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第三讲 人机工程学驾驶员视野分析


驾驶员视野
2:H点和R点 (1) H点是人体身躯和大腿的交接点, H点人体 模型是一种确定车身实际位置的人体模型,H点人 体模型包括背板部,座板部和足部 。R点是座椅设 计的参考点(SgPR) ,即将座椅调至最后最低时的 人体胯点。以R点作为设计参考点设计,制出样车 后,将座椅调至最后最低的位置,再测胯点,此时 的胯点为H点 。 (2)我国的标准为GB/11559,国际标准为ISO6549 。 (3)将H点人体模型放在汽车座椅上,模型上H点 实际位置就是汽车实际H点的位置。
图3-5 H点人体模型 1—脚量角器 2—小腿砝码 3—大腿砝码 4—横向水平仪 5—胯部量角器 6—靠背量角器 7—靠背角水平仪 8—躯干砝码及挂轴 9—头部空间控针 10—背板 11—臀部砝码 12—坐板 13—H点驱轴
人机工程学人体关键参数定义



HOS:H点装置鞋跟端点,用于定义AHP和FRP AHP:脚跟与地板表面的交点 BOF:鞋底表面一点,与踵点相距200mm。 地板参考FRP点,将H点装置的鞋按照规则定位后,HOS 与地板的交点。(不适用于右脚) 踏板参考点PRP,鞋定位后,加速踏板表面和BOF的接触 点 实际H点,将HPM按照步骤放在实车座椅上所测出的H点 D点:坐姿状态下装置臂部的最低点 K点,大腿和小腿的交接点 躯干线:定义躯干的线段 腿线:定义腿部的线段 座垫线:定义座垫角度的直线
大腿为456,小腿长度为459。
驾驶员视野
视切比P
O
视线
Ⅰ区 Ⅱ区
区含眼睛数 p= 区含眼睛数+区不含眼睛数
95%眼椭圆
图3-3 眼椭圆的意义
图3-4 眼椭圆轮廓线的画法
人体样板定位
HPM和HPD用以建立乘员布置关键点和尺寸,下面以HPD来涉及乘员
位置为例(usa : 95th):可参照SAEJ 826
1)确定关键目标值;
2)定位鞋,将鞋底的中心线和自由状态加踏板对齐,鞋底BOF与踏板
表面接触(接触点PRP),鞋底HOS和压塌的地毯表面接触(接触点AHP)
此时鞋底面与水平面的夹角定义为踏板倾角( A47);
驾驶员视野
(1)驾驶员的眼睛位置范围大致呈椭圆形 分布,相应提出眼椭圆的概念 (2)眼椭圆代表了人体实际眼睛位置的范 围 (3)眼椭圆一般分为90百分位,95百分位 和100百分位,50%百分位,5%百分位等
1:二维正ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分布
2 :驾驶员眼睛转动角速度的坐标系
图3-2 眼椭圆
车身分类
车身分为a,b两类车型,a类车包括轿车、旅行车、多用 途车、轻型货车,b类车主要是指商用车,随着对车身 舒适性要求提高,设计多样化,这种区别越来越不明显。
H点行 内部尺 程高度 寸 尺寸
行李箱 货车等尺 尺寸 寸
人机工程学关键装置定义
H点装置用于测量车内布置的关键参考点和尺寸,有两种装置来 定义H点,即H点测量装置HPM以及H点设计装置HPD,在两 种装置上定义了设计和人机关系的参考线,包括H点D点K点躯 干线、腿线、座垫线等。 H点:人体大腿和躯干的铰接点,不同场合表现形式不一样。 设计H点:借助HPD按照程序建立的H点,用来表达乘坐的位 置 乘坐参考点:对于指定乘坐位置而言,这是一个特殊的设计H 点:在设计初期就定义的参考点 虽然在可调座椅的H点调节轨迹上有很多设计H点,但只有唯一 的一个SgRP点 设计参考点用于定位一些不知工具,定义许多关键尺寸 实际H点,将HPM按照步骤放在实车座椅上所测出的H点
A40 5-40 11-18
H30
TH17
TL23 >100 >100
W9 <450 450-560
127-405 0-50 405-530 0
硬点标注说明
前缀
含义 编号
L
长度 1-99
W
宽度
H
高度
A
角度 400-599
TL
TH
100-199 200299 外部尺 寸
分别为H点行 程长度尺寸 和高度尺寸
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驾驶员眼睛位置数据的分布检验 一般可用摄影法获得驾驶员眼睛位置在车身坐标系中 的分布,下图是从驾驶员侧面的照像机拍摄所得到的 眼睛位置散点图,该散点图反映了驾驶员左右眼在车 身侧视图上的分布情形,图上方格内的数字表示在该 位置上驾驶员的眼睛数,为查明数据分布的属性,对 散点图需进行统计分析。由于人体特征点在车身坐标 系中的分布往往具有正态性,因此可从二元正态分布 着手试验。
1:人—机—环境之间的关系:相互依存;相互作用;相互制约。
2:人机工程学的特点:学科边界模糊 3:学科内容综合性强;涉及面广。 4:人机工程学的研究对象:人—机—环境系统的整体状态和过 程。 5:人机工程学的任务:使机器的设计和环境条件的设计适应于 人,以保证人的操作简便省力、迅速准确、安全舒适,心情愉 快,充分发挥人、机效能,使整个系统获得最佳经济效益和社 会效益。 6:产品功能尺寸是指相对某项产品功能,对人体参量做修正 的尺度,而最佳产品功能能尺寸是指:人体尺寸参量 +功能修 正量+心理修正量。
3)定位SgRP, 确定H点的轨迹线,SgRP对于PRP位置为:
SgRP 913.7 0.67231( H 30) 0.0019553( H 30) 2
4)定位HPD,将HPD的H点与SgRP重合,保持HPD的座垫角A27 - 1,躯干
角A40 1,腰部支撑角L18 - 1,和侧向中心线位置W20 - 1与目标值一致,选
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1:百分位概念 (1)群体数量小于或低于某个相对指标的概率 (2)人体身高符合高斯分布规律 (3)将高斯分布图按横坐标尺寸划分成100等份,等分项相对应 的概率为某百分位 (4)比如有低于1730mm的人口占总人口50%, 50%的百分 位为1730
图3-1 人的身高分布状况
1730 (50%)
汽车人机工程学研究的方向归纳如下:
1:工作负荷研究,包括体力活动、智力活动、工作紧张等 因素引起的生理负荷和心理负荷。
2:工作环境的研究,包括各种工作环境条件下的生理效应 ,以及一般工作与生活环境中振动、噪音、空气、照明等 因素的人机工程学的研究。 3:工作空间、工具装备、安全性能、舒适性能人机工程学 的研究。
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