汽车设计中的人机工程学

《汽车设计中的人机工程学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车设计中的人机工程学（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1汽车设计中的人机工程学内容概述人机工程概论一汽车设计中的相关应用各国相关标准汽车总布置设计中的相关校核三二四3人机工程概论u应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体 结构特征和机能特征进行研究。u提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的 相互关系和可及范围等人体结构特征参数； u提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视 觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性； u分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适 应能力； u探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对

2、工作效率的影响等。汽车设计中的相关应用u 汽车属于人来操纵和使用的一种运动机械，它也是和人的工作及日常 生活最为密切的一种机械，要求汽车，尤其是轿车设计项符合人的生 理特征和满足人的心理需要。u 人机工程概念最早在1961年美国政府对军用汽车要求中提出（ AD261132）它包括：座椅舒适性，操纵机构方便性，仪表板警告指示 可视性，上下车安全和方便性，保养容易可接近性等。5注：其中前6项与轿车总布置关系最大，直接需要总布置进行设计和校核。汽车设计中的相关应用NO.1 确定汽车造型的硬点尺寸NO.2 确定汽车内部空间尺寸NO.3 校核驾驶员的最佳坐姿NO.4 校核操纵方便性NO.5 校核视野NO

3、.6 校核上下车方便性NO.7 汽车乘坐安全性（主动、被动安全性）NO.8 汽车舒适性（噪音、振动、乘坐空间和温度 ）NO.9 汽车使用方便性NO.10 汽车装配保养方便性NO.11 轿车娱乐性（收音机、CD、DVD机等）NO.12 轿车外形观赏性（车型样式、色彩等）6各国相关标准u中国国家标准（GB）： GB 7258-2004 机动车运行安全技术条件 GB 11556-1994 汽车风窗玻璃除霜系统的性能要求及试验方法 GB 11565-1989 轿车风窗玻璃刮水器刮刷面积 GB 11562-1994 汽车驾驶员前方视野要求及测量方法 GB 15084-2006 汽车后视镜的性能和安装要求

4、 GB/T 19234-2003 乘用车尺寸代码 GB/T 12673-1990 汽车主要尺寸测量方法 GB/T 11559-1989 汽车室内尺寸测量用三维H点装置（05年取消，暂无 新标准代替） GB/T 17346-1998 轿车脚踏板的侧向间距 GB/T 13053-2008 客车车内尺寸7各国相关标准u美国汽车工程师学会标准（SAE）： SAE J1100-2005 Motor Vehicle Dimensions（汽车尺寸 ） SAE J826-2002 H点机械和设计工具规程和规格 SAE J4002-2005 H点机械和设计工具规程和规格 SAEJ1517-1998 驾驶员选择

5、的座椅位置 SAE J1052-2002 汽车驾驶员及乘员头部位置 SAE J941-2002 汽车驾驶员眼点位置 SAE J1050-2003 驾驶员视野的描述和测量 SAE J287-2007 驾驶员手控制区域 SAE J1138-1999 乘用车多用途车和总重量不超过100001b 的货车的驾驶员手操作位置设计标准8各国相关标准u欧洲经济共同体汽车法规（EEC标准）： EEC-127 机动车辆的后视镜 EEC-317 机动车辆玻璃表面的除雾和除霜系统 EEC-318 机动车辆刮刷和清洗系统 EEC-649 机动车辆驾驶员视野方面 u欧洲经济委员会机动车法规（ECE标准）： ECE R46

6、 关于批准后视镜和就后视镜的安装方面批准机动车 辆的统一规定 ECE R35 关于就脚控制件的布置方面批准车辆的统一规定9人体坐姿校核u校核目的 在整车布置设计的过程中,为了能尽量降低驾驶员的疲劳程度,通过对人体的生理结构进行 研究而得到人体的舒适驾驶姿势，这是在总布置设计中必须遵守的依据，同时本着提高车内空 间利用率、满足外造型和整车尺寸原则，进行人性化的最优化设计。 u校核内容 驾驶员SAE95%人体坐姿舒适性校核 后排乘员SAE95%人体坐姿舒适性校核 驾驶员SAE5%人体坐姿舒适性校核 u引用标准 SAE J1100-2005 Motor Vehicle Dimensions（汽车尺寸

7、） SAE J826-2002 H点机械和设计工具规程和规格 SAE J4002-2005 H点机械和设计工具规程和规格 SAEJ1517-1998 驾驶员选择的座椅位置 SAE J1052-2002 汽车驾驶员及乘员头部位置10人体坐姿校核u驾驶员SAE95%人体坐姿舒适性校核 根据踵点，踏板参考点，驾驶员设计H点、方向盘中心位置及座椅靠背角确定驾驶员坐姿 ，对以下尺寸进行测量： H30-1 R点到踵点的垂直距离 L53 R点到踵点的水平距离 A40-1 靠背角 A42-1 躯干与大腿夹角 A57-1 大腿与水平面夹角 A44-1 膝盖角 A46-1 踝角 H61-1 头部有效空间 H47-

8、1 头部包络线与顶蓬的最小间隙11人体坐姿校核轿车驾驶员人体坐姿舒适推荐值对于驾驶员人体坐姿除应满足上表中的推荐值外，还应与参考车型进行对比分析。代码尺寸名称舒适参考范围H30-1R点到踵点的垂直距离 （mm）250-405L53R点到踵点的水平距离 （mm）A40-1靠背角 （）20-30A42-1躯干与大腿夹角 （）95-115A57-1大腿与水平面夹角 （）A44-1膝盖角 （）100-145A46-1脚角 （）87-11012人体坐姿校核u后排乘客SAE95%人体坐姿舒适性校核 根据踵点，地板平面，后排乘客设计H点位置及座椅靠背角确定后排乘客坐姿，对以下尺 寸进行测量： H30-2 R

9、点到踵点的垂直距离 R点到踵点的水平距离 A40-2 靠背角 A42-2 躯干与大腿夹角 A57-2 大腿与水平面夹角 A44-2 膝盖角 A46-2 踝角 H61-2 头部有效空间 H47-2 头部包络线与顶蓬的最小间隙13人体坐姿校核轿车后排乘客人体坐姿舒适推荐值对于后排乘客人体坐姿除应满足上表中的推荐值外，还应与参考车型进行对比分 析。14视野校核u校核目的 在汽车设计中，驾驶员视野直接影响汽车的使用和安全等，在进行布置设计时必须考虑视野 是否符合法规要求及使用要求。 u校核内容 前风窗基准点校核 驾驶员前方180视野校核 A柱双目障碍角校核 A、B、C柱直接视野障碍校核 后视镜视野校核

10、 u引用标准 GB 15084-2006 汽车后视镜的性能和安装要求 GB 11562-1994 汽车驾驶员前方视野要求及测量方法 SAE J941-2002 汽车驾驶员眼点位置 SAE J1050-2003 驾驶员视野的描述和测量 EEC-649 机动车辆驾驶员视野方面 EEC-127 机动车辆的后视镜 ECE R46 关于批准后视镜和就后视镜的安装方面批准机动车辆的统一规定 15视野校核u前风窗基准点校核 按照GB11562-1994（与EEC-649 相同）规定前风窗玻璃透明区至少应包括风窗玻璃基准点联 线所包围的面积。这些基准点是： 基准点a，V1点水平向前偏左17； 基准点b，V1点

11、向前沿铅垂面偏上7； 基准点c，V2点向前沿铅垂面偏下5； 辅助基准点a、b、c与a、b、c点关于汽车 纵向对称平面对称;V点的确定 当靠背角等于25时，V点相对R点的坐标见下表：16视野校核u驾驶员前方180视野校核uA柱双目障碍角校核uA、B、C柱直接视野障碍校核u后视镜视野校核20 m4 m17前风窗玻璃刮刷面积校核u校核目的 为了使风窗玻璃刮水器有效地清除附着在挡风玻璃上的雾、霜、雨、雪、泥、尘埃 及其他污物，保证驾驶员的视线清晰，保证雨雪天气行车安全，整车设计时需对风窗雨 刮器进行刮刷面积校核分析。 u校核内容 风窗玻璃A、B区确定 刮刷面积校核 u引用标准 GB 11556-199

12、4 汽车风窗玻璃除霜系统的性能要求及试验方法 GB 11565-1989 轿车风窗玻璃刮水器刮刷面积 GB 11562-1994 汽车驾驶员前方视野要求及测量方法 EEC-317 机动车辆玻璃表面的除雾和除霜系统 EEC-318 机动车辆刮刷和清洗系统18前风窗玻璃刮刷面积校核u前风窗玻璃A、B区确定 视野区域A是下述从V点向前延伸的4个平面与挡风玻璃外表面相交的交线所封闭的 面积： 通过V1和V2点且在X轴的左侧与X轴成13角的铅垂平面； 通过V1点，与X轴成3仰角且与Y轴平行的平面； 通过V2点，与X轴成1俯角且与Y轴平行的平面； 通过V1和V2点且在X轴的右侧与X轴成20角的铅垂平面。

13、视野区域B是指由下述4个平面所围成的挡风玻璃外表面的面积，且距挡风玻璃透明 区的边缘向内至少25mm： 通过V1点，与X轴成7仰角且与Y轴平行的平面； 通过V2点，与X轴成5俯角且与Y轴平行的平面； 通过V1与V2点且在X轴的左侧与X轴成17角的铅垂平面； 以车辆纵向中间平面为基准面且与上一条中的平面对称的平面。19前风窗玻璃刮刷面积校核u前风窗玻璃A、B区确定 u前风窗玻璃雨刮器法规要求 雨刮器的刮刷面积覆盖B区域应不少于80%； 雨刮器的刮刷面积覆盖A区域应不少于98%。20手伸及界面校核u校核目的 驾驶室内的一切手操作钮件、杆件、开关等位置均应在驾驶员手伸及的范围之内，充分 考虑人机工程

14、学原理，使驾驶员在驾驶过程中最低限度的减少操作错误频率，进而达到 安全驾驶的目的 u校核内容 手伸及操纵件布置范围校核 A、B区的按钮、开关位置的校核 u引用标准 SAE J1100-2005 Motor Vehicle Dimensions（汽车尺寸） SAE J287-2007 驾驶员手控制区域 SAE J1138-1999 乘用车多用途车和总重量不超过100001b的货车的驾驶员手操 作位置设计标准 21手伸及界面校核A、B区定义 基准平面即经过方向盘中心，与Y轴垂直的纵向铅垂面。A区为基准平面的左边，B区 为基准平面的右边。 对于按钮、开关位置的布置应满足法规SAE J1138-1999的要求。具体见下表：22踏板间距布置校核u校核目的 在汽车的行驶过程中，造成驾驶员操纵疲劳的主要因素是频繁踩踏，这就要求汽车 驾驶室特别是驾驶员经常接触的三个踏板（离合踏板、制动踏板和加速踏板）的布置一 定要合理。 u校核内容 踏板排列位置校核 踏板间距校核 踏板落差校核 u引用标准 GB/T 17346-1998 轿车脚踏板的侧向间距 GB 7258-2004 机动车运行安全技术条件 SAE J1100-2005 Motor Vehicle Dimensions（汽车尺寸） EC