【正文】 .................................................................... 26 載貨汽車的膝部包絡(luò)線 ................................................................ 27 載貨汽車的腹部包絡(luò)線 ................................................................ 29 3 H 點(diǎn)的計(jì)算 .............................................................................................................. 31 H 點(diǎn)的各種定義 ................................................................................. 31 基于人體工程學(xué)的舒適 H 點(diǎn)區(qū)域 計(jì)算 ............................................ 31 4 汽車座椅的舒適性 ................................................................................................. 34 人體模板在車輛座椅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 ........................................................ 34 座椅的靜態(tài)舒適性設(shè)計(jì) ........................................................................... 35 座椅的動(dòng)態(tài)舒適性設(shè)計(jì) ........................................................................... 36 對(duì)人體坐 姿實(shí)際情況進(jìn)行校核 ............................................................... 37 II 汽車駕駛舒適性評(píng)價(jià) ............................................................................... 39 檢查結(jié)果 ................................................................................................... 41 儀表板以及操縱件和操縱手柄的位置布置 ........................................... 42 校核結(jié)論 ................................................................................................... 43 總 結(jié) ........................................................................................................................... 44 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................... 45 致 謝 ........................................................................................................................... 46 英文翻譯 ..................................................................................................................... 47 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 1 1 緒 論 汽車發(fā)展簡(jiǎn)介 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展 ，汽車工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位越來(lái)越重要，將逐漸成為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，并對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 Tianjin University of Technology and Education 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 專 業(yè)： 汽車維修工程教育 班級(jí) 學(xué)號(hào) ： 汽修 0403 – 20 學(xué)生姓名： 吳俊杰 指導(dǎo)教師： 王仁廣 副教授 二 〇〇九 年 六 月 天津工程師范學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) AO681電動(dòng)車人機(jī)工程座椅及踏板布置校核 AO681 electric vehicles with the seat and the pedal layout of the verification 專業(yè)班級(jí) ： 汽修 0403 學(xué)生姓名： 吳俊杰 指導(dǎo)教師： 王仁廣 副 教授 系 別： 汽車與交通學(xué)院 20xx 年 6 月 摘 要 隨著國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車的發(fā)展，人們對(duì)其車身的造型有了一定的要求。在我國(guó)，盡管汽車業(yè)發(fā)展的勢(shì)頭很好 ，但汽車產(chǎn)品與國(guó)際先進(jìn)水平差距還很大。概念車的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)向車身生產(chǎn)商提出了新的要求：車身的設(shè)計(jì)和制造必須與汽車的整體設(shè)計(jì)融為一體。事實(shí)上，這種圓滑、飄逸型的造型風(fēng)格已博得廣大消費(fèi)者的理解和喜愛，并成為今天的車身造型主流。汽車產(chǎn)業(yè)內(nèi)部、汽車整車 制造商與其上下零部件供應(yīng)商之間、汽車企業(yè)之間的聯(lián)合化發(fā)展的前提條件就是設(shè)計(jì)工具、生產(chǎn)手段的自動(dòng)化。交通標(biāo)志的 設(shè)計(jì) 也應(yīng)該采用 大多數(shù)人能明辯的顏色和不易產(chǎn)生錯(cuò)覺的形狀。人體在不同的姿態(tài)使用不同的肌肉群進(jìn)行工作，動(dòng)作的靈活性、速度和最高頻率都不相同，例如腿的反復(fù)伸縮具有較低的頻率，而手指則可以用較高的頻率進(jìn)行敲擊。也正因?yàn)槿绱耍絹?lái)越多的汽車公司在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候都將人機(jī)工程作為設(shè)計(jì)考慮一大要素。 隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，全球汽車總保有量不斷增加，汽車所帶來(lái)的環(huán)境污染、能源短缺，資源枯竭等方面的問題越來(lái)越突出。 其次，搜集幾款世界上各品牌 (包括中國(guó)本土 )的轎車座椅及踏板布置的資料，把它們的技術(shù)參數(shù)作一個(gè)整理，進(jìn)行一些初步地分析。它的基本要求是布置合理，操縱方便，即乘坐時(shí)駕駛者對(duì)方向盤、操縱桿和踏板的良好可及性。 腳踏板布置要求 (1) 踏板排列。具體數(shù)值見表 1 所列。而人體實(shí)際就是以骨骼系統(tǒng)為支架，再加上肌肉等軟組織構(gòu)成的。在模型中，用關(guān)節(jié)點(diǎn)來(lái)表示整個(gè)關(guān)節(jié)，但模型沒有采用全部關(guān)節(jié)點(diǎn)，而只用了以下 11個(gè)：左右肩關(guān)節(jié)點(diǎn)，頸關(guān)節(jié)點(diǎn)，左右肘關(guān)節(jié)，左右髖關(guān)節(jié)點(diǎn)，左右膝關(guān)節(jié)點(diǎn)，左右踝關(guān)節(jié)點(diǎn)，忽略了腕關(guān)節(jié)點(diǎn)和胸腰關(guān)節(jié)點(diǎn)。在建立模型時(shí)對(duì)腳趾關(guān)節(jié)活動(dòng)的考慮也沒有多大意義，因此在建立本文模型時(shí)，把腳同鞋子一起作為一整體對(duì)待。 三維人體幾何模型的建立 人體可以看成是復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，各部分由相應(yīng)關(guān)節(jié)連結(jié)而構(gòu)成一個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈。例如軀干部分的局部坐標(biāo)系的確定。設(shè)已知 H點(diǎn)在車身坐標(biāo)系的坐標(biāo)值（ XH YH ZH） ,靠背傾斜角 L40 ,左右 H點(diǎn)距離 HB，左右肩關(guān)節(jié)點(diǎn) SB， H點(diǎn)到肩關(guān)節(jié)點(diǎn)連線中心點(diǎn) Sc的距離 SH（本文長(zhǎng)度單位為 ： mm,角度所用單位為 ： 角度）。這是比較難的，關(guān)鍵是無(wú)標(biāo)準(zhǔn)或推薦方法可以依據(jù)。 1） D2AL2 即目標(biāo)點(diǎn)在球面內(nèi)。肘關(guān)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)由下式可得： ??????????????????????ALF A LzzzzALF A LyyyyALF A Lxxxxhssahssahssa/)(/)(/)( (22) 3） D2 AL2 即目標(biāo)點(diǎn)在球面外，對(duì)于這種在給定姿勢(shì)下（靠背角、 H點(diǎn)已定）不能不能直接伸及的情況下，在程序設(shè)計(jì)時(shí)加入了一個(gè)循環(huán)過程，每次使軀干向前傾斜 1186。關(guān)于踏平面和踵點(diǎn)的位置確定 SAE中給出以下方法，已知踏板支點(diǎn)和踏板裝置角 ?（ ? 為加速踏板在不受壓狀態(tài)時(shí)其平面與地板面所成夾角）。 求出踵點(diǎn)及踏平面角 ? 后，在已知踝關(guān)節(jié)點(diǎn)到踏平面的距離 h1和到鞋后跟的距離L1后，即可求得踝關(guān)節(jié)點(diǎn)在坐標(biāo)如圖 211。 乘坐姿勢(shì)的確定 根據(jù)人體 X光透視和解剖學(xué)知識(shí)，人體上身可分為頭、胸、臀三大部分其間以柔韌的頸椎和腰椎相連結(jié)，下半身以大腿、小腿、腳組成，這些組成部分間的位置關(guān)系決定了人體的姿勢(shì)。它與方向盤柱角度和視野設(shè)計(jì)等都有較大關(guān)系，若從舒適性出發(fā)，方向盤柱的傾角應(yīng)大一些，靠背角也應(yīng)大一些，使體腿夾角接近于阿格布羅馬線的夾角 115176。因此設(shè)計(jì)者總希望有一個(gè)模型為依據(jù)來(lái)進(jìn)行有關(guān)工作，為此美國(guó)通用汽車公司 10年研究調(diào)查，通過對(duì) 14種不同車型的座椅位置進(jìn)行有關(guān)測(cè)量，最后總結(jié)開發(fā)出所謂“駕駛員座椅位置選擇”模型。 A類車：公式 如下 ＝ ＋ － X95＝ ＋ － X50＝ ＋ － X10＝ ＋ － (23) X5＝ ＋ － ＝ ＋ － 其中 X是 H點(diǎn)相對(duì)踏板上拇指基準(zhǔn)點(diǎn)的水平距離， Z是 H點(diǎn)相對(duì)于踵點(diǎn)的垂直距離，單位都是 mm。這樣在布置操作件時(shí)，就要從方便性出發(fā)，在駕駛員的上身幾乎不用的前提下，方便把操縱方向盤，各種拉、拔、按鈕及手柄等。 G因子由美國(guó)通用汽車公司 Hammond和 Roe提出，它反映了駕駛室內(nèi)部尺寸對(duì)手伸及界面的影響，研究表明，對(duì)手伸及界面有顯著影響的駕駛室內(nèi)部尺寸可能有多個(gè)方面但究竟哪些是主要因素，對(duì)于這種多變量問題，工程中常用因子分析法來(lái)尋找出反映這些變量影響的綜合因子。因此，在布置常用操縱件時(shí)，要使它們?cè)谑孢m的操作范圍附近。 若（ dHX） 0,則該基準(zhǔn)面 HR縱向位于最后 H點(diǎn)之處。 I區(qū)：位于基準(zhǔn)平面左側(cè)，由以下表面形成的區(qū)域。 Ⅲ區(qū)：與 I區(qū)關(guān) 于方向盤中心平面相對(duì)稱的右側(cè)區(qū)域。 圖 224 轎車車身的橫截面 最大力 /10N 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 26 Ⅰ 門鎖 Ⅱ 玻璃升降器 Ⅲ 弧面玻璃的運(yùn)動(dòng)軌跡 Ⅳ 裝用平面玻璃的運(yùn)動(dòng)軌跡 D頂蓋梁 P門檻梁 c頂蓋梁 D 與門檻梁 P的橫向偏移量 d為頭廓包絡(luò)線同車門上框的最小距離 圖 225 車頂及前后風(fēng)窗的布置 在車身的內(nèi)部寬度方向上，如圖 224其尺寸確定也以人體模型所占空間為依據(jù)。膝部包絡(luò)線的生成需具有三個(gè)要素：膝部特征點(diǎn)、膝橢圓、二維 H點(diǎn)人體樣板的小腿 。右膝部 包絡(luò)線（加速踏板）的圓弧半徑為 。為此，在胃腹部最突出點(diǎn)的橢圓上作一水平線，再通過這個(gè)橢圓的前端作一垂直切線，這兩條直線的交點(diǎn)稱為輔助點(diǎn)（點(diǎn)1），即第三個(gè)要素，然后通過輔助點(diǎn) 1，胃部橢圓最前點(diǎn)（點(diǎn) 2）及安全帶與腰部貼合處上的（點(diǎn) 3）擬合一曲線，使兩個(gè)橢圓被包絡(luò)在其中，這條包絡(luò)線為擬合為一圓弧，其半徑為 ?？梢?，汽車 H點(diǎn)的位置是決定駕駛員操作方便、乘坐舒適相關(guān)的車內(nèi)尺寸的基準(zhǔn)，汽車 H點(diǎn)位置的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。為了解決這一問題，美人機(jī)工程學(xué) 人體舒適 H 點(diǎn) 汽車 H 點(diǎn)位置 座椅 H 點(diǎn)（參考點(diǎn) R） 座椅舒適性評(píng)價(jià)的反饋信息 座椅設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 32 國(guó)汽車工程協(xié)會(huì) (societyof automotive engineers， SAE)推薦了如下二維人體模型來(lái)確定 H點(diǎn)的位置如圖 32。 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 33 將人體骨骼模型簡(jiǎn)化成一個(gè)二維的、分成八個(gè)關(guān)節(jié)連接件的模型，如圖 32所示。中國(guó)人群和歐美人群的身體比例、身高百分位有比較大的差異，同時(shí)人體尺寸和汽車的布置形式也都在變化， SAE J1517中固定的適應(yīng)性模式顯得有些過時(shí)而不能滿足設(shè)計(jì)的需要，因此該方法 不宜作為一個(gè)通用的方法適用于任意給定的駕駛員目標(biāo)人群。駕駛員坐在駕駛員的位置，手握轉(zhuǎn)向盤，右腳置于踏板，手部還經(jīng)常要操作變速桿，眼睛注視前方，這種人機(jī)關(guān)系約束了駕駛員的駕駛姿勢(shì)。 H點(diǎn)是確定駕駛員視野的基準(zhǔn)點(diǎn)，眼橢圓在車身視圖上的位置隨 H點(diǎn)的變化而改變。胃部包絡(luò)線生成亦需要三個(gè)要素，如圖 229 胃部特征點(diǎn)， 圖 229 胃部包絡(luò)線要素 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 30 一個(gè)輔助點(diǎn)，第一個(gè)胃部特征點(diǎn)在駕駛室突出處（點(diǎn) 2），第二個(gè)胃部特征點(diǎn)在駕駛員腰部前下方腰帶貼合處（點(diǎn) 3），根據(jù)攝影分析，這兩個(gè)胃部特征點(diǎn)設(shè)計(jì)分布亦為橢圓形。 圖 228 膝部包絡(luò)線 將膝部包絡(luò)線的