【正文】 境條件的日益復(fù)雜，駕駛員的工作越來越重，因而對(duì)改善駕駛員勞動(dòng)條件要求越來越迫切。這三個(gè)子系統(tǒng)中兩兩互相交叉，又構(gòu)成三個(gè)交叉系統(tǒng)，即人—機(jī)系統(tǒng)，人—環(huán)境系統(tǒng)，機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)，這三個(gè)交叉系統(tǒng)的交叉則構(gòu)成人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)。（4）基于人腦特性的界面設(shè)計(jì)車身總布置設(shè)計(jì)應(yīng)該符合人腦對(duì)事物的認(rèn)識(shí)和反應(yīng)規(guī)律。（2）基于人體形態(tài)的界面設(shè)計(jì)汽車的道路交通適應(yīng)性我們認(rèn)為，應(yīng)該把人——車——路作為一個(gè)系統(tǒng)來研究，設(shè)計(jì)汽車性能時(shí)既要充分考慮到人的因素，如人體尺寸、人的生理和心理特征、人的習(xí)慣等人——車的關(guān)系，又要考慮到道路交通特性。因?yàn)轳{駛操縱是機(jī)動(dòng)車輛駕駛員最基本、最頻繁、最重要的操作，所以駕駛操縱系統(tǒng)人機(jī)界面匹配的合理程度，對(duì)車輛行駛的安全性、對(duì)駕駛員的身心健康、駕駛操作的舒適性以及在正常工作時(shí)間內(nèi)繼續(xù)駕駛車輛所能保證的工作效率等，都有重大的影響汽車行車安全性及車內(nèi)乘員的人體保護(hù)技術(shù)；汽車車輛的撞車、翻車事故嚴(yán)重的威脅乘員的安全性。人機(jī)工程學(xué)是從人的生理和心理特點(diǎn)出發(fā)，研究人、機(jī)、環(huán)境相互關(guān)系和相互作用的規(guī)律，以優(yōu)化人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的一門學(xué)科，其目標(biāo)是讓人在使用機(jī)械的用時(shí)有“安全、健康、舒適、高效”的感覺。通常人們只將汽車車身結(jié)構(gòu)劃分為非承載式車身和承載式車身。這種承載式車身除了其固有的乘載功能外，還要直接承受各種負(fù)荷。就像人的身體一樣，汽車也須有一幅骨架，這就是車架。當(dāng)駕駛員以正常駕駛姿勢(shì)入座后，測取人體特征點(diǎn)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理后，便可得到各種百分位身材男女駕駛員的人體特征點(diǎn)分布圖形。地面線可暫時(shí)不畫，待前、后輪中心至車架上表面距離確定后，再以前、后輪中心為圓心，以車輪靜力半徑為半徑，分別畫兩個(gè)圓弧，則兩圓弧的切線即為地干線。如果用現(xiàn)有的車身、車架拼裝新車型，則三者的坐標(biāo)線不一定一致。車架上平面線：車架縱梁上翼面上較長的一段平面或承載式車身中部地板或邊梁的上緣面，并與水平面平行時(shí)，在前視和側(cè)視圖上的投影線，即為Z坐標(biāo)線。這樣使初始設(shè)計(jì)可信度大為提高。計(jì)算機(jī)和數(shù)控加工技術(shù)的配合，可用來精確制造機(jī)械零件和對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行自行檢驗(yàn)和裝配，這就是計(jì)算機(jī)輔助制造。（2）費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作強(qiáng)度大。所以車身設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)中占有重要地位。汽車車身總布置是在整車總布置的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其指導(dǎo)思想是“以人為本”。隨著城市純電動(dòng)汽車設(shè)施配備逐步完善，EJ02還具備電池快換系統(tǒng)續(xù)電功能。CATIA不僅能夠還原實(shí)物原型，而且還能夠在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，制造出新的產(chǎn)品。另外，通過人們已經(jīng)熟悉的形狀、顏色、材料、位置的組合來表示操作過程符合人的行動(dòng)特點(diǎn)，減少操作人員的學(xué)習(xí)過程，使機(jī)器符合操作人員的經(jīng)驗(yàn)、行為特征和操作想象，從而也能夠減少操作出錯(cuò)。HME能夠滿足專業(yè)人機(jī)工程分析師、技術(shù)支持維護(hù)工程師等不同設(shè)計(jì)人員的需要。一個(gè)友好的用戶接口確保了人體因素分析能夠由非人體分析專家進(jìn)行研究。工程師首先在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行每個(gè)部件的檢查，并在計(jì)算機(jī)的模擬幫助下進(jìn)行分析，然后才需要物理樣機(jī)。對(duì)NURBS的支持使得曲面的建立和修形以及與其它CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換更加輕而易舉。 高級(jí)曲面設(shè)計(jì)(ASU)CATIA高級(jí)曲面設(shè)計(jì)模塊提供了可便于用戶建立、修改和光順零件設(shè)計(jì)所需曲面的一套工具。通過分析這些結(jié)果，可以明顯減少不合理的設(shè)計(jì)，顯著減少開發(fā)周期和成本。CATIA為汽車設(shè)計(jì)師和工程師提供了豐富的功能，包括3D實(shí)體造型、曲面造型和線架造型。在這個(gè)環(huán)境中，可以對(duì)產(chǎn)品開發(fā)過程的各個(gè)方面進(jìn)行仿真，并能夠?qū)崿F(xiàn)工程人員和非工程人員之間的電子通信[4]。在汽車設(shè)計(jì)中，車身內(nèi)部布置應(yīng)當(dāng)能夠滿足駕駛員和乘員的乘坐舒適性、操縱性、行車安全性、視野性等要求。因此，僅從這一點(diǎn)來說汽車車身的經(jīng)濟(jì)效益也要高于其它兩個(gè)總成。然而，每一款新車型的問世都離不開車身總布置和它的設(shè)計(jì)工具，汽車車身總布置是汽車概念設(shè)計(jì)階段的一項(xiàng)相當(dāng)重要的方案設(shè)計(jì)工作。人機(jī)工程學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)和現(xiàn)代化制造方法的發(fā)展促使汽車車身總布置的不斷更新和完善，傳統(tǒng)與創(chuàng)新藝術(shù)風(fēng)格的有機(jī)結(jié)合也影響著車身總布置的美學(xué)實(shí)踐。據(jù)統(tǒng)計(jì)，客車、轎車和多數(shù)專用汽車車身的質(zhì)量約占整車質(zhì)量的40％～60％，有些車型的車身占整車制造成本的百分比甚至還要略高一些[1]。車身總布置設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想是“以人為本”。圍繞數(shù)字化產(chǎn)品和電子商務(wù)集成概念進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的CATIA V5版本，可為數(shù)字化企業(yè)建立一個(gè)針對(duì)產(chǎn)品整個(gè)開發(fā)過程的工作環(huán)境。 DaimlerChrysler, BMW, Ferrari, Fiat , Porsche, Renault, 和 Volkswagen已經(jīng)體會(huì)到了CATIA給他們帶來的技術(shù)創(chuàng)新和競爭優(yōu)勢(shì)[5]。利用CATIA強(qiáng)大的仿真功能，制造商可以看到部件和子裝配是如何裝配在一起的，以及人體在裝配車間的活動(dòng)?；谙惹岸x零件的輔助零件定義和依據(jù)其之間接觸進(jìn)行自動(dòng)放置，可加快裝配件的設(shè)計(jì)進(jìn)度，后續(xù)應(yīng)用可利用此模型進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)、分析、制造等。自由外形設(shè)計(jì)(FRF) CATIA自由外形設(shè)計(jì)產(chǎn)品提供設(shè)計(jì)師一系列工具，來實(shí)施風(fēng)格或外形定義或復(fù)雜的曲線和曲面定義。系統(tǒng)還具有靈活的混合建模、虛擬產(chǎn)品開發(fā)、以流程驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行有限元分析等能力。HBR提供的工具包括：人體模型生成、性別和身高的百分比定義、人機(jī)工程學(xué)產(chǎn)品生成、人機(jī)工程學(xué)控制技術(shù)、動(dòng)作生成以及高級(jí)視覺仿真等。該模型依靠它的指定目標(biāo)人群，可以用于評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)與其目標(biāo)的吻合程度。如此才能創(chuàng)造出人—機(jī)—環(huán)境互相協(xié)調(diào)而舒適高效的工作環(huán)境，從而提高工作效率。逆向就是在根據(jù)已有的東西和結(jié)果，通過分析來推導(dǎo)出具體的實(shí)現(xiàn)方法。其動(dòng)力能源由磷酸鐵鋰電池提供，續(xù)航里程110公里至180公里，循環(huán)壽命可達(dá)1500次，單車按照最低續(xù)航里程110公里，按每天平均行駛50公里計(jì)算，電池可用八年。盡管在各個(gè)國家都有許多傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)陷入困境，甚至面臨巨大的危機(jī)，但汽車工業(yè)卻一直保持著良好的發(fā)展勢(shì)頭，其發(fā)展水平也被公認(rèn)為衡量一個(gè)國家總體科學(xué)技術(shù)水平的標(biāo)志之一。目前，國內(nèi)外汽車生產(chǎn)實(shí)踐證明：整車生產(chǎn)能力的發(fā)展取決于車身的生產(chǎn)能力；汽車的更新?lián)Q代在很大程度上也取決于車身；在基本車型達(dá)到飽和的情況下，只有依賴車身改型才能打開銷路。而且對(duì)于汽車這類復(fù)雜的幾何形體初始設(shè)計(jì)的可信度低，為了產(chǎn)品定型，只有依靠樣車逐步修改設(shè)計(jì)，直到滿足各種要求為止，有時(shí)修改設(shè)計(jì)會(huì)持續(xù)到生產(chǎn)準(zhǔn)備后期，迫使生產(chǎn)準(zhǔn)備大量返工，造成浪費(fèi)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造技術(shù)是將計(jì)算機(jī)迅速、準(zhǔn)確處理信息的特點(diǎn)與人類創(chuàng)造性思維能力及推理判斷能力巧妙結(jié)合起來，用計(jì)算機(jī)繪圖、數(shù)據(jù)庫、智能模擬技術(shù)，為現(xiàn)代設(shè)計(jì)提供了理想的手段?？蓪⒃煨驮O(shè)計(jì)直接用于強(qiáng)度、剛度有限元分析以及碰撞安全性分析，也可以對(duì)車型進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)模擬。汽車中心線：通過汽車縱向中心線的鉛垂面，在前視和俯視圖上的投影線，前視圖中右側(cè)為“+”、右側(cè)為“”，標(biāo)記為。在新車設(shè)計(jì)時(shí)，整車的坐標(biāo)線確定后，車身(車頭、駕駛室)、車架的坐標(biāo)線也確定了，三者是統(tǒng)一的。俯視圖和前視圖坐標(biāo)線的畫法可照此法處理，但須保證X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)線互相垂直。SAE、ISO、GB等定義了汽車駕駛員的眼睛、頭部、肢體上一些與車身布置有關(guān)的人體特征點(diǎn)。（4）滿足法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求。圖 21 大梁式車架2）承載式車架承載式車架的意念是用金屬制成堅(jiān)固的車身，再將發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架等機(jī)械零件直接安裝在車身上，車身承受全部載荷，充當(dāng)車架。車架的作用是承受載荷，包括汽車自身零部件的重量和行駛時(shí)所受的沖擊、扭曲、慣性力等[14]。第3章 人機(jī)工程學(xué)的基礎(chǔ)研究 人機(jī)工程學(xué)概況人機(jī)工程學(xué)簡介一款車型是否會(huì)得到人們的青睞，在很大程度上取決于其是否擁有人性化并貼近用戶的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，而要達(dá)到這一設(shè)計(jì)要求，就必須運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)方法。這類人機(jī)界面的優(yōu)化匹配問題，在人機(jī)工程科學(xué)領(lǐng)域最有代表性，是人機(jī)工程學(xué)應(yīng)當(dāng)研究和解決的基本技術(shù)問題之一。開展駕駛適應(yīng)性研究并制定科學(xué)的駕駛適宜性檢查方法，對(duì)于駕駛員的選拔和科學(xué)化管理具有重要的指導(dǎo)意義。例如，人的視覺有視角、視野、可視光波長范圍、顏色分辨力、視覺靈敏度、定位錯(cuò)覺、運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺、視覺疲勞等特性，汽車的擋風(fēng)玻璃、儀表板和儀表的設(shè)計(jì)就要充分考慮這些特性，使駕駛者能夠得到足夠的視區(qū)，能夠迅速辨認(rèn)各種信號(hào)，減少失誤和視覺疲勞。 人體在不同的姿態(tài)下，用力的疲勞程度不同，操縱機(jī)器所需的力量應(yīng)該選擇在對(duì)應(yīng)姿態(tài)下不易引起疲勞的范圍內(nèi)。對(duì)于這三個(gè)子系統(tǒng)的研究，各自獨(dú)立為一門科學(xué)，即人的科學(xué)、技術(shù)工程科學(xué)及環(huán)境科學(xué)。在駕駛員—車輛—環(huán)境系統(tǒng)中，駕駛員是人機(jī)工程學(xué)研究的核心對(duì)象。人機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成是三個(gè)人、機(jī)、環(huán)境子系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)，它們互相獨(dú)立有互相交叉，構(gòu)成人—機(jī)系統(tǒng)、人—環(huán)境系統(tǒng)、機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)我們?cè)谘芯恐兄攸c(diǎn)以人—機(jī)關(guān)系為研究對(duì)象，而人機(jī)關(guān)系又可分為兩個(gè)方面：（1） 機(jī)宜人：使機(jī)器系統(tǒng)盡量滿足使用者的體格、心里、生理、審美以及社會(huì)價(jià)值觀念的要求。表21人體尺寸表測量項(xiàng)目分類主要測量項(xiàng)目人體主要尺寸身高、上臂長、前臂長、大腿長、小腿長、體重立姿人體尺寸眼高、肩高、肘高、手功能高、會(huì)陰高、脛骨點(diǎn)高、坐姿人體尺寸坐高、坐姿勁椎點(diǎn)高、坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿膝高、小腿加足高、坐深、臂膝距、坐姿下肢長人體水平尺寸胸寬、胸厚、肩寬、最大肩寬、臀寬、胸圍、腰圍、臀圍、肩寬、坐姿臀寬、坐姿兩肘肩寬由表21可知，人體的主要尺寸包括身高、體重、上臂長、前臂長、大腿長、小腿長等六項(xiàng)。表31 男、女身高等級(jí)百分位數(shù)55095男子身高158316781775采用數(shù)據(jù)160817031800女子身高148415701659采用數(shù)據(jù)150415901679（注：根據(jù)GB/T12985規(guī)定，男子身高等級(jí)采用數(shù)據(jù)加25mm鞋跟尺寸，女子身高等級(jí)采用數(shù)據(jù)增加20mm鞋跟尺寸）人體模板功能尺寸設(shè)置見下表性別百分位數(shù)項(xiàng)目男子女子550955509586690994981885689275979983770673977362465868958861864656859962753255658025126327124325125821722323020821522469672977163967571152154958347049852729731333126928430122423625220121422517518319116317117979583287572576380269372876762465668932334236329030532171727574767大轉(zhuǎn)子點(diǎn)距離106110114106106111960101610768819329855245545875055295614314584844154334584875185524534785124164384653734014199699103838689236246259218229240123131139129130136206211219197201207272281291256262267360374389334350364416430446384397409308321336332345358411424438400405413833874923770812852160116891785147115591639人體關(guān)節(jié)調(diào)節(jié)范圍人體關(guān)節(jié)調(diào)節(jié)范圍關(guān)節(jié)部位關(guān)節(jié)名稱角度代號(hào)角度調(diào)節(jié)量/（176。地墊壓縮量由制造商確定，壓縮后的地墊厚度一般為1820mm。身材矮小的駕駛員位置應(yīng)該偏前、偏上，以滿足前方視野和轉(zhuǎn)向盤的要求。也就是在水平線上下45176。(2）汽車風(fēng)窗遮陽帶位置的確定。(2）在車身側(cè)視圖上，由最后H點(diǎn)向上作垂直工作線ZZ,由H點(diǎn)向上在635mm處作一水平工作線。定出YY軸垂直于車輛的對(duì)稱中心線,將眼橢圓樣板定位在XX軸和YY軸上,描繪出眼橢圓輪廓線,從而得到俯視圖上的眼橢圓。（2） 眼橢圓中心的計(jì)算眼橢圓中心的三個(gè)坐標(biāo)量Xc、Yc（分別以Ycl和Ycr代表左、右眼橢圓中心的y坐標(biāo)）和Zc分別以PRP、y零平面和過AHP的水平面為定位基準(zhǔn)，其計(jì)算公式為式中，L6為轉(zhuǎn)向盤中心到加速踏板參考點(diǎn)（PRP）的前后距離；H30為座椅高度；t為變速類型，當(dāng)有離合踏板時(shí)t=1,否則t=0；CM和CF分別為男子和女子眼睛位置分布的上、下1p分位點(diǎn)；β為側(cè)視圖眼橢圓傾角；W20為SgRP點(diǎn)在汽車坐標(biāo)系的y坐標(biāo)。1997年修訂的SAEJ1053標(biāo)準(zhǔn)中，適應(yīng)CAD的需要用頭廓包絡(luò)面取代了頭廓包絡(luò)線；而前排外側(cè)成員的頭廓包絡(luò)面考慮了頭左右環(huán)顧的情況，包絡(luò)面左右部分之間增加了23mm平段。對(duì)應(yīng)的各是座椅水平調(diào)節(jié)行程的成員頭廓包絡(luò)面尺寸參見表如下。對(duì)于轎車和微型車，前方上視野必須給予重視。在老師的耐心指導(dǎo)和幫助下，通過自身的努力，最終順利完成了車