汽车人体工程学

1、.：.；人体工程学简介一、何为人体工程学？人体工程学是上世纪50年代开展起来的一门新学科。它以人机关系为研讨的对象，以实测、统计、分析为根本的研讨方法，是一种描画如何塑造适宜人的任务环境的科学。详细到产品开发，就是在产品的设计和制造方面要按照人体的生了解剖功能量身定做，更加适宜于人体的任务效能。 “人指的是在所研讨的系统中参与系统过程的人; “机那么泛指一切与人处于同一系统中并与人交换着信息、物质和能量的、供人运用的物; “任务环境指的是“人、“机共处的、对“人和“机有直接或间接影响的周围外部条件。在我国，本学科处于初创阶段，称号尚不一致，有“人机工程学，“人类工效学、“人体工程学和“工效学等

2、不同提法。一致称为“人机工程学。二、人机工程学的研讨对象人机工程学的研讨对象是人-机-环境系统简称人机系统。 人机工程学既要研讨人-机-环境系统的各个组成部分的属性,更要着重研讨人-机-环境系统的总体属性,以及人、机、环境之间的相互关系的规律。三、人机工程学的研讨内容 人的特性的研讨1人体尺寸及人体丈量技术2人体的力学性能3人的劳动生理功能4劳动中人的心思过程5人的信息传送才干6人的可靠性7人员的选拔和培训8人的动作时间研讨9人体模型 机的特性的研讨 环境特性的研讨 人-机关系的研讨 人-环境关系的研讨 机-环境关系的研讨 人-机-环境系统总体性能的研讨四、汽车人体工程学今天的汽车要追求“人车

3、合一。所谓“人车合一，就是设计汽车的目的要以人为本，围绕人的需求而建造。要使人乘驾汽车感到温馨、方便和不容易疲劳，这就是汽车人体工程学的目的。汽车设计的根底。 驾驶区空间如何确定？ 驾驶员座椅如何设计？ 仪表盘如何设计与布置？ 支配杆、脚踏板等如何布置？ 前风挡玻璃雨刮器有何要求？ 后视镜大小、位置如何确定？ 车高车长等如何设定？ 汽车如何降噪？ 汽车照明设备有何要求？ 汽车的平安设备平安带、气囊等应满足何种要求？本课程主要研讨对象：轿车。轿车作为通勤交通工具的功能比率将渐趋下降，而用于休闲文娱的功能比率将渐趋提高, 轿车的行驶速度也许不再是最主要的运用性能要求了，而人们对轿车的宜人性、乘坐温

4、馨性的要求却会比如今高得多, 轿车作为一个活动的家，将要求车内空间增大，内部装饰更具有家庭的温馨气氛。 第一章 汽车设计与实验用人体模型常用人体模型来替代真人。人体模型应有人真人的某些特性。汽车设计与实验用人体模型视用途不同种类也不一。主要包括车身设计及校核用的H点人体模型、撞车实验用的人体模型(假人)、仪表板及转向支配系统冲击吸收性能实验用的头部和胸部模型及振动实验用的两自在度(或多自在度)振动模型等。&1-1百分位一、百分位概念百分位是人体工程学中常用的一个术语，它表示人体的某项根底数据对于运用对象中有百分之几的人可适用，这是人体工程学中一条根本的设计原那么。因此，目前人体根底数据规范均以

5、百分位的方式公布。这种表达方式已在国际上通用。百分位最简单分为三档，即第5百分位、第50百分位、第95百分位。我国1989年7月l日起正式实施的国家规范，分7档公布数据，即第1、第5、第10、第50、第90、第95、第99百分位，以方便运用。 人体尺寸因种族、国家或地域而异，这一点在引进国外技术设备时是不可忽视的。二、百分位在产品尺寸设计中的运用 1、产品设计类型按照所运用的人体尺寸的设计界限值的不同情况,可将产品尺寸设计义务分为三种根本类型:型产品尺寸设计：需求同时利用两个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值和下限值的根据之设计义务,称为型产品尺寸设计,又称双限值设计。 例如,汽车驾驶座椅设计。型

6、产品尺寸设计：只需求利用一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值或下限值的根据之设计义务,称为型产品尺寸设计,又称单限值设计。A型产品尺寸设计：只需求利用一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值的根据之设计义务,称为 A 型产品尺寸设计,也称大尺寸设计。例如,设计公共汽车的车厢高度。B 型产品尺寸设计：只需求利用一个人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的根据之设计义务,称为 B 型产品尺寸设计,也称小尺寸设计。 例如,设计任务场所的栅栏构造、网孔构造或孔板构造等平安防护安装。 型产品尺寸设计：只需求人体尺寸的第 50 百分位尺寸数据作为产品尺寸设计的根据之设计义务,称为 型产品尺寸设计,也称 折中设计。 例如,

7、门的把手或锁孔离地面的高度、电灯开关在房间墙壁上的安装位置离地面的高度设计。设计人员进展产品或工程系统设计时, 首先必需正确判别设计义务应属于哪一种类型, 然后恰中选取作为尺寸设计根据的人体相应部位的百分位数。2、人体尺寸丈量百分位数据的修正1功能修正量： (1)着装修正量 (2)姿态修正量2心思修正量最小功能尺寸:为了确保实现产品的某项功能而在设计时规定的产品最小尺寸,称为产品最小功能尺寸。产品最小功能尺寸 = 人体尺寸百分位数 + 功能修正量 最正确功能尺寸:为了方便、温馨地实现产品的某项功能而设定的产品尺寸,称为产品最正确功能尺寸。产品最正确功能尺寸 = 人体尺寸百分位数 + 功能修正量

8、 + 心思修正量。 人机工程学是以追求平安、安康、温馨、高效为目的的, 只需客观上答应, 就该当按最正确功能尺寸进展设计。以设计乘客区顶高为例, 假设以男子身高第 90 百分位尺寸 1754 mm作为设计界限值, 鞋跟高修正量取为 25 mm,高度的最小余裕量取为 90 mm,高度的心思修正量取为 115 mm,那么: 最低层高=1754+(25+90)=18691900 mm 最正确层高=1754+(25+90)+115=19842000 mm三、百分位在汽车设计中的运用实例汽车设计以总体布置为中心，而轿车总体布置又是从车厢开场的。为此要利用能表述人体外形的规范模型做为准绳来安排驾驶舱各个部

9、件位置。国际汽车设计界中所运用的总范围在5%-95%之间，它涵盖了90%的人群。例如驾驶员的位置，从脚踩油门踏板或刹车踏板上算起，身体高大者要比身体矮小者靠后坐，这决议了驾驶 HYPERLINK auto.sohu/s2006/qichezuoyi/ t _blank 座椅后移的位置；身体矮小者要比身体高大者靠前坐，这决议了座椅前移的位置。手臂长度与腿相比是较短的，当座椅后移时能够手触及不到仪表板，这就有了一个范围限制。例如以百分位人群来划分，假设第5个百分位德国规范的女子身高为1.47米，而第95个百分位的男子身高为1.82米，对于固定踏板的布置，工程师就只思索5%的矮小女子和95%高大男子

10、的手臂触及范围。做出仪表板的可接触的衡量，通常以高大男人的手臂长为一个决议性准那么，即以伸展的手臂运动，在程度及垂直方向各绘出一个园孤线，近似描画出一个半园形空间去安排座椅、仪表、 HYPERLINK auto.sohu/s2006/fxppd/ t _blank 方向盘、踏板、变速杆、中控板控制旋钮等零部件的位置及相互的间隔 尺寸。驾驶座椅的布置是轿车总布置的关键之一。驾驶座椅的调整应可以使驾驶员相对方向盘、支配杆、踏板等支配机构及前档风玻璃，在纵向及铅垂方向的位置应可以满足绝大多数驾驶员群体的各类人身体特征。座椅的平行挪动及高度调整范围根据人体规范模型的肢体夹角来确定。&1-2 H点人体模

11、型H 点，即胯点( HipPoint )，指人体身躯与大腿的铰接点。在人体模板中为髋关节。确定汽车车身或驾驶室内部人机界面几何尺寸关系时 ,常以此点作为人体的定位基准。 H点点13人体模型由背板部、座板部、小腿部及足部等构成。背板部由背板、背托架、躯干杆、程度仪A及胸部和臀部重块等组成。座板部由座板、控制杆、T形杆、程度仪B、大腿重块、膝部角度盘等构成。 小腿部由左右小腿及质量块组成。足部有足部刻度盘。汽车的实践 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中时，人体模型上左右两 H 点标志衔接线的中点。 (l)汽车实践H点是与操作方便性及坐姿温馨性相关的车内尺寸的基准点。在特定

12、的约束坐姿下，驾驶员在操作时身躯上部的活动必然是绕经过实践H点的横向程度轴线的转动，可用来检验汽车座椅设计的合理性。 (2)汽车实践H点是确定眼椭圆在车身中位置的基准点。影响仪表盘、前后风窗、左右风窗、风窗刮净区、后视镜等。(3)汽车实践H点的位置影响到驾驶员的手伸及界面。影响仪表盘布置、操作件布置等。&1-3 H 点二维人体模板汽车车身设计中也采用H点二维人体模板来确定或校核车内尺寸，H 点二维人体模板是根据H点三维人体模型制造而成的。对于平安设备, 应尽能够按极端的百分位数设计, 如选用第 1 和第 99 百分位,以顺应绝大多数人的要求。对于普通设备, 所选百分位数可适当偏离极端数值, 如

13、第 10 和第 90 百分位,这样可简化构造、降低本钱。人体模板的运用：人机系统设计时, 可借助人体模板进展辅助制图、辅助设计、辅助演示或辅助测试。 H 点二维人体模板在车身车高设计中的运用1、制造模板H点人体样板由躯干、大腿、小腿、足及靠背基准杆等组成。车身内部布置设计采用的通常是第95，50和第5百分位的H点人体样板。这三种百分位的万点人体模板的上身躯杆长度尺寸一样，但大腿长度B、小腿长度A各有不同。2、模板安放H点人体样板在车身侧视图上安放时，应先确定H点的高度Hz如何确定？确定温馨坐姿角详细步骤为：(1)画出地板线(先以程度线代表);(2)确定出H点的位置(以加速踏板踵点为基准，兼顾座

14、垫、靠背的紧缩量);如何确定？(3)将第95百分位人体样板的H点与刚刚确定的H点相重合;(4)按选定的温馨坐姿角确定人体样板在图纸上的位置;(5)选定H点的程度及垂直行程(即座椅的程度及垂直调理量)。程度行程范围普通为100一160mm，垂直行程普通应大于80mm。(6)画出座椅调理至中间位置、最前最高位置以及最后最低位置时的H点。(7)将第95百分位的人休样板的H点与图纸上最后最低位置的H点相重合，根据样板背部曲线外形、靠背紧缩量与厚度，确定驾驶舱的最后界限。(8)将第50、第10百分位的人体样板的H点分别与图纸上座椅调理到中间位置及最前最高位置的H点相重合，以加速踏板踵点为固定点，察看温馨

15、坐姿角除a外的变化及坐姿位置的变化，决议H点高度Hz及行程大小能否适宜。 (9)画出三种位置时上述三种百分位人体样板腿部轮廓线，供设计仲腿空间用。(10)轿车后排座的布置方法与上述相仿。(11)按第三章中“头廓包络线中所述方法决议头顶空间。或按下述决议头顶空间的高度尺寸，见图1一7。由驾驶员或乘员头顶部F垂直向上100- mm为车顶内饰线。车顶厚度普通可取巧15-25mm，思索到驾驶员头顶处的车高并非是车体的最大高度，从而再添加20-40mm作为车体总高的设计参考值。对于载货车，万点至车顶内饰线之间的间隔 在沿8度倾斜线上量，普通不应小于1000mm。&1-4 其它人体模型头部及胸部模型：评价

16、仪表板或座椅靠背后部等的冲击性能等。两自在度振动人体模型：汽车平顺性实验等。车辆碰撞仿真分析用人体模型留意：今天的汽车设计都采用计算机辅助设计，用专门软件来测定轿车的设计能否符合人体工程学。由于设计师对人体规范模型的取舍不同，就出现了欧美车空间比较宽大，日韩车空间比较狭小的景象。东亚人的平均身高和手臂长度都要逊于欧美人，但由于市场全球化，汽车设计也倾向于大空间。经过加大座椅、方向盘角度的多级调整来平衡各地域的人种身体的差别。驾驶员眼椭圆、头廓包络线、H点位置线、膝部及胃部包络线如何进展车室设计？汽车驾驶员的眼睛、头部、胯部、膝部及胃腹部上一些与车身设计有关的特殊点称为驾驶员的人体特征点。驾驶员以本人的志愿将座椅调整到适意位置、并以正常驾驶姿态入座后，人体上的这些特征点在车内坐标