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1、第五章 汽车人机工程设计目录5.1 汽车人机工程设计 5.2 汽车座椅设计示例1-总布置草图预备知识： 硬点和硬点尺寸1. 布置硬点 硬点是对于整车性能、造型和车内布置具有重要 意义的关键基准；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 经过整车、底盘和人机工程学布置之后，就得到 了一些作为造型设计输 入的硬点，造型设计中必 须严格遵守硬点所限定的尺寸和形状4预备知识： 硬点和硬点尺寸1. 布置硬点 常用的硬点5硬点名称含义 C/LO（Centerline of Occupant） 乘员在指定乘坐位置的y向中心线 Cowl Point即发动 机罩C点，是汽车中心线处 ，发动 机罩
2、的最高点 DLO（Daylight Opening）在布置图上，用于定义风 窗透光区域边界的线 Deck Point即后备箱D点，是汽车中心线处 ，后备箱的最高点 Depressed Floor Covering地板覆盖物（如地毯）上，受到载荷之后的表面位置 Undepressed Floor Covering地板覆盖物上表面没有任何载荷作用时的位置 Designated Seating Position汽车制造商指定的乘员乘坐位置Front of Dash驾驶员 中心线处 ，前围板最前端的垂直切线位置 Normal Top of Frame-Truck货车车 架上平面位置 Cargo Flo
3、or承载货 物的表面位置 SgRP乘员乘坐基准点5.2.3 硬点和硬点尺寸2. 硬点尺寸 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6预备知识： 硬点和硬点尺寸3. SAE J1100硬点尺寸 硬点尺寸代号采用前缀+数字+后缀的形式表示 后缀用“-1”、“-2”形式表示该尺寸为第一排、第二 排，等等，依此类推7前缀LWHATL、THPL、PW、 PHS、V含义长度 尺寸宽度尺寸高度尺 寸角度尺寸H点位置和行 程的长度、高 度尺寸踏板布置 尺寸面积和容 积尺寸编号199100199200299400599含义内部 尺寸外部尺寸行李箱 尺寸货车 、厢式货 车
4、和运动车 尺寸预备知识： 硬点和硬点尺寸3. SAE J1100硬点尺寸 室内尺寸18代号含义代号含义 L31SgRP点x坐标H14眼椭圆上缘到内后视镜下缘垂直距离 W20SgRP点y坐标H17转向盘中心到AHP的垂直距离 H70SgRP点z坐标H30SgRP到AHP或FRP的垂直距离 L8AHP点x坐标H35后视图上，头廓包络线垂直移动到与顶盖零件 接触时，头廓包络线中心移动的距离 W8AHP点y坐标H41头廓包络线到顶盖的最小距离 H8AHP点z坐标H56乘员中心面内，D点到地板的距离 L1PRP点x坐标H61SgRP沿后8线到头顶线的距离加上102mm W1PRP点y坐标H74转向盘中心
5、y平面内，转向盘到未受压座垫距离 H1PRP点z坐标A18转向盘倾角5.2.3 硬点和硬点尺寸3. SAE J1100硬点尺寸 室内尺寸29代号含义代号含义 L98FRP点x坐标A19H点调节轨迹倾角 H98FRP点z坐标A27座垫倾角 W7转向盘中心y坐标A40H点装置躯干角，用以表示座椅靠背角 L3乘员最小乘坐空间。与座垫相切的 水平面内，前后排靠背的水平最小 距离A42H点装置躯干线与大腿线的夹角L6PRP到转向盘中心距离A44H点装置大腿线与小腿线的夹角 L7转向盘后边缘到躯干线的最小距离A46H点装置小腿线与裸足底线的夹角 L11转向盘中心到AHP的水平距离A47踏板平面倾角 L18
6、前排入口足部间隙A48地板平面与水平面夹角 L22转向盘中心y平面内转向盘下缘到 靠背最小距离A57H点装置大腿线与水平面夹角预备知识： 硬点和硬点尺寸3. SAE J1100硬点尺寸 室内尺寸310代号含义代号含义 L34加速踏板自由状态时，踝关节点到 SgRP的距离加上254mmA60乘员中心面内，95th百分位眼椭圆最高点 到风窗开口最高点连线与水平面夹角 L38驾驶员头部（头廓包络线）到前风 窗及其附件的最小距离A61乘员中心面内，95th百分位眼椭圆最低点 到风窗开口最低点连线与水平面夹角 L39最后排乘客头部（头廓包络线）到 后窗内饰的最小距离PW7PRP到驾驶员中心面y方向距离L
7、48后排膝关节K点到前座椅靠背最小 距离PW8PRP到制动踏板中心面y方向距离L50相邻前后SgRP间水平距离PW9PRP到离合器踏板中心面y方向距离 L51乘客踵点位于FRP时，其踝关节到 SgRP距离加上254mmPH30 PRP到AHP垂直距离L53SgRP到AHP水平距离TL23 正常驾驶时H点水平调节行程预备知识： 硬点和硬点尺寸3. SAE J1100硬点尺寸 室内尺寸411代号含义代号含义 L81腰部支撑量TH17 H点垂直调节行程 W3过SgRP的x平面上， SgRP上方 254mm到腰线高度范围内左右车门 间最小距离H11车门入口高度W5SgRP下方25mm到上方76mm高度
8、范 围内，SgRP前后各76mm范围内， 左右车门内表面最小距离H13转向盘下边缘到大腿线最小距离W9后视图上转向盘最大直径W31过SgRP的x平面上， 肘靠上方30mm处左右 车门间最小距离 W27过侧视头廓包络线最高点x平面内 ，头廓包络线自其对称线和y-y定位 线交点斜向上30方向移动到遇到障 碍物时的距离W35过侧视头廓包络线最高点的x平面内，头廓 包络线后视图的最小水平向外方向移动量预备知识： 硬点和硬点尺寸3. SAE J1100硬点尺寸 外部尺寸12代号含义代号含义 L101轴距L128前轮心x坐标 L103车长H114罩点z坐标 L104前悬H138后备箱D点z坐标 L105后
9、悬H101车高 L114前轮中心线到SgRP的水平距离H156最小离地间隙 W101 轮距A106接近角（A106-1）或离去角（A106 -2） W103 车宽A121前、后风窗倾角 L125发动机罩C点x坐标A122侧窗倾角 L127后轮心x坐标A147纵向通过角预备知识： 硬点和硬点尺寸汽车公司设计 的车型要用一系列硬点尺寸来体现13TL23TH17L50L53H30W3-1W3-2A18 奥迪A6193369408332671427141522 奥迪100216368388372891442140621.4 捷达223497358332281365134227.5H61-1/mmH61
10、-2/mmL101/mmL103/mmW101-1/mmW101-2/mmW103/mmH101/mm奥迪A6999960285048861540156918101451 奥迪100962954268747921476148318141421 捷达9679462471438514641446169514245.1 汽车人机工程设计乘员空间布置和人机界面设计 驾驶员人机工程学性能优化 汽车人机工程学性能的主观评价145.1.1 乘员空间布置和人机界面设计 乘员空间布置最主要的依据是人体尺寸 对于驾驶空间，由于目标驾驶员 群体中个体尺寸 的差异，要求乘坐和操纵件必须具有一定的调节 范围，才能适应群
11、体中的大多数驾驶员驾驶 和乘 坐要求155.1.1 乘员空间布置和人机界面设计 常见有四种调节方式16固定点座椅调 节转向盘 调节踏板调 节 H点水平70190 垂直80 转向盘水平70120 垂直8095 眼点水平2080210 垂直12030130 踏板/转 向盘水平190 垂直105.1.1 乘员空间布置和人机界面设计1. 踏板布置 1）加速踏板与人体操纵姿势 加速踏板布置必须考虑长时间 操作的舒适性 加速踏板未踩下时，踝关节角度A46不小于87，踩到 底后A46不大于105175.1.1 乘员空间布置和人机界面设计1. 踏板布置 1）加速踏板与人体操纵姿势 应该使驾驶员 的拇趾点（BO
12、F）踩在踏板中心位置； 为此，需要计算踏平面角度和踏板中心高度185.1.1 乘员空间布置和人机界面设计1. 踏板布置 1）加速踏板与人体操纵姿势 踏板表面的倾斜角度参照踏平面角来确定，使驾驶员 鞋底脚掌处很好地与踏板表面贴合 必须分析不同百分位驾驶员 下肢的舒适性，尤其要考 虑女性驾驶员 穿高跟鞋驾驶的情况195.1.1 乘员空间布置和人机界面设计1. 踏板布置 2）制动和离合踏板布置 制动和离合踏板的位置可参照加速踏板位置进行布置 通常制动踏板和加速踏板表面错开一定距离205.1.1 乘员空间布置和人机界面设计1. 踏板布置2）制动和离合踏板布置 确定所有，包括离合踏板与驾驶员 中心线的距
13、离、制动踏板与驾驶员 中心线的距离、以及制动踏板与加速踏板之间间距215.1.1 乘员空间布置和人机界面设计1. 踏板布置 2）制动和离合踏板布置 踏板侧向的位置 轿车 ：应保证踏板中心线之间的距离在100150mm之间 商用车：还应 使制动和离合踏板到转向柱外壳之间有足够的 间隙，以保证驾驶员 的鞋距离转向柱外壳仍有少许空间225.1.1 乘员空间布置和人机界面设计1. 踏板布置 3）踏板行程和踏板力 踏板行程的确定应该保证在踏板踩下后，踝关节角始 终处于78105的舒适范围内 行车过程中由于频繁踩踏，加速踏板要求操纵轻便 在保证操纵轻便的同时，也要保持一定的力反馈，即 ：保持合适的操纵力梯
14、度235.1.1 乘员空间布置和人机界面设计2. 驾驶员 H点布置 乘员座椅布置通过确定不同百分位乘员设计 H点 位置来实现 驾驶员 座椅： 确定设计H点的位置和行程 确定合理的设计H点调节方式和调节轨 迹245.1.1 乘员空间布置和人机界面设计2. 驾驶员 H点布置 1）适宜乘坐姿势 人体乘坐的舒适程度与坐姿关节角度有关。舒适关节角 度通常因车型而异255.1.1 乘员空间布置和人机界面设计2. 驾驶员 H点布置 1）适宜乘坐姿势 不同类型汽车，驾驶室地板高度和驾驶室高度不同， 驾驶员 乘坐姿态也要与之相适应265.1.1 乘员空间布置和人机界面设计2. 驾驶员 H点布置 2）驾驶员设计
15、H点布置 驾驶员 乘坐位置设计的原理是保证前方视野的条件下 ，确定具有极限人体尺寸驾驶员 的乘坐极限位置，据 此来确定驾驶员 群体的乘坐位置分布范围 驾驶员 乘坐位置设计不能脱离整车的外形、尺寸约束 和性能要求 驾驶员 H点布置方案应该包络驾驶员 群体的乘坐位置 分布范围275.1.1 乘员空间布置和人机界面设计2. 驾驶员 H点布置 2）驾驶员设计 H点布置 座椅调节行程主要包括三种：两向调节行程、四向调 节行程和六向调节行程285.1.1 乘员空间布置和人机界面设计2. 驾驶员 H点布置 2）驾驶员设计 H点布置 对于具有两向H点调节行程的座椅，正常驾驶时 有两 个重要的设计H点位置：最前
16、位置和最后位置295.1.1 乘员空间布置和人机界面设计2. 驾驶员 H点布置 2）驾驶员设计 H点布置 轿车：为保证驾驶员 乘坐区域能容纳95%驾驶员 乘坐 ，应以95th百分位男子设计H点作为正常驾驶时 最后H 点，以5th百分位女子设计H点作为正常驾驶时 最前H 点305.1.1 乘员空间布置和人机界面设计2. 驾驶员 H点布置 2）驾驶员设计 H点布置 设计H点调节范围（包括水平调节量TL23和垂直调节 量TH17）根据5th百分位女子和95th百分位男子设计H点 位置确定 座椅调节机构设计需参照设计H点调节轨 迹，其调节 范围应大于正常驾驶时设计 H点调节范围315.1.1 乘员空间布置和人机界面设计2. 驾驶员 H点布置 2）驾驶员设计 H点布置 对于具有四向H点调节行程的座椅，正常驾驶的设计H 点调节行程需要根据四个设计H点位
