基于UG的驾驶员手伸界面的生成和校核

基于UG的驾驶员手伸界面的生成和校核一、基本理论1、手伸界面的相关概念1）、驾驶员手伸及界面，指驾驶员以正常姿势入座、身系安全带、右脚踩在加速踏板上以及一手握住转向盘时，另一手所能伸及的最大空间廓面。根据安全带形式，有对应于三点式安全带和两点式安全带两种类型的手伸及界面。驾驶员手伸及界面在车内的位置如图1所示。图1驾驶员手伸及界面在车内的位置2）、通用布置因子（GeneralPackageFactor，G因子），是反映乘坐环境布置的代数式，即0.0018300.0197400.002790.0106180.001110.0024170.0027423.0853GHAWALHA（1）3)、HR参考面（HandReachReferencePlane）,用于定位驾驶员手伸及界面的平面。它平行于汽车坐标系yz平面，位于AHP后方，到AHP的距离为78699HRG（2）4)、手伸及界面的影响因素主要有两个：（1）驾驶员自身的伸及能力该因素主要通过选择各种百分位的身材及不同的男女驾驶员比例来加以考虑。由于是最大伸及能力，故不考虑驾驶员的百分位和身材，仅考虑男女比例，在ISO3958中考虑了三种男女比例，分别为50/50，75/25，90/10。（2）汽车驾驶员内部设计尺寸影响手伸及界面的驾驶室内部设计尺寸有：•SgRP到踵点的垂直距离H30（mm）•座椅靠背角A40（degree）•方向盘最大直径W9（mm）•方向盘倾角A18（degree）•方向盘中心到踵点的水平距离L11(mm)•方向盘中心到踵点的垂直距离H17（mm）•人体样板的体腿夹角A42（degree）2、手伸及界面的基准位置驾驶员手伸及界面数据是在手伸及界面测量台上测得，再经统计分析后得到的。将在测量台上测得的数据根据G因子和男女比例进行分类，对于三点式安全带和两点式安全带各列成21张数据表格，用来构造手伸及界面。手伸及界面上的点位于HR参考面前方，表中的数据表示这些点沿x方向到HR参考面的距离。数据在z方向以通过H点的水平面为基准，向上为正，向下为负；在y方向以通过H点的纵向垂直平面为基准，驾驶员向左为外侧，向右为内侧。由于测量时测量杆的一端是一个25mm的三指抓捏式操作按钮，在实际应用时应根据操作按钮的形式进行一定的修正。例如指点式按钮的伸及范围应比抓捏式的往前加长50mm；手推式按钮的伸及范围要比抓捏式的往后缩短50mm。3、手伸及界面的定位（参考SAEJ287-1988DriverHandControlReach）在ISO3958中，驾驶员手伸及界面已经生成表格，共21张，分别对应于三种男女驾驶员比例（50/50，75/25，90/10）、七档综合因子G值（G＜-1.25，-1.24＜G＜-0.75，-0.74＜G＜-0.25，-0.24＜G＜0.24，0.25＜G＜0.74，0.75＜G＜1.24，G＞1.25的数据。表1给出了手伸及界面数据表格的示例。表1手伸及界面数据表格在系统中，按局部坐标生成了21张表格对应的曲面，并存放在一个库中。在定位手伸及界面时，先确定定位中心的位置，而后从库中调用相应的曲面即可，具体方法如下：1）确定影响手伸性的驾驶室内部设计尺寸；2）计算驾驶室尺寸综合因子G；3）选择驾驶员男女比例；4）定位点参考点的确定。设定位参考点的坐标为PR(XPR,YPR,ZPR)，下面说明确定方法。定位参考点X轴坐标的确定假设X轴方向基准面HR离踵点的水平距离为d，则有d=786-99•G（mm）若（d-L53）＜0，则基准面HR位于加速踏板踵点后面d处，此时有XPR=XAHP+d若（d-L53）＞0,则基准面HR位于SgRP处，此时有XPR=XSgRP其中，L53—SgRP到加速踏板踵点（AHP）的水平距离XAHP—加速踏板踵点X轴坐标XSgRP—SgRP的X轴坐标定位参考点Y轴、Z轴坐标的确定Y轴基准平面为座椅对称面，Z轴基准平面为过SgRP的水平面，故有YPR=YSgRPZPR=ZSgRP根据男女比例和G的值从库中调用相应的手伸及界面，进行平移变换运算，将其局部坐标的原点与定位参考点重合，即完成了手伸及界面在车身坐标系中的定位。上面总结的都是驾驶员手伸及界面原理性的内容，在实际驾驶员手伸及界面的求解过程可直接在三维UG软件调用总布置设计工具包中的手可触及区命令完成。二、基于UG的驾驶员手伸界面的生成所选捷达车型的驾驶室内部设计尺寸如下表所示表2驾驶室内部设计尺寸H30(mm)A40(o)H17(mm)A18(o)W9(mm)A42(o)L11(mm)L53(mm)2282262027.53795.6374833根据上表的数据由式（1）算的G因子为=-1.62078G，则7869978699(1.62078)946.46HRG三、结论