汽车座椅参数化设计及驾驶室座椅与仪表板的布置分析

发表时间:2019/5/13   来源:《知识-力量》2019年8月26期   作者:崔博
[导读] 本文首先进行汽车座椅设计概述,然后分析汽车座椅参数化设计,最后详细分析仪表板截面线的布置及相关参数,分析驾驶室仪表板的布置,展开汽车座椅参数化设计及驾驶室座椅与仪表板的布置分析。
(诺博汽车汽车系统有限公司,河北 保定 071000)
摘要:本文首先进行汽车座椅设计概述,然后分析汽车座椅参数化设计,最后详细分析仪表板截面线的布置及相关参数,分析驾驶室仪表板的布置,展开汽车座椅参数化设计及驾驶室座椅与仪表板的布置分析。
关键词:汽车座椅参数化设计;驾驶室;仪表板布置

 
         引言:
        一直以来,作为当前最重要的交通运输工具,汽车的消费慢慢成为带动国民生产总值的重要指标,汽车座椅作为汽车内部中的关键处,它的设计对汽车的舒适性、安全性有着极为重要的作用。基于此笔者展开汽车座椅参数化设计及驾驶室座椅与仪表板的布置分析。
        一、汽车座椅设计概述
        汽车座椅的主要功能是为驾驶者提供便于操纵、舒适、安全和不易疲劳的驾驶座位。座椅设计时应同时满足以下五点基本要求:(1)座椅的布置合理。(2)座椅外形要符合人体生理功能。(3)座椅应具有调节机构。(4)座椅应有良好的振动特性。(5)座椅一定十分安全可靠.。汽车座椅设计没有捷径,一定要至上而下的展开,并且首选要拟定追钟方案才能确定汽车座椅详细设计。这中间需要大量的信息参数。设计过程如下图1:
        图1:设计过程
 
        汽车座椅设计布局过程中需要注意的细节内容:首先确定汽车座椅设计是否满足发放原型零件图纸、设计是否满足按照图纸规范检查原型零件的性能(如有必要需要重新定义)、设计是否满足原型装配、设计是否满足设计验证试验、设计是否满足实验结果说明、设计是否满足文件汇编以及法规信息。其次,汽车座椅的设计是否能够满足客户协商(使用同步开发小组的输入和可行性信息与客户协商更改规范),进一步确定决定功能和用途——确定规范(包含建立性能规范、选择实现规范的系统知识、布局系统)——模型设计(选择系统零件、决定系统特殊特性、在模型中布局零件)——分析零件(确定H点控制、重点分析、有限元分析)——设计零件(更改金属件和发泡零件以满足客户要求)。
        二、汽车座椅参数化设计
        2.1参数化设计
        汽车座椅参数化设计研究属于汽车CAD技术范畴,它可以对设计对象的结构形状比较定型,能够用一组参数来约定尺寸的关系。 参数与设计对象的控制尺寸有显然的对应,设计结果的修改受尺寸驱动的影响,。参数化设计技术以强大的草图设计、尺寸驱动修改图形功能,成为初始设计、产品建模及修改系列设计、多方案比较和动态设计的有效手段。现阶段,解决参数化驱动中约束的方法主要基于几何约束的变量几何法,它将图形的几何模型分散为一系列特征点,以特征点位变量形成一个非线性方程组当约束变化时利用非线性方程组就可以求出这些特征点的新坐标从而形成新图形。 此外,解决参数化驱动中约束的方法还有基于几何推理的人工智能法 。其次,解决参数化驱动中约束的方法还有基于构造过程的构造法以及基于辅助线法。
        2.2人体尺寸在产品设计中的应用
        a)首先要在设计过程中预测汽车座椅使用群体,包括集体的年龄、性别、种族、工作
        b)然后在设计过程中需要细致考虑汽车座椅人体尺寸变量,特别是确定的尺寸
        c)最大限度的满足使用群体的100%满足,或尽可能的满足适用对象使用,在不同情况下需要使用较大或较小身材者的人体测量值和满足可调节性需要
        座椅的尺寸和坐姿尺寸有着密切的关系,以此坐姿人体尺寸表是座椅设计的主要依据,参数化的人体模型是通过从建好的人体尺寸数据库中读取人体尺寸然后调用UG的人体模型创建模块来实现的。
        由于驾驶员的舒适驾驶姿势随车型的不同而变化各自选择舒适姿势下的关节角度有较大的差别。对于轿车通常靠背角躯干与垂直面之间的夹角最大不超过33°,最舒适为28°人体躯干与大腿的夹角大腿与小腿之间的夹角设计子在110°~115°为最为合适,105°为最理想脚角4(踏平面与小腿间夹角)最小为87°,最大不超过130°。
        三、汽车仪表板布置设计
        3.1仪表板、副仪表板的设计思路
        仪表板、副仪表板的设计思路需要满足如下内容:第一、仪表板、副仪表板涵盖驾驶控制子系统、信息系统、舒适性系统(例如空调系统、导航系统);第二:仪表板、副仪表板的设计需要结合整车造型综合设计;第三仪表板、副仪表板的设计需要全面的考虑整车造型外,还需要设计储存功能和方便有用的工具(储物盒、卡片盒、杯托等)。第四:仪表板的设计还需要做好安全设计,即提供碰撞保护、各种信息系统要布置在驾驶员的行驶安全视线范围内。第四:仪表板、副仪表板的设计要求满足操作的便利性、方便性和其它内饰系统一起提供一个舒适的内部环境;第五:仪表板的设计需要满足支持转向管柱的功能。仪表板材料为PP+E/P-T20,个配合颜色一定要与主体的颜色合理搭配,仪表板各主体间以及配件与配件接缝处一定要整齐美观,仪表板表面轮廓一定要明确、顺滑,表面无凹陷、开裂、划痕,表面纹理一定要均匀细致,仪表板的转折过渡处无裂缝、熔接痕、一定要光滑圆润。
        3.2截面线的布置
        仪表板整体布局时,在确定仪表位置及仪表罩高度时,应保证其不得越过下视角(5°)的边界线,这样可以确定仪表板罩的上边界。仪表板与前风档间隙4~7毫米范围内,该处间隙处应控制在取4毫米左右,为了两个模具之间拼接方便、减小分模线问题,设计0.5毫米的台阶面;仪表板最前端厚度设计为1.5~2毫米距离范围内。
        四、结语:
        综上所述,通过汽车座椅设计概述,然后分析汽车座椅参数化设计,最后详细分析仪表板截面线的布置及相关参数,分析驾驶室仪表板的布置,展开汽车座椅参数化设计及驾驶室座椅与仪表板的布置分析,希望能为汽车座椅设计驾驶室座椅与仪表板的布置有所帮助。
参考文献
[1]王红州.汽车座椅参数化设计及驾驶室座椅与仪表板的布置[D].江苏:南京航空航天大学,2008. DOI:10.7666/d.d052278.
[2]郝利生,张智勇.汽车座椅舒适性设计要求的探讨[J].汽车实用技术,2019,(2):43-44. [3]胡昊.汽车座椅结构安全性设计与优化[J].建筑工程技术与设计,2018,(28):712.
[4]王永莉.汽车仪表板前围结构与附件设计研究[J].建筑工程技术与设计,2018,(34):4374.
[5]王珂,傅杰,喻大伟.汽车换挡器与副仪表板之间的配合设计[J].汽车科技,2018,(5):14-19.
 
 
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