程学的汽车驾驶模拟器座椅布置设计

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1、万方数据第23卷第l期2007年2月黄石理工学院学报JOURNAL0FHUANGSHIINSr兀TUTEOFTECHNOLOGYV01．23No．1Feb20()6文章编号：1008—8245(2007)01—0005一03基于人机工程学的汽车驾驶模拟器座椅布置设计木袁焕1’2余俊1皮胜文1(1黄石理工学院机电学院，湖北黄石435003；2武汉理工大学机电学院，湖北武汉430070)摘要：根据人机工程学对汽车驾驶模拟器驾驶员座椅布置的要求，提出H点高度、方向盘、座椅靠背角，视野之间约束关系，应用计算机辅助设计方法，得到H点取值范围，选择合适的位置进行汽车驾驶模拟器驾驶

2、员座椅布置设计。关键词：人机工程学；汽车驾驶模拟器；计算机辅助设计中图分类号：u463．8文献标识码：ATheDesignofVellideSimulatorDriVer§SeatBasedonEr90nomics‰n二h尬n1，2y以t，unlPiS^eng伽enl(1SchoolofMechanicaIldElectricEn百needng，HuangshiInstituteofTechnolo科，Huangs}1iHubei435003；2SchoolofMechaIIicaIldElectricEn舀neering，wuhallu击versityofTecll

3、Ilolo盱，WuhanHubei430070)Abst腿ct：BasedontlledemandofergonornjcstoveIliclesimulatorddver§Seat，amoreapplicablemethodfordeter—miningtllerestri“onofHpoint奄height，steeringwheel，arIdeofbackrest，eyeshotdesi铲ispresented．ByemploIyingcomputeraideddesi印metllod，Value砌geofHpoint色hei曲tisdetenIlined，肌d

4、applicableposmonisselectedtothedesignoftheseat．Keywords：e唱onomics；ve}Iiclesimulator；CAD0引言汽车驾驶模拟器(Vehiclesimulator)是一种能正确模拟汽车驾驶动作，获得实车驾驶感觉的仿真设备，以达到对驾驶人员进行训练的目的⋯。在以人为中心的座椅舱布置中，座椅的布置对驾驶员的坐姿舒适性、视野舒适性、操作方便性以及舱内部空间具有重要的影响，在驾驶模拟器座椅舱布置当中占有极为重要的位置。收稿日期：2006一09—20}湖北省省级科技攻关项目资助(项目编号：2004AAl05804

5、)作者简介：袁焕(1980一)，男，湖北大冶人，助教，硕士生。1汽车驾驶模拟器驾驶员座椅布置要求与方法汽车设计和试验中所采用的人体模型视用途不同，种类不一。常见的有H点人体模型、撞车试验用人体模型、振动试验用多自由度振动人体模型。汽车驾驶模拟器不存在碰撞与振动试验的研究，所以采用的是H点人体模型，H点人体模型中的H点是人体身躯与大腿的连接点，即跨点(HipPoint)，它是与操作方便性及坐姿舒适性相万方数据6黄石理工学院学报2007年关的车内尺寸的基准点。驾驶员以正常姿势入座后，其体重的大部分通过臀部由座椅和坐垫来支撑，一部分通过背部和腰部由靠背来承受，另一部分通过左

6、右手作用于方向盘上。在这种特定的约束坐姿下，驾驶员在操作时身躯上部的活动必然是绕过实际H点的横向水平轴线的转动。人机工程学专家从多方面研究表明为了减轻驾驶员驾驶时的疲劳，驾驶员身体各部分之间的夹角应当保持在某一合理的范围之内，这些角度称为舒适角121(见图1)。为了便于驾驶员操作，驾驶室操纵件与驾驶员身体不能发生干涉，同时H点高度必然会影响人的视野舒适性，所以H点的分布区域的约束条件¨J有如下几方面：图1驾驶员关节舒适角度(1)下肢舒适性约束。以驾驶员下肢的关节角度的舒适性作为约束来计算H点分布区域。(2)上肢舒适性约束。以驾驶员上肢的关节角度的舒适性作为约束来计算H

7、点分布区域。(3)视野约束。以保证驾驶员视野舒适性为约束条件计算H点分布区域。在汽车驾驶模拟器驾驶员座椅位置设计当中，我们还应遵循几个特性：(1)目标驾驶员群体的统计特性。对座椅位置起主要影响的统计特性指标是肢体(尤其是下肢)长度的均值和标准差。肢体越长，需要的车内布置空问越大，座椅越靠后。(2)汽车驾驶模拟器驾驶员座椅结构特性。在汽车驾驶模拟器中，驾驶员座椅舱可以相对比实际汽车车型车内的空间大，所以在设计当中，可以使驾驶员腿部空间也相对更宽敞些。(3)静态视野特性。在实际汽车驾驶中，驾驶员的视野是动态的，头部和眼睛都是在不停转动的，而在汽车驾驶模拟