某重型车上下车方便性设计

闫博，杨曦明

某重型车上下车方便性设计

闫博，杨曦明

（陕西重型汽车有限责任公司，陕西 西安 710200）

影响上下车方便性的主要因素为车门、上车踏板及上车扶手等。车门、上车踏板及上车扶手必须满足必要的高度、宽度和开度，以方便乘员的操作及上下车的方便性。通过对车门、上车踏板、上车扶手理论尺寸的设计，再进行人机工程的尺寸校核，以满足实用的结构功能和审美的造型功能两个方面的要求。

方便性；人机工程；尺寸设计

前言

驾驶室上下车结构涉及到整车外造型。上下车结构的设计不仅要满足实用功能性，还要满足造型审美需求。因此在前期造型、整体布置初期就应考虑到上下车方便性人机设计，既要满足空间要求、符合造型需求，又要保证技术可行性设计。

1 车门上下车方便性设计

1.1 车门影响上下车方便性的因素及尺寸设计

A-车门洞高度 B-车门洞宽度C-车门开度α-车门开角度

表1 车门影响上下车方便性的因素及尺寸设计

1.2 重型车驾驶室车门方便性的尺寸校核

此次验证使用本车选用的Pro/E软件Manikin人机工程模块提供的数字人体模型。具体尺寸参数根据GB10000中人体数据。

中国人机工程标准GB10000中人体身高如表2所示。

表2 中国人体身高百分位数值

随着经济社会的不断发展，我国人体平均身高一直增长。根据 GB10000 表查得成年男子平均身高最高的是我国东北地区，身高平均值为X＝1693mm，标准差S为56.6，故以第5百分位为下限和第 95 百分位为上限，变换系数 K 值根据 5％查得 1.645。则根据估算公式，得第 5 百分位数值为：

Pv =X-(SK)=1693－（56.6×1.645）=1599.9mm；

第95百分位数值为：

Pv =X+(SK)＝1693＋（56.6×1.645）＝1786.1mm。

重型车驾驶室影响因素如图1所示。根据第95百分位人体模型肩宽为554mm加上冬装的修正量30mm尺寸为584mm，远小于车门洞宽度B=695mm，方便乘员进出入驾驶室。

门洞高度对人进入主要受人体坐姿的影响，第95百分位人体模型坐高为870mm远小于车门洞高度A=1226mm，方便乘员进出入驾驶室。

2 上车踏板上下车方便性设计

2.1 重型车驾驶室上车踏板造型及尺寸设计

上车踏板一阶踏板距地面高度距离578mm，活动踏板宽度为285mm，深度为124mm。二阶踏板宽度为324mm，深度为185mm，一阶踏板到二阶踏板高度距离为338mm。一阶踏板距到地板距离为578mm。（见图2）

图2 上车踏板相关尺寸及单双脚相关尺寸

上车踏板的布置首先满足JB4186《 载货汽车驾驶室及车前板制件技术条件》中规定每阶踏板高度不大于360mm，一阶踏板距地面距离不大于650mm的要求。

2.2 重型车驾驶室上车踏板尺寸校核

第95百分位身高为1786.1mm的人体双脚自然站立两脚间的间距为304mm，单脚宽度为86mm（见图2），脚长为255mm（见图2）。根据双脚穿上冬鞋进行尺寸修正后双脚间的间距为326mm，单脚宽度为93mm，脚长为306mm。

一阶活动踏板宽度为296mm，深度为124mm。对比模型的尺寸参数一阶踏板可以方便的满足第95百分位的双脚并拢踩踏。二阶踏板宽度为330mm，深度为185mm，可以方便满足第95百分位的人两脚踩踏。185mm的深度满足人体模型前脚掌尺寸为160mm的踩踏要求。

3 上车扶手上下车方便性设计

3.1 重型车驾驶室上车扶手造型及尺寸设计

仪表板扶手位于车门左侧，其下端手握点到地面距离为1387mm，上端手握点距地面距离为1877mm（见图3），扶手为Φ25的圆管结构，距仪表板最近距离为54mm（见图3）。侧围扶手下端手握点到地面距离为1517mm，上端手握点距地面距离为2181mm（见图3），也为Φ25的圆管结构，距侧围距离为50mm（见图3）。

图3 扶手布置尺寸

3.2 重型车驾驶室上车踏板尺寸校核

3.2.1 对扶手截面尺寸及抓握空间验证

第5百分位身高为1599.9mm的人体手握扶手的舒适尺寸范围为Φ15mm-Φ40mm，所以扶手Φ25mm的尺寸有利于人体进行方便的抓握。第95百分位的人体手握扶手据最近障碍物需要30mm的距离，加上加厚手套修正量10mm，因此右扶手距侧围大于40mm的要求可以方便的抓握不与障碍物干涉。

3.2.2 对扶手高度方向尺寸验证

图4 人体站立模型

α2为胳膊线与躯干线的夹角（见图4），其舒适范围为0°-160 °；

α3为胳膊线与小臂线的夹角（见图4），其舒适范围为80°-170 °。

胳膊与躯干线的舒适角度从0°起始，但攀爬时手臂需要一定的拉力，所以抓手的位置应高于肩膀。

第5百分位身高为1599.9mm的人体的抓高高度为1363 mm-1773mm；

第95百分位身高为1786.1mm的人体的抓高高度为1514 mm-1966mm。

根据以上数据，第5百分位和第95百分位人体上车时左手可以轻松抓握左右侧扶手见（图5）。

图5 人体上车初始状态

当乘员直立站在二阶踏板上时进入驾驶室时，以胳膊与躯干线角度为0°对扶手位置进行验证。

第5百分位身高为1599.9mm的人体的抓高高度为921mm；

第95百分位身高为1786.1mm的人体的抓高高度为976mm。

仪表板扶手位于车门左侧，其下端手握点到地面距离为1387mm，上端手握点距地面距离为1877mm侧围扶手下端手握点到地面距离为1517mm，上端手握点距地面距离为2181mm；

二阶踏板距左扶手上端手握点的距离为1877mm-817 mm（二阶踏板距地面距离）等于1060mm；

二阶踏板距右扶手上端手握点的距离为2181mm-817 mm（二阶踏板距地面距离）等于1364mm；

其数据均大于第95百分位的人体的抓高高度976mm，再加上人体进入驾驶室的弯腰屈膝动作，人体手握扶手处于舒适范围。

4 结论

某重型车上下车结构设计合理，满足实用的物质功能和审美的精神功能要求前提下，使整个人机系统的工作效能达到最优。上下车结构经过装车、试验、驾乘人员的使用验证，可靠性、操作稳定性满足使用要求。上下车方便性得到驾乘人员的认可，满足人机工程设计。

[1] 郭竹亭.汽车车身设计（第一版）[M].吉林科学技术出版社,1994. 12.

[2] 成大先等.机械设计手册（第一版）[M].北京化工出版社,2004.

[3] 任金东.汽车人机工程学（第一版）[M].北京大学出版社,2010.8.

Convenience Design of a Heavy-duty Truck

Yan Bo, Yang Ximing

( Shaanxi Heavy-Duty Truck Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200 )

The main factors affecting the convenience of getting on and off are the door, the upper pedal and the handrail . The door, the upper pedal and the necessary height, width and opening to facilitate the operation of the occupant and the convenience of getting on and off. Through the design of the theoretical dimensions of the door, the upper pedal and the upper handrail, the ergonomics are calibrated to meet the requirements of practical structural functions and aesthetic modeling functions.

Convenience; Ergonomics; Dimensional design

A

1671-7988(2019)21-81-03

U463.83+4

A

1671-7988(2019)21-81-03

闫博，就职于陕西重型汽车有限责任公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.21.028

CLC NO.: U463.83+4