人机工程培训 人-体校核.ppt
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1、上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月1人机工程培训2009-12-07上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月2一、人机工程概述一、人机工程概述三、人机工程关键硬点定义三、人机工程关键硬点定义二、人机工程相关标准介绍二、人机工程相关标准介绍四、人体坐姿校核四、人体坐姿校核五、视野校核五、视野校核六、前风窗玻璃刮刷面积校核六、前风窗玻璃刮刷面积校核九、上下车方便性校核九、上下车方便性校核七、手伸及界面校核七、手伸及界面校核八、踏板间距布置校核八、踏板间距布置校核上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月3u所谓人机工程学是研究人和机械之间相互关系和规律
2、的学科。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历史回顾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。一、人机工程概述上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月4经过几十年的发展和实践,尤其是1995年之后三维数模的引入,可以在汽车总体布置中对人机工程进行细致和精确的校核。目前它包括:1.确定汽车造型的硬点尺寸2.确定汽车内部空间尺寸3.校核驾驶员
3、的最佳坐姿4.校核操纵方便性5.校核视野6.校核上下车方便性7.汽车乘坐安全性(主动、被动安全性)8.汽车舒适性(噪音、振动、乘坐空间和温度)9.汽车使用方便性10.汽车装配保养方便性(规定检查更换零件时间,更换雨刷片30”)11.轿车娱乐性(收音机、CD、DVD机等)12.轿车外形观赏性(车型样式、色彩等)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。一、人机工程概述上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月5本次培训主要在以下几个方面对总布置人机工程校核进行介绍:1.人机工程相关标准及法规简介2.人机工程关键硬点定义3.人体坐姿校核4.视野校核5.前风窗玻璃刮刷
4、面积校核6.手伸及界面校核7.踏板间距布置校核8.上下车方便性校核一、人机工程概述上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月6u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
5、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 客车车内尺寸二、人机工程相关标准上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月7u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
6、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 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二、人机工程相关标准上
7、海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月8三、人机工程关键硬点定义uH点指三维人体模型的躯干线与大腿线的交点。(针对的是人体模型)uR点对于三维H点装置放置在座椅上时的H点位置。(针对的是座椅)u驾驶员踵点(AHP)驾驶员右脚放置在地板和加速踏板上时,驾驶员右脚的足跟点。u加速踏板参考点(PRP)加速踏板平面与加速踏板上表面的切点,位于加速踏板上表面的中心线上,与AHP点距离为200mm。u方向盘中心(SWC)转向管柱旋转轴与方向盘外缘上表面切平面的交点。AHP与PRP的关系上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月9三、人机工程关键硬点定义u头部包络面坐在车辆里时,头
8、部占据的三维空间。座椅移动的头部包络面应用于在水平方向前后可调的座椅的驾驶员。座椅不可移动的头部包络面应用于在固定座椅的乘客和驾驶员。l头部包络面的大小95分位及99分位头部包络面大小(椭圆三个轴的长度)上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月10三、人机工程关键硬点定义u头部包络面l头部包络面的大小头部包络面大小座椅前后调节量大于133mm(椭圆三个轴的长度)注:23mm的偏移量均为向乘员外侧的偏移量。上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月11三、人机工程关键硬点定义u头部包络面l头部包络面的大小头部包络面大小固定座椅(椭圆三个轴的长度)上海同济同捷北京分公司2
9、0092009年年1212月月12三、人机工程关键硬点定义u头部包络面l头部包络面中心的位置其中:=0.719(A40)9.6 具有离合踏板时t=1,无离合踏板时t=0L1:加速踏板参考点(PRP)X坐标 L6:加速踏板参考点到方向盘中心水平距离 H30:R点到踵点垂直距离 W20:R点Y坐标H8:驾驶员踵点(AHP)Z坐标 A40:靠背角L31:R点X坐标 H70:R点Z坐标上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月13三、人机工程关键硬点定义u眼椭圆一个表示眼睛分布位置的椭圆,在定位定义汽车内部参考点相对的三维空间中用来描述统计眼睛位置分布。l相切眼椭圆三维空间的眼椭圆来源于无
10、数区分眼睛位置平面形成的边界,百分之P的眼睛在一边,百分之(100-P)在另一边。l眼椭圆大小95%及99%相切眼椭圆大小(椭圆三个轴的长度)上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月14三、人机工程关键硬点定义l眼椭圆大小上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月15三、人机工程关键硬点定义l眼椭圆位置其中:具有离合踏板时t=1,无离合踏板时t=0L1:加速踏板参考点(PRP)X坐标 L6:加速踏板参考点到方向盘中心水平距离 H30:R点到踵点垂直距离 W20:R点Y坐标H8:驾驶员踵点(AHP)Z坐标上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月16三、人机
11、工程关键硬点定义uEEC视点lV点“V点”是指在乘客舱中确定的位置,通过前排座椅上最外设计乘坐位置中心的纵向铅垂平面并相对于R点及设计座椅靠背角。此点用于检查车辆视野是否符合要求。l挡风玻璃基准点“挡风玻璃基准点”指从V点向前的射线与挡风玻璃外表面的交点。lP点“P点”指当驾驶员水平观察物体时头部绕其旋转的点。lE点“E点”指驾驶员眼睛的中心,用于评估A柱妨碍视野的程度。u直接视野视点参考IDG标准,用于校核A、B、C柱直接视野障碍角度的视点,相对驾驶员R点的坐标为(0,0,635)。上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月17四、人体坐姿校核u校核目的在整车布置设计的过程中,为
12、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)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 J1052-2
13、002 汽车驾驶员及乘员头部位置u输入条件整车内表面CAS数据、加速踏板参考点、方向盘中心、方向盘倾角、驾驶员H点、驾驶员踵点、后排乘员H点、后排乘员踵点、驾驶员H点可调节范围。上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月18四、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H47-1 头部包络
14、线与顶蓬的最 小间隙上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月19四、人体坐姿校核u驾驶员SAE95%人体坐姿舒适性校核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 ()87-110轿车驾驶员人体坐姿舒适推荐值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。上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月
15、20四、人体坐姿校核u驾驶员SAE95%人体坐姿舒适性校核注意事项:注意事项:1、踏板参考点与踵点的相对关系:踏板参考点(PRP)与踵点(AHP)的连线在Y方向上的投影长度为200mm,且与踏板在踏板参考点处相切。在Y方向上当BOF点与PRP点重合时,若脚模型与地板中通道发生干涉,则将脚模型沿Y方向平移至与地板中通道刚好不发生干涉的位置。2、踝角的定义:踝角是指小腿线与裸脚线的夹角,而不是小腿线与踏板平面的夹角,裸脚线与地板平面成6.5的夹角,为AHP点向上32.7mm的点与AHP向前286.9mm的点的连线。3、头部有效空间定义:头部有效空间为在过H点与Z轴向后成8夹角的方向上H点与顶蓬的最
16、小距离加上102mm。上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月21四、人体坐姿校核u驾驶员SAE95%人体坐姿舒适性校核SAE95%人体模型尺寸上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月22四、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 小间隙上海同济同捷北
17、京分公司20092009年年1212月月23四、人体坐姿校核u后排乘客SAE95%人体坐姿舒适性校核代码尺寸名称舒适参考范围H30-2R点到踵点的垂直距离(mm)127-405R点到踵点的水平距离(mm)A40-2靠背角 ()20-75A42-2躯干与大腿夹角 ()95-115A57-2大腿与水平面夹角 ()A44-2膝盖角 ()90-145A46-2脚角 ()95-130轿车后排乘客人体坐姿舒适推荐值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。上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月24四、人体坐姿校核u后排乘客SA
18、E95%人体坐姿舒适性校核注意事项:注意事项:后排乘客踵点位置的确定:将后排乘客的脚模型尽可能的向前布置,直到与前排座椅刚开始发生干涉的位置,若此时后排乘客的踝角小于130,则取此位置的踵点位置为后排乘客踵点的位置,若此时后排乘客的踝角大于130,则将脚模型向后移动至使后排乘客的踝角等于130的位置,此时的踵点位置为后排乘客的踵点位置。上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月25四、人体坐姿校核u驾驶员SAE5%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
19、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 踝角上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月26四、人体坐姿校核u驾驶员SAE5%人体坐姿舒适性校核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 ()87-110轿车驾驶员人体坐姿舒适推荐值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
20、推荐值外,还应与参考车型进行对比分析。上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月27四、人体坐姿校核u驾驶员SAE5%人体坐姿舒适性校核注意事项:注意事项:驾驶员SAE5%人体模型H点位置的确定:按照以下公式确定H点曲线,该曲线与设计H点位置沿座椅前后运动轨迹的交点为SAE5%人体模型H点的位置。H点曲线方程,其中X为H点与踏板参考点的水平距离,Z为H点与踵点的垂直距离上海同济同捷北京分公司95%人体模型H点曲线50%人体模型H点曲线5%人体模型H点曲线H点运动范围H点设计位置5%人体H点位置20092009年年1212月月28四、人体坐姿校核u驾驶员SAE5%人体坐姿舒适性校核驾
21、驶员SAE5%人体模型H点位置的确定:上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月29五、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
22、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 u输入条件整车内、外表面CAS数据、加速踏板参考点、方向盘中心、方向盘倾角、驾驶员H点、驾驶员踵点、驾驶员H点可调节范围。上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月30五、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
23、向对称平面对称。lV点的确定当靠背角等于25时,V点相对R点的坐标见下表:上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月31五、视野校核当靠背角不是25时,V点相对R点的坐标修正值见下表:上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月32五、视野校核u前风窗基准点校核上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月33五、视野校核u驾驶员前方180视野校核在驾驶员前视野180范围内,在通过V1的水平面下方和通过V2的三个平面(三个平面都和水平面向下成4夹角,其中一个平面垂直于Y基准平面,另两个平面垂直于X基准平面)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
24、镜和风窗玻璃刮水器等造成的障碍外,不得有其它障碍。但以下情况除外:直径小于0.5mm的嵌入式天线,或小于1.0mm的印刷式天线,不认为是视野障碍;无线电天线的导线一般不得进入A区,但是导线直径小于0.5mm时,可允许三根导线进入,此种情况不认为是视野障碍;最大直径为0.03mm,导线是竖直的,最小间距1.25mm,或导线是水平的,最小间距2.0mm的除霜及除雾导线,不认为是视野障碍。上海同济同捷北京分公司20092009年年1212月月34五、视野校核uA柱双目障碍角校核按GB11562-1994的规定进行测量,每根A柱双目障碍角不得超过6。若两柱相对汽车纵向铅垂面是对称的,则右柱不需要再测量
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