課件制作：陳子龍2015年3月第三章

作業空間設計與車室尺寸設計作業空間范圍作業空間設計的原則3作業空間設計3工作座椅的靜態舒適性設計原理工作臺設計3車輛駕駛室的作業空間3123456返回總目錄第3章目錄人操縱機器時所需要的活動空間，加上機器、設備、工具、用具、被加工對象所占有的空間的總和，稱為作業空間。

作業空間設計的內容:空間布置座椅設計工作臺設計環境設計

3.1作業空間設計的原則

4作業空間設計的人機工程學原則(1)作業空間設計必須從人的要求出發，保證人的安全、健康、舒適、方便。(2)從客觀條件的實際出發，處理好安全、健康、舒適、高效、經濟諸方面的關系。(3)根據人體生物力學、人體解剖學和生理學的特性,合理布置操縱裝置和顯示裝置。3.1作業空間設計的原則

(4)按照操縱裝置和顯示裝置的重要程度進行布置。(5)按操縱裝置的使用頻率和操作順序進行恰當布置。(6)按操縱裝置和顯示裝置的功能，將功能相同或相互聯系的裝置布置在一起，以利于操作者進行操和觀察。(7)作業面的布置要考慮人的最適宜的作業姿勢、操作動作及動作范圍。(8)注意安全及人流、物流的合理組織。3.1作業空間設計的原則

6作業中常用的作業姿勢有坐姿、立姿、坐-立姿。

設計作業空間時，必須考慮人體尺寸的約束條件，以我國成年男性第95百分位身高為基準，女性約為男性的0.9346倍。作業空間設計時，人體測量的靜態數據(結構尺寸)與動態數據(功能尺寸)都有用處。對大多數設計而言，因為要考慮身體各部位的關聯與影響，所以必須基于功能尺寸作出設計。利用人體測量數據時，數據必須充分反映設計對象的使用者群體的特征。3.1作業空間設計的原則

運用人體測量數據的步驟要點(1)確定對于設計至為重要的人體尺度(如座椅設計中，人的坐高、大腿長等)。(2)確定設計對象的使用者群體，以決定必須考慮的尺度范圍。(3)確定數據運用準則：個體設計準則、可調設計準則、平均設計原則。3.1作業空間設計的原則

近身作業范圍

操作者坐姿或立姿進行作業時，手和腳在水平面和垂直面內所能觸及的運動軌跡范圍，稱為作業范圍。作業范圍是構成作業空間的主要部分，它有平面作業范圍和空間作業范圍之分。當需要連續和較長時間操作、需要精確而細致操作、需要手足并用操作時，宜采用坐姿。如車輛、飛機駕駛員的操作。坐姿近身作業范圍是指作業者在坐姿操作時，其四肢所及范圍的靜態尺寸和動態尺寸。回到本章目錄3.2作業空間范圍汽車駕駛員手伸及界面的空間曲面回到本章目錄3.1作業空間設計的原則

第5百分位的人體坐姿抓握尺度范圍:男性650mm，女性580mm。3.2作業空間范圍手在水平平面內的作業范圍3.2作業空間范圍男子坐姿操作時手和腳在垂直平面內的最優作業范圍

正常的腳作業空間范圍位于身體前側、座高以下的區域，其舒適的作業范圍取決于身體尺寸與動作的性質。3.2作業空間范圍手的空間作業范圍（每格代表152mm）

坐姿操作時手的空間作業范圍如圖所示，圖中圓弧實線表示正常作業范圍，圓弧虛線表示最大作業范圍，陰影線表示右手的最優作業范圍。3.2作業空間范圍(1)作業空間布置的總則

a.重要性原則

b.使用頻率原則

c.功能原則

d.使用順序原則進行系統中各元件布置時，不可能只遵循一個原則。通常，重要性原則和使用頻率原則主要用于作業場所內元件的區域定位，而使用順序原則和功能原則側重于某一區城內各元件的布置。

3.3作業空間設計

選擇何種原則布置，往往是根據理性判斷來確定，沒有很多經驗可供借鑒。在上述四種原則都可以使用的情況下，按使用順序原則布置元件，執行時間最短。面板布置原則與作業執行時間的關系3.3作業空間設計

人體上肢的最舒適作業區間是一個梯形區。作業面高度直接影響人體上臂的工作姿勢。作業面太低，使得背部過分前屈；作業面太高，則須抬高肩部，超過其自然松弛位置，引起肩部、頸部疲勞。坐姿作業面高度如果能設計成可調的，操作者就可根據自身的條件調節至合適的位置。作業面的高度在肘部以下50～100mm，可使肩部自然下垂，小臂接近水平。通常將作業面高度設計成固定的，而將座椅設計成可調的，以調節人與作業面的相對高度。坐姿作業時,操作者的腿部和腳腿部也應有足夠的自由活動空間,腿的最小活動空間應為人的第95百分位的臀部寬度值,最小深度應為人的第95百分位的膝-臀間距值。

坐姿作業空間設計3.3作業空間設計

坐姿上肢的最舒適作業區3.3作業空間設計典型的作業空間設計立姿作業空間設計一般而言，人站立工作時較舒適的工作高度比站立時肘高低50~100mm我國男性站立時的平均肘高為1020mm，女性為960mm對男性較合適的站立時的工作高度應為920~970mm，女性為860~910mm典型的作業空間設計

立姿作業空間設計站立工作時工作臺的高度與工作的性質密切相關精密的工作要求工作面距離眼睛近一些，以改善視力而重體力勞動則傾向較低的工作面，以便于手部用力

工作臺是包含操縱裝置和顯示裝置的作業單元,主要用于以監控為目的之作業場所。工作臺設計的關鍵任務是將操縱裝置與顯示裝置布置在操作者的正常作業空間范圍內,保證操作者方便而舒適地觀察和操作,并為操作者長時間作業提供舒適穩定的坐姿。回到本章目錄3.4工作臺設計

有的情況下,在操作者的前側上方也有作業區,那種工作臺同樣必須保證所有的區域都在操作者可視可及范圍之內。工作臺的整體尺寸按面板上的操縱裝置、顯示裝置的布置以及人體測量數據而定。3.4工作臺設計一種推薦的工作臺作業面布置區域（依據第2.5百分位的女性操作者的人體測量數據得出）3.4工作臺設計汽車內部空間布置基礎231.硬點

2.硬點尺寸

3.人體相關部位包絡硬點和硬點尺寸1.布置硬點硬點是對于整車性能、造型和車內布置具有重要意義的關鍵基準；這些基準在總布置方案確定之后就固定下來，不能夠隨便改動經過整車、底盤和人機工程學布置之后，就得到了一些作為造型設計輸入的硬點，造型設計中必須嚴格遵守硬點所限定的尺寸和形狀24硬點和硬點尺寸1.布置硬點常用的硬點25硬點名稱含義C/LO（CenterlineofOccupant）乘員在指定乘坐位置的y向中心線CowlPoint即發動機罩C點，是汽車中心線處，發動機罩的最高點DLO（DaylightOpening）在布置圖上，用于定義風窗透光區域邊界的線DeckPoint即后備箱D點，是汽車中心線處，后備箱的最高點DepressedFloorCovering地板覆蓋物（如地毯）上，受到載荷之后的表面位置UndepressedFloorCovering地板覆蓋物上表面沒有任何載荷作用時的位置DesignatedSeatingPosition汽車制造商指定的乘員乘坐位置FrontofDash駕駛員中心線處，前圍板最前端的垂直切線位置NormalTopofFrame-Truck貨車車架上平面位置CargoFloor承載貨物的表面位置SgRP乘員乘坐基準點Hp：胯點，也稱為H點：軀干與大腿的關節點；

Sp：肩點，上臂與肩的關節點；

Kp：膝點，大腿與小腿的關節點；

Ap：踝點，小腿與腳的關節點；

AHp：踵點，腳跟的著地點。

2023/2/5硬點和硬點尺寸汽車實際H點：三維人體模型按規定的步驟安放于汽車座椅中時，

人體模型上左右兩H點標記連接線的中點。它表示人體在汽車上的

實際位置。它是汽車內飾布置人機工程布置設計的基準點

R點：座椅調整至正常駕駛位置范圍的最后、最下時的胯點。是整車

內飾布置設計的開始點。

2023/2/5硬點和硬點尺寸R點和H點的區別2023/2/5座椅參考點(R):座椅參考點是指座椅上的一個設計參考點，它是座椅制造廠規定的設計基準點。考慮到座椅的所有調節形式（水平垂直和傾斜），座椅參考點確定了在正常駕駛或乘坐時座椅的最后位置。它表征了當第95百分位的人體模型按規定擺放在座椅上時，實際H點應與座椅參考點R相重合.

R點是主機廠給的座椅在調節到最后最下時兩個胯部之間連線的中點，座椅以此點作為設計參考點，因此它是固定點。而H點是相對于座椅制造商來說的，H點也是兩跨之間連線中點，但它是運動的他們實際做好座椅后，H點有一個平行四邊形的運動范圍，只有在最后和最下位置時才與R點重合。而實際上制作出來的座椅不可能完全重合，所以需要用工具測量一下，允許有一個誤差范圍。硬點和硬點尺寸30注意事項：1、踏板參考點與踵點的相對關系：踏板參考點（PRP）與踵點（AHP）的連線在Y方向上的投影長度為200mm，且與踏板在踏板參考點處相切。在Y方向上當BOF點與PRP點重合時，若腳模型與地板中通道發生干涉，則將腳模型沿Y方向平移至與地板中通道剛好不發生干涉的位置。2、踝角的定義：踝角是指小腿線與裸腳線的夾角，而不是小腿線與踏板平面的夾角，裸腳線與地板平面成6.5°的夾角，為AHP點向上32.7mm的點與AHP向前286.9mm的點的連線。6.2.3硬點和硬點尺寸2.硬點尺寸硬點尺寸指連接硬點之間、控制車身外部輪廓和內部空間，以滿足使用要求的空間尺寸31硬點和硬點尺寸3.SAEJ1100硬點尺寸硬點尺寸代號采用前綴+數字+后綴的形式表示后綴用“-1”、“-2”形式表示該尺寸為第一排、第二排，等等，依此類推32前綴LWHATL、THPL、PW、PHS、V含義長度尺寸寬度尺寸高度尺寸角度尺寸H點位置和行程的長度、高度尺寸踏板布置尺寸面積和容積尺寸編號1~99100~199200~299400~599含義內部尺寸外部尺寸行李箱尺寸貨車、廂式貨車和運動車尺寸332023/2/5上海汽車集團股份有限公司乘用車公司SAICMotorPassengerVehicleCo.字母含義W車輛橫向寬度，或Y向距離L車輛縱向長度，或X向距離H車輛垂直方向高度，或Z向距離A角度PW與踏板相關聯尺寸寬度PL與踏板相關聯尺寸長度PH與踏板相關聯尺寸高度TL定義H點位置和行程的長度表1-字母前綴含義表Back342023/2/5上海汽車集團股份有限公司乘用車公司SAICMotorPassengerVehicleCo.字母含義TH定義H點位置和行程的高度PD乘客范圍S表面尺寸測量SW與座椅相關聯的寬度SL與座椅相關聯的長度SH與座椅相關聯的高度V體積指標表1續-字母前綴含義表Back352023/2/5數字范圍尺寸類型1－99內飾100－199外飾200－299車廂部分400－599卡車、箱體車和SUV等特殊尺寸表2-數字范圍含義（通用）362023/2/5后綴指定座椅位置-1（前排）以駕駛員座椅設計位置相關-2（第二排）以第二排外側的乘客座椅設計位置相關尺寸-3（第三排）以第三排外側的乘客座椅設計位置相關-4（第四排）以第四排外側的乘客座椅設計位置相關尺寸-5（第五排）以第五排外側的乘客座椅位置相關尺寸外飾后綴前后位置-1（前）在車輛前部測量尺寸-2（后）在車輛后部測量尺寸表3-后綴的含義372023/2/53.SAE部分尺寸介紹——長度——寬度——高度——角度硬點和硬點尺寸3.SAEJ1100硬點尺寸室內尺寸138代號含義代號含義L31SgRP點x坐標H14眼橢圓上緣到內后視鏡下緣垂直距離W20SgRP點y坐標H17轉向盤中心到AHP的垂直距離H70SgRP點z坐標H30SgRP到AHP或FRP的垂直距離L8AHP點x坐標H35后視圖上，頭廓包絡線垂直移動到與頂蓋零件接觸時，頭廓包絡線中心移動的距離W8AHP點y坐標H41頭廓包絡線到頂蓋的最小距離H8AHP點z坐標H56乘員中心面內，D點到地板的距離L1PRP點x坐標H61SgRP沿后8°線到頭頂線的距離加上102mmW1PRP點y坐標H74轉向盤中心y平面內，轉向盤到未受壓座墊距離H1PRP點z坐標A18轉向盤傾角硬點和硬點尺寸3.SAEJ1100硬點尺寸室內尺寸239代號含義代號含義L98FRP點x坐標A19H點調節軌跡傾角H98FRP點z坐標A27座墊傾角W7轉向盤中心y坐標A40H點裝置軀干角，用以表示座椅靠背角L3乘員最小乘坐空間。與座墊相切的水平面內，前后排靠背的水平最小距離A42H點裝置軀干線與大腿線的夾角L6PRP到轉向盤中心距離A44H點裝置大腿線與小腿線的夾角L7轉向盤后邊緣到軀干線的最小距離A46H點裝置小腿線與裸足底線的夾角L11轉向盤中心到AHP的水平距離A47踏板平面傾角L18前排入口足部間隙A48地板平面與水平面夾角L22轉向盤中心y平面內轉向盤下緣到靠背最小距離A57H點裝置大腿線與水平面夾角硬點和硬點尺寸3.SAEJ1100硬點尺寸室內尺寸340代號含義代號含義L34加速踏板自由狀態時，踝關節點到SgRP的距離加上254mmA60乘員中心面內，95th百分位眼橢圓最高點到風窗開口最高點連線與水平面夾角L38駕駛員頭部（頭廓包絡線）到前風窗及其附件的最小距離A61乘員中心面內，95th百分位眼橢圓最低點到風窗開口最低點連線與水平面夾角L39最后排乘客頭部（頭廓包絡線）到后窗內飾的最小距離PW7PRP到駕駛員中心面y方向距離L48后排膝關節K點到前座椅靠背最小距離PW8PRP到制動踏板中心面y方向距離L50相鄰前后SgRP間水平距離PW9PRP到離合器踏板中心面y方向距離L51乘客踵點位于FRP時，其踝關節到SgRP距離加上254mmPH30PRP到AHP垂直距離L53SgRP到AHP水平距離TL23正常駕駛時H點水平調節行程硬點和硬點尺寸3.SAEJ1100硬點尺寸室內尺寸441代號含義代號含義L81腰部支撐量TH17H點垂直調節行程W3過SgRP的x平面上，

SgRP上方254mm到腰線高度范圍內左右車門間最小距離H11車門入口高度W5SgRP下方25mm到上方76mm高度范圍內，SgRP前后各76mm范圍內，左右車門內表面最小距離H13轉向盤下邊緣到大腿線最小距離W9后視圖上轉向盤最大直徑W31過SgRP的x平面上，肘靠上方30mm處左右車門間最小距離W27過側視頭廓包絡線最高點x平面內，頭廓包絡線自其對稱線和y-y定位線交點斜向上30°方向移動到遇到障礙物時的距離W35過側視頭廓包絡線最高點的x平面內，頭廓包絡線后視圖的最小水平向外方向移動量硬點和硬點尺寸3.SAEJ1100硬點尺寸外部尺寸42代號含義代號含義L101軸距L128前輪心x坐標L103車長H114罩點z坐標L104前懸H138后備箱D點z坐標L105后懸H101車高L114前輪中心線到SgRP的水平距離H156最小離地間隙W101輪距A106接近角（A106-1）或離去角（A106-2）W103車寬A121前、后風窗傾角L125發動機罩C點x坐標A122側窗傾角L127后輪心x坐標A147縱向通過角硬點和硬點尺寸汽車公司設計的車型要用一系列硬點尺寸來體現43TL23TH17L50L53H30W3-1W3-2A18奧迪A6193369408332671427141522奧迪100216368388372891442140621.4捷達223497358332281365134227.5H61-1/mmH61-2/mmL101/mmL103/mmW101-1/mmW101-2/mmW103/mmH101/mm奧迪A6999960285048861540156918101451奧迪100962954268747921476148318141421捷達9679462471438514641446169514242023/2/5452023/2/5尺寸含義L34駕駛員加速右腿腿部空間，未踩加速踏板狀態下右腿腳踝轉動中心到H點的距離加254mmL38頭部空間，在座椅位置中心線截面上，95％人體模型頭橢圓到水平方向上最低點的距離L50相鄰兩排座椅H點在X方向上的距離L51后排乘客腿部空間，在腳后跟放置在地板參考點，鞋底貼緊地板的情況下腳踝轉動中心到H點的距離加254mm長度12023/2/5尺寸含義H5座椅H點到地面的高度H11車身內前排高度H15進口高度（過座椅H點與豎直方向成15度角方向上的進出性高度）H61頭部空間（通過H點與豎直方向成8度角的直線上H點到頂棚的距離+102mm)H69后排出口高度H100整車高度高度

H69后排出口高度測量方法：后排座椅H點所在平面向上移動483mm與門密封條框線交點P1，通過P1與YZ平面平行的平面在水平方向向前254mm切門密封條框線得到最低點到座椅H點所在平面的距離即為H69

H61頭部空間測量方法：在通過座椅H點與豎直方向成8度角的直線上座椅H點到頂棚的距離再加上102mm2023/2/5尺寸含義W3肩部空間（在腰線范圍區域內的最小寬度）W5臀部空間（在座椅H點區域內的最小寬度）W20座椅H點的Y軸坐標W27斜頭部空間W31肘部空間W101輪距W103車寬后排乘客截面前排乘客截面寬度尺寸含義A40靠背角A121擋風玻璃傾角角度2023/2/52023/2/5汽車分類美國對汽車的分類美國汽車工程師學會（SAE）標準根據駕駛員乘坐空間尺寸的差異將汽車分為A、B兩大類A、B類車乘坐空間尺寸范圍55汽車類別H30-1/mmTH17/mmTL23/mmW9/mmA40-1/（°）A類127~4050~50>100<4505~40B類405~5300>100450~56011~18汽車分類2.美國對汽車的分類A類汽車：主要指乘用車，包括轎車旅行車多功能車（MPV）輕型貨車B類汽車主要是商用車，包括中、重型貨車大客車562023/2/5汽車室內空間設計需要考慮哪些人體包絡尺寸？頭廓包絡面頭廓包絡生成原理將平均頭廓線樣板上的眼點沿著眼橢圓輪廓上半部分運動，平均頭廓線隨之平動，描繪出的各個位置平均頭廓線的包絡就是頭廓包絡線3.6.1頭廓包絡線通過對人的頭部尺寸進行測量和統計，SAE制定了平均頭廓線，來描述側視和后視方向頭廓的平均尺寸591.頭廓包絡面的尺寸行程可調節座椅的情況603.6.1頭廓包絡線

A類車頭廓包絡1.頭廓包絡面的尺寸行程不可調節座椅的情況61A類車頭廓包絡2.頭廓包絡面的定位1）頭廓包絡面傾角適合A類車、行程可調節座椅的頭廓包絡面只在側視圖有向前下方12°的傾角β，其它視圖方向的傾角為零。對于固定座椅，在各個視圖方向傾角均為零62A類車頭廓包絡2.頭廓包絡面的定位頭廓包絡面中心位置（行程可調節座椅）63TL23Xh/mmZh/mm>13390.652.6≤13389.545.9085.442.0和頭部相關的幾個尺寸要求

1.H61頭部空間

2.W27斜頭部空間

3.L38前額到遮陽板間隙1.H612.W273.L38頭廓包絡的應用頭廓包絡的應用當作出頭廓包絡之后，參照對標尺寸H61，并選擇合適的L38、H41、L39等尺寸，就能夠將頭部空間和頂蓋不同部位的高度確定下來65H41—頭廓包絡線到頂蓋的最小距離L38—駕駛員頭部（頭廓包絡線）到前風窗及其附件的最小距離L39—最后排乘客頭部（頭廓包絡線）到后窗內飾的最小距離

L38額頭到遮陽板板間隙測量方法：在座椅位置中心線截面上，95％人體模型頭橢圓到水平方向上最低點的距離（最低點的尋找可以用水平直線去切頂棚上的飾板，飾條等）頭廓包絡的應用在后視圖上選擇合適的W27、W35和H35等尺寸，就能夠將寬度方向頂蓋不同部位的高度確定下來這樣就為造型和結構設計提供了依據和要求67H35—后視圖上，頭廓包絡線垂直移動到與頂蓋零件接觸時，頭廓包絡線中心移動的距離W27—過側視頭廓包絡線最高點x平面內，頭廓包絡線自其對稱線和y-y定位線交點斜向上30°方向移動到遇到障礙物時的距離W35—過側視頭廓包絡線最高點的x平面內，頭廓包絡線后視圖的最小水平向外方向移動量

W27斜頭部空間測量方法：95%人體模型頭橢圓沿斜向上向外30度方向移動到觸碰頂內飾位置所走過的距離駕駛員膝部包絡線的生成左右膝部包絡線分別為兩條圓弧。左膝部包絡線（離合器踏板）的圓弧半徑為103.25mm。右膝部包絡線（加速踏板）的圓弧半徑為113.25mm69駕駛員膝部包絡線的定位駕駛員膝部包絡線定位步驟確定定位基準線和定位基準點；確定駕駛員男女比例；利用公式計算出膝部包絡線圓心的位置70

L48膝部空間測量方法：在座椅H兩側127mm范圍內，膝關節轉動中心到座椅靠背的最小距離減去51mm。如果膝關節轉動中心和座椅靠背干涉，則該值為負數。3.6.3駕駛員胃部包絡線的生成駕駛員胃部包絡線對于確定轉向盤與駕駛員座椅之間的空間尺寸，以及確定座椅安全帶結構方案具有重要參考作用。它被擬合為一圓弧，半徑為157.45mm72駕駛員胃部包絡線的定位定位公式駕駛員男女比例為50:50時

駕駛員男女比例為75:25時

駕駛員男女比例為90:10時73乘員空間布置和人機界面設計乘員空間布置最主要的依據是人體尺寸對于駕駛空間，由于目標駕駛員群體中個體尺寸的差異，要求乘坐和操縱件必須具有一定的調節范圍，才能適應群體中的大多數駕駛員駕駛和乘坐要求74乘員空間布置和人機界面設計常見有四種調節方式75固定點座椅調節轉向盤調節踏板調節踏板水平190120——垂直10————H點水平——70190垂直——80——轉向盤水平70——120垂直80——95眼點水平2080210垂直12030130踏板/轉向盤水平190————垂直10————乘員空間布置和人機界面設計1.踏板布置1）加速踏板與人體操縱姿勢加速踏板布置必須考慮長時間操作的舒適性加速踏板未踩下時，踝關節角度A46不小于87°，踩到底后A46不大于105°76乘員空間布置和人機界面設計1.踏板布置1）加速踏板與人體操縱姿勢應該使駕駛員的拇趾點（BOF）踩在踏板中心位置；為此，需要計算踏平面角度和踏板中心高度77乘員空間布置和人機界面設計1.踏板布置1）加速踏板與人體操縱姿勢踏板表面的傾斜角度參照踏平面角來確定，使駕駛員鞋底腳掌處很好地與踏板表面貼合必須分析不同百分位駕駛員下肢的舒適性，尤其要考慮女性駕駛員穿高跟鞋駕駛的情況78乘員空間布置和人機界面設計1.踏板布置2）制動和離合踏板布置制動和離合踏板的位置可參照加速踏板位置進行布置通常制動踏板和加速踏板表面錯開一定距離796.3.1乘員空間布置和人機界面設計1.踏板布置2）制動和離合踏板布置確定所有，包括離合踏板與駕駛員中心線的距離、制動踏板與駕駛員中心線的距離、以及制動踏板與加速踏板之間間距806.3.1乘員空間布置和人機界面設計1.踏板布置2）制動和離合踏板布置踏板側向的位置轎車：應保證踏板中心線之間的距離在100~150mm之間商用車：還應使制動和離合踏板到轉向柱外殼之間有足夠的間隙，以保證駕駛員的鞋距離轉向柱外殼仍有少許空間81乘員空間布置和人機界面設計1.踏板布置3）踏板行程和踏板力踏板行程的確定應該保證在踏板踩下后，踝關節角始終處于78°~105°的舒適范圍內行車過程中由于頻繁踩踏，加速踏板要求操縱輕便在保證操縱輕便的同時，也要保持一定的力反饋，即：保持合適的操縱力梯度82乘員空間布置和人機界面設計2.駕駛員H點布置乘員座椅布置通過確定不同百分位乘員設計H點位置來實現駕駛員座椅：確定設計H點的位置和行程確定合理的設計H點調節方式和調節軌跡83乘員空間布置和人機界面設計2.駕駛員H點布置1）適宜乘坐姿勢人體乘坐的舒適程度與坐姿關節角度有關。舒適關節角度通常因車型而異84乘員空間布置和人機界面設計2.駕駛員H點布置1）適宜乘坐姿勢不同類型汽車，駕駛室地板高度和駕駛室高度不同，駕駛員乘坐姿態也要與之相適應85乘員空間布置和人機界面設計2.駕駛員H點布置2）駕駛員設計H點布置座椅調節行程主要包括三種：兩向調節行程、四向調節行程和六向調節行程86乘員空間布置和人機界面設計2.駕駛員H點布置2）駕駛員設計H點布置對于具有兩向H點調節行程的座椅，正常駕駛時有兩個重要的設計H點位置：最前位置和最后位置87乘員空間布置和人機界面設計2.駕駛員H點布置2）駕駛員設計H點布置轎車：為保證駕駛員乘坐區域能容納95%駕駛員乘坐，應以95th百分位男子設計H點作為正常駕駛時最后H點，以5th百分位女子設計H點作為正常駕駛時最前H點88乘員空間布置和人機界面設計2.駕駛員H點布置2）駕駛員設計H點布置設計H點調節范圍（包括水平調節量TL23和垂直調節量TH17）根據5th百分位女子和95th百分位男子設計H點位置確定座椅調節機構設計需參照設計H點調節軌跡，其調節范圍應大于正常駕駛時設計H點調節范圍896.3.1乘員空間布置和人機界面設計2.駕駛員H點布置2）駕駛員設計H點布置對于具有四向H點調節行程的座椅，正常駕駛的設計H點調節行程需要根據四個設計H點位置確定：最前最高位置最前最低位置最后最高位置最后最低位置六向調節行程座椅主要用于一些高級轎車上，其調節行程需要根據六個設計H點位置確定90座椅調節形式91乘員空間布置和人機界面設計 3.轉向盤布置轉向盤布置包括確定中心位置及調節范圍確定傾角確定輪緣直徑合理地布置轉向盤對于改善駕駛員操縱姿勢、減小操舵力，從而降低疲勞程度具有重要意義92乘員空間布置和人機界面設計3.轉向盤布置1）轉向盤位置要保證轉向盤與儀表板和駕駛員之間的距離合適轉向盤輪緣到駕駛員軀干的最小距離不宜小于250mm；足夠的轉向盤與軀干間隙是安全的重要保證轉向盤前后位置在保證與駕駛員之間安全距離的情況下，還要保證駕駛員打轉向時的伸及性轉向盤高度的確定要考慮駕駛員上肢的舒適性太高會造成“端胳膊”的感覺，容易加快疲勞太低則容易與腿干涉（尤其是操作制動或離合踏板時）93乘員空間布置和人機界面設計 3.轉向盤布置

1）轉向盤位置由于不同身材駕駛員乘坐位置和肢體尺寸的離散性，上述要求不容易對于大多數人都滿足，因此，轉向盤位置一般設計成可調節的，使得大多數人都能夠通過調節獲得舒適的轉向盤操作位置94乘員空間布置和人機界面設計3.轉向盤布置2）轉向盤傾角轉向盤傾角（A18）的選定應該使轉向盤輪緣所在平面盡量與駕駛員觀察儀表時的接近視線垂直，以獲得最佳的儀表視野；還要與手部抓握軸線的方向相適應95乘員空間布置和人機界面設計3.轉向盤布置2）轉向盤傾角為獲得較大的操作力，轉向盤傾角A18取較大的值，但最大轉速減小了。應該根據汽車的使用情況合理選擇轉向盤傾角96乘員空間布置和人機界面設計3.轉向盤布置3）轉向盤尺寸轎車轉向盤直徑通常小于450mm。太小則操縱不穩定，且影響儀表視野；太大則會浪費布置空間現代轎車和很多商用車都裝有轉向助力裝置，不必采用加大直徑的辦法來減小操舵力。轉向盤輪緣截面應盡量采用圓形，直徑取19~28mm為宜97乘員空間布置和人機界面設計3.轉向盤布置最終所確定的轉向盤中心位置、傾角和轉向盤直徑，是通過反復進行駕駛員人體、座椅、轉向盤布置和位置校核后得到的98乘員空間布置和人機界面設計4.儀表板布置儀表板是汽車操縱控制與顯示的集中部位，是汽車的操縱中心和信息傳遞中心，隨時反映汽車的運行狀態和接受駕駛員操控；它還是車室內部最引人注目的裝飾部件儀表板布置必須以駕駛員為中心，滿足駕駛員對視野、操縱和空間的要求99乘員空間布置和人機界面設計4.儀表板布置1）儀表板主斷面設計儀表板高度制約因素高個駕駛員腿部空間矮小駕駛員前方下視野作前方下視野控制線Ld，使儀表板上方最高點和轉向盤輪緣都低于下視野線Ld100乘員空間布置和人機界面設計4.儀表板布置1）儀表板主斷面設計儀表視野作輔助線L1、L2、L3儀表盤應布置在L1和L2之間，L3應平分L1、L2之間的空間101乘員空間布置和人機界面設計4.儀表板布置1）儀表板主斷面設計儀表觀察距離L3與水平面的夾角應該在30°范圍內儀表盤平面到眼橢圓中心的距離應該在650~760mm之間選取，對于普通家庭轎車，建議取為710mm左右102乘員空間布置和人機界面設計4.儀表板布置1）儀表板主斷面設計儀表平面角度儀表盤平面要有恰當的傾角儀表盤平面與直線L3的夾角一般控制在90°±10°范圍內103脊柱的構造

坐姿狀態下，支撐身體的是脊柱、盆骨、腿和腳。脊柱是人體的主要支柱，由24節椎骨以及5塊骶骨(已連成一體)和4塊尾骨(已連成一體)連結組成。3.5工作座椅的靜態舒適性設計原理人體在各種不同姿勢下的腰椎彎曲形狀曲線B

表示人體松弛側臥時，脊柱呈自然彎曲狀態；曲線C

是最接近人體脊柱自然彎曲狀態的坐姿；曲線F

是當人體的軀干與大腿的夾角呈90°時情形，此時脊柱嚴重變形，椎間盤上的壓力不能正常分布。

3.5工作座椅的靜態舒適性設計原理

因此，欲使坐姿能形成接近正常的脊柱自然彎曲形態,軀干與大腿之間必須有大約135°的夾角,并且座椅的設計應使坐者的腰部有適當的支撐,以使腰曲弧形自然彎曲,腰背肌肉處于放松狀態。人坐著時,大腿和上身的重量必須由座椅來支承。人體結構在骨盆下面有兩塊圓骨，稱為坐骨結節。這兩塊小面積能夠支持大部分上身的重量。覆蓋在它們外面的皮膚能獲得豐富的動脈血液供應，就象腳底一樣；而在臀部的邊緣部分，血液循環則大不一樣，在這部分靜脈較多(包含較少的氧)；當人坐著的時候，覆蓋著坐骨結節的皮膚能夠更好地經受住持久的壓力。3.5工作座椅的靜態舒適性設計原理使股骨處于正常位置的平坦座面3.5工作座椅的靜態舒適性設計原理

座面上的臀部壓力分布應是：在坐骨結節處最大,由此向外,壓力逐漸減小,直至與座面前緣接觸的大腿下部,壓力為最小。不同用途的座椅,兩點支承的作用不一樣。休息用的座椅,體、腿夾角較大(舒適角度約為115°),坐著時身體向后傾斜,只要肩胛部分支承穩靠,沒有腰靠也能得到舒適的坐姿,因此是以肩靠起主要作用。一般操作用座椅,由于操作的要求,身體需要略向前傾,肩胛骨部分幾乎接觸不到靠背,因此,只有腰靠起支承作用,一般無需設置肩靠。3.5工作座椅的靜態舒適性設計原理

腰靠支承是使背疼和疲勞減到最輕的主要措施。腿的主動脈緊靠著大腿下表面和膝蓋的后面,在這個部位上，任何持續的壓力都會給人造成極端的不舒適和腫脹感覺。借助于適當減短座深、把座墊前緣修圓和采用較軟的泡沫塑料座墊等措施可防止發生這種情況。正確的坐姿應當是支持脊柱使之逼近這一自然彎曲弧形。

脊柱支持在正常彎曲弧形3.5工作座椅的靜態舒適性設計原理斗形座面將股骨推向上方，使股骨處于受載狀態3.5工作座椅的靜態舒適性設計原理

為了使操作者腳踩著地板，同時上身靠在靠背上舒適地進行操作,地板擱腳的部位應當朝前上方傾斜,與水平面的夾角約為20°。對于某些運輸車輛，特別是地板擱腳部位傾斜度不夠的車輛，建議將座面設計成稍稍傾斜,沿座深方向前高后低,相差約25～40mm。操作者操縱腳踏板時，小腿與大腿間的舒適夾角應為110°～120°，腳與小腿的舒適夾角應為85°～90°。操縱腳踏板時大腿、小腿與腳面之間的夾角3.5工作座椅的靜態舒適性設計原理

概括起來，舒適的坐態生理，應保證腰曲弧形處于正常自然狀態，腰背肌肉處于松弛狀態，從上體通向大腿的血管不受壓迫，保持血液正常循環。因此，最舒適的坐姿，是臀部稍離靠背向前移，使上體略向后傾斜，保持體腿夾角在90°～115°之間，小腿向前伸，大腿與小腿、小腿與腳面之間也有合適的夾角。舒適坐姿的關節角度3.5工作座椅的靜態舒適性設計原理

概括起來，好的駕駛座椅設計必須保證駕駛員在連續幾個小時操作的情況下，身體能夠得到很好的支持。這就要求座椅各個部分的位置是可調節的，以適應從第5百分位的女駕駛員到第95百分位的男駕駛員范圍內所有人的不同需要。3.5工作座椅的靜態舒適性設計原理

設計者在確定駕駛座椅在車輛上的安裝位置之前，必須先確定坐著的駕駛員與座椅結構的相對位置。為了提供人體測量數據，美國汽車工程師協會SAE已將車輛駕駛座椅設計的參考點標準化(SAEJ1163)，這個參考點稱為座椅標志點(SeatIndexPoint，簡稱SIP)。人體身軀與大腿的轉動中心為H點,SIP點和大個子男人的H點重合,座椅標志點SIP的位置由兩個基準平面,即靠背基準平面和座椅基準平面確定，兩平面相交在座椅基準點(SeatReferencePoint，簡稱SRP),知道了SRP點，即可找出SIP點。人體坐姿校核人體H點與座椅標志點之間的關系人體坐姿校核

為便于實際應用，SAE把SIP點到靠背基準平面的距離135mm,SIP點到座椅基準平面的距離97mm定為標準尺寸。這個標準尺寸適合第97.5百分位的男子，而對于第2.5百分位的女子，其身軀與大腿的轉動中心H點同SIP點并不重合，有25mm的差距，這個差距就被忽略了。

SAE明確規定，任何駕駛座椅的座椅基準平面和靠背基準平面只能用SAE的標準人體模型或下圖所示的測量裝置來確定。這樣，座椅制造者和車輛設計工程師就有了一個共同的標準定位點。3.5人體坐姿校核SAE座椅標志點測量裝置3.5人體坐姿校核駕駛員SAE95%人體坐姿舒適性校核根據踵點，踏板參考點，駕駛員設計H點、方向盤中心位置及座椅靠背角確定駕駛員坐姿，對以下尺寸進行測量：H30-1R點到踵點的垂直距離L53R點到踵點的水平距離A40-1靠背角A42-1軀干與大腿夾角A57-1大腿與水平面夾角A44-1膝蓋角A46-1踝角H61-1頭部有效空間H47-1頭部包絡線與頂蓬的最

小間隙3.6駕駛員坐姿校核119駕駛員SAE95%人體坐姿舒適性校核代碼尺寸名稱舒適參考范圍H30-1R點到踵點的垂直距離（mm）250-405L53R點到踵點的水平距離（mm）——A40-1靠背角

（°）20-30A42-1軀干與大腿夾角

（°）95-115A57-1大腿與水平面夾角

（°）——A44-1膝蓋角

（°）100-145A46-1腳角

（°）87-110轎車駕駛員人體坐姿舒適推薦值對于駕駛員人體坐姿除應滿足上表中的推薦值外，還應與參考車型進行對比分析。3.6人體坐姿校核120駕駛員SAE95%人體坐姿舒適性校核SAE95%人體模型尺寸3.6人體坐姿校核駕駛員SAE5%人體坐姿舒適性校核根據踵點，踏板參考點，駕駛員設計H點、方向盤中心位置及座椅靠背角確定駕駛員坐姿，對以下尺寸進行測量：H30-1R點到踵點的垂直距離L53R點到踵點的水平距離A40-1靠背角A42-1軀干與大腿夾角A57-1大腿與水平面夾角A44-1膝蓋角A46-1踝角3.6人體坐姿校核駕駛員SAE5%人體坐姿舒適性校核代碼尺寸名稱舒適參考范圍H30-1R點到踵點的垂直距離（mm）250-405L53R點到踵點的水平距離（mm）——A40-1靠背角

（°）20-30A42-1軀干與大腿夾角

（°）95-115A57-1大腿與水平面夾角

（°）——A44-1膝蓋角

（°）100-145A46-1腳角

（°）87-110轎車駕駛員人體坐姿舒適推薦值對于駕駛員人體坐姿除應滿足上表中的推薦值外，還應與參考車型進行對比分析。3.6人體坐姿校核駕駛員SAE5%人體坐姿舒適性校核注意事項：駕駛員SAE5%人體模型H點位置的確定：按照以下公式確定H點曲線，該曲線與設計H點位置沿座椅前后運動軌跡的交點為SAE5%人體模型H點的位置。H點曲線方程，其中X為H點與踏板參考點的水平距離，Z為H點與踵點的垂直距離3.6人體坐姿校核95%人體模型H點曲線50%人體模型H點曲線5%人體模型H點曲線H點運動范圍H點設計位置5%人體H點位置駕駛員SAE5%人體坐姿舒適性校核駕駛員SAE5%人體模型H點位置的確定：3.6人體坐姿校核一種轎車駕駛室的推薦設計3.6人體坐姿校核7.后排乘員乘坐空間布置乘客座椅多為行程不可調節座椅乘客H點布置需將選定的人體模板根據地板線（考慮壓塌量）和前排座椅定位126乘員空間布置和人機界面設計7.后排乘員乘坐空間布置一般將乘客的腳布置在前座下面，并使乘客的膝蓋與前排靠背后面保持必要的間隙采用階梯地板布置可保證前排座椅下部留有足夠的擱腳空間，且前后座椅間距變小，有利于小型轎車布置座椅靠背厚度對乘坐空間影響很大，應根據車的級別合理選擇不同類型的車，對乘坐空間要求不同，應選用合適的人體模板127128后排乘客SAE95%人體坐姿舒適性校核根據踵點，地板平面，后排乘客設計H點位置及座椅靠背角確定后排乘客坐姿，對以下尺寸進行測量：H30-2R點到踵點的垂直距離——R點到踵點的水平距離A40-2靠背角A42-2軀干與大腿夾角A57-2大腿與水平面夾角A44-2膝蓋角A46-2踝角H61-2頭部有效空間H47-2頭部包絡線與頂蓬的最

小間隙后排乘客SAE95%人體坐姿舒適性校核代碼尺寸名稱舒適參考范圍H30-2R點到踵點的垂直距離（mm）127-405——R點到踵點的水平距離（mm）——A40-2靠背角

（°）20-75A42-2軀干與大腿夾角

（°）95-115A57-2大腿與水平面夾角

（°）——A44-2膝蓋角

（°）90-145A46-2腳角

（°）95-130轎車后排乘客人體坐姿舒適推薦值對于后排乘客人體坐姿除應滿足上表中的推薦值外，還應與參考車型進行對比分析。2009年12月130后排乘客SAE95%人體坐姿舒適性校核注意事項：后排乘客踵點位置的確定：將后排乘客的腳模型盡可能的向前布置，直到與前排座椅剛開始發生干涉的位置，若此時后排乘客的踝角小于130°，則取此位置的踵點位置為后排乘客踵點的位置，若此時后排乘客的踝角大于130°，則將腳模型向后移動至使后排乘客的踝角等于130°的位置，此時的踵點位置為后排乘客的踵點位置。乘員空間布置和人機界面設計7.后排乘員乘坐空間布置轎車第二排乘員H點布置：將前排座椅定于最后最低位置，并選定人體模板；畫出D點高度線；保持A46不大于130°條件下，將人體模板腳沿地板線前移，并保證D點始終位于D點線上的同時軀干也相應前移，直至腳或小腿與前排座椅接觸131乘員空間布置和人機界面設計8.乘員頭部空間和頂蓋布置前后座SgRP位置確定后，可將頭廓包絡面定位根據H61-1、H61-2的經驗值，考慮頭部間隙尺寸L38、H41-1、L39、H41-2確定頂蓋高度132乘員空間布置和人機界面設計8.乘員頭部空間和頂蓋布置確定頭部空間尺寸時要考慮戴帽子、汽車顛簸、乘員頭飾和正常活動等所需的空間133乘員空間布置和人機界面設計9.汽車寬度方向乘員布置對于小型乘用車，乘員在寬度方向的布置要考慮乘員之間，以及外側乘員頭部與側窗和頂蓋、肩部與車門、肘部與車門之間的間隙134乘員空間布