【正文】 20世紀 6O年代早期美國駕駛員統(tǒng)計樣本研制的，不能適應不同國家或地區(qū)的群體。 圖 32 二維人體模型 注：α角為腳踏板的傾角；β角為小腿水平傾角；γ角為大腿水平傾角； L1為踵點到腳踝點在踏腳面上的投影距離； L2為小腿加足高； L3為大腿長。其圓心按男女比例不同分別由以下偏移量確定。膝部特征點 K 定義在脛關節(jié)和踝關節(jié)連線的垂直線上，該垂直線通過脛關節(jié)中心， K 點至脛關節(jié)點的距離為 。 確定踏板布置區(qū)域 腳部操作區(qū)域的安排直接影響踏板操縱的輕便性，準確性在汽車的整個行駛過程中，幾乎要一直操縱油門踏板，其位置合理與否，對駕駛員的舒適性有較大影響。 4）用以下三個正交平面建立坐標系，基準面 HR，駕駛員座椅對稱面及通過最后 H點的水平面（如圖 220） 5）測出車輛上欲檢驗的操作件在上述 4）中建立的坐標系的坐標值。 G因子的推導不走基本是首 先統(tǒng)計出同類汽車的相當尺寸的均值和標準差。拇指基準點見圖 218。 ,同時還要求座椅高度小一些，這樣駕駛員操作時比較舒適。 圖 211 求出踝關節(jié)點坐標后，已知大腿長 TL，小腿長 LL后，利用求肘關節(jié)點相同的方法即可求得膝關節(jié)點的坐標。即靠背角（ AL40）數值依次減少 1186。由于繞關節(jié)點，胳膊有較大的自由度，在手觸及點和肩關節(jié)點位置已定的情況下，肘關節(jié)點位置由于人的隨意性，可能出在不同的位置上。以 H點為原點， HSc為 x軸，垂直朝向背為 y軸。使其只繞踝關節(jié)做轉動。 關節(jié)的簡化 做作為關節(jié)在人體解剖學和生物力學中都有具體描述，各在結構和功能上也多不相同。從駕駛員位置觀察時 ,踏板應按以下次序自左至右排列 :離合踏板、制動踏板、加速踏板。 最后，進行座椅及踏板布置 設計并 對設計好的座椅及踏板進行校核。 近年來，純電動汽車無論在國外，還是在國內，均得到了較大的發(fā)展。 2）基于人體形態(tài)的界面 設計 天津工程師范學院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 3 不同地區(qū)和人種、不同年齡和性別都具有不同的身體尺寸，為不同地區(qū)和群體 設計 的 汽車 就要參考特定對象的人體參數，在現代社會條件下，以一種 產品 規(guī)格想占有不同地區(qū)的市場是很難的。 天津工程師范學院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 2 總的來說車身結構也出現了如下個不同特點： ●輕型化：由于節(jié)油是當代汽車發(fā)展的主要課題之。面對競爭激烈的國市場，我國汽車工業(yè)仍存在諸多問題，如民族品牌缺乏，自主開發(fā)能力不強等。 賦予計算機一定的創(chuàng)意能力更強大可靠的虛擬設計環(huán)境 關鍵詞 ： 電動 汽 車 ； 座椅及踏板布置 ； Unigraphics NX； ABSTRACT With the development of electric vehicles at home and abroad, people have certain requirements of auto body shapes. In the seat belt and treadle collocation design, the bination of God39。 由于空氣動力學是影響車身造型的最重要因素，根據節(jié)約能源、減小風阻系數和提高空氣動力性能等原理而推出的楔形造型，后來也一度十分盛行，亦即：長頭短尾，車頭前端低矮，線條前低后高，尾部保持豐滿并向上翹起的造型風格。人機工程學在對人的特性進行詳細研究的基礎上設定了一系列的 設計 準則，用來指導汽車 產品 的 設計 ，主要是人和汽車之間的界面 設計 。近年來，人工智能已經在汽車 上應用，車載電腦可以協助駕駛者認路、換檔、避碰??。它包括蓄電池電動汽車即純電動汽車 (AO681)。 4）各 部合適的軟硬感：座椅最重要的作用是支撐乘員的身體，不能只是一把安樂椅，表面硬一些的座椅不易使人疲勞，但與身體不是特別貼合的硬座椅會壓迫身體的某一部分，使疲勞感倍增。因此，對于人體的研究只能采用統(tǒng)計的方法，從概率中尋求規(guī)律，以滿足茶品設計的需要。模型中針對這兩種情況考慮手的長度變 化。（注：長度、高度、厚度方向都以人們通常習慣所指一致）原點 o在該部分轉動所繞的關節(jié)點上， z軸方向由右手定則定出。我們已知了肩關節(jié)點和手觸及點的位置。把 P從局部坐標系中轉化為車身坐標中，即為所求的肘關節(jié)點的坐標。 2） ? ? 此時已知踏平面長度為 203mm（統(tǒng)計長度）。駕駛員在駕駛汽車時，不僅要求具有普通坐姿下的舒適性，更為重要的是為駕駛員提供輕便安全的工作條件，這與關系到座椅的調節(jié)問題。然后將測得數據進行統(tǒng)計處理，對每個車都進行正態(tài)分布檢驗。 男女駕駛員比例對于卡車來說，中國的統(tǒng)計數據為國際標準中為 90/10，基本一致。 方向盤直徑 ： D 330～ 600mm H點的水平調節(jié)范圍 HX130mm 天津工程師范學院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 23 最后 H點至踵點的水平距離 ： WX 130～ 520mm 方向盤中心至踵點的水平距離 ： WX 660～ 152mm 方向盤中心至踵點的垂直距離 ： WZ 530～ 838mm 檢驗步驟如下： 1）測出欲檢驗汽車駕駛室的以下幾項尺寸： HZ、 D、 WX、 a、β、γ這些都與計算 G因子有關。 Ⅱ區(qū)：由下列表面所形成的區(qū)域 A） ,b）同 I區(qū)的 a） b）。利用這種水平方向可調用的包絡線來確定駕駛員的頭部空間，用水平方向不可調用的包絡線用來確定乘員和座椅不頭部位置包絡線 天津工程師范學院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 27 可調用的駕駛員頭部空間。胃部包絡線生成亦需要三個要素，如圖 229 胃部特征點， 圖 229 胃部包絡線要素 天津工程師范學院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 30 一個輔助點，第一個胃部特征點在駕駛室突出處（點 2），第二個胃部特征點在駕駛員腰部前下方腰帶貼合處（點 3），根據攝影分析，這兩個胃部特征點設計分布亦為橢圓形。駕駛員坐在駕駛員的位置，手握轉向盤，右腳置于踏板，手部還經常要操作變速桿，眼睛注視前方，這種人機關系約束了駕駛員的駕駛姿勢。 天津工程師范學院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 33 將人體骨骼模型簡化成一個二維的、分成八個關節(jié)連接件的模型，如圖 32所示?？梢姡?H點的位置是決定駕駛員操作方便、乘坐舒適相關的車內尺寸的基準，汽車 H點位置的設計非常關鍵。右膝部 包絡線（加速踏板）的圓弧半徑為 。 圖 224 轎車車身的橫截面 最大力 /10N 天津工程師范學院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 26 Ⅰ 門鎖 Ⅱ 玻璃升降器 Ⅲ 弧面玻璃的運動軌跡 Ⅳ 裝用平面玻璃的運動軌跡 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為頭廓包絡線同車門上框的最小距離 圖 225 車頂及前后風窗的布置 在車身的內部寬度方向上，如圖 224其尺寸確定也以人體模型所占空間為依據。 I區(qū)：位于基準平面左側，由以下表面形成的區(qū)域。因此，在布置常用操縱件時，要使它們在舒適的操作范圍附近。這樣在布置操作件時，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。因此設計者總希望有一個模型為依據來進行有關工作，為此美國通用汽車公司 10年研究調查，通過對 14種不同車型的座椅位置進行有關測量，最后總結開發(fā)出所謂“駕駛員座椅位置選擇”模型。 乘坐姿勢的確定 根據人體 X光透視和解剖學知識，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，下半身以大腿、小腿、腳組成，這些組成部分間的位置關系決定了人體的姿勢。關于踏平面和踵點的位置確定 SAE中給出以下方法，已知踏板支點和踏板裝置角 ?（ ? 為加速踏板在不受壓狀態(tài)時其平面與地板面所成夾角）。 1） D2AL2 即目標點在球面內。設已知 H點在車身坐標系的坐標值（ XH YH ZH） ,靠背傾斜角 L40 ,左右 H點距離 HB，左右肩關節(jié)點 SB， H點到肩關節(jié)點連線中心點 Sc的距離 SH（本文長度單位為 ： mm,角度所用單位為 ： 角度）。 三維人體幾何模型的建立 人體可以看成是復雜的運動機構，各部分由相應關節(jié)連結而構成一個運動鏈。在模型中，用關節(jié)點來表示整個關節(jié)，但模型沒有采用全部關節(jié)點，而只用了以下 11個：左右肩關節(jié)點，頸關節(jié)點，左右肘關節(jié)，左右髖關節(jié)點，左右膝關節(jié)點，左右踝關節(jié)點，忽略了腕關節(jié)點和胸腰關節(jié)點。具體數值見表 1 所列。它的基本要求是布置合理，操縱方便，即乘坐時駕駛者對方向盤、操縱桿和踏板的良好可及性。 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，汽車所帶來的環(huán)境污染、能源短缺，資源枯竭等方面的問題越來越突出。人體在不同的姿態(tài)使用不同的肌肉群進行工作，動作的靈活性、速度和最高頻率都不相同，例如腿的反復伸縮具有較低的頻率，而手指則可以用較高的頻率進行敲擊。汽車產業(yè)內部、汽車整車 制造商與其上下零部件供應商之間、汽車企業(yè)之間的聯合化發(fā)展的前提條件就是設計工具、生產手段的自動化。概念車的設計和生產向車身生產商提出了新的要求：車身的設計和制造必須與汽車的整體設計融為一體。 Tianjin University of Technology and Education 畢 業(yè) 設 計 專 業(yè)： 汽車維修工程教育 班級 學號 ： 汽修 0403 – 20 學生姓名： 吳俊杰 指導教師： 王仁廣 副教授 二 〇〇九 年 六 月 天津工程師范學院本科生畢業(yè)設計 AO681電動車人機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 ： 汽修 0403 學生姓名： 吳俊杰 指導教師： 王仁廣 副 教授 系 別： 汽車與交通學院 20xx 年 6 月 摘 要 隨著國內外電動汽車的發(fā)展，人們對其車身的造型有了一定的要求。 30年代后期，世界汽車工業(yè)進入一個新的時期，出現了所謂的“概念車”。 2）、未來汽車車身結構設計的發(fā)展方向 汽車當今的市場競爭和技術發(fā)展推動了設計思想和設計手段的革新，這無疑在不遠的將來會得到進一步的發(fā)展。人體在不同的姿態(tài)下最大拉力、最大推力也不相同，例如坐姿下人腿的蹬力在過臀部水平線下方 20 度左右較大，操縱性也較好，所以剎車踏板就安裝在這個位置上。汽車座椅以及腳踏板的布置設計直接影響汽車的美觀和安全性。駕駛座椅是最關鍵的座椅。除相鄰踏板外 ,還應考慮轉向柱及固定裝置等。如有以下計算公式： 中國人體關節(jié)中心距 =中國人體肩寬 ?德國人體肩寬肩關節(jié)中心距 (21) 關于關節(jié)轉動角度直接引用 DIN33408中有關內容，這是基于關節(jié)角度方面國際上比較一致的觀點：即不同種族間在人體尺寸方面有較大差距，但人體關節(jié)活動角度僅限于正常范圍其數值相差較小，可以認為基本上相同。如圖 24所示。 模型建立時，只考慮 軀干繞過左右 H點連線前后擺動的情況，對軀干的左右側傾和扭轉不加考慮，這樣的話，就可知左右 H點連線平行于 y軸，脊柱線 HSc平行于 XOZ平面，左右肩關節(jié)點連線平行于 y軸（以上各軸平面皆指車身坐標系），那么計算軀干部分各關節(jié)點坐標就簡單了。已知目標點在車身坐標系中的坐標為（ X0 Y0 Z0），上臂長為 UAL，前臂長為 FAL，肩關節(jié)點坐標為（ XS YS ZS）， AL=UAL+FAL，則肩 關節(jié)點于目標點的距離平方為： D2=(XSX0)2+(YSY0)2+(ZSZ0)2 將 D2同 AL2比較即有前面所述三種情況。他是在已知踵點和踏平面角度后計算而得到的。它主要包括乘坐姿勢和操縱機構的合理安排，座椅的布置，內部空間設計和 視野設計等，下面分別對乘坐姿勢、操縱機構、空間尺寸確定加以討論。然而由以上分析可天津工程師范學院 20xx 屆本科生畢業(yè) 論文 18 知，這是比較困難的。 確定操作區(qū)域 當汽車高速行駛時，由于其前方視野變化很快，駕駛員神經總處于比較緊張的狀態(tài)，這時就要求駕駛員的操作方便準確，并能防止誤操作，以確保安全性。最后用于試驗對比的 Audi100的 G值為約 ： G=??25+?380+? ? 650+? 838+ ? (27) 確定了某一坐姿（一定的 G值）下的手伸及界面后，該界面即可以認為是手操作件布置得極限位置，一切手操作件的位置不得遠于該界面，而舒適的操作件的位置與做大手伸及界面相比要小 150200mm。 首先對駕駛員手伸及界面進行扥去，如圖 222所示