【正文】 證踵點(diǎn)不變，選定具有95th百分位下肢的人體設(shè)計(jì)模板，根據(jù)體腿夾角A4膝關(guān)節(jié)夾角A44和踝關(guān)節(jié)角A46設(shè)置肢體姿勢(shì)；然后在保證A46不小于87176。由于這種圖形呈橢圓狀，故稱為眼橢圓。側(cè)視圖：長(zhǎng)軸傾斜角 176。以駕駛員前方下視野設(shè)計(jì)為例，進(jìn)一步說明應(yīng)用眼橢圓進(jìn)行視野設(shè)計(jì)的原理，如圖示若要駕駛員前下方視野不被發(fā)動(dòng)機(jī)罩、前風(fēng)窗下邊緣、儀表板上邊緣或轉(zhuǎn)向盤上緣所阻擋，并能看到車頭前方一定距離d以外的路面，做法是：在側(cè)視圖上，從地面上距離車頭d處的一點(diǎn)Pd作95百分位眼橢圓的下切線Ld，則眼睛為之落在切線Ld上方的概率是95%。當(dāng)座椅水平調(diào)節(jié)量TL23大于零時(shí)，有式中，L6為轉(zhuǎn)向盤到加速踏板參考點(diǎn)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。在老師的耐心指導(dǎo)和幫助下，通過自身的努力，最終順利完成了車身總布置設(shè)計(jì)。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。（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)。(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。也就是在水平線上下45176。地墊壓縮量由制造商確定，壓縮后的地墊厚度一般為1820mm。表21人體尺寸表測(cè)量項(xiàng)目分類主要測(cè)量項(xiàng)目人體主要尺寸身高、上臂長(zhǎng)、前臂長(zhǎng)、大腿長(zhǎng)、小腿長(zhǎng)、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(zhǎng)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(zhǎng)、前臂長(zhǎng)、大腿長(zhǎng)、小腿長(zhǎng)等六項(xiàng)。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)。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。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(jiǎn)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。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。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)。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?？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。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)。盡管在各個(gè)國(guó)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(guó)家總體科學(xué)技術(shù)水平的標(biāo)志之一。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。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。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。基于先前定義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。 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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[5]。車身總布置設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想是“以人為本”。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。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。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]。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。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。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。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)。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。所以車身設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)中占有重要地位。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。車架上平面線：車架縱梁上翼面上較長(zhǎng)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。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。就像人的身體一樣，汽車也須有一幅骨架，這就是車架。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。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。（2）基于人體形態(tài)的界面設(shè)計(jì)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)。（2） 人適機(jī):為了適應(yīng)機(jī)器需要，使用者必需通過訓(xùn)練或者對(duì)使用者予以一定的身體限制，發(fā)揮人的可塑性和學(xué)習(xí)性，讓人去適應(yīng)機(jī)器，保證人機(jī)系統(tǒng)的最佳工作效率和效益。）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。為保證駕駛員乘坐區(qū)域能容納90%的駕駛員乘坐，應(yīng)以95th百分位的男子的設(shè)計(jì)H點(diǎn)作為正常駕駛時(shí)的最后H點(diǎn)，以5th百分位女子的設(shè)計(jì)H點(diǎn)作為最前H點(diǎn)。(3）汽車后視鏡位置設(shè)計(jì)及視野校核。 眼橢圓的定位根據(jù)美國(guó)人體數(shù)據(jù)（男女比例為1：1，男子平均身高為175mm，女子平均身高為1618mm，）計(jì)算，可以得到適合美國(guó)人的A類車、可調(diào)節(jié)座椅眼橢圓尺寸，參見表表適合美國(guó)人的A類車，可調(diào)節(jié)座椅眼橢圓尺寸百分位TL23/mm長(zhǎng)軸Lx/mm短軸Ly/mmLz/mm95th1~13313399th1~133133，A19=176。2002年修訂的SAEJ1052標(biāo)準(zhǔn)中更新了頭廓包絡(luò)的定位方法，使其應(yīng)用更靈活，適應(yīng)性更強(qiáng)。此外，不合理的前方上下視野還會(huì)影響駕駛員頸部的舒適性。同時(shí)由于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的電動(dòng)車座椅水平調(diào)節(jié)距離為160mm(大于108mm)，P點(diǎn)還需要根據(jù)表3 進(jìn)行修正。將平均頭廓線樣板上的眼點(diǎn)沿著眼橢圓輪廓上部分運(yùn)動(dòng)，平均頭廓線隨之平動(dòng)，描繪出的各個(gè)位置平均頭廓線的包絡(luò)線就是頭廓包絡(luò)線，如圖示。軸線Ay方向平行于汽車的y軸方向。(5）汽車儀表板盲區(qū)的求作。根據(jù)最前、最后和平均設(shè)計(jì)的H點(diǎn)位置確定H點(diǎn)的調(diào)節(jié)軌跡。）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。由于世界各地不同國(guó)家、民族、人種的人體尺寸差距較大，所以各國(guó)在各自人體標(biāo)準(zhǔn)尺寸上均有較大的差異，僅在中國(guó)，東北成年男子身高平均值1693mm，而西南成年男子的身高平均值為1647mm；美國(guó)成年男子平均身高值1755mm，英國(guó)成年男子平均身高1780mm，日本成年男子平均身高1651mm，因此如果在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮產(chǎn)品的銷售地區(qū)和當(dāng)?shù)氐娜藛T的實(shí)際身體尺度，這樣才能滿足“機(jī)宜人”的要求。人是人機(jī)系統(tǒng)中最重要的，最活躍的環(huán)節(jié)，同時(shí)也是最難控制的環(huán)節(jié)。汽車乘員的乘坐舒適性汽車駕駛員和乘員的乘坐舒適性，主要取決于座椅與人體的人機(jī)界面能否為人提供舒適穩(wěn)定的坐姿、駕駛員（或乘員）——座椅——汽車系統(tǒng)能否有效地隔離或衰減來自路面不平度的激勵(lì)而產(chǎn)生的振動(dòng)、駕駛員（或乘員）——座椅——駕駛室系統(tǒng)的幾何位置關(guān)系能否為駕駛員提供良好的視野和相對(duì)于各種操縱機(jī)構(gòu)與顯示裝置的舒適位置[13]。本車采用承載式車身，因?yàn)椴捎眠@種承載方式的轎車 車身質(zhì)量小，剛度高，成本相對(duì)低。車架種類有大梁式、承載式、鋼管式及特殊材料一體成型式等。外形設(shè)計(jì)：在保證美學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)的情況下完成造型設(shè)計(jì)車身總布置：根據(jù)車身總布置方法及設(shè)計(jì)原則完成車身總布置設(shè)計(jì)；坐椅布置：依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)合理布置座椅等，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)：利用CATIA設(shè)計(jì)完成車身總布置圖。地面線：地平面在側(cè)視圖和前視圖上的投影線，稱為地面線。車身開發(fā)中采用CAD或CATIA技術(shù)將會(huì)帶來傳統(tǒng)方法無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：提高了設(shè)計(jì)精度。本畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為A00級(jí)轎車駕駛員布置設(shè)計(jì)及優(yōu)化，目的是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決A00級(jí)轎車駕駛員布置設(shè)計(jì)及優(yōu)化問題。同時(shí)，EJ02采用滿足碰撞安全技術(shù)要求的鋁合金骨架，整車重量770850千克，在保證行駛安全的前提下，可最大限度的降低整車自重，有效節(jié)省動(dòng)力源，延長(zhǎng)單次充電的續(xù)航里程。CATIA的人體模型可根據(jù)選取的百分位數(shù)或具體的人體數(shù)據(jù)做實(shí)時(shí)調(diào)整。這些產(chǎn)品的結(jié)合可以為設(shè)計(jì)人員提供人機(jī)工程設(shè)計(jì)詳細(xì)的解決方案。 CATIA軟件發(fā)展作為世界領(lǐng)先的軟件，CATIA是有法國(guó)著名飛機(jī)制造公司Dassau1t開發(fā)的并由IBM公司負(fù)責(zé)銷售的。作為汽車制造商，只有通過持續(xù)的創(chuàng)新，快速推出新的產(chǎn)品，才能在市場(chǎng)上占領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)地位。目前汽車工業(yè)正在向DMA電子模型裝配的方向發(fā)展。車身總布置的任務(wù)是在車身內(nèi)部有限的空間內(nèi)把人員和貨物安排在最恰當(dāng)?shù)奈恢茫纫獫M足乘坐舒適性又要保證最大承載質(zhì)量，盡可能的提高車身有效面積利用率，將車內(nèi)空間發(fā)揮到極致，達(dá)到節(jié)能減排降低成本的目的。車身總布置設(shè)計(jì)是經(jīng)驗(yàn)和原理方法的結(jié)合，是在考慮整車形式、車身與底盤的關(guān)系、以及總布置和造型傳遞給車身內(nèi)部布置的一些約束條件下，進(jìn)行車室內(nèi)部布置，是基于功能和約束的方案尋求最優(yōu)的過程。整車的總布置提供了汽車長(zhǎng)、寬、高、各部分總成的相對(duì)位置和乘客室的尺寸、軸距、輪距等控制尺寸、軸荷分配以及水箱、動(dòng)力總成、前橋、后橋、傳動(dòng)軸與車輪等的輪廓尺寸和位置。CATIA提供了這樣的環(huán)境。裝配件可以由多個(gè)主動(dòng)或被動(dòng)模型中的零件組成。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。他提供了多種高效的人機(jī)工程學(xué)分析工具和方法，可以全面分析人機(jī)互動(dòng)過程中的全部因素。但對(duì)于受作業(yè)空間限制的設(shè)計(jì)，則需要滿足各種姿勢(shì)下人體功能尺寸。東風(fēng)股份是東風(fēng)公司新能源汽車事業(yè)的主要擔(dān)當(dāng)者，早在2005年就著手新能源汽車的自主研發(fā)，相繼推出“東風(fēng)天翼”純電動(dòng)客車、物流車，以及“帥客MPV”、“奧丁SUV”、微型客車、物流車、環(huán)衛(wèi)車等12款純電動(dòng)車型，EJ02的正式亮相，不僅豐富了東風(fēng)股份純電動(dòng)家族的產(chǎn)品線，還填補(bǔ)了東風(fēng)公司純電動(dòng)微轎的空白。例如，在初步設(shè)計(jì)階段，要繪制彩色效果圖和1：5油泥模型；在技術(shù)設(shè)計(jì)階段要制作1：1油泥外模型和1：1車身內(nèi)部模型；在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段要繪制1：1的主圖板和制作1：1的車身主模型[8]。車身數(shù)?？芍苯佑脕頉_模設(shè)計(jì)，以提高沖模設(shè)計(jì)的精度和成功率。此線用來作為標(biāo)注汽車軸距和前懸的基準(zhǔn)線。例如，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。缺點(diǎn)是鋼制大梁質(zhì)量 沉重體積大，影響整車布局和空間利用率。制造工藝性好，生產(chǎn)率高。機(jī)動(dòng)車輛駕駛員的駕駛適宜性駕駛員是引起事故的主要因素。綜上所述，人機(jī)工程學(xué)研究?jī)?nèi)容可以概括為：機(jī)械系統(tǒng)中直接由人操縱或使用的部件，應(yīng)設(shè)計(jì)成便于操作者有效的使用，以保證人機(jī)系統(tǒng)的工作效能達(dá)到最優(yōu)。經(jīng)過多年研究，我國(guó)成年人人體尺寸的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1000088已經(jīng)于1987年7月開始實(shí)施，它為我國(guó)人機(jī)工程設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。）V1腕關(guān)節(jié)γ1140200V5腰關(guān)節(jié)γ5155205V2肘關(guān)節(jié)γ260180V6髖關(guān)節(jié)γ675120V3頭頸關(guān)節(jié)γ3155205V7膝關(guān)節(jié)γ7V4肩關(guān)節(jié)γ40120V8腳關(guān)節(jié)γ8165200圖42人體模板俯視圖43人體模板前視 輸入已知整車控制參數(shù)及邊界條件公司提供了前后車輪及地面基準(zhǔn)線的輸入；總高的控制線，前后邊界線和整車寬度邊界線；根據(jù)已有的輸入繪出接近角H10離去角H10最小離地間隙H15過橋角H147.圖44（人體的腳跟著地點(diǎn)，此時(shí)的腳踏在加速踏板上，是開始布置人體最重要的參考點(diǎn)）根據(jù)地板線基準(zhǔn)面的位置并參考同類車型，確定加速踏板中心點(diǎn)的位置，加入95th百分位的人體模板。同時(shí)考慮到人的眼睛自然視角為上下15176。一套為L(zhǎng)23在100mm 和133mm