人体工程学在汽车车身设计中的应用

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1、第16卷第2期上海工程技术大学学报Vol.16No.22002年6月JOURNALOFSHANGHAIUNIVERSITYOFENGINEERINGSCIENCEJun.2002人体工程学在汽车车身设计中的应用廖琪梅(上海工程技术大学汽车学院,上海200336)摘要:对人体尺寸,人体舒适驾驶姿势与布置,驾驶员眼椭圆及其在车身总布置设计中的应用进行详细介绍和分析,并对轿车进行了内部布置设计。关键词:人体工程学;H点;眼椭圆;A类汽车+中图分类号:U462.22文献标志码:A文章编号:1009-444X(2002)02-0099-06ApplicationofErgonom

2、icsinAutoBodyDesignLIAOQi2mei(CollegeofAutomobileEngineering,ShanghaiUniversityofEngineeringScience,Shanghai200336,China)Abstract:Introducesandanalyzeshumandimensions,driver’scomfortablesitting,anddriver’seyeellipseanditsapplicationbothintheautobodyarrangementandinthefieldofvision.Inaddi

3、tion,thispaperputsforwardproposalfortheinternalarrangementofasedan.Keywords:Ergonomics;Hpoint;Eyeellipse;A2typeautomobile人体工程学是20世纪70年代初迅速发展起来的一门新兴学科,它从人的生理和心理出发,研究人-机-环境相互关系和相互作用的规律,并使人—机系统工作效能达到最佳。在汽车车身设计中应用人体工程学,就是以人(驾驶员、乘客)为中心,研究车身设计(包括布置和设备等)如何适应人的需要,创造一个舒适的、操纵轻便的、可靠的驾驶环境和乘坐环境,即设计一个

4、最佳的人—车—环境系统。1人体尺寸人体尺寸决定了人体所占据的几何空间大小和人体的活动范围,是确定车身室内有效空间和进行内饰布置的主要依据。汽车车身设计主要是以人为中心进行的,但是在实际设计过程中,为了避免身体伤害,灵活调整驾驶员驾驶姿势,节约设计经费与时间,工程上引进了更加直观的人体模型代替真人进行汽车车身设计,见图1。1.1百分位百分位表示人体的某项基础数据对于使用对象中有百分之几的人可适用,它是人体工程学中一条基本的设计原则。百分位最简单分为三档,即第5百分位、第50百分位、第95百分位。有时,由于地域辽阔、自然环图1中国成年人杆系境复杂、人体差异较大等原因,百分位

5、的档数需要适当增多。车身设计中人体模型一般采用5%、50%和95%三种百分位的人体尺寸,分别代表矮小身材、平Fig.1HumanmodelofChineseadult均身材和高大身材的人体尺寸。收稿日期:2002-04-25作者简介:廖琪梅(1972-),女,吉林长春人,硕士,讲师,主要从事汽车车身设计研究.·100·上海工程技术大学学报第16卷1.2我国人体尺寸表1中国成年人人体各关节之间数据1989年7月1日我国正式实施了Tab.1DataofChineseadultbetweenjointsmm国家标准《中国成年人人体尺寸》,分7项目女子5%女子50%男子50%男

6、子95%档公布数据,即第1、第5、第10、第50、颈部至头顶(S2-He)280310290300颈部至肩关节(S2-S1)40306060第90、第95、第99百分位,以方便使用。肩部至胯关节(S1-H)400427449477但此标准无关节之间的尺寸,对车身内胯关节至膝(H-K)350373406433部布置的使用意义不大,1993年11月膝关节至踝(K-A)350375395425踝关节至踏平面(A-Ap)9095100105我国标准化与信息分类编码研究所提供踝关节至踵点(A-Ahp)117123.5130136.5了人体模板和人体尺寸,为车身内部布踵点至足指(A

7、hp-Bof)193.5204.2215225置提供了中国人体数据依据,表1便是肩部至肘(S1-Elb)240260275295肘关节至腕(Elb-W)200220235245根据此数据计算出的中国人人体关节数腕关节至手心(W-Knu)65757580据,供车身CAD设计使用。水平方向眼点至颈(E-S2)x72717167垂直方向眼点至颈(E-S2)y1702001801902人体舒适驾驶姿势与布置2.1人体舒适驾驶姿势人体驾驶的舒适和疲劳程度与设计中选择的人体各关节角度所确定的驾驶姿势有关。图2给出了驾驶员舒适姿势所要求的人体生理角度范