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1、,型产品尺寸设计（双限值设计）型产品尺寸设计（单限值设计）IIA-单上限、IIB-单下限 型产品尺寸设计（折中设计）,11,第3章 汽车人机工程布置设计与车室尺寸设计,汽车人机工程设计辅助工具汽车人机工程布置设计内容,12,1、汽车人机工程设计辅助工具,13,H点工具,H点测量工具和H点设计工具，H点工具可用于建立车内布置关键基准点和尺寸。,H点是人体身躯与大腿的连接点，即胯点。,汽车实际H点是指当H点三维人体模型按规定步骤安放在汽车座椅中时，人体模型上左、右两 H点标记连接线的中点。表示汽车驾驶员或乘员入座后的胯点关节点在车身中的实际位置。,14,硬点是对于整车性能、造型和车内布置具有重要意

2、义的关键基准；这些基准在总布置方案确定之后就固定下来，不能够随便改动,硬点尺寸指连接硬点之间、控制车身外部轮廓和内部空间，以满足使用要求的空间尺寸。,15,眼椭圆,汽车驾驶员眼椭圆是指不同身材的驾驶员按自己的意愿将座椅调整到适意位置，并以正常的驾驶坐姿入座后，眼睛位置在车内坐标系中的统计分布形状。利用眼椭圆可进行视野的设计和校核。,视切比：含眼椭圆的切线一侧区域内的眼睛数与眼睛总数之比包含比：眼椭圆内包含的眼睛数与眼睛总数之比,16,B类汽车是指H点高度在405530范围内且转向盘直径在450560范围内的汽车，通常包括重型及中型载货车及一些大客车。,A类汽车是指H点高度低于405mm且转向盘

3、直径小于450的汽车，通常包括轿车、旅行车及轿车变型车。,17,18,19,膝椭圆两膝部特征点的分布图形均为椭圆,膝部包络线二位人体模型小腿绕踝点摆动时，K点的轨迹（或各膝椭圆的包络线）为膝部包络线,膝部包络线为圆弧线，膝部包络半径：左：103.25mm，右：113.25mm,20,半径为157.45mm,21,手伸及界面,指驾驶员以正常姿势入座、身系安全带、右脚踩在加速踏板上、一手握住转向盘时另一手所能伸及的最大空间廓面，用于操纵装置的布置设计和校核。,22,HR基准面,HR基准面是用于定位驾驶员手伸及界面的平面，它平行于车辆坐标系yz平面，位于AHP后方，到AHP的距离根据下式计算。,23

4、,手伸及界面的描述,驾驶员男女性别比例分为50:50、75:25和90:10三种,将在测量台上测得的数据根据G因子和男女比例进行分类，对于三点式安全带和两点式安全带各列成21张数据表格，用来构造手伸及界面。,24,每张表格对应着一定范围的G因子值、以及确定的驾驶员比例和安全带形式。,三个基准面：Z：过R点的水平面Y：过R点的纵垂面X：HR基准面,左为外侧；右为内测,25,驾驶员手伸及界面的定位,要建立驾驶员手伸及界面，首先要定位HR基准面。之后，根据表格中的数据就可以构造出手伸及界面。,HR基准面的定位方法如下：确定驾驶室内部设计尺寸和驾驶员男女比例，并根据公式计算G值计算HR基准面的位置,7

5、86-99GL53，HR基准面位于SgRP处786-99GL53，HR基准面位于AHP后方786-99G处L53：AHP到SgRP的水平距离,26,2、汽车人机工程布置设计内容,27,常见有四种调节方式,28,踏板布置,加速踏板布置,制动踏板和离合踏板的布置,29,驾驶员H点布置,人体舒适坐姿角,座椅调节形式,确定H点的位置及调节范围，确定座椅调节形式,30,转向盘布置,31,仪表板布置,仪表板主断面设计方法：,32,33,手操纵杆布置,34,驾驶员视野设计,35,后排乘员空间设计,紧凑型车后排乘员H点布置,将前排座椅定于最后最低位置，并选定合适的人体模板；画出D点高度线；（若整车布置方案为F

6、R形式，中间乘客的D点高度需注意）保持A46不大于130条件下，将人体模板脚沿地板线前移，并保证D点始终位于D点线上的同时躯干也相应前移，直至脚或小腿与前排座椅接触。,36,乘员头部空间和顶盖布置,根据H61-1、H61-2的经验值，考虑头部间隙尺寸L38、H41-1、L39、H41-2 确定顶盖高度；考虑戴帽子、汽车颠簸、乘员头饰和正常活动等所需的空间。,37,汽车宽度方向乘员布置,对于小型乘用车，乘员在宽度方向的布置要考虑乘员之间，以及外侧乘员头部与侧窗和顶盖、肩部与车门、肘部与车门之间的间隙。,38,后视镜布置,驾驶员借助车外后视镜看到的外后视野驾驶员借助车内后视镜看到的内后视野,平面镜

7、和曲面镜,平面镜,39,1、汽车人机工程学设计工具有哪些？有何作用2、何为G因子？有何作用3、什么是硬点及硬点尺寸？4、A类车和B类车是如何分类的？5、何为眼椭圆的视切比？有何实际意义？6、仪表板主断面的设计方法？7、紧凑型车后排乘员H点的布置方法？,40,1、汽车人机工程学设计工具有哪些？有何作用,1）H点工具。用于建立车内布置关键基准点和尺寸。2）眼椭圆。可进行前后视野的设计和校核。3）头廓包络。它用于在设计中确定乘员所需的头部空间。4）手伸及界面。校核操纵装置的布置范围是否合理。5）驾驶员膝部包络线。膝部空间的形状和尺寸直接影响到操作方便性以及撞车时驾驶员身体的运动轨迹和伤害程度。6）驾

8、驶员胃部包络线。驾驶员胃部包络线对于确定转向盘与驾驶员座椅之间的空间尺寸，以及确定座椅安全带结构方案具有重要参考作用。,41,2、何为G因子？有何作用,G因子：G因子称为通用布置因子，是反映乘坐环境布置的代数式。根据G因子的范围及男女比例可以确定出相应的数据表格，用来构造驾驶员手伸及界面。,42,4、A类车和B类车是如何分类的？,43,6、仪表板主断面的设计方法？,44,7、紧凑型车后排乘员H点的布置方法？,将前排座椅定于最后最低位置，并选定合适的人体模板；,45,第4章 汽车视野设计,视野和视野障碍驾驶员视野校核原理驾驶员前后视野校核眼椭圆的应用,46,视野,视野是头部和眼睛在规定的条件下，

9、眼睛可觉察到的空间范围,47,驾驶员视野校核原理,头部中心点（P点）：驾驶员头部在水平面上转动的转动中心。眼点（E点）：代表驾驶员左、右眼睛位置的点。P点确定后，两个眼点E位置就确定了。眼点用以确定驾驶员的视野和视野障碍。视点（V点）：眼椭圆上特定的切点。用以定义和确定直接视野。,A、B、C均为V点。V点可直接画在坐标系内而不用眼椭圆。,48,P1、P2、P3、P4由50/50男女混合的95th眼椭圆得到。P1、P2对应的眼点是在眼椭圆上距A立柱最近的眼点，用来确定A立柱形成的驾驶员双目视野障碍。对于左位制，P1用于左A立柱，P2用于右A立柱。P3、P4对应的眼点是在眼椭圆上距后视镜最远的眼点

10、。用来确定后视镜的驾驶员间接视野。对于左位制，P3用于右后视镜，P4用于左后视镜。,49,视线从E点、V点到目标点、或按给定角度的，代表驾驶员视线的直线。视线实际代表了在三维空间的视面。,眼睛转动最大转动量：从正前方，向左、向右各30；由E点作视线，向左、右不得大于30。向上45，向下65。舒适转动量：从正前方，向左、向右各15，向上、向下各15。,头部转动最大转动量：从正前方，向左、向右各60。从正前方，向左、向右各45。,50,视切比：含眼椭圆的切线一侧区域内的眼睛数与眼睛总数之比。,51,驾驶员前方视野要求,1）风窗玻璃透明区至少应包括风窗玻璃基准点连线所包围的面积。这些基准点是：V1点

11、水平向前偏左17的基准点a；V1点向前沿铅垂面偏上7的基准点b；V2点向前沿铅垂面偏下5的基准点c；在汽车纵向对称平面另一侧，增加3个与a，b，c三个基准点相对称的辅助基准点a，b，c；V1、V2点在以R点为原点的直角坐标系RXYZ中具有固定坐标值，根据靠背角的不同需进行修正；2）按驾驶员视野测量的规定测量，每根A立柱双目障碍角不得超过6。3）汽车不得有两根以上的A立柱。4）在驾驶员前视野180范围内，在通过V1的水平面下方和通过V2的三个平面上方的范围内，除了A柱、三角窗分隔条、车外无线电天线、后视镜和风窗玻璃刮水器等造成的障碍外，不得有其它障碍。,52,驾驶员后方视野要求,根据布置参数按照

12、前述方法计算后视野区域。判断当前后视野区域是否与法规区域对齐。如果后视野区域没有与法规要求区域对齐，则需要在水平和垂直方向调节镜面，以调整后视野方向，直至对齐为止。计算对齐后的视野参数（后视角和视距），并将它们与法规要求对比。,53,眼椭圆的应用,1）计算头部转动点P。左侧驾驶使用P1反之使用P2；2）按照头部转动角为零时计算两个眼点的坐标；3）在眼点高度上作一水平面，截左A立柱得到A立柱断面；,4）计算最小头部水平转角，最小头部水平转角是保持左眼点向左转动30的状态下，再向左转动头部直至左眼完全看见A立柱断面时的头部转角；5）计算A立柱双目障碍角，在眼点高度的水平面内，从左眼点EL向A立柱断

13、面的左侧作切线，再从右眼点ER向A立柱断面做切线，左右切线的夹角就是A立柱得双目障碍角。,A立柱盲区的求作,54,驾驶员在观察仪表等显示装置时，其视线会受到转向盘结构阻挡，在仪表板上会形成盲区。转向盘在仪表板上形成的盲区包括转向盘轮缘形成的盲区和轮毂及轮辐形成的盲区两部分。在计算盲区之前先要建立仪表板工作面，它应该位于仪表显示面处，且与之平行。,仪表板盲区的校核,55,计算特征盲区特征盲区是选取左右眼椭圆中心点为左右眼点时计算出来的双眼盲区，它是左右眼点单眼盲区的公共部分。,1）转向盘轮缘盲区求作,56,计算最严重障碍点最严重障碍点（C点），是由左右眼点连线中点出发向转向盘轮缘上中心点所作射线

14、与仪表板工作平面的交点。,57,确定C点运动轨迹椭圆过转向盘轮缘上中心点作一系列中央眼椭圆的切线，与仪表板工作平面相交得一系列交点，交点围成的椭圆就是C点运动轨迹。,58,计算转向盘轮缘总盲区将C点沿其运动轨迹椭圆移动一周，特征盲区随之平动，在仪表板工作平面上扫过的区域便是双眼总盲区。,59,2）转向盘轮毂、轮辐盲区求作确定眼点自转向盘轮毂中心点分别作左右眼椭圆最下端的切线，分别取左右切点作为左右眼点。,计算盲区过左眼点作一系列转向盘轮毂和轮辐上切线，与仪表板工作平面相交得一系列交点，交点连线下方区域就是左单眼盲区。,60,作业：,1、什么是双眼视区和双眼盲区？2、什么是直接视区和间接视区?3

15、、绘图并说明头部转动点P和眼点EL和ER的关系？及其在视野设计中的作用？4、绘图并说明左侧A立柱盲区障碍角的求法？5、仪表板盲区由哪几部分组成？如何求解？,61,3、绘图并说明头部转动点P和眼点EL和ER的关系？,1）如图所示，头部转动点P和左右眼点位于同一水平面内；2）头部转动点到左右眼点的距离为98mm3）左右眼点之间的距离为65mm进行视野设计时，左右眼点是视线的出发点，当视线不满足要求时，可以使两眼点绕头部转动点转动一定角度（60）来满足视线最低要求，转动过程中眼点和头部转动点的相互位置关系保持不变。,62,1）转向盘轮缘盲区的求解建立仪表板工作面：它应该位于仪表显示面处，且与之平行，

16、约向前17mm处；计算特征盲区：选取左右眼椭圆中心点为左右眼点时计算出来的双眼盲区，它是左右眼点单眼盲区的公共部分。计算最严重障碍点：确定C点运动轨迹椭圆：过转向盘轮缘上中心点作一系列中央眼椭圆的切线，与仪表板工作平面相交得一系列交点，交点围成的椭圆就是C点运动轨迹。计算转向盘轮缘总盲区：将C点沿其运动轨迹椭圆移动一周，特征盲区随之平动，在仪表板工作平面上扫过的区域便是双眼总盲区。2）转向盘轮毂、轮辐盲区求作确定眼点：自转向盘轮毂中心点分别作左右眼椭圆最下端的切线，分别取左右切点作为左右眼点。计算盲区：过左、右眼点作一系列转向盘轮毂和轮辐上切线，与仪表板工作平面相交得一系列交点，交点连线下方区

17、域就是左、右单眼盲区，左、右单眼盲区的重叠部分为轮毂、轮辐形成的双眼总盲区。,5、仪表板盲区由哪几部分组成？,63,第5章 汽车显示与操纵装置设计,汽车显示装置设计汽车操纵装置设计,64,汽车人机系统是一个相互作用和相互依赖的、由“驾驶员”和“汽车”结合而成、具有特定的乘客或载物功能的运动体。,三要素模型中，人和车之间存在一个相互作用的“面”，称为汽车人机界面。,汽车人机界面,65,显示与装置的一般设计原则,1）最少显示界面布局原则，以减少驾驶员信息传递和分析时间，同时避免产生仪表间的视觉混乱；2）最精确的显示原则，以减少误读，提高驾驶员反应能力和降低视觉疲劳;3）最自然的显示格式，以便驾驶员

18、用自然、习惯性的理解和辨识方式去分析和处理信息，减少误读率;4）最有效的布置技术，以便驾驶员有一个好的识读环境（照明）和识读位置等;5）优化显示性，创造出看得见、显而易见、看得清楚和好理解等特征。,66,操作装置的一般设计原则,1）操作装置是驾驶员肢体的扩展，因此，其操作应该和手臂、手腕、腿、脚踝、脚的自然运动相协调，达到省力、高效率的效果。2）操作系统应该提供信息反馈，以使驾驶人员能确定他是否在操作过程中。3）在操作过程中，操作装置及系统应该有适度阻尼存在，以降低虚动作和误操作的可能。4）位置设计要在驾驶员的手、脚伸及范围内，并尽可能方便和舒适。5）外形特征要和驾驶员手、手指、脚等肢体尺寸协

19、调，以操作可靠和舒适。6）钮件表面粗糙度选择要和操作任务一致，如锯齿状表面和较大的粗糙度可以增加手感，提高操作力。7）要避免采用双手操作。,67,68,第6章 乘坐舒适性设计,人体对乘坐振动的评价标准驾驶人员隔振防护,69,70,ISO2631把振动人为划分为三个不同界限：,1）保持舒适性界限降低舒适界限。在此界限内，人体对所暴露的振动环境主观感觉良好，并能顺利完成吃、读、写等动作。,2）保持工作效率界限疲劳降低工效界限，与保持工作效率有关；驾驶员承受振动在此极限内时，能保持正常驾驶。,3）保持健康与安全界限受振极限，通常作为人体可以承受振动量的上限，当人体承受的振动强度在这个极限之内，将保持健康或安全。,70,71,ISO2631的保持工作效率界限图,71,72,驾驶人员的隔振防护,无源隔振,有源隔振,半有源隔振,隔振系统无需输入外部能量，由弹性阻尼元件及相应的振动质量构成,隔振系统具有外部能量输入和反馈控制环节,结合无源隔振和有源隔振，二种系统的综合应用。,72,