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汽车人机工程舒适性要求

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天宇 发表于 2015-1-10 17:22:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
人机舒适性要求乘坐舒适性:前排人员坐姿要求,后排人员坐姿要求;
操作舒适性:驾驶员前部手控舒适区,前车门手控舒适区,后车门手控舒适区,座椅下部手控舒适区,机盖开度舒适性要求,后背门(后行李厢)开度舒适性要求;
3.1  乘坐舒适性  
3.1.1 前排人员坐姿要求
前排人员包括驾驶员和前排乘客,在布置上需要满足相
应的布置要求,一般情况下,驾驶员与副驾驶员设计坐姿一致,驾驶员还需特别关注下肢的布置角度要求,下图为驾驶员对人体主要关节角度的一般性要求
————95%美国男性
5%美国女性
关节名称                          舒适角度           最佳角度
靠背角                            20°<A1<30°        25°
H: 胯点                           95°<A2<110°       95°
G: 膝关节                         95°<A3<135°      125°
CH:踝关节                         85°<A4<110°       87°
E:肩部点                          25°<A5<60°
C:肘关节                          80°<A6<165°
P:腕关节                          170°<A7<190°
M:指关节                        
T: A点                           
·舒适驾驶姿态
-H点根据舒适驾驶姿态进行确定,不同车型的空间、坐姿角度的具体要求如下表所示。
名称
腿部空间
头部空间
臀部角度
膝关节
紧凑型轿车
1055
970
90°-95°
115°-120°
小型轿车
1065
970
95°
125°
中型轿车
1075
975
95°-100°
125°-130°
大型轿车
1085
975-980
100°
130°
对于不同车型来说座椅靠背角度一般:25°为最佳舒适状态,靠背角度也可以根据实际需要做相应的调整;踝关节角度一般:87°为最佳舒适状态,关节角度也可以根据实际需要做相应的调整。
·方向盘与踏板之间的关系
-方向盘和油门踏板位置根据95%美国男性四肢的舒适角度进行确定
·方向盘中心与H点的间距
-纵向长度:405-415mm
-垂直高度:370-380mm
·方向盘下端与座椅垫之间的关系
-我们称之为方向盘间隙
-方向盘间隙:最小165mm
·座椅调节滑轨的行程包括最前位置和最后位置。
-最前位置:5%的美国女性
-最后位置:95%的美国男性
*如果是大中型汽车,H点可以位于最后位置的前方
  名称
座椅调节范围(mm)
微型轿车轿车
160-180
小轿车
180-200
中型轿车
200
大型轿车
≥200
-座椅调节滑轨倾斜角:3°-5°
·头部间隙
-顶盖装饰板与驾驶员视点之间的高度:200mm -230mm
·视觉
-确定H点应在考虑前后视野的基础上寻求良好的视觉效果
3-2)横向H点位置
·应考虑以下因素:
-内部乘员宽度
-车顶纵梁(横向头部间隙)
-方向盘
-踏板
-等等
·内部乘员宽度
-肩部空间和臀部空间
-考虑到车门内饰和副仪表板的有效空间
  
名称
  
坐垫和门内饰之间的间隙
臀部空间
坐垫宽度
肩部空间
紧凑型轿车
80
1310
510
1310
小型轿车
80
1360
520-530
1335
中型轿车
90
1450
540
1445
大型轿车
95
1500
550
1490
·H点位置
  名称
车中心至H点的间距(mm)
紧凑型轿车
315
小轿车
335
中型轿车
365
大型轿车
380
·横向头部间隙
  名称
横向头部空间(mm)
紧凑型轿车
315
小轿车
335
中型轿车
365
大型轿车
380
·方向盘和踏板
踏板的分类:手动挡踏板和制动档踏板

*SgRP(座椅参考点): H点
  踏 板  间 距(mm)
踏板高度差(mm)
分  类
C
B
*1)  A
*2) A-B
B-C
油门-刹车
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.gif 刹车-离合器
  
设计指南
70-80
40-50
最小165
60-70
70-80
30-40
0-5
  

注:*1) 右置: 最小155;
*2) 右置: 同样概念
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image009.gif

说明:
1.θ1  1°-  2°(正常:1.5 °)
L ( 方向盘与H点在平面上的长度): 0-10mm
注:*2 H点为座椅调节范围                             
  
尺寸代码
  
①(此尺寸仅供参考)
设计要求
260-320
370-380
405-415
390-395
23°-25°
4.后H点
·如果是紧凑型和小型轿车,应考虑到乘客空间比后乘客厢更为重要。但是,大中型轿车则不同。
·一般来说,后乘客空间是根据车辆等级采用下列一些人体模型建立起来的。
名称
百分位
人体高度
紧凑型轿车
10%美国男性
167mm
小型轿车
10/50%美国男性
167/176mm
中型轿车
50/95美国男性
176mm
大型轿车
95%美国男性
185mm
4-1)沿长度和高度方向的H点位置
·后H点取决于前H点和后车轮中心
·正常情况下,地板护面到H点的高度为300mm
  
名称
  
腿部空间
头部空间
紧凑型轿车
750-800
920-1000
小型轿车
850-900
950
中型轿车
900-950
960
大型轿车
≥950
970
·检查头部向后摆动间隙
4-2)沿宽度方向的H点位置
·H点的位置应根据95%的美国男性进行确定而不考虑车辆的尺寸
-95%美国男性尺寸
  
名称
  
沿宽度方向的H点位置
坐着臀部宽度
400mm
肩宽
490mm
-后H点离车中心至少为250mm
-后H点离轮罩内侧至少900mm以避免臀部与轮罩进行干涉
-后H点应象前H点一样考虑头部间隙
  名称
肩部空间
臀部空间
紧凑型轿车
1300
1300
小型轿车
1350
1350
中型轿车
1440
1450
大型轿车
1490
1500
  名称
乘客肩部至车门内饰的间距
汽车中心至H点
紧凑型轿车
110
285
小型轿车
115
315
中型轿车
125
350
大型轿车
130
375
-由于造型原因,后排横向头部间隙在正常情况下至少要比前横向头部间隙大5mm
3.1.2  后排人员的坐姿要求
相对于前排乘客来说,后排乘客对腿部的要求没有前排的那么多,其它关节位置的角度要求可参考前排乘员来进行设计,但后排乘客需要考虑头部后仰空间的要求,要保证后排乘员头部运动的过程中不会碰到行李舱隔板装置,具体区域如下图所示:
安全带、高位制动灯、行李隔板及其它装饰板布置时要注意满足乘员头部空间的要求,不要超过上图所示的乘员头部轮廓线。
3.2 空间要求的具体定义
3.2.1  头部空间的定义
   头部空间是针对大众人群的,因此定义头部空间时需要考虑95%的人体的头部包络线
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image015.jpg
1. W27——头部间隙斜向空间;
2. H35——纵向空间;
3. W35——横向空间。
设计时为保证人体舒适性需要满足前期策划时定义的工程目标值
3.2.2  肩部空间、臀部空间
前期策划时要考虑驾驶员、乘员的肩部空间、臀部空间,可以参考竞品车定义其工程目标值。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image019.jpg

1. W3——肩部空间;
2. W5——臀部空间
设计时需要满足前期策划时的工程目标值
3.2.3  后排乘员膝部空间
   前排座椅调整到最后位置时,后排乘员的膝部最小间隙为51mm,
脚部空间主要是评价人进出车辆方便性的一个指标
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image023.jpg

1. L18——车门开启最大时,从门槛内饰上方的102mm处测得的座垫与内饰件最小距离
2. 四门车——前排L18最小值为440mm、后排最小值为300mm。
3. 两门轿车——前排L18最小值为440mm、后排最小值为200mm
3.2.4  小腿与门槛外板的间隙
人下车时小腿与门槛外板要留有一定的间隙,主要是考虑5%的女性在下车时小腿与门槛不相撞即可,如下图所示
3.2.5  方向盘与坐垫的间隙
考虑人机舒适性,方向盘下端与坐垫要有足够的间隙
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image027.jpg
H74——方向盘下端和坐垫的最小间隙推荐值为150mm。
3.3 车门扶手舒适区域
    前、后车门扶手的高度要定义在扶手舒适区域内

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image029.jpg
1.定位扶手使驾驶员可以紧握方向盘并把胳肘放在扶手上歇息,为适应胳肘要求,可把扶手固定在H点与胳肘舒适区域前部的边缘之间。
2.外扶手高度应在内扶手高度的25mm之内。
3.整个胳肘舒适区域的扶手宽度为:50-60mm
4.为了方便前臂,整个前臂舒适区域具有30mm的最小扶手宽度。
3.4 车内中间扶手箱舒适区域
3.4.1  扶手箱的高度
车内中间扶手箱的高度根据车门扶手的高度来确定,车内中间扶手的高度应在车门扶手高度的25mm之内满足人机舒适性的要求。3.4.1  扶手箱的宽度
适用两人的扶手宽度最少为:100mm;
适用壹人的扶手宽度最少为:50mm。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image037.jpg

3.5  车门内拉手舒适区域(适合所有类型的车门内拉手)
车门内拉手在车门内扶手上面,其高度根据车门内扶手的高度而定。
1. 车门内拉手的最小抓握长度120mm要在B区域内,如果拉手的长度超过120mm可以在C区域内;
2. 抓握区域最小半径5mm;
3. 建议抓握直径最小25mm,最大50mm。
车门内拉手的类型:
a. 杯型拉手;
b. 全握式拉手;
c. 带型拉手;
d. 棒式拉手
3.5.1 杯型拉手
杯型拉手的尺寸要求为:
1. 抓握打开宽度:最小30mm;
2. 拉手深度:最小36mm;
3. 上部最近接触点的间隙最小30mm。
3.5.2 全握式拉手
全握式拉手的尺寸要求为:
抓握打开宽度:最小35mm
3.5.3 带式拉手
带式拉手的尺寸要求为:
1. 最小手指间隙:40mm;
2. 上部(斜向间隙)30mm外侧(横向间隙)。
3.5.4 棒式拉手
棒式拉手的尺寸要求为:
1. 手进入/外侧间隙:最小20mm ;
2. 手进入/上部间隙:最小40mm;
3. 手进入/下部间隙,棒顶端至罩盖下端:最小30mm。
3.4 进车车辆方便性的要求
车辆进出高度主要进出车辆方便性的测量方法。前期定义时要全面考虑人机舒适性的要求,定义足够的出入空间
·进入高度-前(H11):从前H点X平面至H点位置上方装饰车身开启处的垂直尺寸。
·进入高度-后(H12):从后H点至H点前方330mm的一个截面上部装饰车身开启处的垂直尺寸。
·出口高度-后(H69):从后H点至上部装饰车身开启处的垂直尺寸。它位于装饰车身开启处与后H点上方483mm一个水平面相交处前方254mm这个位置。

车辆进出高度的参考值为
1. H11——进入高度-前:770-800mm;
2. H12——进入高度-后:760-810mm;
3. H69——出口高度-后:710-780mm。
设计时要满足前期定义的工程目标值
1.2操作舒适性
1.2.1  驾驶员手控操纵区域
   为方便驾驶员在正常驾驶位置时的操纵,仪表台及其周边的按钮装置要布置在驾驶员受控区域内。
1. 曲面A——三指手控区域(旋转类按钮例如:空调旋钮、收音机旋钮等要布置在此区域内);
2. 曲面A沿X方向前移50mm——手指手控区域(触摸类按钮例如电动后视镜开关、除霜加热开关、A/C开关等要布置在此区域内);
3. 曲面A沿X方向后移50mm——全握手控区域(抓握类机构例如换挡机构、驻车制动机构等要布置在此区域内)。
1.2.2  前车门合理手控区域
    前车门上面的控制开关、车门开启手柄等控制器要布置在相应的控制曲线之内。上部手控界限
以水切为界。
1. 红色线框——“无倾斜”控制要求曲线;
2. 曲线A沿X方向前移100mm(H点上方128mm)——需用手全握进行操纵的控制曲线,例如车门开启手柄;
3. 曲线A沿X方向前移100mm(H点下方100mm)——无需用手全握进行操纵的控制曲线。
1.2.3  前车门下部合理控制区域
随座椅前后移动的控制器要布置在相应的操纵区域内,方便操纵。
1. 曲线A——身体无倾斜时手指操纵的控制范围;
2. 曲线B——身体无倾斜时指尖操纵的控制范围;
3. 曲线C——身体倾斜时手指操纵的控制范围;
4. 曲线D——身体倾斜时指尖操纵的控制范围。
*注:安装座椅边侧控制器至少要在正常坐垫以下75mm以确保进出汽车的使用者在坐垫下压时不会接触控制器。
1.2.4  后车门合理控制区域
后车门内饰上的控制器要布置在相应的操纵区域内   
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image065.jpg

1.红色线框——用手全握操纵的控制器边界曲线,例如手动玻璃升降器等;
2. 红色线框的I、D两点向下延伸至G点——无需用手全握操纵的控制器边界线,例如电动玻璃升降器开关等。
1.2.5  后车门下部合理控制区域
   座椅上的控制器要布置在相应的操纵区域内

1. 曲线A——身体无倾斜时手指操纵的控制范围;
2. 曲线B——身体无倾斜时指尖操纵的控制范围;
3. 曲线C——身体倾斜时手指操纵的控制范围;
4. 曲线D——身体倾斜时指尖操纵的控制范围。
*注:安装座椅边侧控制器至少要在正常坐垫以下75mm以确保进出汽车的使用者在坐垫下压时不会接触控制器。
1.2.6 变速器换挡杆的设计
1.  沿X-轴线方向变速器换档杆的设计指南
-处于最前位置时与面板或碰撞衬垫的最小间距:120mm
-处于最后位置时与H点的最小间距:275mm
2.垂直位置
-变速杆上端的垂直位置:最多在H点之上280mm
列间最好在H点之上200mm
3.手间距
-包括超程在内的变速杆所有位置均应保持下距:
5.变速器换档球头的首选位置
-包括超程在内的变速器换档球头位置均应处在上图三维梯形之内。
手柄
-变速器换档杆球头横向宽度:最小50mm,方便驾驶员操纵
7.按钮尺寸和力量
-对于带释放按钮的变速器换档杆,按钮力量取决于按钮的尺寸和位置
按钮位置
操作方式
按钮直径
按钮力量
边侧
拇指
最小19mm
23N
上端
拇指
最小19mm
23N
前端
一个手指
最小19mm
11N
前端
两个手指
最小19mm
23N
驻车制动手柄
1.确定所建议的副仪表板或地板安装驻车制动手柄的合理手控活动范围。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image073.jpg
1-1) 在采用座椅布置设计位置(H点)和靠背角度的人体模特时,将人体模特向前移动至H点的最前位置。从人体模特后背线和H点上方200mm一个点的交汇处,向前165mm进行测量以便确定“制动状态”或使用条件下的后部界限。
1-2) 确定SAE J287-驾驶手控活动曲线以便对驾驶员的座椅位置进行布置。
采用最接近从手刹中心线至方向盘中心线横向(Y-Y轴)测量的间距数值的手控曲线。
在H点上方大约200mm高度,从手控活动曲线水平向后175mm进行测量。这就确定了手刹在“没有倾斜”情况下向前的手控活动范围。
1-1)   将驻车制动手柄确定在前后界线之间的区域之内。
请注意在图中从驻车制动手柄末端50mm测量,有一个手柄参考点。这个手柄参考点在非制动或分离时应位于“无倾斜”向前手控活动界线的后部而在制动或连接时应位于使用状态下后手控活动界线的前方。
1-4) 建议制动时H 点上方的最大高度:280mm
2.建议作用或拉起手柄的最大力量取决于和H点有关的手柄高度。
  和H点有关的手柄高度(处于起点)
最大力量
+156mm
53N
0: H点
76N
-121mm
100N
-198mm
109N
-226mm
105N
3.手柄的建议尺寸和力量
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image075.jpg
3-1) 建议拇指释放按纽的最大力量:6.7N
3-2) 建议按纽最小直径尺寸:19mm
3-3) 建议指关节最小间隙:41mm
3-4) 建议手指最小间隙:34mm
3-5) 建议手柄下方最小垂直间隙:36mm
3-6) 建议前部最小间隙:30mm
3-7) 建议直径或抓握宽度:19-50mm
3-8) 建议最小抓握长度:110mm
遮阳板
1. 范围
1-2)   每辆汽车应为驾驶员和前排乘客装配遮阳板。
1-3)   所有车内遮阳板应足够长且形状要实用。如果提供规定的最小视觉角度而无需对后视镜重新进行调整,则允许车内后视镜出现部分遮挡。
2. 位置
2-1) 遮阳板处于使用位置的下部边缘与通过参考点投射的水平线之间的视觉角度切勿超过5°。参考视点位于H点垂直上方635mm的位置。
2-2) 至少应将25mm遮阳板的摆动边缘定位在SAE J287处于关闭和完全打开两个位置所定义的前方活动区域(带倾斜度)之内。file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image077.jpg
3.操作
3-1) 遮阳板处于关闭位置后部边缘周围的手指间隙:从遮阳板处于关闭位置垂直中心线测量的最小半径为15mm。该间隙的横向宽度至少应为80mm。
3-2) 建议克服关闭位置初始止动的力量:最好10 N, 最大15N[img=554,181]建议克服初始止动后垂直摆动的力量:最好6 N, 最大10N
3-4) 建议从中心固定器打开遮阳板的力量:最大20N
3-5) 建议侧摆动力:最好6N, 最大15N
车顶辅助把手
1. 定位
1-1)   前座椅辅助把手抓握长度最小120mm应位于从前座椅H点后10mm延伸至A柱的区域之内。
1-2)   后座椅辅助把手抓握长度最小120mm应位于从后座椅H点前140mm延伸至B柱的区域之内。
1-3)   车顶辅助把手应靠近外侧。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image081.jpg
2. 操作
2-1) 建议辅助把手与安装表面之间的最小间隙:30mm
2-2)  建议有效抓握的最小长度:120mm
2-3) 建议自动跳起铰链式把手的手指最小进入间隙:15mm
2-4) 进出车辆时把手不应影响头部间隙或与头部干涉。
天窗板把手布置要求
·天窗板把手应位于驾驶员内侧肩部上方的车辆中心线上。
·当天窗处于关闭位置时并且如果可能处于打开位置,要将把手定位在SAEJ287的手控范围或头顶合理的手控区域之内。建议把手有效抓握深度:最小10mm
·建议把手有效抓握宽度:最小20mm
·建议把手有效抓握长度:最小80mm
·建议遮阳板操作力:10N-20N
2.电动太阳天窗控制
·将控制器安装在车辆中心线的顶衬内饰上
·所有前排乘员可以看到标志和控制器
·将控制器安装在头顶合理的手控区域之内
·避免由于其它控制器或外表的影响而使控制范围出现干涉现象。
·在正常情况下,有太阳天窗的头部空间比没有太阳天窗的头部空间要小35mm

头顶合理手控区域
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image085.jpg
1.2.6  发动机罩开启角度舒适性的要求
下列曲线图为5%女性手控范围和95%男性头部活动线路。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image087.jpg
发动机罩完全开启之后,发动机罩最底端要求在设计区域内,此区域可以保证5%的女性伸手可以方便关闭发动机罩同时也可以保证95%的男性在弯腰时,头部不会碰到发动机罩,符合人机舒适性的要求。
1. 发动机罩二次打
2-1)拉手应装在发动机的中心线。
2-2)拉手抓握区域的后部边缘离发动机罩的前部边缘应小于90mm。
2-3)拉手最小有效尺寸:20mm高X20mm宽。
2-4)发动机罩需要“自动跳起”的幅度取决于拉手的向后位置
  发动机罩边缘至拉手后部边缘的尺寸(A
≤25
26-65
66-90
≥90
发动机罩释放机构的“自动跳起”高度(B)
25
35
45
60
2-5)对于距离发动机罩边缘≤65mm的拉手,上述区域的最小宽度应为50mm。
2-6)对于距离发动机罩边缘>65mm的拉手,上述区域的最小宽度应为110mm。
2-7)拉手拉力应小于17N
2-8)拉手垂直向下转动的间隙:25mm
3.发动机罩支臂
3-1)建议支臂在关闭情况下其下面的最小间隙:15mm
3-2)建议支臂关闭情况下在任何方向的间隙:最小长度60mm为最小30mm
3-3)建议从固定器移开支臂的力量:22N
4.发动机罩操作
4-1)建议打开力量:最好70N,最大90N
4-2)建议关闭力量:最好70N,最大90N
4-3)建议锁栓力量:最大300N
4-4)打开和关闭最好一个手操作
4-5)发动机罩关闭时,锁栓应一次搞定。
1.2.7  行李舱门(后背门)开启角度舒适性的要求
    后备箱的设计应在5%女性手控范围以下并且在高度方面确保满足95%男性头部活动线路的要求。

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image091.jpg
行李舱盖(后背门)完全开启之后,行李舱盖板最底端要求在设计区域内,此区域可以保证5%的女性伸手可以方便关闭行李舱盖(后背门)同时也可以保证95%的男性在弯腰时,头部不会碰到发动机罩,符合人机舒适性的要求。
*注:如果打开的行李舱盖(后背门)不在5%女性的手控范围之内,可以提供一个带子或把手来帮助行李舱盖(后背门)关闭。

行李舱设计容积要求
2-1)后备箱有效开启长度:至少450mm
2-2)下部开启宽度在下接合处应多于1000mm。
2-3)后备箱容积因地区不同而不同。
车门开启范围的定义
1.车门活动曲线设计是根据上部人体躯干约束的活动范围(约束系统锁闭)和上部人体躯干约束打开(约束系统打开)的活动范围来帮助确定车内门拉位置和车门打开止动位置。
2.水平向外,慢慢向前的开启范围适用于H点上方165-210mm平面高度的活动范围。
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feige007 发表于 2015-3-20 00:07:39 | 显示全部楼层
怎么没看到一些图片呢!
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zz-zhongch 发表于 2016-1-29 19:26:55 | 显示全部楼层
帖子要有图片就更好了
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