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汽车驾驶室

2013-05-21 10:53:57 作者:

车辆座椅的常量

我们必须注意的是所给出的坐姿仅适用于驾驶员;乘客会喜欢一个更大的座椅和靠背角度。对所有车辆而言,座椅和靠背都是固定的,但头靠将会有些变化,因为头部中心线必须垂直于所选择的路线车辆的外形千变万化:比如赛车的前阻力要低;农业和工业车辆的长度较短,向下的可视比是非常重要的,而空气动力性并非关键要素。车辆的方向盘会因车而异。为了保持正确的腿部空问,在一些情况下方向盘的设计角度可能会有所改变。

一个放松的脚踝度数是 100 度,假设鞋的角度为 6~65 度。这个角度适合于在正常速度行驶时左脚放松休息,右脚踩在油门踏板上。

为保持对踏板的最大压力,膝盖最好在 110 - 120 度之间。因为当腿部抬起踩刹车时,膝部角度会变小,所以选择 120 度。而且如果需要,脚部也能够形成 85 度角的倾斜。

赛车、跑车和小汽车的头枕部位必须保持与头部中心线的垂直性。赛车的头枕应该是为赛车手特制的,从而具有侧面支撑保护作用。

注意在六种车辆中,每种之间有 5 度的变化;必要时,可以超过 5 度的变化。

每一条 5 度线上给出了座位垂直和向前的调整变化尺度令插图反映了制动器踏板的压力点。制动踏板的行程可能随着制动系统和制动压力而改变,推荐最好采用助力制动,可以节省 98 %的力量。

农业机械与工业设备

包括拖拉机在内的各型车辆的驾驶控制区域这类座椅的设计起点是从脚后跟点开始:假设鞋的后跟厚度为上 2 英寸( 30 毫米),脚部抬起 65 度。这种隋况卜,假定脚踝处于 96.5 度的位置。为保证身材高大的男性前后占用较小的空间,膝部成 110 度角,这是一个关键的尺度。脊柱气大腿上部(大腿骨)形成的舒适夹角是 100 度。插图中人坐在可以高低旋转的座椅上,将座椅抬升到最高位置,椅面前端边缘高度是 19.5 英寸( 485 毫米),座椅参考平而高度是 17.8 英寸 ( 452 毫米)。椅面长度 16.5 英寸( 419 毫米),成 5 度的倾斜角。靠背中线与垂直线夹角设为 10 度,椅面与椅背成 95 度角,这样也是一个令人感到舒适的角度。腰部支撑中心离座椅参考平面 11 英寸( 279 毫米),人坐「后,距离会缩短 0.5 英寸( 13 毫米)。这就为臀部留下了 3 英寸( 76 毫米)的空间,在腰部支撑中心的上下 3 英寸处留出了 5 英寸( 127 毫米)的空间用于骸骨支撑。剩余的上部空间用来做胸部支撑,靠背高度为 20 英寸( 500 毫米)。插图同样反映了针对 l 百分位数的身材矮小女性的分析。腰部压力中点的高度为 8 英寸( 203 毫米),在腰部受力中心上下 2 英寸( 51 毫米)处。再分析椅而的变化,我们发现合理的座椅要求有 4.4 英寸( 112 毫米)的竖向调整和 7 英寸(178 毫米)的水平调整。方向盘应该设置在对所有驾驶员都理想的位置。它应该能缩短 5 英寸( 127 毫米),另外方向盘与垂直向夹角应在 30~60 度之间。图中给出了对两性驾驶员都最有效的手部位置。列出了 5 百分位数的握力,从而我们可以学习运用 l 百分位数的女性 5 百分位数的力量。图中画出了在头部垂直位置上视线与色彩辨识的极限。头部向前倾斜15度是舒适的。事实上,头部可以很容易地前后倾斜 30 度,最大前后倾斜角度可达 50 度。俯视图帮助我们了解 99 百分位数的男性和 1 百分位数女性的驾驶控制区域的位置。先从腿部为出发点,将双腿确定在舒适的范围之内从而获得正常的加速姿态制动踏板和离合踏板都易于布置,二者间还要留有 2 英寸( 51 毫米)的距离避免不小心造成的操作失误。由于手部控制区域的分析是关注的重点。最佳的位置应在后脚跟线之后 4 英寸( 102 毫米)处,长度为 12 英寸( 305 毫米)的范围。这个重要的控制区距驾驶员中心线 11 英寸( 280 毫米),并向外延伸 5 英寸( 127 毫米)。这样驾驶员会很容易控制到。稍远点,用虚线绘出了一块更大的操纵区域,这些主要操纵区域以外的任何区域都只是用作二级的操纵区域。整个操作区必须低于扶手 2 英寸( 51 毫米)。 20.5 英寸( 520 毫米)的扶手间距是一个合适的距离。对身穿异常厚重衣服的司机来说 22 英寸( 559 毫米)是最理想的。扶手的舒适宽度应为 3 英寸( 76 毫米),最小应避免少于 2 英寸( 51 毫米)。长度为 8 英寸 ( 203 毫米)的扶手算是短的,是为了避免扶手伸到主操纵台造成身材矮小的女性驾驶员操作时的困难。如果我们要为身高 59.8 英寸( 1 520 毫米)、占 5 百分位数的女性驾驶员进行设计,她们的座椅上下调整幅度为 4 英寸( 102 毫米),前后调整距离为 5 英寸( 127 毫米)。扶手长度达到 10 英寸( 254 毫米),这种设置是更合适的尺寸。身材更矮小的女性可以使用 5 百分位数的座椅,膝部成 120 度,并将骨盆向前倾斜。在侧视图中显示了视角和头部倾角。视平线上下绘出了辨色角度。插图给出了驾驶员的触及范围,注意弯曲的躯于尺度可能要受到肩部安全带的限制。图中只给出左眼的视线角度,右眼的视线角度与左眼相同。向前看的时候,能看到头部两侧 30 度范围内所有的颜色,但是单只眼睛不能看到所有的颜色。图中显示了双眼与单眼的视域;当然,这些区域是随着头部转动而改变的,插图说明了头部轻松转动与最大转动的范围。人们采用了特殊的控制手段和修订方法。这些图形是用来分析由木材、胶合板、纸板、塑料或金属制成的实验模型。比例模型不完全等价于驾驶员能自己调整控制台和座椅的全尺寸驾驶室。在 99 百分位数男性驾驶员的侧视图上,值得注意的是行驶在不同地形道路上时头顶上和头后部的空间另外值得注意的是球状手柄和柱状手柄。球状手柄直径为 1.5 英寸( 38 毫米),柱状手柄为 1.25 英寸 ( 32 毫米)它满足了身材矮小的使用者的需求。

手部与脚部的控制力量

在“男女力量”表中,以 50 百分位数的美国男性坐姿开始。同样以最大 110—120 度的膝部角度, 5 百分位数的男性脚部跖球踩到制动踏板的力量为 114 磅力 ( 507牛顿);5 百分位数的女性为 76 磅力( 338 牛顿)。取 2 / 3×6 = 50 磅力( 222 牛顿)为不过度紧张疲劳状态的踩踏接触。另外,制动踏板几乎是直着向前踩的,这有益于所有的使用者。关于油门踏板,参见表格“足部的尺度与踏板设计”。图中绘出汽车在稳定的巡航状态下,脚部静止不动时的位置再向下踩 10 度将是高速,而抬起 10 度则油门踏板即会关闭。再向上抬高 5 度是油门踏板的最高位置,这种设置便于脚放在踏板上休息,又不会引起油门踏板给油提速。以下概括了足控制的细节:

刹车

阻力: 10 一 50 磅力( 44.5 一 222.4 牛顿)

自山行程: 1.2 英寸( 30 毫米)

踏板行程(穿靴子时需双倍行程) : 0.5 一 2.5 英寸( 13 一 64 毫米)

油门踏板以上的高度: 1.2 英寸( 30 毫米)对于助力刹车

                     3.6 英寸( 91 毫米)对于非助力刹车

油门

阻力:4 一 10 磅力( 17.8 —44.5 牛顿)

自由行程:5 度

最大行程: 20 度

回到“男女力量”表,可以确定一些手部力量。当操作台在右侧时,采用细线画的手以及 5 白分位数的女性力量数据。因为操作台在右侧,取数值的 84 %。例如,向前推进 30 度为20.2 磅力(90牛顿),向后拉回则为23.5 磅力(105牛顿);向前推得很近需19.3 磅力(85.7牛顿) , 向后拉得很近需 13.4 磅力( 59.6 牛顿)。这些力都是肩部支点呈放射状地运动工作获得的。向右移动时(仍然采用 84 %的数值): 8.4 磅力(37牛顿);向左移动时:12.6 磅力( 57.1 牛顿)。在背后时,向右移动为 9.2 磅力( 41.2 牛顿);向左移动为 10.9 磅力( 48.7 牛顿)。其他的力值标准可以用来满足特殊情况。通过观察右侧插图中的男性,我们可以发现,他的身体姿势不是固定不动的。针对各种力量选择,我们采用女性力量数据的 2 / 3 以满足 99 %的成年人口需要。

握力

最大(千克)         持续的时间(秒)

男           59.3                  63.1

女           35.5                  73.9

一般来说,男性肌肉力量要大于女性,而女性耐力会强于男性。


 

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