汽车总布置-人机校核指南.

1、人机工程学汽车研究院 总体所目录0 0 0概论人体尺寸与人体模型驾驶员视野设计乘员头部空间设计00目录上下不方便件设il人体坐姿舒适性和于伸及平而三踏板校核南刮刮刷面积校核概论汽车人机工程学人机1 程学足20世纪70年代初迅速发展起來的门新兴学 科，它从人的生理和心理出发.研究人机环境相互关系和相互 作用的规彳也并使人一机系统匸作效能达到闵仁 在汽乍乍身役 讣中应用人体1 程学，就是以人（驾驶员、乘客）为中心，研究乍 CI设计（包括布胃和设备等）如何适应人的需扯创造一个舒适的、 操纵轻便的、町靠的驾驶环境和乘他环境即设il个最住的 人一午一环境系统。通过测炭、统计、分析人体的尺寸.以此为依据确

2、定车内 的冇效空间以及各部件、总成的布置位置和尺寸关系。通过対人体生理结构研究.以便烂椅设计以及人体坐姿 符合人体乘坐舒适件的要求a 根1K人体操纵范围和操纵力的测足，确足各操纵装宽的布 置位胃和作用力的人小，以使人体操纵门然.來确、轻便，并 降低操纵疲劳程度。 通过对人眼的视觉持性、视野效兴的研究.试验，校核驾 驶员的信息系统，以保证驾驶员获得卍确地驾驶信息。T7根据人体的动力学，研究汽午碰撞时对人体的合理保护， 止确确定安全带的较接点位置和对人体的约束力；研究振动时 对人体乘坐舒适牲的影响；研究人体I：下午的方便性以确显 车门的开口部位与尺寸。研究人体的生理耍求，合理确怎和布蜀空调系统。人

3、体尺寸与人体模型人体尺寸*人体尺寸决定r人体所占据的儿何空间人小和人体的活动 范I乩足确定乍口宅内冇效空间和进行内饰布宽的主耍依据。根 据人体尺寸的E态分布以人体尺寸的“百分位分布值”作为设 计的尺寸依据。 白分位衣示人体的菜项基础数据对丁使用对象中右白分之 儿的人可适用，这是人体I：稈学中一条星木的设计原则。车身 设计中一般采用5%. 50%和95%三种百分位的人体尺寸，分别 代表矮小身材.平均身材和高大身材的人体尺寸。车身设计中, 常把第95 %rf分位的值作为设计上限.把第5 %的值作为下限。 这样的设计结果可满足90 %的使用对臥人体尺寸与人体模型人体模型汽车设il利试的中所采出的人体

4、模型视用途不同.种类不一。 常见的有H点人体模型、装车试验用人休模型（假人）、振动试 於用多门由度振动人体模生。人体尺寸与人体模型 H点人体模型H点是人体身驱9人腿的连接点，即跨心Hp。六H点人体模世足一种出來确定汽乍乍身的实际H点位超的人 体模型。H点人体模空由廿板部.座板部、小腿部及足部筲构成。人体尺寸与人体模型:汽车实际H点汽车实际H点是指当H点三维人体模型按规定的步骤安放在汽车 座椅上时，人体模型上左右两H点标记连接线的中点。汽车实际H点是仃操纵力便性极坐姿舒适性相关的乍内尺寸 的皋准点；汽乍实际H点足确定眼椭圆在乍邛亟位背!的基准点y.汽车实杯H点也是确定用椅参考点R点丄汨点唾合）的

5、呈 :肚准点& V1点水平向前偏左17。:基准点b, V1点向前沿鈿垂面倔上7基准点C, V2点向前沿铝垂面偏卜5 ：辅助基准点K、b c与a、b、c点关于汽车纵向对称平面对称。（V点是衣征铭驶员眼睛位讶的点，它与通过驾驶员乘坐位胃屮心线的纵向铅垂平面.R汀朋#HI慨角有关.此点用于检査汽车视野是否符合耍求。通常川V1、V2两点表示V点的不同位管。）驾驶员视野设计驾驶员前方180。范用内直接视野：在通过V1的水平面下方 和通过V2的三个平面（三个平面都和水平面向下成4。夹角,其 中一个平面垂直于丫基准平面另两个平面垂直于X基准平面） 上方的范国内，除rA林、 旳谢分 、乍外无娥I 、 视镜和风

6、窗玻璃刮水器等造成的障碍外.不彳加7其它障碍。驾驶员视野设计交通灯视野交通灯视野：要求汽乍在停车线1m以外能方便看到交通 灯最上而的红灯，不能被乍顶或其它零件所遮盖（内后视镜 除外）。见图2所示。:A柱障碍角按GB 11562-1994的规定进行测 显每根A柱双日障碍角 不得超过6。若两柱相对汽车纵向钳垂面是对称的,则右柱 不需要再测量。在测呈A柱障硏角的时候.一定要注总门窗密封条、门窗 的上框架、遮阳帯也要考老在内。测帛方法如F： A柱障碍角驾驶员视野设计P点至铭驶员眼睛窩 度上的头部中心点，通 常以P1、P1两点表示驾 驶员水丫观察物体时卩点 的不同位置。Pm点指通过R点的 纵向铅垂面与P

7、仁P2连 线的交点。驾驶员视野设计A柱障碍角测星方法:按阳 所示$ A柱上做两个水平截面即， A住$敌商从P.点旬前柞与水半盲向上成2的平佝过此平廊与A注相交的最館点作水 平苞面。b A柱5截面，从P.点向前作匂水平面向F驼5。的平Sf过此平面与A柱稲交的最前点作水恃铁面投形在P点所在的水平耐内.戏吕障碍角在该平窗内関站，勿图3所示。6.4.1 E, 1 Ez的连擡线饶Pi腕林使Ei至左A柱的S叔面外桝的切线与Ei .Et洗钱成克 向左A柱的5歲向外側作切线和从E,向左A柱5儼祈内侧作切线从E,戍作前切线平行线，与若 一切线所成的平ffiT视M垢贋即为玛驶员（左）侧的A柱戎冃檢碍角（见图3儿6

8、4.2哄和E的逹接线蜒几旋转，便E.至右A柱饨故面外側的切缎与E4.E连线成直角，从氏向 右A柱S】截面内侧做切线和从比旬右A柱色截面外側作切线从心点作后一切线平行钱与前一切 找所成的平面視町州度即为乘员右）何的取口障硏炖（见图3）.6-5按4.3,4.4.4.5 求检査觇野障码.图6双目障碍角测呈示盘图驾驶员视野设计心后方视野 直接后方视野上要9倒车件能仃关。求作方法足从驾驶员 眼睛屮心点作一条与后描风玻璃透明部分最卜沿（或衣帕架最 上沿、行李箱盖）相切的直线,并与设计地面线相交,交点与 保险杠最后段的距离越小越好（一般耍求小J 20m） o 承 间接后方视野是指驾驶员通过内、外后视镜观察乍

9、示物体 的视野范围。1内后视野图7内点视野示立图駕驶员借助内肩视镜必须能在水平路面上看见一段宽度至 少为20m的视野I*域，其中心平而为汽:不纵向基准面，并从驾 驶员的眼点后60m处延伸至地平线（如卜图）。后方视野2、驾驶员侧外厉视镜的视野鸳驶员借助外后视镜必须能4水丫路啲上看见段宽度至 少为2.5m的视野区域，氏右边与汽乍纵向卑笊血V行。LLJ 汽乍左边垃外侧点相切，并从镯驶员眼点后10m外延伸至地 半线（见卜图）。3、乘客二侧夕冷视镜的视野对J：总质星小于2000kg的M1和N1类汽车，驾驶员侶助外 后视镜必须能A水平路附匕看见一段宽度至少为4m的视野区 域，其左边汽午纵向基准而平行，fL

10、与汽车右边放外侧点 相切，并从驾驶员的眼点忘20m处延伸金地、卜线（见下图）。驾驶员视野设计仪表板视野仪衣板视野指的足由丁转向盘而适成的驾驶员対丁仪农板 上指示装置的视野障碍。根据人机匚穆耍求.这些指示装置应 该在女F5百分位和男P95百分位的视野范围之内.其中.彩响视野上限的为转向盘轮缘，影响视于下限的为转向盘中九 盖板或转向盘柱上沿。驾驶员视野设计眼椭圆汽车驾驶员眼椭圆是折不同少材的驾驶员以正常驾驶姿势坐 在朋椅 匕瓦眼睛位置在车身屮的统计分布图形.由于图形呈椭 圆状，故称Z为“眼椭ST o在乍身段计1 -般采用眼椭圆样板 *描述驾驶员的眼睛分布范围。會 国际标HHISO4513中,对应于

11、一定的皿椅水平调整行秘提供 了各种百分位的驾驶员眼睛分布位置，即侧视图利俯视图上的相 应眼椭圆样板，并适用于下列尺寸范闌的车身：座椅靠廿角：540。址斤H点到踊点的垂直距离:127457 m m丿屯椅垂氏调节范I制:038 mm座椅水调节范围:102-165mmkk肩H点到呻点的水出 离：508 mm图1 Q轿车车身内部布筐中95斤眼椭圖样板的绘制及其在側视图上的定住乘员头部空间设计头廓包络线伐驾驶员及乘员头部活动空间校核主耍通过头廓包络线來 计算完成.头燐包络线是指不同白分付。材的驾驶员和乘员A 乘唯状态卜他们头酬线的包络线。头嘛包络线的形成方法是 将头册线样板放在眼椭圆样板上面，使头卿线样

12、板上的眼点沿 石眼椭圆样板上的上半部眼椭圆运动，并保持阴样板1:的门邸 朋标平行，描绘出头酬线运动时候的包络线便是头耶包络线。 如图1所示。山丁头唧包络线以眼椭圆为基朮而生成，而眼椭 圆的长加轴因身材白分位及H点水平行程的不同而冇界，因向 头刖包络线是冇许多条的。上下车方便性在现代汽年设计中.虽然常常涉及的紧凑型汽车.但同时需耍保证泡乍内部空间的宽敞，史不能因乍身的紧凑彩响进出的方便件，止因为如此,所以在设计过程中要进行周全的考农,细致协调,既耍满足空间工ii H屮岌推敲技术上的可Irfko上下车方便性_ .:车门立柱倾斜度考虑上下车方便件.首先要考虑的是乍门龙柱是否符合耍 求，下而图12给出

13、前座不能翻倒的轿乍乍身9朋椅和对位 胃的推存值。当立柱倾斜度过低或者为0时，询麻朋入朋椰会 不舒适.如果将门立林往肩倾斜适为角度则可以大大改齊入 座离座的方便性,参考图13所示。图13车门立竝对上下年方便性的够响上下车方便性通道尺寸 影响12下车方便性结构主要是车门.丿也椅及车门槛。对于 前屎的上下乍方便性（图14、15） H130 （前门槛至地而的垂 直距离）、H74 （在方向盘中心平面内,方向盘到未压坐垫的 最小距离）.HY1 （R点到前车门上沿的垂直距离）、L18（询入口的足部空间，询门最人幵度时门内边缘或在门槛Z上 102mm的立拄与前座椅最小距离）、LX1 （前车门X方向最大 开度八

14、LX2 （前车门对角最小距离）起着最关铤的作用。不 管车型大小,前门上下车尺寸都以驾驶员的要求为中心的,不 同级别的尺寸大小相当。推荐值如下：L18450mm H130150MM HY1750mmo上下车方便性通道尺寸对于后闻的匕卜乍方便性（图14、15） . H131 （后门槛至 地面的垂直距离）、HY2 （R点到后车门上沿的垂直距离）、 L19 （后入口的足部空间，后门最大开度时内边缘或在门槛之 102mm的立柱与前座椅最小距离）.LX1 （前乍门X方向最 大开度）、LX2 （前车门对角最小距离）.LX3 （后车门X方 向最大开度）有直接影响。一般而言，高度方向匕的上下尺寸 可异，而长度方

15、向的尺寸则因级别的不同而有不同r丿 要求,级别越高，尺寸越人。推荐值如下:L19250mm图14L18和L19示窓图H131750mm。侧壁倾斜度上下车方便性侧壁倾斜度对于匕下车特别是上车有很大的彫响,如图16 所衣示,当K值（车门上錄与门槛之间的间距）为0时，乘 客的上必须倾斜30。以上才能进入车内。u当100- 150mm （视乍身髙度变化）.则可以很方使的入用。当K值过大时,下车时也不方便,同时将由于上下比例失调 而影响汽车的外观，同时也会影响内部空间的利用,以及 乘员的头部空间和乘唯适合性，而IL玻璃升降肯用午门内 腔的空间A人，也会便车门变片。图16 车身侧里傾斜度片上下车方使性的衫

16、响*概述人体坐姿舒适性和手伸及平面瓷 驾驶员舒适驾驶姿态和于伸及范用都是驾驶员驾驶适性 的亟耍组成部分在进行轿车驾驶室设计过程中驾驶也 驾驶朋等相关尺寸也是山人体尺寸攻其操作姿势或舒适的 坐姿确定的。但由于相关尺寸非常复杂,人与“机”的相 对位置要求I分严格，为了便这种人机系统的设计能更好 地符合人的生理要求，在设计中，可以采用人体模板来校 核冇关軻驶宅空间尺寸，方向盘等挾纵机构的位置，显示 仪农的布置以及功能按键和旋钮是否符合F伸及界面和规 定姿势的雯求。人体坐姿舒适性和手伸及平面人体坐姿舒适性讥 由于驾驶员的舒适驾驶姿势随乍吃旳不同血变化，各口选抒 飾血 殍下的关节角度IT较大的差别.如图

17、1所小，对于轿 车通常靠背角A1最人不超过33，城舒适为28。；人体躯十 与大腿的夹角A4以105为宜，110115域理想；肘角 A3 以 105 为it；膝角A5 6-112 M18 为好；卿角A6 （踏半曲号小槌间夹角）最小为87，最人不超过130 o这 些都是在总结以往设计经验基础上得到的经验值。手伸及平面/.驾驶员的手伸及界面是指驾驶员以iE常姿势坐A朋椅屮、 少系安全带、右脚支用丁加速踏板錘点上、一手握住方向 盘时另一手所能伸及的最人啣面。驾驶室内的一切操纵钮 件、杆件.开关等的位置均应在駕驶员手伸及界面之内, 这是乍少设计心的一条龙原则。在高度方向上,手伸及界面的0线位于通过H点的

18、水平面上, 向上为正，向下为负。在左右方向上，英0线位于通过H点 的纵向垂直平面上,驾驶员左侧为正,右侧为负。在汽车 的肋版方向丨 离加速踏板踊点后方水平距离为d处.冇一 表示伸及距离的HR基准而。HR基准而金伸及界而之 间的水平距离表示rw 员在不同高度及左右方向上的最 大可伸及距离。手伸及平面人体坐姿舒适性和手伸及平面 d=786-99G如UldHx0准佝HR纵向位胃于最后H虑处。为便于使用，刖驶员手伸及界面的数据已列成衣格。根抓 驾驶审尺寸囚了G值的人小和使用Y辆男女树驶员的比例不 同，ISO3958共列出了21张表格。根据算出的G值及已确 定的男女駕驶员比值，从表中找到相应的表格.测得的T 操纵钮件离基准而HR的水平距离（测量值）与农格中的给 定值（极限侑）相比较，若前者小于后者便认为该于操作 钮件布置合理,即可伸及。否则认为不合理.应重斯处 其布置位査。人体坐姿舒适性和手伸及平面手伸及平面；G=0.0018Hz-0.0197p+0.0027D+0.0106a-0.0011 Wx +0.0024Wz+0.0027y-3.0853其屮：HxH点至加速踏板抗