長城-總布置小組培訓課件.ppt

1,2,目錄,一、人機工程參數測量（人機測量）,二、人機工程坐姿校核,三、人機工程腳踏板、手伸及界面校核,五、人機工程視野校核,四、人機工程上下車方便性校核,總布置小組,2020/5/22,3,1、測量目的,一、人機工程參數測量,2、測量內容,3、測量方法,總布置小組,2020/5/22,4,獲取參考樣車人機工程相關的原始數據，確定駕駛人體坐姿、乘客坐姿，以便下一步校核人機工程是否滿足相關法規(guī)。,目的：,總布置小組,2020/5/22,5,測量內容：,駕駛座椅R點定位（表1）駕駛人體坐姿參數（表2）,乘客座椅R點定位（表1）乘客人體坐姿參數（表2）,后排座椅此項可以不測,表1,總布置小組,2020/5/22,6,藍色字體表示點云測量值紅色字體表示設定值其它表示直接可讀數值,表2,總布置小組,2020/5/22,7,說明：測量儀器，汽車質量檢測所技術標定合格的標準SAE50%男性三維H點裝置；相關法規(guī)：儀器法規(guī)，GB/T11559-1989汽車室內尺寸測量用三維H點裝置；,測量方法：,總布置小組,2020/5/22,8,總布置小組,2020/5/22,9,總布置小組,2020/5/22,10,1、測量前準備工作：（1）將車輛車身調整水平（剛性支撐）；（2）確定整車坐標系（設計質量狀態(tài)時）；（3）座椅定位（座椅調整到最后、最低位置）；（4）加速踏板定位。,測量程序參照程序法規(guī)：GB/T11563-1995汽車H點確定程序。,總布置小組,2020/5/22,11,前門檻中間位置,后門檻中間位置,行李箱蓋上表面中間位置,千斤頂,水平儀,方法：1、用四個千斤頂將車身剛性支撐2、用水平儀分別檢測四個車門檻及行李箱蓋表面中間五個位置是否水平。3、車身沒有水平時，可通過調整四個千斤頂支撐高度將車身調整水平,剛性支撐及水平調整：,總布置小組,2020/5/22,12,整車坐標系的確定要求及方法,要求：,方法：,1、首先根據車身外表面點云找到縱向對稱面即Y平面2、垂直于Y基準平面并通過地板縱梁上平面的水平面即為Z平面3、垂直于Y和Z基準平面并通過設計載荷下前輪輪心連線與Y基準平面交點的鉛垂平面即為X平面,車身外表面點云,地板縱梁點云,整車坐標系示意圖,總布置小組,2020/5/22,13,座椅定位：（座椅調整到最后、最低位置）；,總布置小組,2020/5/22,14,右腳踩點位置正對加速踏板中間踏點位置特殊情況見國標11563,（4）加速踏板定位。,總布置小組,2020/5/22,15,2、測量過程(11563),三維H點裝置放置和調整：將三維H點裝置調整至SAE50%的男性人體尺寸，放至駕駛座椅左右正中間位置，使右腳踩點位置正對加速踏板中間踏點位置（右腳處于未施力狀態(tài)），將三維H點裝置踵點擱置在地板面上，控制腳角范圍在87130，左腳自然地平放在地板相應位置，腿部自然彎曲，適當調節(jié)座椅靠背角，使三維H點裝置自然坐于駕駛座位上，背部自然靠于座椅靠背上。）,總布置小組,2020/5/22,16,小腿重塊,大腿重塊,臀部重塊,軀干重塊,施加重塊：小腿重塊、大腿重塊、左右臀部重塊、加軀干重塊,總布置小組,2020/5/22,17,調整三維H點裝置使其保持水平；同時調整座椅保證座椅靠背為22度（這兩個條件同時滿足）(前排的)，否則影響靠背角測量值,總布置小組,2020/5/22,18,讀取測量值,座椅靠背角,軀干與大腿夾角,右膝蓋角,右腳角,駕駛座椅頭部空間,1、駕駛座椅頭部空間,2、右膝蓋角,3、右腳角,4、軀干與大腿夾角,5、座椅靠背角,總布置小組,2020/5/22,19,駕駛座椅三維H點裝置位置掃描,掃描位置包括：H點、踵點、各旋轉軸線,數模測量,1、R點到前踵點的垂直距離（即：該兩點的Z值差）2、R點到前踵點的水平距離（即：該兩點的X值差）,總布置小組,2020/5/22,20,人機工程參數測量講解完畢謝謝！,總布置小組,2020/5/22,21,1.人體坐姿校核概述2.人體坐姿舒適性條件概述3.人體模型及人體坐姿控制角度4.相關標準5.人體坐姿校核（實例）：1.駕駛員（SAE95男性）坐姿舒適性校核2.后排乘員坐姿舒適性校核（SAE95男性和SAE50男性）3.駕駛員（國標5%女性）坐姿舒適性校核,二、人機工程坐姿校核,總布置小組,2020/5/22,22,人體坐姿校核概述,在此基礎上進行人機工程的最優(yōu)化設計,或由汽車內部空間得出人體坐姿，以評價其舒適程度,目的：盡可能降低駕駛員和乘客疲勞程度,總布置設計原則：1.遵循人體舒適駕駛姿勢標準2.提高車內空間利用率3.滿足外造型4.滿足整車控制尺寸,總布置小組,2020/5/22,23,人體坐姿舒適性條件概述,1.在設計過程中，選擇的人體關節(jié)角度及人體坐姿與駕駛和乘坐的舒適和疲勞程度直接相關；2.人體坐姿隨車型的不同而有較大不同；3.具體設計過程中，一般在推薦尺寸范圍內設計，才能保證駕駛員操作過程中的坐姿的舒適性。轎車人體坐姿相關標準一般規(guī)定如表1、表2所示。,總布置小組,2020/5/22,24,表1轎車舒適駕駛坐姿推薦值,總布置小組,2020/5/22,25,表2轎車舒適乘客坐姿推薦值,總布置小組,2020/5/22,26,人體模型及人體坐姿控制角度,在人機工程布置設計時，分別采用了SAE95%男性人體和國標5%女性人體模型尺寸。,L40靠背角,L46腳角,H30R點到踵點的垂直距離,L43軀干與大腿夾角,L44膝角,總布置小組,2020/5/22,27,不同車型的人體坐姿情況,總布置小組,2020/5/22,28,人體模型,百分位數人體身高正態(tài)分布中的累計概率，第95百分位身高值1775mm表示有95的人身高小于該值，轎車總布置設計一般將第95百分位的值作為設計上限，第5百分位的值作為下限，這樣，設計可滿足90的使用對象。,總布置小組,2020/5/22,29,CATIA中的人體模型,總布置小組,2020/5/22,30,相關標準,SAEJ1517DriverSelectedSeatPositionSAEJ1100SurfaceVehiclerecommendedPracticeSAEJ1516AccommodationToolReferencePointSAEJ833-1989HumanPhysicalDimensionsSAEJ826H-PointMachineandDesignToolProceduresandSpecificationsSAEJ1052MotorVehicleDriverandPassengerHeadPositionGB/T11559-1989汽車室內尺寸測量用三維H點裝置GB/T15759-1995人體模板設計和使用要求GB/T19234乘用車尺寸代碼GB/T7258汽車安全運行技術條件,總布置小組,2020/5/22,31,人體坐姿校核（實例）,總布置小組,2020/5/22,32,1.駕駛員（SAE95男性）坐姿舒適性校核,1.用座椅R點坐標確定人體模型位置,2.調整人體坐姿，使其盡量在人體舒適范圍內,3.測量各個關節(jié)角度,步驟：,總布置小組,2020/5/22,33,某車型駕駛員(SAE95%男性)人體坐姿與推薦值比較,結論：駕駛員坐姿符合人體布置最佳坐姿的參考范圍。,總布置小組,2020/5/22,34,2.后排乘員坐姿舒適性校核(SAE95%男性),1.用后排座椅R點坐標確定人體模型位置,2.調整人體坐姿，使其盡量在人體舒適范圍內,3.測量各個關節(jié)角度,步驟：,總布置小組,2020/5/22,35,車型乘客(SAE95%男性)人體坐姿與推薦值比較,結論：由于膝部空間和頭部空間不足，后排不宜乘坐SAE95%男性,總布置小組,2020/5/22,36,后排乘員坐姿舒適性校核(SAE50%男性),頭部間隙合適56.1mm,腿部間隙合適,總布置小組,2020/5/22,37,車型乘客(SAE50%男性)人體坐姿與推薦值比較,結論：后排乘坐SAE50%男性時，坐姿符合舒適坐姿的參考范圍。,總布置小組,2020/5/22,38,3.駕駛員（國標5%女性）坐姿舒適性校核,1.用座椅R點坐標確定人體模型位置,2.調整人體坐姿，使其盡量在人體舒適范圍內,3.測量各個關節(jié)角度,步驟：,總布置小組,2020/5/22,39,駕駛員（國標5%女性）人體坐姿與推薦值比較,結論：國標5%女性駕駛員坐姿符合人體舒適坐姿的參考范圍,總布置小組,2020/5/22,40,人機工程坐姿校核講解完畢謝謝！,總布置小組,2020/5/22,41,三、人機工程腳踏板、手伸及界面校核,1、概述2、引用標準3、腳踏板布置設計要求4、踏板布置設計校核5、手操縱伸及界面校核6、結論,總布置小組,2020/5/22,42,1、概述,汽車駕駛室離合踏板、制動踏板和加速踏板的布置一定要合理。同時駕駛室內的重要手操作鈕件、桿件、開關等位置均應在駕駛員手伸及的范圍之內，因此需要參照國內外一些相關標準的規(guī)定和方法，對整車的腳踏板及手操作進行檢驗校核。,總布置小組,2020/5/22,43,2、引用標準,SAEJ287DriverHandControlReachSAEJ1138DesignCriteriaDriverHandControlsLocationforPassengerCars,MultipurposePassengerVehicles,andTrucksECENo.35UniformProvisionsConcerningTheApprovalOfVehiclesWithRegardTheArrangementOfFootControls.GB/T17346轎車腳踏板的側向間距,總布置小組,2020/5/22,44,3、腳踏板布置設計要求（5個方面）,3.1、踏板排列：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；,總布置小組,2020/5/22,45,3.2、踏板間距：踏板間距以兩個踏板在參考平面P上投影之間的最小距離來測量,如下圖所示，所謂踏板之間的最小距離是指加速踏板和制動踏板及制動踏板和離合踏板之間的最小距離；,A點：油門踏板上的一個點，距離踵點200mmP平面：通過A點作一個垂直于R點A點連線的平面,總布置小組,2020/5/22,46,3.3、離合踏板與車身固定部分的距離：離合踏板在參考平面P上的投影至被P平面所截的車身內飾板截面之間的最小距離（如下圖所示）；,總布置小組,2020/5/22,47,相關標準所規(guī)定或推薦的數值見表。,總布置小組,2020/5/22,48,3.4、操作單個踏板的最小側向間距：緊挨踏板左右側向有礙于踏板操作的兩障礙物在參考平面P上投影之間的最小距離。除相鄰踏板外，還應考慮轉向柱，固定裝置等。,總布置小組,2020/5/22,49,3.5、三踏板之間的落差間距：制動踏板和加速踏板之間的落差PL1,大眾汽車公司要求30-50mm.制動踏板和離合踏踏板之間的落差PL2，要求0-10mm之內；國內沒有強制要求法規(guī)或標準，只能依據經驗和對比車型來分析落差是否滿足設計要求。,總布置小組,2020/5/22,50,4、踏板布置設計校核,踏板三維布置圖,加速踏板,制動踏板,離合踏板,總布置小組,2020/5/22,51,下圖為投影到P平面之后的布置尺寸，踏板布置的相關距離見表2。,總布置小組,2020/5/22,52,表2某車型踏板間距布置尺寸,總布置小組,2020/5/22,53,右圖為三個踏板的落差示意圖。由于法規(guī)和標準沒有對腳踏板的落差值做出明確的要求，以供參考。,總布置小組,2020/5/22,54,表3：腳踏板落差與其他車型對比,總布置小組,2020/5/22,55,5、手操縱伸及界面校核,5.1、手伸及界面根據SAEJ287的規(guī)定結合車型的人體坐姿集合參數見表3，可計算出駕駛室尺寸因子G，手伸及界面前后方向上基準面HR離踵點的距離d。1.G=0.0018Hz-0.0197+0.0027D+0.0106A-0.0011WX+0.0024WZ+0.0027-3.08532.d=786-99G解得：G=-0.11d=796.89由于（d-Hx）=(796.89-754)0，該基準面HR縱向位于最后H點處。,總布置小組,2020/5/22,56,表4駕駛室尺寸綜合因子的決定參數,總布置小組,2020/5/22,57,抑制手伸及范圍車輛范圍（-0.24250mm,側壁傾斜度對上下車方便性的影響,總布置小組,2020/5/22,71,實際測得的K=104mm(推薦值為100150mm)，因此的車身側壁傾斜度可以滿足上下車方便性的要求。,側壁傾斜度校核,總布置小組,2020/5/22,72,人機工程上下車方便性校核講解完畢謝謝！,總布置小組,2020/5/22,73,五、人機工程視野校核,1.目的2.校核內容及相關國標要求,總布置小組,2020/5/22,74,1目的：,汽車車身設計時應保證駕駛員具有良好的視覺效果，一方面能減輕駕駛員的負擔，提高駕駛時的環(huán)境適應性；另一方面也是提高汽車駕駛安全性的根本保證之一。所以，在進行布置設計時就必須考慮視野是否符合法規(guī)要求。,總布置小組,2020/5/22,75,2校核內容及相關國標要求,2.1前視野校核2.2后視野校核2.3前風窗刮刷面積校核,總布置小組,2020/5/22,76,2.1前視野校核2.1.1主要包括：風窗玻璃透明區(qū)校核、前方180視野校核、雙目障礙角校核、儀表板障礙校核2.1.2引用標準GB115621994汽車駕駛員前方視野要求及測量方法,總布置小組,2020/5/22,77,2.1.3國標要求視野相關坐標參考點定義V點：表征駕駛員眼睛位置的點,它與駕駛員乘坐位置中心線的縱向鉛垂平面、R點及設計座椅靠背角有關；通常用V1、V2兩點表示V點的不同位置；風窗玻璃基準點：從V點向前的射線與風窗玻璃外表面的交點；P點：駕駛員眼睛高度上的頭部中心點，通常用P1、P2兩點表示駕駛員水平觀察物體時P點的不同位置；,總布置小組,2020/5/22,78,Pm點:通過R點的縱向鉛垂面與P1、P2連線的點；E點：駕駛員眼睛的中心(簡稱“眼點”)，E1、E2(E3、E4)分別為頭部中心點P在P1(P2)位置時的左右兩只眼點，用于評價A柱視野障礙。其中，V點、P點、E點的確定方法見GB11562中的5.1、5.2、5.3；例靠背角度為25度時V點的確定方法，如圖所示；,總布置小組,2020/5/22,79,總布置小組,2020/5/22,80,風窗玻璃透明區(qū)校核定義透明區(qū)：指汽車風窗玻璃或其它透明表面的透光率（當光線與表面成直角測量時）不小于70%的區(qū)域；風窗玻璃透明區(qū)至少應包括風窗玻璃基準點連線所包圍的面積。這些基準點是：a)基準點a，V1點水平向前偏左17；b)基準點b，V1點向前沿鉛垂面偏上7；c)基準點c，V2點向前沿鉛垂面偏下5；d)輔助基準點a、b、c，與a、b、c點關于汽車縱向對稱平面對稱。如圖所示：,總布置小組,2020/5/22,81,風窗玻璃外表面的交點連線所包圍的面積,總布置小組,2020/5/22,82,前方180視野校核（如圖5-2）：在駕駛員前視野180范圍內，在通過V1的水平面下方和通過V2的三個平面上方的范圍內，除了A柱、三角窗分隔條、車外無線電天線、后視鏡和風窗玻璃刮水器等造成的障礙外，不得有其它障礙。（詳見GB11562中4.4）,總布置小組,2020/5/22,83,在通過V1的水平面,在通過V2的3個平面,圖5-2某車駕駛員前方180內視野,總布置小組,2020/5/22,84,雙目障礙角校核定義A柱：指位于V點前68mm處橫向鉛垂平面以前的任何車頂支撐（不透明的零件），如門框、風窗玻璃鑲條、支撐附件等；GB11562中4.2規(guī)定：每根A柱雙目障礙角不得超過6，若兩柱相對汽車縱向鉛垂面是對稱的，則右柱不需要再測量。校核思路：確定該車型A柱區(qū)域根據GB11562中6.4做出S1、S2截面（如圖A）將S1、S2截面投影在P平面根據GB11562中6.4.1、6.4.2確定該車型的A柱障礙角（如圖B）得出結論（能否滿足法規(guī)要求，如圖C）,總布置小組,2020/5/22,85,圖AP點的位置和S1,S2截面位置,A柱S1截面：從Pm點向前作與水平面向上成2的平面，過此平面與A柱相交的最前點作水平截面；A柱S2截面：從Pm點向前作與水平面向下成5的平面，過此平面與A柱相交的最前點作水平截面；然后，將S1、S2截面投影在P點所在的平面內，雙目障礙角在該平面內測量。,總布置小組,2020/5/22,86,圖B確定A柱雙目障礙角的示意圖,GB11562中6.4.1規(guī)定：將E1和E2的連線繞P1旋轉,使E1至左A柱S2截面外側的切線與E1和E2的連線成直角,從E1向左A柱S2截面外側作切線,從E2向左A柱S1截面內側作切線,從E2作前一切線的平行線,與后一切線形成的平面視野角度即為駕駛員側A柱雙目障礙角。,總布置小組,2020/5/22,87,圖C某車雙目障礙角在P點水平面內的校核示意圖,S2截面,S1截面,駕駛員側A柱障礙角,乘員側A柱障礙角,總布置小組,2020/5/22,88,儀表板障礙校核過V2垂直于Y基準平面且與轉向盤上邊緣相切的平面，如該平面相對水平面至少后下傾斜1時，則轉向盤上邊緣以下的儀表板所構成的障礙是允許的。,儀表板視野校核（按GB校核）,過V2點的水平面,過V2點與方向盤上邊緣相切的平面,總布置小組,2020/5/22,89,單目盲區(qū),雙目盲區(qū),組合儀表,下圖是根據美標SAEJ1050采用眼橢圓做出的方向盤在儀表板上形成的障礙區(qū)域，從圖中可以清楚的看出方向盤遮擋的區(qū)域不會到影響駕駛員讀取組合儀表；,圖5-6儀表板視野校核（按SAE校核）,總布置小組,2020/5/22,90,2.2后視野校核2.2.1主要包括：內后視鏡視野校核、外后視鏡視野校核2.2.2引用標準GB15084-2006機動車輛后視鏡的性能和安裝要求2.2.3國標要求駕駛員眼點（GB15084中3.14）通過汽車制造廠確定的駕駛員設計乘坐位置中心，作一平行于汽車縱向基準面的平面。從該平面內的駕駛員座椅R點向上635mm，作垂直于該平面的一條直線段。在直線段與該平面交點的兩側各32.5mm處(總距離65mm)作兩個點，即為駕駛員眼點。,總布置小組,2020/5/22,91,后視鏡安裝要求（詳見15084中7）后視鏡應固定牢靠，避免改變已調節(jié)好的視野；M和N類型汽車必須在其左、右兩側各安裝一個外后視鏡，M1和N1類型汽車上必須安裝一個內后視鏡；汽車駕駛員一側的外后視鏡必須安裝在后視鏡中心（至駕駛員兩眼點(兩眼點之間的距離為65mm)中心連線的鉛垂面與縱向基準平面的夾角不大于55的范圍內；（如圖）當汽車滿載，且外后視鏡的底邊離地面高度小于1.8m時，其單側外伸量不得大于車輛未裝后視鏡時測得的汽車最大寬度200mm。（如圖）,總布置小組,2020/5/22,92,圖5-6某車駕駛員側外后視鏡安裝角度校核,駕駛員側外后視鏡安裝中心點和眼點連線與縱向基準面的夾角,總布置小組,2020/5/22,93,滿載地面,圖5-6某車駕駛員側外后視鏡安裝高度校核,總布置小組,2020/5/22,94,后視鏡尺寸要求內后視鏡（類）（GB15084中5.1.1）必須能在反射面上繪出一個矩形，該矩形的高度40mm，底邊長為a尺寸的計算方法為：a=150/(1+1000/r)mm如下圖5-7為某車內后視鏡為平面鏡，所以該內后視鏡尺寸按標準計算為：150mm40mm，圖中可以看出尺寸滿足要求：,圖5-7某車內后視鏡尺寸校核,總布置小組,2020/5/22,95,外后視鏡（和類）（GB15084中5.1.2）必須能在其反射面上繪出一個高度為40mm，底邊長為a的矩形，和與該矩形的高平行的b線段；a、b的最小值見下表（單位為mm）：,如下圖5-8為某M1類車，曲率半徑為1400mm的類后視鏡，則該外后視鏡尺寸按標準計算為至少能繪出高為40mm,底邊長為76mm的矩形，及與該矩形的高平行的70mm的線段；圖中可以看出尺寸滿足要求。,總布置小組,2020/5/22,96,圖5-8某車外后視鏡尺寸校核,總布置小組,2020/5/22,97,后視鏡視野要求基本原理鏡片反射；（GB15084中3.16）,總布置小組,2020/5/22,98,內后視鏡（類）（詳見GB15084中7.5.2）駕駛員借助內后視鏡必須能在水平路面上看見一段寬度至少為20000mm的視野區(qū)域，其中心平面為汽車縱向基準面，并從駕駛員的眼點后60000mm處延伸至地平線。（見圖5-9、5-10、5-11）；,圖5-9國標規(guī)定內后視鏡視野,總布置小組,2020/5/22,99,圖5-10某車校核內后視鏡視野示意圖,總布置小組,2020/5/22,100,圖5-11某車校核內后視鏡視野示意圖,總布置小組,2020/5/22,101,外后視鏡（和類）（詳見GB15084中7.