汽车座椅参数化设计及驾驶室座椅与仪表板的布置

论文摘要

本文根据人机工程学的理论方法,基于Unigraphics NX4软件二次开发完成了汽车座椅参数化设计及汽车驾驶室座椅仪表板布置得系统。该系统包括汽车座椅参数化设计模块、汽车驾驶室座椅布置模块和汽车驾驶室仪表板布置模块。首先,本文根据坐姿理论与座椅设计原则,分析了汽车座椅设计参数与人体尺寸之间的关联关系,利用人机工程学知识建立了标准化人体尺寸数据库,进而驱动Unigraphics NX4的人体建模模块来生成参数化的人体模型。在Unigraphics NX4平台上利用UG/Open API开发了人体尺寸驱动的汽车座椅参数化设计模块,实现了以人体模型来驱动汽车座椅生成的功能,保证了所设计座椅的合理人机性能。其次,本文研究分析了SAE所推荐的确定汽车H点的适意线法的适用条件和不足,完成了综合考虑驾驶员舒适性、视野性和方向盘约束性等因素的H点区域法。利用该方法可以快速准确的确定出满足以上所有约束的H点优化域,进而完成对汽车座椅的布置。最后,根据得到的汽车H点,通过对驾驶员视野范围进行分析,实现了对仪表板在驾驶室的布置。本文开发出了满足人机工程学的汽车座椅设计的人机界面,同时实现了汽车驾驶室中座椅和仪表盘的布置,提高了汽车座椅设计与汽车驾驶室布置的效率和质量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文选题的背景
• 1.2 论文研究的目的与意义
• 1.3 汽车CAD 技术的国内外应用现状
• 1.4 本文技术背景
• 1.4.1 数据库与UG 的结合
• 1.4.2 参数化设计方法的应用
• 1.5 论文研究的内容与结构
• 第二章 基于人体尺寸驱动的设计平台的创建
• 2.1 基于人体尺寸驱动设计平台的概述
• 2.2 基于人体尺寸驱动的设计过程
• 2.3 基于人体尺寸驱动设计平台的构建
• 2.3.1 人体尺寸数据库的创建
• 2.3.2 参数化人体模型的构建
• 2.3.3 人体模型坐姿调整
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于人体尺寸驱动的汽车座椅的总体设计和实现
• 3.1 汽车座椅设计人机工程学理论
• 3.1.1 脊椎结构研究分析
• 3.1.2 腰曲弧线
• 3.1.3 体压分布与坐姿疲劳
• 3.1.4 臀股受力分析
• 3.2 汽车座椅参数的确定
• 3.2.1 座椅设计原则
• 3.2.2 汽车座椅静态参数的确定
• 3.3 汽车座椅主要尺寸与人体尺寸关系的建立
• 3.3.1 座椅主要尺寸与人体尺寸关系的建立的原理
• 3.3.2 尺寸关系
• 3.4 汽车座椅参数化设计实现
• 3.4.1 汽车座椅参数生成模块
• 3.4.2 座椅控制点生成模块
• 3.4.3 座椅控制线生成模块
• 3.4.4 座椅曲面生成模块
• 3.5 本章小结
• 第四章 汽车驾驶室中座椅与仪表板的布置
• 4.1 引言
• 4.2 汽车座椅布置原则
• 4.2.1 坐姿舒适性原则
• 4.2.2 面向用户群体中的大多数原则
• 4.2.3 分析汽车硬件环境对驾驶位置选择的影响原则
• 4.3 H 点域的确定
• 4.3.1 H 点定义及其意义
• 4.3.2 H 点的确定方法
• 4.3.3 H 点的确定
• 4.4 汽车座椅布置的实现
• 4.4.1 H 点坐姿舒服域的实现
• 4.4.2 H 点方向盘约束域的实现
• 4.4.3 H 点视觉约束域的实现
• 4.4.4 H 点合理性校验
• 4.4.5 汽车座椅的布置
• 4.5 汽车仪表板的布置
• 4.5.1 驾驶员视野
• 4.5.2 仪表盘布置视野约束分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文及研究成果