眼点，但找这个眼点比较麻烦，经过统计研究，得出了方便某些场合 使用的视原点，借助它们可方便地得到眼点 三、眼椭圆 二、类车、行程可调节座椅的眼椭圆 、眼点 点，眼的位置，有左右两个，相距mm 点 头部中心的转动点 对与类车，有 三、眼椭圆 三、类车固定座椅的眼椭圆 所谓固定座椅，这里专指点或者靠背角度不可调节的座椅，这种情况见于点不能调节的前排乘员布置 方案，或者用于后排乘员的情况，由于与可调节座椅乘坐环境的差异，使得乘员眼睛位置的

8、分布规律有很 大不同，固定座椅眼椭圆的形状以及与座椅的相对。 三、眼椭圆 三、类车固定座椅的眼椭圆 三、眼椭圆 三、B类车的眼椭圆 自年没有变化 三、眼椭圆 三、B类车的眼椭圆 定位基准点的确定 三、眼椭圆 四、眼椭圆应用 眼椭圆是汽车视野设计的基础，与视线（切线）一起使用方有 意义。以驾驶员前方下视野设计为例，可进一步说明应用眼椭 圆进行视野设计原理 四、头廓包络确定 一、概述 定义：头廓包络指不同身材的乘员以正常姿势坐在适意的位置时，其头廓包括头发的包络 它用于在设计中确定乘员所需的头部空间%与眼椭圆相对应，头廓包络面也包括座椅行程可调式和不可调式 两种 四、头廓包络确定 一、概述 生成

9、用眼椭圆，可以方便的生成头廓平均线和整体的包络线。 四、头廓包络确定 二、类车头廓包络 尺寸 按照座椅可否调节进行分类 座椅可 调节 座椅不 可调节 四、头廓包络确定 二、类车头廓包络 含义： 椭圆 圆 四、头廓包络确定 二、类车头廓包络 、头廓包络线的定位 倾角 一般在度左右 度 计算方程（可调座椅） 计算方程（固定座椅） 四、头廓包络确定 二、类车头廓包络 头包络中心相对于中央眼椭圆中心的偏移量 四、头廓包络确定 三、类车头廓包络 按照男女的比例，有所调整 四、头廓包络确定 四、头廓包络的应用 乘员头部与车身结构之间的空间对于保证乘员头部活动，以及 在颠簸和翻车等情况下使头部具有必要的缓冲

10、空间具有重要意 义，但这个空间设计过大会浪费空间，并增大汽车正面迎风面 积而使空气阻力加大。因此，头部空间尺寸关系到整车性能的 好坏，必须科学合理地选取，而关键就是能够将乘员头部占据 空间的范围描述出来，然后只要控制头顶内饰与乘员头部占据 空间范围边界即可。 四、头廓包络确定 四、头廓包络的应用 四、头廓包络确定 四、头廓包络的应用 网上资料 五、驾驶员的手伸及界面 一、概述 驾驶员手伸及界面是指驾驶员以正常姿势入座，身系安全带，右脚踩在加速踏板上，一手握住转向盘时， 另一手所能伸及的最大空间廓面，根据安全带形式，有对应于三点式安全带和两点式安全带两种类型的手 伸及界面，驾驶员手伸及界面在车内

11、的位置和驾驶室内手操纵装置的位置都应该布置在此廓面范围内。 五、驾驶员的手伸及界面 、相关概念 驾驶员的手伸界面 驾驶员手伸及界面是指驾驶员以正常姿势入座，身系安全带， 右脚踩在加速踏板上，一手握住转向盘时，另一手所能伸及的 最大空间廓面，根据安全带形式，有对应于三点式安全带和两 点式安全带两种类型的手伸及界面，驾驶员手伸及界面在车内 的位置和驾驶室内手操纵装置的位置都应该布置在此廓面范围 内 五、驾驶员的手伸及界面 、相关概念 驾驶员的手伸界面 五、驾驶员的手伸及界面 、相关概念 驾驶员的手伸界面 五、驾驶员的手伸及界面 、相关概念 驾驶员的手伸界面 驾驶员手伸及界面是指驾驶员以正常姿势入座

12、，身系安全带， 右脚踩在加速踏板上，一手握住转向盘时，另一手所能伸及的 最大空间廓面，根据安全带形式，有对应于三点式安全带和两 点式安全带两种类型的手伸及界面，驾驶员手伸及界面在车内 的位置和驾驶室内手操纵装置的位置都应该布置在此廓面范围 内 五、驾驶员的手伸及界面 2、驾驶员手伸及界面的测量 五、驾驶员的手伸及界面 2、 五、驾驶员的手伸及界面 2、 五、驾驶员的手伸及界面 、驾驶员手伸及界面的定位 确定驾驶室内部设计尺寸和驾驶员男女比，计算值 计算基准面方向的位置 基准面位于处 五、驾驶员的手伸及界面 、驾驶员手伸及界面的应用 是仪表和操作旋钮设计和布置的基础 五、驾驶员的手伸及界面 、驾

13、驶员手伸及界面与个体能力界面的区别 五、驾驶员的手伸及界面 、驾驶员手伸及界面与个体能力界面的区别 、有一定的约束条件下的测量结果 、以H点为依据 、有方向盘等构件物的约束 、具有操作习惯问题 六、驾驶员膝部包络线 一、膝部包络线的生成 三个要素：膝部特征点、膝部椭圆和二维人体模板的小腿 膝部特征点 胫关节和踝关节的垂直线上，距离胫关节 50.8mm 处 小腿绕踝关节运动，划出的椭圆脚的位置线 六、驾驶员膝部包络线 一、膝部包络线的生成 下位线 上位线 六、驾驶员膝部包络线 二、驾驶员膝部包络线的定位 、步骤 六、驾驶员膝部包络线 左膝包络线的确定 六、驾驶员膝部包络线 右膝包络线的确定 六、

14、驾驶员膝部包络线 各参数的意义： 七、驾驶员胃部包络线 、生成 个要素 两个特征点胃部的突出 安全带和胃部的贴合处 驾驶员胃部包络线应该通过这两个特征点，为此，在胃部最突出点的椭圆上边缘作一水平切线，再通过这 个椭圆的前端点作一垂直切线，这两条切线相交的点称为辅助点 七、驾驶员胃部包络线 结构图： 七、驾驶员胃部包络线 、计算方法 、步骤 确定基准点和基准线 确定男女驾驶员的比例 用下面公式计算偏移量和分布 八、驾驶员与乘员的人体数字化模型 一、数字化模型的基本原理 点模型，是实物模型，具有直观、实用等特点，但造价较高，改变其结构较为困难 做成数字模型，可以方便在CAD系统中 应用，具有较好的

15、实用性，是现代设计方法的重要组成部分 研究的背景： 八、驾驶员与乘员的人体数字化模型 三种主要的数字模型 八、驾驶员与乘员的人体数字化模型 、人体模型的构建 、建立人的骨骼系统 八、驾驶员与乘员的人体数字化模型 建立运动关节和相互关系 关节的运动映射关系 八、驾驶员与乘员的人体数字化模型 进行人的动作反求和百分位建模 八、驾驶员与乘员的人体数字化模型 人的性能、行为、几何建模 八、驾驶员与乘员的人体数字化模型 、数字模型的应用 步骤： 八、驾驶员与乘员的人体数字化模型 、数字模型的应用 如驾驶室设计 打开建模软件，给出 初步模型 八、驾驶员与乘员的人体数字化模型 定义人体 八、驾驶员与乘员的人体数字化模型 定义任务 八、驾驶员与乘员的人体数字化模型 定义姿势 八、驾驶员与乘员的人体数字化模型 进行评价 舒适度评价 八、驾驶员与乘员的人体数字化模型 进行相关 分析 作业和思考题 新型汽车 安全中国人永远的痛 学习要点 一、点装置 选择人体样板 一、点装置 进行人体样板的总体放样 二、驾驶员H点的位置曲线 H点布置方案与驾驶员乘坐舒适性、