【正文】 量男（1860）女（1855）1510509095991510509095992422532592803073153312192332392602892993191761861912122372452611591701761992302392603043203283513713773873043203283513713773873833984054314604694863473633713974284384582732822883063273343462752902963173403463602842953003213473553692953103183443743824007坐姿兩肘肩寬353371381422473489518326348360404460478509762791806867944970101871774576082591994910056206506657358598959606626596807729049501025780805820875948970100079582484090097510001044 SAE人體模型SAE是美國機動車工程師學會的縮寫，SAE是國際上最大的汽車工程學術組織。該標準提供了代表從事工業(yè)生產(chǎn)的法定中國成年人（男子1866,女子1855）的人體結構數(shù)據(jù)，共七個類別47項人體尺寸數(shù)據(jù)，包括人體主要尺寸、李子人體尺寸、坐姿人體尺寸、人體水平尺寸，人體手部和足部尺寸，其中主要人體結構尺寸如表21示。圖22圖2－2表明，不同種族之間的人體尺度差異如身高的差異主要是由于四肢的遠位部分（即小腿和小臂）在長短上的差異而引起的。由于世界各地不同國家、民族、人種的人體尺寸差距較大，所以各國在各自人體標準尺寸上均有較大的差異，僅在中國，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；美國成年男子平均身高值1755mm，英國成年男子平均身高1780mm，日本成年男子平均身高1651mm，因此如果在工業(yè)產(chǎn)品設計時，必須考慮產(chǎn)品的銷售地區(qū)和當?shù)氐娜藛T的實際身體尺度，這樣才能滿足“機宜人”的要求。（2） 人適機:為了適應機器需要，使用者必需通過訓練或者對使用者予以一定的身體限制，發(fā)揮人的可塑性和學習性，讓人去適應機器，保證人機系統(tǒng)的最佳工作效率和效益。人機系統(tǒng)可大可小，凡是有人控制的系統(tǒng)都屬于人機系統(tǒng)范圍，如人與飛機、人與汽車、人與工程機械、人與座椅等等。而舒適性、安全性直接與人相關，尤其是駕駛員的舒適性與安全性，所以研究對駕駛員操縱空間的研究是極為重要的。機動車輛駕駛員的主要職能有：用手和腳操縱各種機構以使駕駛車輛和控制作業(yè)機具；觀察車輛和作業(yè)機具的工作情況，監(jiān)控他們的技術狀態(tài)；確定合理而有效的完成作業(yè)任務的操作順序。隨著機動車輛用途大日益擴大，形態(tài)的日益多樣化、功率和工作速度的不斷增加、自動化程度的不斷提高、行駛道路和和交通環(huán)境條件的日益復雜，駕駛員的工作越來越重，因而對改善駕駛員勞動條件要求越來越迫切。從保證人的安全，健康，舒適和高工作效率出發(fā)，提出環(huán)境控制和安全保護裝置的設計要求；人機系統(tǒng)總體設計的最優(yōu)化。機的因素很多，在此主要對機械，電器系統(tǒng)進行歸納，大致可概括為五方面：1信息傳遞技術；2操縱控制技術；3安全保障技術；4動力學仿真技術；5宜人化技術。人是人機系統(tǒng)中最重要的，最活躍的環(huán)節(jié)，同時也是最難控制的環(huán)節(jié)。這三個子系統(tǒng)中兩兩互相交叉，又構成三個交叉系統(tǒng)，即人—機系統(tǒng)，人—環(huán)境系統(tǒng)，機—環(huán)境系統(tǒng)，這三個交叉系統(tǒng)的交叉則構成人—機—環(huán)境系統(tǒng)。人機系統(tǒng)的構成，可以分為人、機、環(huán)境三個子系統(tǒng)。其研究的對象是人—機—環(huán)境系統(tǒng)（簡稱人機系統(tǒng)）各組成部分的屬性，但重點研究的是人—機—環(huán)境系統(tǒng)的總體屬性，以及人、機、環(huán)境之間的相互關系的規(guī)律。人機工程學是從20世紀50年代開始迅速發(fā)展起來的一門新興的邊緣科學，研究人在操作過程中合理地、適度地勞動和用力規(guī)律的一門學科。（4）基于人腦特性的界面設計車身總布置設計應該符合人腦對事物的認識和反應規(guī)律。（3）基于力特性的界面設計（2）基于人體形態(tài)的界面設計其中與汽車設計相關的主要有：（1）基于人體感官的界面設計。將人機工程學的原理應用于車身總布置設計中，以解決上述問題，成為汽車設計中的重中之重。汽車是一種典型的高速運動的機器，隨著汽車技術的進步和汽車應用的普及，人們對汽車的安全性、舒適性和操縱方便性提出了更高的要求。汽車的道路交通適應性我們認為，應該把人——車——路作為一個系統(tǒng)來研究，設計汽車性能時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、人的習慣等人——車的關系，又要考慮到道路交通特性。所謂駕駛適應性，是指人具備圓滿，不出差錯的完成駕駛工作的素質。具體的標準限值因車輛類型、使用條件、運行環(huán)境的不同而異。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而產(chǎn)生的振動、駕駛員（或乘員）——座椅——駕駛室系統(tǒng)的幾何位置關系能否為駕駛員提供良好的視野和相對于各種操縱機構與顯示裝置的舒適位置[13]。因為駕駛操縱是機動車輛駕駛員最基本、最頻繁、最重要的操作，所以駕駛操縱系統(tǒng)人機界面匹配的合理程度，對車輛行駛的安全性、對駕駛員的身心健康、駕駛操作的舒適性以及在正常工作時間內(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)乘員的人體保護技術；汽車車輛的撞車、翻車事故嚴重的威脅乘員的安全性。汽車駕駛操縱系統(tǒng)人機界面的優(yōu)化匹配；機動車輛駕駛操縱系統(tǒng)是一種有駕駛員參與的反饋控制系統(tǒng)，其人機界面是典型的第一類人機界面。合理的人機工程布置設計，不僅關系到車內(nèi)空間利用率和乘坐舒適性，而且還會影響整車造型及尺寸，進一步影響整車性能和市場競爭力。這不僅關系到有效利用車內(nèi)空間及提高乘用舒適性，而且會影響整車、內(nèi)外造型和尺寸參數(shù)，進而會影響整車性能和市場競爭力[12]。人機工程學是從人的生理和心理特點出發(fā)，研究人、機、環(huán)境相互關系和相互作用的規(guī)律，以優(yōu)化人—機—環(huán)境系統(tǒng)的一門學科，其目標是讓人在使用機械的用時有“安全、健康、舒適、高效”的感覺。 綜上所述，本設計采用承載式車身是最符合設計要求的。上下車更方便。本車采用承載式車身，因為采用這種承載方式的轎車 車身質量小，剛度高，成本相對低。通常人們只將汽車車身結構劃分為非承載式車身和承載式車身。 圖 24 汽車的車架 就像人的身體由骨架來支持一樣，汽車也必須有一幅骨架，這就是車架。 圖 22 承載式車架 圖 23 車身覆蓋件 3）鋼管式車架鋼管式車架就是用鋼管焊接成一個框架，再將零部件裝在框架上。承載式車架由鋼或鋁經(jīng)沖壓、焊接而成，對設計和生產(chǎn)工藝的要求都很高。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荷。大梁式車架適用于大載重量的貨車、中大型客車、越野車。大梁式車架的優(yōu)點是能夠提供很強的承載能力和抗扭剛度，且結構及生產(chǎn)工藝簡單。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。就像人的身體一樣，汽車也須有一幅骨架，這就是車架。（2）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；（3）以人為本，滿足人機工程學要求。車身總布置原則車身總布置是其它設計階段的基礎，是汽車設計的初始步驟，其自身的好壞決定著車身設計的成敗。它們包括人體模型、眼橢圓、頭廓包絡線、手伸及界面等。當駕駛員以正常駕駛姿勢入座后，測取人體特征點，經(jīng)統(tǒng)計處理后，便可得到各種百分位身材男女駕駛員的人體特征點分布圖形。為了達到以上性能。為了保證汽車各部分合理的位置關系，需要設計人員定出許多重要的控制尺寸。外形設計：在保證美學和空氣動力學的情況下完成造型設計車身總布置：根據(jù)車身總布置方法及設計原則完成車身總布置設計；坐椅布置：依照相關標準合理布置座椅等，計算機輔助設計：利用CATIA設計完成車身總布置圖。地面線可暫時不畫，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，分別畫兩個圓弧，則兩圓弧的切線即為地干線。需要時可畫出網(wǎng)格線，間距為200mm或400mm，便于繪圖時坐標點的換算或量取。在繪制總布置圖時，先確定零線的位置。原車身、車架的坐標不隨新車的坐標而變動。如果用現(xiàn)有的車身、車架拼裝新車型，則三者的坐標線不一定一致。當車架與地面平行時，前輪垂直直線與前輪中心線重合（如乘用車）。前輪垂直線：通過左、右前輪中心，并垂直于地面的平面，在側視圖和俯視圖上的投影線，稱為前輪垂直線。地面線：地平面在側視圖和前視圖上的投影線，稱為地面線。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，在前視和側視圖上的投影線，即為Z坐標線。 汽車中心線：通過左右前輪中心，并垂直于車架平面線的平面，在側視和俯視圖上的投影線即為X坐標線，前為“”、后為“+”，該線標記為。它對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造、新興技術產(chǎn)業(yè)的興起和發(fā)展，以及增強企業(yè)在國際市場的競爭力等方面，都起著巨大的作用?？傊?，基于CAD和CATIA它能提高產(chǎn)品的質量和縮短產(chǎn)品的研制周期等諸多優(yōu)點 ，其正在受到極大的關注和飛速的發(fā)展。這樣使初始設計可信度大為提高。取消了兩次油泥模型、主模型以及工藝模型的制作，使人力、物力和時間大為減少?？s短了開發(fā)設計和制造的周期。車身開發(fā)中采用CAD或CATIA技術將會帶來傳統(tǒng)方法無可比擬的優(yōu)點，主要表現(xiàn)在：提高了設計精度。計算機和數(shù)控加工技術的配合，可用來精確制造機械零件和對產(chǎn)品進行自行檢驗和裝配，這就是計算機輔助制造。 現(xiàn)代設計方法從七十年代起，計算機輔助設計已經(jīng)進入了汽車外形設計這一領域，今天更是普遍應用，并已成為目前國內(nèi)外車廠進行汽車造型設計的常規(guī)手段。（3）設計精度低。無論是繪制車身圖樣還是制作立體模型，都要付出大量艱苦的勞動。（2）費時費力，工作強度大。傳統(tǒng)的車身設計方法的主要問題在于：（1）車身開發(fā)及生產(chǎn)準備的周期長，大約需要4年左右的時間。傳統(tǒng)車身設計方法的特點在于：在設計的每一個階段都要反復進行平面圖形和立體模型的制作過程。本畢業(yè)設計題目為A00級轎車駕駛員布置設計及優(yōu)化，目的是培養(yǎng)我們綜合運用所學知識解決A00級轎車駕駛員布置設計及優(yōu)化問題。所以車身設計在整車設計中占有重要地位。它們包括人體模型、眼橢圓、頭廓包絡線、手伸及界面等()。當駕駛員以正常駕駛姿勢入座后，測取人體特征點，經(jīng)統(tǒng)計處理后，便可得到各種百分位身材男女駕駛員的人體特征點分布圖形。為了達到以上性能。汽車車身總布置是在整車總布置的基礎上進行的，其指導思想是“以人為本”。圖11 東風電動車汽車誕生一百多年來，其技術經(jīng)過不斷地發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)成為集傳統(tǒng)工業(yè)和高新科技為一身的典型的機電產(chǎn)品，而圍繞汽車工業(yè)的龐大工業(yè)體系也發(fā)展成為世界上屈指可數(shù)的企業(yè)群體。這樣的設計不僅可以緩解城市交通擁堵的現(xiàn)狀，還能讓用戶行動自如。同時，EJ02采用滿足碰撞安全技術要求的鋁合金骨架，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)省動力源，延長單次充電的續(xù)航里程。隨著城市純電動汽車設施配備逐步完善，EJ02還具備電池快換系統(tǒng)續(xù)電功能。此款電動車最高時速80公里，百公里能耗100kwh（度），按生活用電計算約為6元。按德國汽車分級標準，等級劃分主要依據(jù)軸距、排量、重量、性能等參數(shù)，字母順序越靠后，該級別的車軸距越長、排量和重量越大，轎車的豪華程度也隨之提高。目前，國內(nèi)的汽車分級方法多以價格為主、技術規(guī)格為輔。CATIA不僅能夠還原實物原型，而且還能夠在此基礎上進行設計修改，制造出新的產(chǎn)品。在蘇州奧杰汽車技術有限公司的這段日子中，公司對我們進行了CATIA培訓，是我們對CATIA的知識有了初步的了解，尤其是對逆向的部分，有了深刻的了解，了解了何為逆向，逆向的基本步驟，逆向的意義等等知識。在人機工程學中以人為本的設計理念思想指導下，滿足人體一般作業(yè)空間概略設計需要。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)做實時調(diào)整。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特點，減少操作人員的學習過程，使機器符合操作人員的經(jīng)驗、行為特征和操作想象，從而也能夠減少操作出錯。同時也不能忽略對操作環(huán)境的考慮，如照明環(huán)境、溫度氣候小環(huán)境、噪聲環(huán)境、振動。HPA允許設計人員根據(jù)自己的實際應用，建立起自己的實際應用，建立起自己的舒適度和強度數(shù)據(jù)庫設計，來滿足不同的需要。人的整個身體及各種姿態(tài)可以從各方面被全面系統(tǒng)地反復檢查和分析并可以與已公布的舒適性數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進行比較，確定相關人體的舒適度與可操作性。HME能夠滿足專業(yè)人機工程分析師、技術支持維護工程師等不同設計人員的需要。HME允許設計人員通過大量的先進人體測量學工具生成高級的用戶自定義的人體模型。其優(yōu)點在于能夠精確的預測人的行為。這些產(chǎn)品的結合可以為設計人員提