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人机工程学在汽车驾驶室布置的应用研究

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  摘要:运用人机工程学的理论和方法,对收割机驾驶室的头廓包络线、手伸及界面、眼椭圆等布置工具进行分析,使其更适宜于人的操作,从而使汽车驾驶室的人-机-环境系统总体性能达到最优。
中国论文网 http://www.egsf.org/6/view-3773722.htm
  关键词:人机工程学; 驾驶室布置;眼椭圆
  合理的汽车驾驶室布置方法可以提升汽车车身的设计水平,根据人机工程学原理,汽车驾驶室的内部布置应满足驾驶员的安全性、座椅的舒适性、开阔的视野等,在满足以上性能要求时,还应该优化驾驶室各个组成部分的协调关系,因此汽车驾驶室内部布置是对驾驶室内部各部件进行布置优化的方案设计。
  1.眼椭圆
  驾驶员的眼椭圆是指正常的驾驶姿势下,不同身材的驾驶员眼睛的位置在车内坐标系中的统计分布图形[1]。眼椭圆的位置它取决于驾驶员的身高、座椅的位置、座椅的调节高度以及驾驶员的习惯等,因此驾驶员的视野点应该呈一定的区域分布。美国SAE通过分析,得到眼椭圆的百分位。眼椭圆的百分位指落在视切线的含眼椭圆一侧的眼睛的概率[2],即视切比记作P。如图1所示,由百分位眼椭圆向目标点所做的切线将驾驶员的视野分布图分为含眼椭圆一方Ι区和不含眼椭圆的一方ΙΙ区,因此驾驶员视线散落在Ι区的眼睛数百分比为p ×100% ,另一方的眼睛数百分比为(1? p) ×100%。
  2.头廓包络线
  当头廓线和眼椭圆上的自身坐标系平行,将头廓线上的眼点随着上半部眼椭圆运动,绘出时的线就是头廓包络线。头廓包络线的形成由根据眼椭圆的位置而生成,而决定眼椭圆位置的因素是人体百分位和H点水平调节行程,因驾驶员身材百分位和H点水平调节形成不同,所形成的头廓包络线也不是单一的一条线条。
  由于驾驶员的头部位置是可调式座椅的头廓包络线进行的设计,后排乘员的头部位置是不可调式座椅的头廓包络线进行设计。根据SAE J1052,头廓包络线会形成面,因驾驶员在驾驶时需要左右查看驾驶情况,将头廓包络面向左右增加了23mm。
  2.1头廓包络线的求取
  依据表2和表3求出两眼的眼椭圆中心与头廓包络线中心的相对位置以及头廓包络线相对于整个驾驶室坐标系的位置。
  用头廓包络线Z轴在包络线的前或后视图上将头廓包络线分为两部分,将外侧部分向外平移23mm,再将左右两部分合并得到完整的头廓包络线,但定位中心的位置不变,和原位置一样;在侧视图中,头廓包络线向下倾斜12度角。所以可以得出驾驶员的二维和三维的廓包络线(面)。
  3.手伸及界面
  驾驶员的手伸及界面是在测量台上安装方向盘、踏板、座椅等后对驾驶员的手伸及界面进行测量后统计分析得到的,因测量一般采用25mm的三指抓捏式操作按钮,而实际应用中操作按钮还有其他形式,因此要对测量结果进行修正。决定手伸及界面除了驾驶室各部件的布置外,还跟驾驶员的手伸及范围和肩点以及H点位置有关。因此根据不同百分位的人体模型得到影响驾驶员手伸及范围的因子。实验结果显示,如表4,影响手伸及界面的驾驶室内部尺寸对有九个,H点的位置是最关键的因素。

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