汽车人机校核(总布置)..
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汽车总布置设计-人机布置相关参考(人机尺寸)
—上车台阶达到SgRP点以后100mm。 —上车台阶向前应达到门开启后的内饰件。 ●上车台阶之间的最小高度差120mm。 ●上车台阶的最小有效宽度（cross car）：130mm。 ●上车台阶垫到门槛压板或者其他障碍物之间的最小垂直距离：75mm。 ●从门槛压板最外侧到上车台阶的最外侧水平距离最小为100mm。 ●上车台阶应当与地面平行。 ●上车台阶的表面应不易滑以增强上下车时表面摩擦力。 ●避免在上车台阶的表面不平坦。
• 手套箱盖与座椅在最后位置时的 95%SAE坐姿人体的膝部距离：25mm （人体姿态：躯干线与大腿线夹角、
大小腿夹角均为90°）
八.遮阳板
• 遮阳板摆动边缘要布置在SAE J287手伸 及界面以内至少25mm。 • 避免其他面遮挡遮阳板操作路径。 •竖直或者侧面展开遮阳板的方式应当直 观。 • 遮阳板从中间固定座上取放的方式应 当直观。
• 把手的手操作区域要避免锐边，夹 手区，挂指甲区和分模线。
十.方向盘
•控制钮应布置在方向盘上以12点方向为基准逆时针和顺时针方向各40°-130°之间的范围内。 •方向盘轮缘中心线到控制钮外边缘：最小30mm，最大46mm。 •如果布置空间无法使控制钮位于方向盘轮缘中心线向里30-46mm范围内（如上所述），则优先考 虑布置在方向盘轮缘中心线向内走30mm以内的范围。 •建议放手洞的开口尺寸：最小98mm长30mm宽。允许有发光的外廓。 •建议当驾驶员用力时，方向盘边缘的前面辅助抓握区应防滑。 •建议在方向盘上下、轴向调节的所有位置上，方向盘前面的手部空间：最小50mm。 •建议方向盘边缘到门护板表面的距离：最小100mm，建议125mm。 •建议方向盘轮缘直径：20-40mm。
四.前罩人机
●解锁手柄抓握区域的后边缘应当位于发盖最前边缘以后90mm以内。 ●竖直式转轴锁的解锁手柄优于内外式转轴的解锁手柄。 ●倾向于布置一个发盖锁解锁手柄来操作。 ●有效的手柄尺寸：最小20mm高×20mm宽。
• 手套箱盖与座椅在最后位置时的 95%SAE坐姿人体的膝部距离：25mm （人体姿态：躯干线与大腿线夹角、
大小腿夹角均为90°）
八.遮阳板
• 遮阳板摆动边缘要布置在SAE J287手伸 及界面以内至少25mm。 • 避免其他面遮挡遮阳板操作路径。 •竖直或者侧面展开遮阳板的方式应当直 观。 • 遮阳板从中间固定座上取放的方式应 当直观。
• 把手的手操作区域要避免锐边，夹 手区，挂指甲区和分模线。
十.方向盘
•控制钮应布置在方向盘上以12点方向为基准逆时针和顺时针方向各40°-130°之间的范围内。 •方向盘轮缘中心线到控制钮外边缘：最小30mm，最大46mm。 •如果布置空间无法使控制钮位于方向盘轮缘中心线向里30-46mm范围内（如上所述），则优先考 虑布置在方向盘轮缘中心线向内走30mm以内的范围。 •建议放手洞的开口尺寸：最小98mm长30mm宽。允许有发光的外廓。 •建议当驾驶员用力时，方向盘边缘的前面辅助抓握区应防滑。 •建议在方向盘上下、轴向调节的所有位置上，方向盘前面的手部空间：最小50mm。 •建议方向盘边缘到门护板表面的距离：最小100mm，建议125mm。 •建议方向盘轮缘直径：20-40mm。
四.前罩人机
●解锁手柄抓握区域的后边缘应当位于发盖最前边缘以后90mm以内。 ●竖直式转轴锁的解锁手柄优于内外式转轴的解锁手柄。 ●倾向于布置一个发盖锁解锁手柄来操作。 ●有效的手柄尺寸：最小20mm高×20mm宽。
汽车内饰布置及人机工程校核方法
置。
Ｈ ３ ０为 驾驶 员踵 点到 Ｈ点 的高度 ， Ｈ ３ ０需根 具车 辆 种类 的不 同确 定 ，跑车 Ｈ ３ ０值 较小 ，Ｓ Ｕ Ｖ较 大 ，
轿 车类 在跑 车和 Ｓ Ｕ Ｖ之 间 。基于 以上 因素 即可 大致
２ ０ １ ４年第 ５ 期
潘丽杰 ：汽车 内饰布置及人机工程校核方法
摘 要 ：本 文主 要对 汽车 内饰 的关键 件包 括 仪表 盘 、 中控 台、座 椅 等进 行布 置 分析 ，从 人机 工程 角度分 析 如何满 足驾 驶者 的使 用要 求 。 关键词 ：汽 车 ；内饰 ；布 置 ；人机 工程 中图分类 号 ：Ｕ ４ ６ ３ ． ８ １ 文献 标识码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ６ ７ １ — ７ ９ ８ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ５ － ２ ４ — ０ ５ Ｐａ ｃ ｋ ａ ｇ ｅ ａ ｎｄ Ｃｈｅ ｃ ｋｉ ｎｇ ｏ ｆ Ａｕｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｉ ｎｔ ｅ ｒ ｉ ｏ ｒ
ＣＬＣ ＮＯ． ： Ｕ４ ６ ３ ． ８ １ Ｄｏ ｃ ｕ ｍｅ ｎ ｔ Ｃｏ ｄ ｅ ： Ａ Ａｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｉ Ｄ： １ ６ ７ １ — ７ ９ ８ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ５ — ２ ４ — ０ ５
考 点 ，是 两个 躯 干与 大腿 相连 的旋转 点 “ 跨 点 ” 的
一
便捷 性 和美 观 性 。而做 为汽 车 的 内饰 部 分 ，更 是驾 重 的大 部 分通 过臀 部 由座 椅和 坐 垫支 撑 ，一 部分 通 驶 员和 乘 员的 主要 乘坐 和活 动 区域 ，常 常 处于 长 时 过 脚 作用 于汽 车 地板 上 。在 汽车 的这 种特 定 的 约束
间使用 状态 ，对于 车 内 的舒 适 、安 全 、便捷 等 要求 坐姿 下 ，驾驶 员 在操 作 时身 体上 部 的活 动必 然 是绕 通过 Ｈ点的转动 。 并且 Ｈ点 是确 定眼椭 圆的基准 点 ， 就 更加突 显 。
人机工程在汽车总布置设计中的应用
作者简介:张 冰(1971—),工程师,主要从事整车系统集成,整车总体设计工作。
收稿日期:2004-04-30人机工程在汽车总布置设计中的应用张 冰(柳州五菱汽车有限责任公司技术中心,广西柳州 545007)摘要:探讨总结人机工程在汽车总布置设计的应用,同时阐述了总布置中的一些概念和定义,并给出了相关的标准和参考值,可为新产品的开发和技术改进提供参考和帮助。
关键词:人机工程;汽车;总布置;应用中图分类号:U 46 文献标识码:B 文章编号:1672-545X (2005)03-0051-041 人机工程的概况 人机工程是从20世纪50年代开始迅速发展起来的新兴边缘学科,它是从人的生理和心理特点出发,研究人、机、环境相互关系和相互作用的规律,以优化人—机—环境系统的一门学科,其目标是让人在使用机械的过程中感到“安全、健康、舒适、高效”。
在汽车的开发设计中,人机工程设计与车内空间的确定占有重要地位,必须根据新产品的实际情况,进行合理的布置设计。
这不仅关系到有效利用车内空间及提高乘用舒适性,而且会影响整车、内外造型和尺寸参数,进而会影响整车性能和市场竞争力。
而要获得人性化并贴近用户的最优化设计结果,就必须运用人机工程的设计方法程序。
在我国,由于没有合适的人体数据及工具且缺乏设计经验,尚未形成清晰有效的汽车人机工程设计方法。
2 汽车人机工程设计的基本内容211 汽车人机工程设计的任务与要求 汽车的设计开发,必须围绕以人为中心的人性化前提展开。
因此,汽车人机工程设计的任务就是开发出使驾驶者感到操纵方便、高效、不易疲劳,使乘坐者感到舒适、安全的汽车产品。
由于驾驶者身材各异,而一种汽车的布置尺寸只有一种,要使一种操纵件的布置能最大限度地满足不同身材驾驶者的手脚伸及性与姿势舒适性的要求,必须对人机工程进行仔细研究。
例如,同是操纵油门踏板,高个子驾驶者比矮个的座椅要靠后一些,但他们的手臂和腿的长度相差并不大,因此,高大的男人比娇小的女人更不易触到仪表板(如图1)。
汽车仪表板人机校核规范
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用千本文 件。 凡是不注日期的引用文件， 其最新版本（包括所有的修改单） 适用于本文件。
GB/T 17867—1999 轿车手操纵件、 指示器及信号装置的位置 SAE J 903-1999 乘用车前风窗刮水系统 SAE J 287-2007 驾驶员手控制区域
式中： G
H17
H30
综合包装因子， 单位为毫米 (mm) ;
AHP到方向盘中心垂直距离， 单位为毫米 (mm) ;
前排座高度， 单位为毫米(mm)。
H17 AHP到方向盘中心垂直距离； H30 前排座高度； L53 加速踏板踵点和SgRP点纵向距离。
图2 用来确定综合包装因子G的尺寸 4.1.2 手操作空间范围参考平面(HR平面）
验证杂物箱是否满足一般存放物品要求， 并且能够使乘员在正常乘坐位置使用。 4.3.2 校核方法 4.3.2.1 储物校核：将车辆用户手册、 车辆档案等类似文件放入杂物盒并关闭， 文件在杂物盒内无干 涉状态， 杂物盒开闭顺畅（具体文件需在设计前期定义考虑）。 4.3.2.2 打开极限位置校核：将杂物箱开启到最大开度位置， 量取杂物箱盖内壁与仪表板杂物箱开口 处的最小间隙A, 并检查杂物箱盖与SAE 95%的假人腿部是否有干涉， 见图19所示。 4.3.2.3 打开过程校核：在CATIA运动分析模块将杂物盒的开启过程进行模拟分析， 对运动过程中杂 物箱与周边件， 尤其是侧门护板的最小间隙进行记录。
方便驾驶员对组合仪表信息的识认性， 减少驾驶安全隐患。 4.4.2 校核方法
将组合仪表及眼椭圆数据调入UG软件，截取过眼椭圆中心的Y平面，如图20所示， 连接眼椭圆中 心与组合仪表中心，连线长度L称为驾驶员观察组合仪表的视距，连线与组合仪表表盘的夹角A称为驾 驶员观察组合仪表的视角， 连线与过眼椭圆中心线的水平线的夹角B称为驾驶员下视角。 4.4.3 要求
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用千本文 件。 凡是不注日期的引用文件， 其最新版本（包括所有的修改单） 适用于本文件。
GB/T 17867—1999 轿车手操纵件、 指示器及信号装置的位置 SAE J 903-1999 乘用车前风窗刮水系统 SAE J 287-2007 驾驶员手控制区域
式中： G
H17
H30
综合包装因子， 单位为毫米 (mm) ;
AHP到方向盘中心垂直距离， 单位为毫米 (mm) ;
前排座高度， 单位为毫米(mm)。
H17 AHP到方向盘中心垂直距离； H30 前排座高度； L53 加速踏板踵点和SgRP点纵向距离。
图2 用来确定综合包装因子G的尺寸 4.1.2 手操作空间范围参考平面(HR平面）
验证杂物箱是否满足一般存放物品要求， 并且能够使乘员在正常乘坐位置使用。 4.3.2 校核方法 4.3.2.1 储物校核：将车辆用户手册、 车辆档案等类似文件放入杂物盒并关闭， 文件在杂物盒内无干 涉状态， 杂物盒开闭顺畅（具体文件需在设计前期定义考虑）。 4.3.2.2 打开极限位置校核：将杂物箱开启到最大开度位置， 量取杂物箱盖内壁与仪表板杂物箱开口 处的最小间隙A, 并检查杂物箱盖与SAE 95%的假人腿部是否有干涉， 见图19所示。 4.3.2.3 打开过程校核：在CATIA运动分析模块将杂物盒的开启过程进行模拟分析， 对运动过程中杂 物箱与周边件， 尤其是侧门护板的最小间隙进行记录。
方便驾驶员对组合仪表信息的识认性， 减少驾驶安全隐患。 4.4.2 校核方法
将组合仪表及眼椭圆数据调入UG软件，截取过眼椭圆中心的Y平面，如图20所示， 连接眼椭圆中 心与组合仪表中心，连线长度L称为驾驶员观察组合仪表的视距，连线与组合仪表表盘的夹角A称为驾 驶员观察组合仪表的视角， 连线与过眼椭圆中心线的水平线的夹角B称为驾驶员下视角。 4.4.3 要求
汽车总布置设计-人机工程
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
引用标准
SAE J1100-2005 SAE J826-2002 SAE J4002-2005 SAEJ1517-1998 SAE J1052-2002 Motor Vehicle Dimensions（汽车尺寸） H点机械和设计工具规程和规格 H点机械和设计工具规程和规格 驾驶员选择的座椅位置 汽车驾驶员及乘员头部位置
E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。
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）。
16
四、人体坐姿校核
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。
13
三、人机工程关键硬点定义
眼椭圆大小
14
三、人机工程关键硬点定义
眼椭圆位置
其中：具有离合踏板时t=1，无离合踏板时t=0 L1：加速踏板参考点（PRP）X坐标 L6：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
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三、人机工程关键硬点定义
25
四、人体坐姿校核
驾驶员SAE5%人体坐姿舒适性校核 轿车驾驶员人体坐姿舒适推荐值
代码 尺寸名称 舒适参考范围 250-405 —— 20-30 95-115 —— 100-145 87-110
汽车人机工程-总布置
5 如何进行总布置设计
5．１ 总布置设计的三段式程序 5．２ 汽车参数的确定
汽车设计不是从零开始
市场报告 市场调研 以前的设计积累 对比车型 Competitive Vehicle 的分析评价 文献、报告、样本等信息的搜集 计算 对比计算的重要性 设计说明书及计算书 5．３ 汽车的分类 －法规性分类 GB/T15089-2001(代替1994) 与ECE R.E.3等效，增加了G类车 美国FMVSS，小客车、大客车、多用途汽车（MPV）、卡车。 越野汽车 军用汽车 －设计性分类 SAE J1100 汽车尺寸，为统一汽车空间尺寸的比较进行分类 －其他分类 术语及定义 GB/T3730.1-2001，市场的分类
总布置设计的特征
－ 目标明确 目标市场 /目标用户/目标售价/ 目标车型（包括技术目标）/其他目标
设计思想Design Philosophy 的确立
－ 多方案
方案可能是排他的也可能是互补的
－ 有约束 技术的 /经济的/ 法规的 /环境的/部件货源（供应商） 设计原则Design Criteria 的确立
黄 牌
N1
GVW≤3500kg，载 货 3500kg＜ GVW≤12000kg， 载货 GVW＞12000kg， 载货
—— 蓝 牌 中型以下载货汽车。 货车：GVW＜4500kg ，车身长度＜6m；
C1
小型、微型载客汽车以及轻 型、微型载货汽车；轻、小、 微型专项作业车
N2
——
中型以上载货汽车。 货车：GVW≥4500kg ，车身长度≥6m；
技术协议签订
典型产品技术参数对比分析 典型产品技术平台分析
造型趋势研究
市场可行性研究
22
造型结果 检查评审
车辆总布置人机工程设计的一般步骤
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 的驾驶姿势入座后，他们的眼睛位置在车身 坐标系中的统计分布图形。由于统计分布图 形呈椭圆状，因此被称为驾驶员眼椭圆。 驾驶员眼椭圆的确立为研究汽车视野性能提 供了科学的视野原点基准。
眼椭圆
眼椭圆
驾驶员眼椭圆与视野设计
驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
足蹬力 手操舵力 手柄的设计 坐姿下驾驶员双手对方向盘的手操舵力与方向盘倾角 （侧视图上方向盘平面与水平之间的夹角）有密切的 关系。方向盘平面越接近水平即倾角越小，手操舵力 越大。但是可以转动方向盘的角度值变小，如图2-5所 示。此时对应的座椅靠背也比较垂直，驾驶员坐姿相 应地也比较平直。
驾驶员眼椭圆与视野设计
眼椭圆应用之轿车仪表板盲区 汽车行驶过程中，驾驶员需要经 常观察仪表板上的信息。在观察 时，驾驶员的视线会受到方向盘 的阻挡，方向盘的轮毂、轮辐和 轮缘在仪表板上形成相应的盲区 称之为仪表板盲区
驾驶员眼椭圆与视野设计
轿车驾驶员的前方视野
驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
驾驶员手伸及范围的 分区 基准平面：指与汽车 纵向对称平面平行的 与座椅参考点（设计 时采用的H点）左右相 距50mm的两平面。
驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
1区：位于参考平面左侧，由下列表面形成的区域： A）平行于方向盘平面且向上相距20mm的平面； B）平行于方向盘平面且向下相距170mm的平面； C）沿方向盘轮圈外缘向外扩展100mm的圆柱面。 该圆柱面的中心线与方向盘轴线共线。 D）通过方向盘轴线的两垂直相交平面。两垂直相交平面与 参考平面之间的夹角分别为40º，130º。
驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
眼椭圆
眼椭圆
驾驶员眼椭圆与视野设计
驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
足蹬力 手操舵力 手柄的设计 坐姿下驾驶员双手对方向盘的手操舵力与方向盘倾角 （侧视图上方向盘平面与水平之间的夹角）有密切的 关系。方向盘平面越接近水平即倾角越小，手操舵力 越大。但是可以转动方向盘的角度值变小，如图2-5所 示。此时对应的座椅靠背也比较垂直，驾驶员坐姿相 应地也比较平直。
驾驶员眼椭圆与视野设计
眼椭圆应用之轿车仪表板盲区 汽车行驶过程中，驾驶员需要经 常观察仪表板上的信息。在观察 时，驾驶员的视线会受到方向盘 的阻挡，方向盘的轮毂、轮辐和 轮缘在仪表板上形成相应的盲区 称之为仪表板盲区
驾驶员眼椭圆与视野设计
轿车驾驶员的前方视野
驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
驾驶员手伸及范围的 分区 基准平面：指与汽车 纵向对称平面平行的 与座椅参考点（设计 时采用的H点）左右相 距50mm的两平面。
驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
1区：位于参考平面左侧，由下列表面形成的区域： A）平行于方向盘平面且向上相距20mm的平面； B）平行于方向盘平面且向下相距170mm的平面； C）沿方向盘轮圈外缘向外扩展100mm的圆柱面。 该圆柱面的中心线与方向盘轴线共线。 D）通过方向盘轴线的两垂直相交平面。两垂直相交平面与 参考平面之间的夹角分别为40º，130º。
驾驶员的手伸及界面及操作件的合理布置
汽车人机校核(总布置)课件
汽车人机校核(总布置)
人体尺寸与人体模型
❖人体模型
汽车设计和试验中所采用的人体模型视用途不同，种类不一。 常见的有H点人体模型、装车试验用人体模型（假人）、振动试 验用多自由度振动人体模型。
汽车人机校核(总布置)
人体尺寸与人体模型
❖H点人体模型 ☆ H点是人体身躯与大腿的连接点，即跨点Hp。 ☆ H点人体模型是一种用来确定汽车车身的实际H点位置的人 体模型。H点人体模型由背板部、座板部、小腿部及足部等构成。
人机工程学
—— 汽车工程研究院 总体部
汽车人机校核(总布置)
目录
1
概论
2
人体尺寸与人体模型
3
驾驶员视野设计
4
乘员头部空间设计
汽车人机校核(总布置)
目录
5
上下车方便性设计
6
人体坐姿舒适性和手伸及平面
7
三踏板校核
8
雨刮刮刷面积校核
汽车人机校核(总布置)
概论
❖汽车人机工程学
人机工程学是20 世纪70 年代初迅速发展起来的一门新兴学 科,它从人的生理和心理出发,研究人-机- 环境相互关系和相互 作用的规律,并使人—机系统工作效能达到最佳。在汽车车身设 计中应用人体工程学,就是以人(驾驶员、乘客) 为中心,研究车身 设计(包括布置和设备等) 如何适应人的需要,创造一个舒适的、 操纵轻便的、可靠的驾驶环境和乘坐环境,即设计一个最佳的 人—车—环境系统。
汽车人机校核(总布置)
人体尺寸与人体模型
❖H点人体模型
图1 H点人体模型
汽车人机校核(总布置)
人体尺寸与人体模型
❖汽车实际H点
•
汽车实际H点是指当H点三维人体模型按规定的步骤安放在汽
人体尺寸与人体模型
❖人体模型
汽车设计和试验中所采用的人体模型视用途不同，种类不一。 常见的有H点人体模型、装车试验用人体模型（假人）、振动试 验用多自由度振动人体模型。
汽车人机校核(总布置)
人体尺寸与人体模型
❖H点人体模型 ☆ H点是人体身躯与大腿的连接点，即跨点Hp。 ☆ H点人体模型是一种用来确定汽车车身的实际H点位置的人 体模型。H点人体模型由背板部、座板部、小腿部及足部等构成。
人机工程学
—— 汽车工程研究院 总体部
汽车人机校核(总布置)
目录
1
概论
2
人体尺寸与人体模型
3
驾驶员视野设计
4
乘员头部空间设计
汽车人机校核(总布置)
目录
5
上下车方便性设计
6
人体坐姿舒适性和手伸及平面
7
三踏板校核
8
雨刮刮刷面积校核
汽车人机校核(总布置)
概论
❖汽车人机工程学
人机工程学是20 世纪70 年代初迅速发展起来的一门新兴学 科,它从人的生理和心理出发,研究人-机- 环境相互关系和相互 作用的规律,并使人—机系统工作效能达到最佳。在汽车车身设 计中应用人体工程学,就是以人(驾驶员、乘客) 为中心,研究车身 设计(包括布置和设备等) 如何适应人的需要,创造一个舒适的、 操纵轻便的、可靠的驾驶环境和乘坐环境,即设计一个最佳的 人—车—环境系统。
汽车人机校核(总布置)
人体尺寸与人体模型
❖H点人体模型
图1 H点人体模型
汽车人机校核(总布置)
人体尺寸与人体模型
❖汽车实际H点
•
汽车实际H点是指当H点三维人体模型按规定的步骤安放在汽
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人机工程学
—— 汽车工程研究院 总体部
目录
1 2 3
概论 人体尺寸与人体模型 驾驶员视野设计 乘员头部空间设计
4
目录
5 6 7
上下车方便性设计 人体坐姿舒适性和手伸及平面 三踏板校核 雨刮刮刷面积校核
8
概论
汽车人机工程学 人机工程学是20 世纪70 年代初迅速发展起来的一门新兴学 科,它从人的生理和心理出发,研究人-机- 环境相互关系和相互 作用的规律,并使人—机系统工作效能达到最佳。在汽车车身设 计中应用人体工程学,就是以人(驾驶员、乘客) 为中心,研究车 身设计(包括布置和设备等) 如何适应人的需要,创造一个舒适的、 操纵轻便的、可靠的驾驶环境和乘坐环境,即设计一个最佳的 人—车—环境系统。
概论
人机工程学的具体应用 ☆ 通过测量、统计、分析人体的尺寸，以此为依据确定车内 的有效空间以及各部件、总成的布置位置和尺寸关系。 ☆ 通过对人体生理结构的研究，以使座椅设计以及人体坐姿 符合人体乘坐舒适性的要求 ☆ 根据人体操纵范围和操纵力的测定，确定各操纵装置的布 置位置和作用力的大小，以使人体操纵自然、准确、轻便，并 降低操纵疲劳程度。 ☆ 通过对人眼的视觉特性、视野效果的研究、试验，校核驾 驶员的信息系统，以保证驾驶员获得正确地驾驶信息。 ☆ 根据人体的动力学，研究汽车碰撞时对人体的合理保护， 正确确定安全带的铰接点位置和对人体的约束力；研究振动时 对人体乘坐舒适性的影响；研究人体上下车的方便性，以确定 车门的开口部位与尺寸。 ☆ 研究人体的生理要求，合理确定和布置空调系统。
驾驶员视野设计
☆驾驶员视野直接影响汽车主动安全性，是整车总布置及造型 设计要始终关注的基本方面。 ☆驾驶员视野设计主要包括以下几个方面：前方视野、交通灯 视野、A柱障碍角、直接后方视野及间接后方视野、仪表板视野。
驾驶员视野设计
前后视野示意图
图2 驾驶员视野示意图
驾驶员视野设计
前方视野
☆ 前方地面视野：从驾驶员眼睛中心点作一条与发动机舱盖相切的直 线，与设计地面线相交，其交点与前保险杠最前端的纵向距离越小越好， 一般希望小于5m ； ☆ 风窗玻璃透明区视野 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（注意：透明区域指的是光线垂直照射的时候，透光率大于 70% ）： 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点关于汽车纵向对称平面对称。 (V点是表征驾驶员眼睛位置的点，它与通过驾驶员乘坐位置中心线的 纵向铅垂平面、R点及设计座椅靠背角有关。此点用于检查汽车视野是 否符合要求。通常用V1、V2两点表示V点的不同位置。)
图3 驾驶员前方180 °内视野评价
驾驶员视野设计
交通灯视野 交通灯视野：要求汽车在停车线1m以外能方便看到交通 灯最上面的红灯，不能被车顶或其它零件所遮盖（内后视镜 除外）。见图2 所示。
A柱障碍角
按GB 11562-1994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。 在测量A柱障碍角的时候，一定要注意门窗密封条、门窗 的上框架、遮阳带也要考虑在内。 测量方法如下：
驾驶员视野设计
前方视野
☆ 驾驶员前方180º 范围内直接视野：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 视镜和风窗玻璃刮水器等造成的障碍外，不得有其它障碍。
驾驶员视野设计
A柱障碍角 ☆ P点至驾驶员眼睛高 度上的头部中心点，通 常以P1、P1两点表示驾 驶员水平观察物体时P点 的不同位置。 ☆ Pm点指通过R点的 纵向铅垂面与P1、P2连 线的交点。
人体尺寸与人体模型
其它拟假人，是进行车身安全性研究必不
可少的设备。通过其体内的传感器测量碰撞时人体的伤害值；通过碰 撞瞬间的高速摄影分析人体的运动状态，借以比较撞车时成员的伤害 程度和乘员保护装置等的性能；
☆ 汽车平顺性试验中需要使用人体振动模型作为座椅的载荷。 这种人体振动模型应能较好地反映真人人体的动态响应，并可 排除人的因素差异，使试验结果有统一的比较依据。
人体尺寸与人体模型
人体模型
汽车设计和试验中所采用的人体模型视用途不同，种类不一。 常见的有H点人体模型、装车试验用人体模型（假人）、振动试 验用多自由度振动人体模型。
人体尺寸与人体模型
H点人体模型
☆ H点是人体身躯与大腿的连接点，即跨点Hp。 ☆ H点人体模型是一种用来确定汽车车身的实际H点位置的人 体模型。H点人体模型由背板部、座板部、小腿部及足部等构成。
人体尺寸与人体模型
H点人体模型
图1 H点人体模型
人体尺寸与人体模型
汽车实际H点 汽车实际H点是指当H点三维人体模型按规定的步骤安放在汽车 座椅上时，人体模型上左右两H点标记连接线的中点。 ☆ 汽车实际H点是与操纵方便性极坐姿舒适性相关的车内尺寸 的基准点； ☆ 汽车实际H点是确定眼椭圆在车身重位置的基准点； ☆ 汽车实际H点也是确定座椅参考点R（H点与R点重合）的基 准； ☆ 汽车实际H点的位置影响到驾驶员的手伸及界面。
人体尺寸与人体模型
人体尺寸 ☆ 人体尺寸决定了人体所占据的几何空间大小和人体的活动 范围,是确定车身室内有效空间和进行内饰布置的主要依据。根 据人体尺寸的正态分布以人体尺寸的“百分位分布值”作为设 计的尺寸依据。 ☆ 百分位表示人体的某项基础数据对于使用对象中有百分之 几的人可适用，这是人体工程学中一条基本的设计原则。车身 设计中一般采用5 %、50 %和95 %三种百分位的人体尺寸,分别 代表矮小身材、平均身材和高大身材的人体尺寸。车身设计中， 常把第95 %百分位的值作为设计上限，把第5 %的值作为下限。 这样的设计结果可满足90 %的使用对象。
—— 汽车工程研究院 总体部
目录
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概论 人体尺寸与人体模型 驾驶员视野设计 乘员头部空间设计
4
目录
5 6 7
上下车方便性设计 人体坐姿舒适性和手伸及平面 三踏板校核 雨刮刮刷面积校核
8
概论
汽车人机工程学 人机工程学是20 世纪70 年代初迅速发展起来的一门新兴学 科,它从人的生理和心理出发,研究人-机- 环境相互关系和相互 作用的规律,并使人—机系统工作效能达到最佳。在汽车车身设 计中应用人体工程学,就是以人(驾驶员、乘客) 为中心,研究车 身设计(包括布置和设备等) 如何适应人的需要,创造一个舒适的、 操纵轻便的、可靠的驾驶环境和乘坐环境,即设计一个最佳的 人—车—环境系统。
概论
人机工程学的具体应用 ☆ 通过测量、统计、分析人体的尺寸，以此为依据确定车内 的有效空间以及各部件、总成的布置位置和尺寸关系。 ☆ 通过对人体生理结构的研究，以使座椅设计以及人体坐姿 符合人体乘坐舒适性的要求 ☆ 根据人体操纵范围和操纵力的测定，确定各操纵装置的布 置位置和作用力的大小，以使人体操纵自然、准确、轻便，并 降低操纵疲劳程度。 ☆ 通过对人眼的视觉特性、视野效果的研究、试验，校核驾 驶员的信息系统，以保证驾驶员获得正确地驾驶信息。 ☆ 根据人体的动力学，研究汽车碰撞时对人体的合理保护， 正确确定安全带的铰接点位置和对人体的约束力；研究振动时 对人体乘坐舒适性的影响；研究人体上下车的方便性，以确定 车门的开口部位与尺寸。 ☆ 研究人体的生理要求，合理确定和布置空调系统。
驾驶员视野设计
☆驾驶员视野直接影响汽车主动安全性，是整车总布置及造型 设计要始终关注的基本方面。 ☆驾驶员视野设计主要包括以下几个方面：前方视野、交通灯 视野、A柱障碍角、直接后方视野及间接后方视野、仪表板视野。
驾驶员视野设计
前后视野示意图
图2 驾驶员视野示意图
驾驶员视野设计
前方视野
☆ 前方地面视野：从驾驶员眼睛中心点作一条与发动机舱盖相切的直 线，与设计地面线相交，其交点与前保险杠最前端的纵向距离越小越好， 一般希望小于5m ； ☆ 风窗玻璃透明区视野 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（注意：透明区域指的是光线垂直照射的时候，透光率大于 70% ）： 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点关于汽车纵向对称平面对称。 (V点是表征驾驶员眼睛位置的点，它与通过驾驶员乘坐位置中心线的 纵向铅垂平面、R点及设计座椅靠背角有关。此点用于检查汽车视野是 否符合要求。通常用V1、V2两点表示V点的不同位置。)
图3 驾驶员前方180 °内视野评价
驾驶员视野设计
交通灯视野 交通灯视野：要求汽车在停车线1m以外能方便看到交通 灯最上面的红灯，不能被车顶或其它零件所遮盖（内后视镜 除外）。见图2 所示。
A柱障碍角
按GB 11562-1994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。 在测量A柱障碍角的时候，一定要注意门窗密封条、门窗 的上框架、遮阳带也要考虑在内。 测量方法如下：
驾驶员视野设计
前方视野
☆ 驾驶员前方180º 范围内直接视野：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 视镜和风窗玻璃刮水器等造成的障碍外，不得有其它障碍。
驾驶员视野设计
A柱障碍角 ☆ P点至驾驶员眼睛高 度上的头部中心点，通 常以P1、P1两点表示驾 驶员水平观察物体时P点 的不同位置。 ☆ Pm点指通过R点的 纵向铅垂面与P1、P2连 线的交点。
人体尺寸与人体模型
其它拟假人，是进行车身安全性研究必不
可少的设备。通过其体内的传感器测量碰撞时人体的伤害值；通过碰 撞瞬间的高速摄影分析人体的运动状态，借以比较撞车时成员的伤害 程度和乘员保护装置等的性能；
☆ 汽车平顺性试验中需要使用人体振动模型作为座椅的载荷。 这种人体振动模型应能较好地反映真人人体的动态响应，并可 排除人的因素差异，使试验结果有统一的比较依据。
人体尺寸与人体模型
人体模型
汽车设计和试验中所采用的人体模型视用途不同，种类不一。 常见的有H点人体模型、装车试验用人体模型（假人）、振动试 验用多自由度振动人体模型。
人体尺寸与人体模型
H点人体模型
☆ H点是人体身躯与大腿的连接点，即跨点Hp。 ☆ H点人体模型是一种用来确定汽车车身的实际H点位置的人 体模型。H点人体模型由背板部、座板部、小腿部及足部等构成。
人体尺寸与人体模型
H点人体模型
图1 H点人体模型
人体尺寸与人体模型
汽车实际H点 汽车实际H点是指当H点三维人体模型按规定的步骤安放在汽车 座椅上时，人体模型上左右两H点标记连接线的中点。 ☆ 汽车实际H点是与操纵方便性极坐姿舒适性相关的车内尺寸 的基准点； ☆ 汽车实际H点是确定眼椭圆在车身重位置的基准点； ☆ 汽车实际H点也是确定座椅参考点R（H点与R点重合）的基 准； ☆ 汽车实际H点的位置影响到驾驶员的手伸及界面。
人体尺寸与人体模型
人体尺寸 ☆ 人体尺寸决定了人体所占据的几何空间大小和人体的活动 范围,是确定车身室内有效空间和进行内饰布置的主要依据。根 据人体尺寸的正态分布以人体尺寸的“百分位分布值”作为设 计的尺寸依据。 ☆ 百分位表示人体的某项基础数据对于使用对象中有百分之 几的人可适用，这是人体工程学中一条基本的设计原则。车身 设计中一般采用5 %、50 %和95 %三种百分位的人体尺寸,分别 代表矮小身材、平均身材和高大身材的人体尺寸。车身设计中， 常把第95 %百分位的值作为设计上限，把第5 %的值作为下限。 这样的设计结果可满足90 %的使用对象。