第三章基于标准的车辆人机工程设计工具..docx

第三章基于标准的车辆人机工程设计工具3.1 基于H点的车辆车内空间设计3.1.1点装置、功能和应用3.1.2驾驶员H点位置曲线3.1.3 A类车SAE H点位置曲线3.1.4 B类车SAE H点位置曲线3.2 眼椭圆3.2.1驾驶员眼椭圆3.2.2汽车前后视野及要求3.2.3人眼视区3.2.4 A类车、B类车眼椭圆应用3.3 头廓包络3.3.1概述3.3.2A类车、B类车头廓包络3.3.3头廓包络的应用3.4驾驶员膝部、胃部包络线3.4.1 驾驶员膝部包络线的生成、定位3.4.2 驾驶员胃部包络线的生成、定位思考题3.1 基于H点的车辆车内空间设计3.1.1H点装置、功能和应用1．H点H点装置(H Point Device)是车身布置和测量的重要工具，对于进行驾驶室人机工程学设计和参数测量、辅助进行驾驶室内部基准点的定位具有重要意义。H点装置包括H点测量装置(H-Point Machine，HPM)和H点设计工具(H-Point Design Tool，HPD)。H点测量装置是SAE定义的用于建立和测量汽车关键基准点和尺寸的物理装置，在美国、欧洲和日本等汽车发达国家得到了广泛应用。HPM-Ⅱ型H点测量装置由鞋、小腿、大腿、座板和躯干组成，各部分均可以拆卸，如图3-1所示。此外，还包括鞋固定装置和头部空间测量装置两个附件。H点测量装置的主要尺寸如图3-2所示。图3-1 HPM-Ⅱ型H点测量装置图1-鞋；2-鞋固定装置；3-小腿；4-大腿；5-座板；6-可拆卸重块；7-头部空间测量装置；8-躯干图3-2 H点测量装置的主要尺寸驾驶员H点的布置定位。为了使不同身材的驾驶员都获得良好的视野和操作性能，转向盘、操作踏板和座椅在理论上都可以设计成固定的或可调节的。例如固定H点—调节加速踏板和转向盘；固定转向盘的抓握点—调节、加速踏板和座椅；固定视点—调节加速踏板、转向盘和座椅；固定加速踏板—调节转向盘和座椅。但从设计、加工和使用的情况来看，固定操作踏板的同时辅以转向盘可调是最理想的方式。因此，在SAE J1517 Driver Selected Seat Position标准中则以加速踏板和地板面为基准给出了驾驶员H点的坐标曲线，如图3-3所定义的x、z值。图3-3驾驶员H点曲线的坐标定义 H点是H点装置上躯干与大腿的铰接点。在不同场合，其表现形式也不同。 (1)设计H点：是借助HPD按一定程序建立的H点，用以表达设计乘坐位置。 (2)乘坐基准点(Seating Reference Point，SgRP，欧洲和国标称为R点)：对于指定乘坐位置而言是一个特殊的设计H点。它具有以下特点：它是在车辆设计过程初期就定义的重要基准点；虽然行程可调节座椅在其H点调节轨迹上有许多设计H点，但只有唯一一点定义为SgRP；驾驶员SgRP很重要，它用于定位一些布置工具，且用来定义了许多关键尺寸。(3)实际H点：是将HPM按规定步骤安放在座椅上时，所测得的H点位置(相对于整车坐标系，或者相对于座椅结构)。2. H点装置的功能与应用（1）H点装置的测量功能当H点装置用于测量用途时，能够将座椅和车内硬点和硬点尺寸测量出来。按照测量的用途区分，可分成方案对比分析、方案审核以及定位内部基准点3种情况。在概念设计初期，H点装置常被用来测量其他厂商车型的布置参数，以获得其设计意图，并对不同车型的参数进行对比分析，称为对标分析(Benchmarking)。当样车制造出来后，通过对样车上H点和内部尺寸的测量．可以审核样车的制造和装配精度是否达到了设计方案的要求。H点装置所测得的基准点位置还为其他测量和试验提供了位置基准。例如：在进行整车碰撞实验时．需要将碰撞假人安放在座椅的合适位置(SgRP处），这个位置就是用H点装置测得的。因此，H点装置对于进行驾驶室人机工程学设计和参数测量、辅助进行驾驶室内部基准点的定位具有重要意义。当测量与SgRP位置有关的尺寸时，也需要借助H点装置来将SgRP的位置标记出来。如果HPM与HPD配合使用，则更方便对测量数据的处理。单纯测量座椅参数(SgRP位置、A40、A27和L81-1)时，可不必安装HPM的大腿部、小腿部和鞋。（2）H点装置的设计功能在方案设计中，用H点装置来建立室内人机工程学基本布置方案所涉及的关键基准点和尺寸，这些关键基准点和尺寸称为硬点和硬点尺寸。例如：对于两排座轿车，可建立的硬点和硬点尺寸见表3.1.表3.1利用H点装置建立的硬点和硬点尺寸（3）利用H点装置进行驾驶员乘坐环境参数对标在开发新车型时，由于缺乏经验和数据，有时无法给出某些关键参数值。在这种情况下，常常借助对市场上的竞争车型进行对标分析来获得参考值，亦即获得对方的设计意图。将HPM(HPD)和三坐标测量设备(Coordination Measurement