人机工程设计步骤
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人机工程设计的基本方法和步骤
概括起来人机工程设计的步骤可以用如下流程图1来表示
图1 人机设计流程图
下面以SF35100驾驶室模型为实例,具体说明人机工程设计的步骤:
(1)确定H点示意线范围
判断所校核车型属于A类车或B类车,A类车和B类车在设计时某些硬点尺寸取值范围有些不同,其取值范围如下表1所示
表1 硬点尺寸取值范围
硬点名称A型B型
H30 127 - 405 405 - 530
TH17 0 - 50 0
TL23 >=100 >=100
W9 <450 450-560
A40 15-40 11-18
(其中:H30指H点的高度,TH17指座椅垂直调节行程,TL23值座椅水平调节行程,W9指方向盘最大直径,A40指座椅靠背角)
对于B类车来说,一般校核5百分位的中国男性人体模型和95百分位的中国男性人体模型,即可满足设计要求,
然后根据SAEJ1516推荐的经验公式,推算出此车型的SGRP的舒适区域如下图2
图2 SGRP点舒适区域范围
(2)确定脚踏板相关参数,根据经验及相关车型的H点高度值初选H30,SAE 推荐的实际踏平面角θ与H点高度Z间的经验计算公式为θ
=78.96-0.15Z-0.0173Z2
(3)得出SGRP点舒适区域,可以确定座椅相关参数,座椅设计满足如下原则:最前最下位置:满足5%尺寸要求
最后最上位置:满足95%尺寸要求
(4)根据舒适坐姿下各关节取值范围确定舒适操纵区域,并以此为基础布置操纵件,包括方向盘和操纵杆,下图3为人体坐姿各关节角度示意图,表2为驾驶员
舒适的驾驶姿势。
图3 人体坐姿各关节角度示意图
表2 舒适坐姿下各关节角度取值范围
(5)确定H点之后,则可以确定相应的驾驶员眼椭圆位置和参数,根据眼椭圆理论即可确定舒适视野区域,并在此基础上确定与视野相关的后视镜,前挡风玻璃,A立柱,仪表板等的布置。
(6)在这些基本件的参数布置好之后,我们则可以在人机工程仿真软件RAMSIS之中建立相应的人体三维模型和驾驶室虚拟模型。
RAMSIS可以进行如下方面的校核:
①空间校核:包括驾驶员姿态和乘客坐姿布置,以及驾驶员和乘员的头部空间,肩部空间,腿部空间等的校核。
②视野校核:包括驾驶员的各种视野,内外后视镜仪表盘,方向盘等等的可视性校核
③舒适度校核:不同驾驶状态操作性,可及性,操作力,操作空间等等
安全带固定点校核,外部维修方便性以及乘员进出车方便性等等。
总之一句话,凡是车与人相关的一切,皆可进行分析研究和改进。
如果建立的虚拟人机交互模型均满足三个方面的设计要求,这证明此H点参数布置合理,可以进行后续的内饰设计,如果有一个方面不满足设计要求,则要重新选择H点,并重复上述一到六的步骤,知道它满足三个方面的设计要求为止。