第7章 车辆人机学课件
合集下载
车辆人机工程学
各国量产车内饰色彩
德国奥迪A6的内饰色彩设计有黑色、浅灰、米色。黑色显得沉稳，浅灰稍显低调，米色显得高 贵大气。而奥迪A8内饰色彩有梧桐灰色和大理石灰色两种搭配。 日系车新逍客红黑内饰搭配使内饰空间更加灵活、时尚和精致。新天籁内饰均采用了黑色，彰 显高贵和大气。 美国雪佛兰爱唯欧内饰色彩有两款颜色：保守银灰色和彩色砖红色，配合个性时尚的中控和仪 表造型，特别强调科技感，彩色内饰搭配了砖红色，使人感觉更有活力，符合年轻人的审美。 目前中国的汽车内饰色彩选择比较单一，如长安逸动就只有一款米色的内饰颜色。
这款概念车运用了液态金属蓝，使其轮廓更加明显。
保时捷PST金属蓝车身
内饰颜色整体都是棕红色，真皮座椅和方向盘以棕红色为主，形成鲜明的 立体感，棕红色和亮银色金属双色包围着驾驶室，塑造出保时捷特有的美感， 内饰色彩感能让人感觉到：特别韵味，品质无暇，空间宽敞。
保时捷PST内饰色彩设计
宝马BMW
宝马BMW i8概念车蓝色的装饰曲线把车门踏板的动态体现得淋漓尽致。这种设计 突显概念车的动态理念，完美流线更是体现车的轻盈之态。而车门与顶棚独特透明设 计更是使得概念车的内外完美结合。
色彩构成
色彩构成是艺术设计的基础理论之一，它与平面构成及立体构成有着不可 分割的关系，色彩不能脱离形体、空间、位置、面积、肌理等而独立存在。
色彩要素
色彩的三要素： 色相，用来区分各种颜色，如红绿蓝等。 纯度，代表色彩的深浅。 明度，代表色彩的明暗。
色彩地位
色彩在汽车制造中的地位越来越重要： 色彩营销对汽车营销而言是十分重要的，利用色彩使产品和服务更有价值， 充分考虑消费者的情感和个体等方面。在对品牌进行设计以及提供产品服务时 ，将品牌文化展示出来。
消费7秒钟定律：通常人们在决定购卖商品买和不买之间做出的决定的时间。
第7章 车辆人机学课件
• 标志编码 以文字、符号作简明标示。 要求照明条件较好。
• 操作方法编码 不同的操作方法（按压、旋转、扳动、推拉）； 不同的操作方向； 不同的操作阻力，使有不同手感、脚感。
H
13
7.4 轿车手操纵件、指示器及信号装置的位置(GB/T 17867)
–操作区域的分区
• 分为区域1、区域2、区域3。
–基准平面：
➢ 调节式操纵
➢ 紧急停车操纵器
H
1
7.2 人体的运动特性
–操纵力
人的操纵力大小与运动方向、姿态、持续时间有关。 • 手臂操纵力
–坐姿：前后方向大于左右方向、上下方向； –坐姿：向内大于向外、向下大于向上； –立姿：垂直方向的上推力、上拉力最大； –立姿：前臂与上臂成70°时手臂弯曲操纵力最大。 • 握力 –手掌朝上大于朝下。 • 足蹬力 –与施力点位置有关；与施力方向有关。
单手与双手能较快运动的区域
右手在水平面内8个方向 的运动时间对比
H
3
–动作准确性
• 动作速度 –速度越快，准确性越低。
• 动作量 –动作量小(＜100mm)，易使操作量过多，相对误差较大； 动作量大(100mm－400mm)，易使操作量过少，相对误差较小。
• 动作方向 –动作方向对准确性影响显著。
• 让操作者在合理的体位下操作。考虑依托支点。 –以减轻疲劳和厌倦感。
• 形状美观、式样新颖、结构简单，
H
5
–操纵器的操纵力
确定操纵力应考虑的因素：
• 肌体力 –操纵频次越高，操纵力应越小。 –操纵力应不大于最大肌力的1/2。
• 操纵准确性 –操纵力过小，易误触动； –操纵力过小，信息反馈量太弱； –操纵力过小，不易精确跟踪。
• 操作方法编码 不同的操作方法（按压、旋转、扳动、推拉）； 不同的操作方向； 不同的操作阻力，使有不同手感、脚感。
H
13
7.4 轿车手操纵件、指示器及信号装置的位置(GB/T 17867)
–操作区域的分区
• 分为区域1、区域2、区域3。
–基准平面：
➢ 调节式操纵
➢ 紧急停车操纵器
H
1
7.2 人体的运动特性
–操纵力
人的操纵力大小与运动方向、姿态、持续时间有关。 • 手臂操纵力
–坐姿：前后方向大于左右方向、上下方向； –坐姿：向内大于向外、向下大于向上； –立姿：垂直方向的上推力、上拉力最大； –立姿：前臂与上臂成70°时手臂弯曲操纵力最大。 • 握力 –手掌朝上大于朝下。 • 足蹬力 –与施力点位置有关；与施力方向有关。
单手与双手能较快运动的区域
右手在水平面内8个方向 的运动时间对比
H
3
–动作准确性
• 动作速度 –速度越快，准确性越低。
• 动作量 –动作量小(＜100mm)，易使操作量过多，相对误差较大； 动作量大(100mm－400mm)，易使操作量过少，相对误差较小。
• 动作方向 –动作方向对准确性影响显著。
• 让操作者在合理的体位下操作。考虑依托支点。 –以减轻疲劳和厌倦感。
• 形状美观、式样新颖、结构简单，
H
5
–操纵器的操纵力
确定操纵力应考虑的因素：
• 肌体力 –操纵频次越高，操纵力应越小。 –操纵力应不大于最大肌力的1/2。
• 操纵准确性 –操纵力过小，易误触动； –操纵力过小，信息反馈量太弱； –操纵力过小，不易精确跟踪。
汽车人机工程虚拟仿真
4
CATIA人机工程模块
• CATIA V5中的人机工程模块是商业人机工程软件 Safework的简 根据一般应用要求，分成了4个部分：
– 人体建模（Human Builder）
• 在虚拟环境中建立和管理数字人体模型，并对产品进行简单的 人机工程分析
– 人体模型尺度编辑（Human Measurements Editor）
IK特性
保持视线方向 胸椎、腰椎 水平移动、垂直移动、横向转动、纵向转动 姿势得分、RULA得分 手 骨盆运动
16
人体模型的定位 姿势评估 其它分析
4.汽车人机工程虚拟仿真
17
7.3.1 人体模型的定位
• 人体模型的位置和姿势是影响工效分析结果的重 要因素
– 一方面，位置和姿势要根据设计参数来定位，并与设计 要求和意图相符，不合适的人体位置和姿势描述的作业 空间却与设计意图不符 – 另一方面，姿势的差异导致分析结果可能大相径庭，不 准确的姿势会使视野、操作力等分析结果和优化方向偏 离正确的方向 – 此外，姿势还必须与真人的姿势和习惯接近
8
7.2.1 建立目标群体人体数据
• 创建一个新人体数据文件（扩展名为 第一步 “.sws”），如：Chinese.sws • 在人体数据文件中输入目标群体人体数据特 第二步 征 • 将所建立的人体数据文件添加至CATIA中
第三步
9
7.2.1 建立目标群体人体数据
• 数据格式
– 每 一 个 人 群 数 据 文 件 最 多 包 含 “ MEAN_STDEV M”、 “MEAN_STDEV F”、“CORR M”、“CORR F”四个字段，字段 后面为数据，其格式为：
<人体尺度变量> <均值> <标准差>
CATIA人机工程模块
• CATIA V5中的人机工程模块是商业人机工程软件 Safework的简 根据一般应用要求，分成了4个部分：
– 人体建模（Human Builder）
• 在虚拟环境中建立和管理数字人体模型，并对产品进行简单的 人机工程分析
– 人体模型尺度编辑（Human Measurements Editor）
IK特性
保持视线方向 胸椎、腰椎 水平移动、垂直移动、横向转动、纵向转动 姿势得分、RULA得分 手 骨盆运动
16
人体模型的定位 姿势评估 其它分析
4.汽车人机工程虚拟仿真
17
7.3.1 人体模型的定位
• 人体模型的位置和姿势是影响工效分析结果的重 要因素
– 一方面，位置和姿势要根据设计参数来定位，并与设计 要求和意图相符，不合适的人体位置和姿势描述的作业 空间却与设计意图不符 – 另一方面，姿势的差异导致分析结果可能大相径庭，不 准确的姿势会使视野、操作力等分析结果和优化方向偏 离正确的方向 – 此外，姿势还必须与真人的姿势和习惯接近
8
7.2.1 建立目标群体人体数据
• 创建一个新人体数据文件（扩展名为 第一步 “.sws”），如：Chinese.sws • 在人体数据文件中输入目标群体人体数据特 第二步 征 • 将所建立的人体数据文件添加至CATIA中
第三步
9
7.2.1 建立目标群体人体数据
• 数据格式
– 每 一 个 人 群 数 据 文 件 最 多 包 含 “ MEAN_STDEV M”、 “MEAN_STDEV F”、“CORR M”、“CORR F”四个字段，字段 后面为数据，其格式为：
<人体尺度变量> <均值> <标准差>
汽车机械基础课件 第07章 理论力学基础知识
• 再通过平衡方程求解未知力。
2024/9/2
汽车机械基础
7.5 平面力系的平衡方程
• 【例7-9】外伸梁的受载情形，如图(a)所示。设q=10 kN /m， m＝60 kN m，l=4m，试求梁的支座反力。
• 【解】作用在梁上的线均布荷载q，在计算支座反力时，可 用它的合力ql来代替，合力ql的作用点在线均布荷载的中部 。由于没有水平方向的外力作用，A支座的反力无水平分量
，作此外伸梁的受力图，如图（b）所示。
2024/9/2
汽车机械基础
7.5 平面力系的平衡方程
2024/9/2
汽车机械基础
7.6 空间力系
• 7.6.1 力在空间直角坐标系上的投影 • 7.6.2 力对轴之矩 • 7.6.3 合力矩定理 • 7.6.4 空间力系的平衡
2024/9/2
汽车机械基础
2024/9/2
汽车机械基础
7.1 理论力学的几个基本概念
• 7.1.1 力 • 7.1.2 刚体的概念 • 7.1.3 力系与等效力系 • 7.1.4 平衡与平衡力系
2024/9/2
汽车机械基础
7.1 理论力学的几个基本概念
• 7.1.1 力
• 1. 力的作用与效应 物体与物体之间相互的机械作用称为力。 力是改变物体运动状态或使物体产生变形的原因，力的作用
2024/9/2
汽车机械基础
7.3 力系的简化
• 7.3.1 力在坐标轴上的投影
自力矢量的始端和末端分别向某一确定坐标轴作垂线，得 到两个交点，这两个交点之间的距离，称为力在该轴上的投影 。力的投影与分力不同，投影不是矢量，而是代数量，其正负 号由其指向而定：指向与轴正向一致者为正，反之为负。
2024/9/2
2024/9/2
汽车机械基础
7.5 平面力系的平衡方程
• 【例7-9】外伸梁的受载情形，如图(a)所示。设q=10 kN /m， m＝60 kN m，l=4m，试求梁的支座反力。
• 【解】作用在梁上的线均布荷载q，在计算支座反力时，可 用它的合力ql来代替，合力ql的作用点在线均布荷载的中部 。由于没有水平方向的外力作用，A支座的反力无水平分量
，作此外伸梁的受力图，如图（b）所示。
2024/9/2
汽车机械基础
7.5 平面力系的平衡方程
2024/9/2
汽车机械基础
7.6 空间力系
• 7.6.1 力在空间直角坐标系上的投影 • 7.6.2 力对轴之矩 • 7.6.3 合力矩定理 • 7.6.4 空间力系的平衡
2024/9/2
汽车机械基础
2024/9/2
汽车机械基础
7.1 理论力学的几个基本概念
• 7.1.1 力 • 7.1.2 刚体的概念 • 7.1.3 力系与等效力系 • 7.1.4 平衡与平衡力系
2024/9/2
汽车机械基础
7.1 理论力学的几个基本概念
• 7.1.1 力
• 1. 力的作用与效应 物体与物体之间相互的机械作用称为力。 力是改变物体运动状态或使物体产生变形的原因，力的作用
2024/9/2
汽车机械基础
7.3 力系的简化
• 7.3.1 力在坐标轴上的投影
自力矢量的始端和末端分别向某一确定坐标轴作垂线，得 到两个交点，这两个交点之间的距离，称为力在该轴上的投影 。力的投影与分力不同，投影不是矢量，而是代数量，其正负 号由其指向而定：指向与轴正向一致者为正，反之为负。
2024/9/2
车辆人机学介绍课件
操纵设备与界面
配备真实的车辆操纵设备（如方向盘、油门、刹车 等）和人机交互界面，以便于参与者进行实验操作 。
数据采集与分析
记录参与者在仿真驾驶过程中的操作数据、 驾驶表现、生理反应等，用于后续分析评估 。
实车驾驶实验
实验车辆准备 实验场地选择 实验流程设计 数据分析与结论
选择符合实验需求的实验车辆，安装相应的数据采集设备，如 摄像头、传感器等。
驾驶员操作特性与控制系统设计
操作便利性
根据驾驶员的操作习惯，优化车 辆控制系统的布局和操作流程， 降低驾驶员的操作难度和误操作
风险。
反馈提示
提供及时、准确的反馈提示（如 声音、光线、触感等），帮助驾 驶员确认操作结果和车辆状态，
提高驾驶安全性。
01
03
02 04
自定义功能
允许驾驶员根据个人喜好和驾驶 习惯，自定义部分控制功能，以 提高驾驶的舒适性和个性化体验 。
人体尺寸散布
考虑不同人群的身体尺寸散布，特别是与驾驶有关的部位（如身 高、腿长、臂长等），以确保驾驶员能够舒适地操作车辆。
座椅调节范围
根据人体尺寸数据，设计座椅的调节范围（前后、上下、倾角等） ，以适应不同驾驶员的坐姿需求。
车内空间布局
公道安排车内空间布局，保证驾驶员在行驶过程中不受拘束，同时 满足乘客的舒适性需求。
未来车辆人机学发展趋势
REPORTING
自动驾驶技术对人机学的影响
角色转变
在自动驾驶技术的影响下，驾驶员的角色逐渐从直接操作 者转变为监控者和决策者，人机交互的需求和方式也随之 改变。
交互减负
自动驾驶技术能够承担部分或全部的驾驶任务，减轻驾驶 员的负担，人机交互设计需要更加简洁高效，以应对紧急 情况。
车辆人机工程课件
02
车辆人机工程的理论基础
人体测量学
01
人体测量学定义
人体测量学是对人体各部位尺寸的测量科学，涉及人体尺寸的测量、分
析和应用。
02
人体测量学在车辆设计中的重要性
人体测量学为车辆设计提供了重要的人体数据Байду номын сангаас这些数据对于座椅设计
、驾驶空间布局、进出空间等方面都有重要的指导意义。
03
常见的人体测量学数据
04
车辆人机工程的未来发展
人工智能与机器学习在车辆人机工程中的应用
自动化驾驶
利用人工智能和机器学习技术 ，实现车辆的自动化驾驶，降 低驾驶员的劳动强度，提高行
驶安全性。
智能座舱设计
通过机器学习算法对大量座舱数据 进行分析，实现座舱的智能化设计 ，提高乘客的舒适度和便捷性。
智能故障诊断
利用人工智能技术对车辆运行数据 进行实时分析，实现故障的早期发 现和预警，提高车辆的可靠性和维 修效率。
仪表盘设计
根据驾驶员的视觉和操作 习惯，设计合适的仪表盘 布局和显示方式，以提高 驾驶员的驾驶体验。
交通工程
道路设计
考虑车辆的行驶轨迹、速度和安全性等因素，以设计合适的 道路形状和尺寸。
交通信号设计
根据交通流量和安全考虑，设计合适的交通信号灯和标志， 以确保交通流畅和安全。
智能驾驶
人机交互设计
在智能驾驶系统中，需要考虑如何让驾驶员轻松地与车辆进行交互，例如通过语 音识别、手势识别等方式。
案例三：某城市交通规划中的人机工程应用
总结词
详细描述
该城市交通规划中的人机工程应用具有前瞻 性和创新性，通过人机工程的理念和方法对 城市交通规划进行了全面优化，提高了城市 交通的效率和安全性。
第车辆人机学课件演示文稿
车辆 人 机 工 程 学
第车辆人机学课件演示文稿
第一页，共14页。
车辆 人 机 工 程 学
（优选）第车辆人机学课件
第二页，共14页。
GB/T 10000《中国成年人人体尺寸》
人体主要尺寸6项 立姿人体尺寸6项
坐姿人体尺寸11项
人体水平尺寸10项
第三页，共14页。
人体头部尺寸7项
人体手部尺寸5项
人体足部尺寸2项
人体主要尺寸(mm)
n 立姿人体尺寸(mm)
第四页，共14页。
GB13547《工作空间人体尺寸》
第五页，共14页。
立姿 俯卧姿
坐姿
跪姿
爬姿
n 立姿人体尺寸（女 ）(mm)
第六页，共14页。
GB/T 12985《在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则》： 尺寸修正量
➢ 功能修正量
制造厂规定的设计基准点。该点
a.确定了正常驾驶或乘坐的座椅最后位 置；
b.确定了座椅相对车辆的坐标； c.模拟人体驱干和大腿铰接中心位置；
d.是用来安装二维人体样板的参考点。 Ø 汽车座椅H点：
按规定将三维H点装置安装在汽车座椅上，三
维H点装置的躯干线和大腿中心线的交点。
第十二页，共14页。
汽车碰撞试验人体模型
指所设计的产品在尺寸上能满足多少人使用，以合适地使用的人占使用者 群体的百分比表示。
满足度可由设计依据的人体百分位算得。
第八页，共14页。
人体尺寸百分位数的选择
第九页，共14页。
人体尺寸在设计中的应用举例 城市客车扶手横杆高度的确定：
1.按乘客“抓得住”设计
男女通用，小尺寸设计（ⅡB型产品尺寸设计），选P5女， 由GB/T 13547查得“双臂功能上举高”(18~55岁）为1741mm， 加穿鞋修正量20mm，横杆高度应小于1761mm。
第车辆人机学课件演示文稿
第一页，共14页。
车辆 人 机 工 程 学
（优选）第车辆人机学课件
第二页，共14页。
GB/T 10000《中国成年人人体尺寸》
人体主要尺寸6项 立姿人体尺寸6项
坐姿人体尺寸11项
人体水平尺寸10项
第三页，共14页。
人体头部尺寸7项
人体手部尺寸5项
人体足部尺寸2项
人体主要尺寸(mm)
n 立姿人体尺寸(mm)
第四页，共14页。
GB13547《工作空间人体尺寸》
第五页，共14页。
立姿 俯卧姿
坐姿
跪姿
爬姿
n 立姿人体尺寸（女 ）(mm)
第六页，共14页。
GB/T 12985《在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则》： 尺寸修正量
➢ 功能修正量
制造厂规定的设计基准点。该点
a.确定了正常驾驶或乘坐的座椅最后位 置；
b.确定了座椅相对车辆的坐标； c.模拟人体驱干和大腿铰接中心位置；
d.是用来安装二维人体样板的参考点。 Ø 汽车座椅H点：
按规定将三维H点装置安装在汽车座椅上，三
维H点装置的躯干线和大腿中心线的交点。
第十二页，共14页。
汽车碰撞试验人体模型
指所设计的产品在尺寸上能满足多少人使用，以合适地使用的人占使用者 群体的百分比表示。
满足度可由设计依据的人体百分位算得。
第八页，共14页。
人体尺寸百分位数的选择
第九页，共14页。
人体尺寸在设计中的应用举例 城市客车扶手横杆高度的确定：
1.按乘客“抓得住”设计
男女通用，小尺寸设计（ⅡB型产品尺寸设计），选P5女， 由GB/T 13547查得“双臂功能上举高”(18~55岁）为1741mm， 加穿鞋修正量20mm，横杆高度应小于1761mm。
(优选)第车辆人机学课件
只用代表“小个”的人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的设计依据。
如防护罩间距；搁物架上层高度；汽车踏步高度；读报栏高度。 ➢ Ⅲ型产品尺寸设计（折中设计、平均尺寸设计）：
用第50百分位人体尺寸作为产品尺寸设计的依据。
如座椅高度；门把手及门锁高度；工具尺寸。
满足度
指所设计的产品在尺寸上能满足多少人使用，以合适地使用的人占 使用者群体的百分比表示。
➢ 心理修正量
考虑心理因素（如压抑感、恐惧感、美观等）而加的尺寸修正量。
产品功能尺寸的设定
产品最小功能尺寸＝人体尺寸百分位数＋功能修正量 产品最佳功能尺寸＝人体尺寸百分位数＋功能修正量＋心理修正量
产品尺寸设计
➢ Ⅰ型产品尺寸设计（双限值设计）： 需要两个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值和下限值的设计依据。
坐姿
跪姿
爬姿
立姿人体尺寸（女 ）(mm)
GB/T 12985《在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则》： 尺寸修正量
➢ 功能修正量 穿着修正量：考虑穿鞋、戴帽、穿衣后的尺寸变化量。 如：着衣修正量：坐姿的坐高、眼高、肩高、肘高加6mm,胸厚加 10mm,臀膝距加20mm。 穿鞋修正量：立姿的身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、 会阴高等，男子加25mm，女子加20mm。 姿势修正量：躯干呈放松状态及处于不同姿势引起的尺寸变化量。 如：立姿时的身高、眼高等减10mm；坐姿时的坐高、眼高减 44mm。 操作修正量：考虑不同操作动作（如用手指、手掌、手臂操作）引 起的尺寸变化量。 如：对按钮、推钮、搬钮等的操作，上肢前伸长应作修正： “按” 减12mm 、“推”和“搬”减25mm，“取”（卡、票等） 减20mm 。
如尺寸可调节的产品：汽车座椅高度；腰带长度；麦克风高度。 ➢ Ⅱ型产品尺寸设计（单限值设计）：
如防护罩间距；搁物架上层高度；汽车踏步高度；读报栏高度。 ➢ Ⅲ型产品尺寸设计（折中设计、平均尺寸设计）：
用第50百分位人体尺寸作为产品尺寸设计的依据。
如座椅高度；门把手及门锁高度；工具尺寸。
满足度
指所设计的产品在尺寸上能满足多少人使用，以合适地使用的人占 使用者群体的百分比表示。
➢ 心理修正量
考虑心理因素（如压抑感、恐惧感、美观等）而加的尺寸修正量。
产品功能尺寸的设定
产品最小功能尺寸＝人体尺寸百分位数＋功能修正量 产品最佳功能尺寸＝人体尺寸百分位数＋功能修正量＋心理修正量
产品尺寸设计
➢ Ⅰ型产品尺寸设计（双限值设计）： 需要两个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值和下限值的设计依据。
坐姿
跪姿
爬姿
立姿人体尺寸（女 ）(mm)
GB/T 12985《在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则》： 尺寸修正量
➢ 功能修正量 穿着修正量：考虑穿鞋、戴帽、穿衣后的尺寸变化量。 如：着衣修正量：坐姿的坐高、眼高、肩高、肘高加6mm,胸厚加 10mm,臀膝距加20mm。 穿鞋修正量：立姿的身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、 会阴高等，男子加25mm，女子加20mm。 姿势修正量：躯干呈放松状态及处于不同姿势引起的尺寸变化量。 如：立姿时的身高、眼高等减10mm；坐姿时的坐高、眼高减 44mm。 操作修正量：考虑不同操作动作（如用手指、手掌、手臂操作）引 起的尺寸变化量。 如：对按钮、推钮、搬钮等的操作，上肢前伸长应作修正： “按” 减12mm 、“推”和“搬”减25mm，“取”（卡、票等） 减20mm 。
如尺寸可调节的产品：汽车座椅高度；腰带长度；麦克风高度。 ➢ Ⅱ型产品尺寸设计（单限值设计）：
汽车人机工程学课件xin 共44页PPT资料PPT共46页
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
汽车人机工程学课件xin 共44页PPT 资料
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
汽车人机工程学课件：汽车人机工程虚拟仿真-
汽車人機工程虛擬仿真
目錄
7.1 CATIA人機工程模組簡介 7.2 人體模型的建立 7.3汽車人機工程虛擬仿真
7.1 CATIA人機工程模組簡介
1
CATIA V5
• CATIA （ Computer Aided Tri-dimensional Interface Application）是法國Dassault System公司開發的世界 主流的產品CAX/PDM/PLM一體化軟體系統
<人體尺度變數> <均值> <標準差>
<人體尺度變數1> <人體尺度變數2> <相關係數>
– 數據檔格式示例（表中人體尺寸數據的單位是cm）：
MEAN_STDEV M
us100
177.0
6.1
MEAN_STDEV F
us100
165.0
5.9
CORR M
us2
us125
0.772
CORR F us2
下視野
頭部空間
性別
人體模型 身高等級
坐高
男
95th百分位 高
女
5th百分位 矮
男
95th百分位 高
1
7.2.3 設置人體模型的屬性
• 為了應用方便，以及功能上的需要，通常要設置 人體模型的屬性
• 在CATIA圖形介面內，滑鼠右鍵單擊產品樹上的某 個人體模型，彈出右鍵菜單；選擇“屬性”菜單 項，彈出“屬性”對話框
1
7.2.1 建立目標群體人體數據
• 创建一个新人体数据文件（扩展名为 第一步 “.sws”），如：Chinese.sws
• 在人体数据文件中输入目标群体人体数据特 第二步 征
目錄
7.1 CATIA人機工程模組簡介 7.2 人體模型的建立 7.3汽車人機工程虛擬仿真
7.1 CATIA人機工程模組簡介
1
CATIA V5
• CATIA （ Computer Aided Tri-dimensional Interface Application）是法國Dassault System公司開發的世界 主流的產品CAX/PDM/PLM一體化軟體系統
<人體尺度變數> <均值> <標準差>
<人體尺度變數1> <人體尺度變數2> <相關係數>
– 數據檔格式示例（表中人體尺寸數據的單位是cm）：
MEAN_STDEV M
us100
177.0
6.1
MEAN_STDEV F
us100
165.0
5.9
CORR M
us2
us125
0.772
CORR F us2
下視野
頭部空間
性別
人體模型 身高等級
坐高
男
95th百分位 高
女
5th百分位 矮
男
95th百分位 高
1
7.2.3 設置人體模型的屬性
• 為了應用方便，以及功能上的需要，通常要設置 人體模型的屬性
• 在CATIA圖形介面內，滑鼠右鍵單擊產品樹上的某 個人體模型，彈出右鍵菜單；選擇“屬性”菜單 項，彈出“屬性”對話框
1
7.2.1 建立目標群體人體數據
• 创建一个新人体数据文件（扩展名为 第一步 “.sws”），如：Chinese.sws
• 在人体数据文件中输入目标群体人体数据特 第二步 征
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
车辆 人 机 工 程 学
第7章
7.1 操纵装置类型
操纵装置
按人体操作部位分:
手控操纵装置 脚控操纵装置 手指接触、手指捏住、手接触、手抓住、手握住等 整个脚踏、脚掌踏、脚跟踏等。 旋转式操纵器 移动式操纵器 按压式操纵器 开关式操纵 转换式操纵 调节式操纵 紧急停车操纵器
按操作方式分：
车辆 人 机 工 程 学
对操纵杆操作模式的要求
有操作编码的功能。
车辆 人 机 工 程 学
操纵速度
人体运动部位 手比腿脚快，腿脚比躯干快； （右利者）右手比左手快； 运动方向 在水平面比在垂直面快； 水平方向：前后比左右快； 水平方向：旋转运动比直线运动快； 垂直方向：从上往下比从下往上快； 顺时针比逆时针快； 向内比向外快； 右手向右比向左快。 运动负荷 负荷越小，速度越快。
车辆 人 机 工 程 学
操纵器的辨认性
编码就是使事物具有特征或特定代号，以易区别，避免混淆。 形状编码 使在照明不良时也能分辨，用手也能辨别。形状最好能隐喻功能。 大小编码 尺寸相差20%以上，才能较快感知。一般只分大、中、小3个级。
车辆 人 机 工 程 学
色彩编码 为能快速分辨，一般只用红、黄、蓝、绿、黑、白。 注意有些操纵器有相关技术标准和广泛的色彩表义。 要求照明条件较好。 位置编码 最好不用眼睛看就能准确操作。 各操纵器有足够距离。一般不小于125mm。 不用眼睛看的操纵器垂直排列优于水平排列。 标志编码 以文字、符号作简明标示。 要求照明条件较好。 操作方法编码 不同的操作方法（按压、旋转、扳动、推拉）； 不同的操作方向； 不同的操作阻力，使有不同手感、脚感。
车辆 人 机 工 程 学
操纵力梯度 从操纵力取得操纵量大小的信息。 如汽车制动踏板的“随动作用”。 操纵力越小，梯度应越大。 机动车操纵力的要求（GB7258）
被操纵的装置 转向 操纵方式 方向盘 机动车类型 所有机动车 乘用车 制动 脚踏板 其它机动车 摩托车 最大操纵力,N 245 500 700 400
手柄
脚踏板 驻车制动 手柄
摩托车
乘用车 其它机动车 乘用车 其它机动车 拖拉机运输机组 其它机动车
250
500 700 400 600 300 350 200
离合器
脚踏板 手柄
所有机动车
车辆 人 机 工 程 学
操纵器的运动方向
与机器的运动方向协调
与机器的功能协调
车辆 人 机 工 程 学
与显示器的运动方向协调
车辆 人 机 工 程 学
7.3 操纵器设计
操纵器设计的一般原则
适合人的生理特点。 适合人体尺寸；操作力、操作速度、操作方向、操作行程、操 作准确性等，都应与人体特性相适应。 操纵器的运动方向要同机器的运行状态及显示器有互动协调关系。 以减少误操作。 多个操纵器时，要易于辨认。 合理编码。以提高操作速度，减少误操作。 让操作者在合理的体位下操作。考虑依托支点。 以减轻疲劳和厌倦感。 形状美观、式样新颖、结构简单，
车辆 人 机 工 程 学
7.4 轿车手操纵件、指示器及信号装置的位置(GB/T 17867)
操作区域的分区
分为区域1、区域2、区域3。 与轿车的纵轴平行，并处于距驾驶员座椅 R点左侧50 mm区域内的铅垂平面。
基准平面： 操纵件位置的要求
有位置编码功能。在可达区内。 前照灯、前照灯光警告、转向指示灯的操 作件应设置在区域1。 灯光总开关的操纵件的操作区域应设置在 基准平面的左侧。 喇叭操纵件的部分操作区域可设置在区域 1或区域2。 手操纵驻车制动器的操纵件的操作区域应 设置在基准平面的右侧。 当区域3只有一个操纵杆时（除变速杆外），该杆应能操作风窗玻璃 洗涤器和刮水器。假如区域3有二个或多个操纵杆（除变速杆外）， 风窗玻璃洗涤器或刮水器（手操作）应由操作区域最接近方向盘轮圈 的操纵杆操作。 点火开关操纵件应安装在基准平面右侧。 全部或部分危急警告操纵件安装在基准平面右侧。
单手与双手能较快运动的区域
右手在水平面内8个方向 的运动时间对比
车辆 人 机 工 程 学
动作准确性
动作速度 速度越快，准确性越低。 动作量 动作量小(＜100mm)，易使操作量过多，相对误差较大； 动作量大(100mm－400mm)，易使操作量过少，相对误差较小。 动作方向 动作方向对准确性影响显著。 动作力 有足够的操纵力，易准确控制。
旋转操纵器与直线移动显示指 针的运动方向协调，应符合右螺旋 运动规则。
车辆 人 机 工 程 学
与显示器的位置协调
车辆 人 机 工 程 学
操纵器的布置
布置在操作灵便的位置 布置在人的手脚活动便捷的区域； 应尽可能布置在人的视野范围内； 若需操作力较大，应尽可能布置在施力较大的位置； 较重要的布置在易达区域内，使用频繁的布置在最佳区域内。 按功能分区布置，按操作顺序排列 将功能相关的操纵器集中布置； 按操作顺序从左到右、从上到下、或顺时针排列。 避免误操作和操作干扰 各操纵器保持一定间隔距离； 操纵器不安置在胸腹高度的近身水平面上； 紧急操作用的操纵器应安排在最显眼而又最方便操作的位置。 操纵器与相应显示器有协调关系 操纵器与显示器的运动方向协调； 操纵器与显示器的位置协调。
按操纵器的运动方式分：
按操纵器所实现功能分：
车辆 人 机 工 程 学
7.2 人体的运动特性
操纵力
人的操纵力大小与运动方向、姿态、持续时间有关。 手臂操纵力 坐姿：前后方向大于左右方向、上下方向； 坐姿：向内大于向外、向下大于向上； 立姿：垂直方向的上推力、上拉力最大； 立姿：前臂与上臂成70°时手臂弯曲操纵力最大。 握力 手掌朝上大于朝下。 足蹬力 与施力点位置有关；与施力方向有关。
车辆 人 机 工 程 学
操纵器的操纵力
确定操纵力应考虑的因素： 肌体力 操纵频次越高，操纵力应越小。 操纵力应不大于最大肌力的1/2。 操纵准确性 操纵力过小，易误触动； 操纵力过小，信息反馈量太弱； 操纵力过小，不易精确跟踪。 施力体位 施力时的姿势、位置、指向不同，其最优操纵力不同。 避免静态施力。 操纵依托支点 为保证操作平稳准确，减轻疲劳，应考虑选择合理的依托支点。 腰椎作为脚蹬操作的依托支点； 肘部作为前臂和手关节运动的依托支点； 前臂作为手关节运动的依托支点； 手腕作为手指运动的依托支点； 脚后跟作为踝关节运动的依托支点。
第7章
7.1 操纵装置类型
操纵装置
按人体操作部位分:
手控操纵装置 脚控操纵装置 手指接触、手指捏住、手接触、手抓住、手握住等 整个脚踏、脚掌踏、脚跟踏等。 旋转式操纵器 移动式操纵器 按压式操纵器 开关式操纵 转换式操纵 调节式操纵 紧急停车操纵器
按操作方式分：
车辆 人 机 工 程 学
对操纵杆操作模式的要求
有操作编码的功能。
车辆 人 机 工 程 学
操纵速度
人体运动部位 手比腿脚快，腿脚比躯干快； （右利者）右手比左手快； 运动方向 在水平面比在垂直面快； 水平方向：前后比左右快； 水平方向：旋转运动比直线运动快； 垂直方向：从上往下比从下往上快； 顺时针比逆时针快； 向内比向外快； 右手向右比向左快。 运动负荷 负荷越小，速度越快。
车辆 人 机 工 程 学
操纵器的辨认性
编码就是使事物具有特征或特定代号，以易区别，避免混淆。 形状编码 使在照明不良时也能分辨，用手也能辨别。形状最好能隐喻功能。 大小编码 尺寸相差20%以上，才能较快感知。一般只分大、中、小3个级。
车辆 人 机 工 程 学
色彩编码 为能快速分辨，一般只用红、黄、蓝、绿、黑、白。 注意有些操纵器有相关技术标准和广泛的色彩表义。 要求照明条件较好。 位置编码 最好不用眼睛看就能准确操作。 各操纵器有足够距离。一般不小于125mm。 不用眼睛看的操纵器垂直排列优于水平排列。 标志编码 以文字、符号作简明标示。 要求照明条件较好。 操作方法编码 不同的操作方法（按压、旋转、扳动、推拉）； 不同的操作方向； 不同的操作阻力，使有不同手感、脚感。
车辆 人 机 工 程 学
操纵力梯度 从操纵力取得操纵量大小的信息。 如汽车制动踏板的“随动作用”。 操纵力越小，梯度应越大。 机动车操纵力的要求（GB7258）
被操纵的装置 转向 操纵方式 方向盘 机动车类型 所有机动车 乘用车 制动 脚踏板 其它机动车 摩托车 最大操纵力,N 245 500 700 400
手柄
脚踏板 驻车制动 手柄
摩托车
乘用车 其它机动车 乘用车 其它机动车 拖拉机运输机组 其它机动车
250
500 700 400 600 300 350 200
离合器
脚踏板 手柄
所有机动车
车辆 人 机 工 程 学
操纵器的运动方向
与机器的运动方向协调
与机器的功能协调
车辆 人 机 工 程 学
与显示器的运动方向协调
车辆 人 机 工 程 学
7.3 操纵器设计
操纵器设计的一般原则
适合人的生理特点。 适合人体尺寸；操作力、操作速度、操作方向、操作行程、操 作准确性等，都应与人体特性相适应。 操纵器的运动方向要同机器的运行状态及显示器有互动协调关系。 以减少误操作。 多个操纵器时，要易于辨认。 合理编码。以提高操作速度，减少误操作。 让操作者在合理的体位下操作。考虑依托支点。 以减轻疲劳和厌倦感。 形状美观、式样新颖、结构简单，
车辆 人 机 工 程 学
7.4 轿车手操纵件、指示器及信号装置的位置(GB/T 17867)
操作区域的分区
分为区域1、区域2、区域3。 与轿车的纵轴平行，并处于距驾驶员座椅 R点左侧50 mm区域内的铅垂平面。
基准平面： 操纵件位置的要求
有位置编码功能。在可达区内。 前照灯、前照灯光警告、转向指示灯的操 作件应设置在区域1。 灯光总开关的操纵件的操作区域应设置在 基准平面的左侧。 喇叭操纵件的部分操作区域可设置在区域 1或区域2。 手操纵驻车制动器的操纵件的操作区域应 设置在基准平面的右侧。 当区域3只有一个操纵杆时（除变速杆外），该杆应能操作风窗玻璃 洗涤器和刮水器。假如区域3有二个或多个操纵杆（除变速杆外）， 风窗玻璃洗涤器或刮水器（手操作）应由操作区域最接近方向盘轮圈 的操纵杆操作。 点火开关操纵件应安装在基准平面右侧。 全部或部分危急警告操纵件安装在基准平面右侧。
单手与双手能较快运动的区域
右手在水平面内8个方向 的运动时间对比
车辆 人 机 工 程 学
动作准确性
动作速度 速度越快，准确性越低。 动作量 动作量小(＜100mm)，易使操作量过多，相对误差较大； 动作量大(100mm－400mm)，易使操作量过少，相对误差较小。 动作方向 动作方向对准确性影响显著。 动作力 有足够的操纵力，易准确控制。
旋转操纵器与直线移动显示指 针的运动方向协调，应符合右螺旋 运动规则。
车辆 人 机 工 程 学
与显示器的位置协调
车辆 人 机 工 程 学
操纵器的布置
布置在操作灵便的位置 布置在人的手脚活动便捷的区域； 应尽可能布置在人的视野范围内； 若需操作力较大，应尽可能布置在施力较大的位置； 较重要的布置在易达区域内，使用频繁的布置在最佳区域内。 按功能分区布置，按操作顺序排列 将功能相关的操纵器集中布置； 按操作顺序从左到右、从上到下、或顺时针排列。 避免误操作和操作干扰 各操纵器保持一定间隔距离； 操纵器不安置在胸腹高度的近身水平面上； 紧急操作用的操纵器应安排在最显眼而又最方便操作的位置。 操纵器与相应显示器有协调关系 操纵器与显示器的运动方向协调； 操纵器与显示器的位置协调。
按操纵器的运动方式分：
按操纵器所实现功能分：
车辆 人 机 工 程 学
7.2 人体的运动特性
操纵力
人的操纵力大小与运动方向、姿态、持续时间有关。 手臂操纵力 坐姿：前后方向大于左右方向、上下方向； 坐姿：向内大于向外、向下大于向上； 立姿：垂直方向的上推力、上拉力最大； 立姿：前臂与上臂成70°时手臂弯曲操纵力最大。 握力 手掌朝上大于朝下。 足蹬力 与施力点位置有关；与施力方向有关。
车辆 人 机 工 程 学
操纵器的操纵力
确定操纵力应考虑的因素： 肌体力 操纵频次越高，操纵力应越小。 操纵力应不大于最大肌力的1/2。 操纵准确性 操纵力过小，易误触动； 操纵力过小，信息反馈量太弱； 操纵力过小，不易精确跟踪。 施力体位 施力时的姿势、位置、指向不同，其最优操纵力不同。 避免静态施力。 操纵依托支点 为保证操作平稳准确，减轻疲劳，应考虑选择合理的依托支点。 腰椎作为脚蹬操作的依托支点； 肘部作为前臂和手关节运动的依托支点； 前臂作为手关节运动的依托支点； 手腕作为手指运动的依托支点； 脚后跟作为踝关节运动的依托支点。