汽車駕駛員座椅H點(diǎn)位置的測(cè)量

周勇，馬國(guó)清，楊震，李楊

（1.煙臺(tái)大學(xué)機(jī)電汽車工程學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264005；2.清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100000）

汽車駕駛員座椅H點(diǎn)位置的測(cè)量

周勇1，馬國(guó)清1，楊震2，李楊1

（1.煙臺(tái)大學(xué)機(jī)電汽車工程學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264005；2.清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100000）

H 點(diǎn)是指二維或三維人體模型樣板中人體軀干與大腿的連接點(diǎn)即胯點(diǎn)。在汽車碰撞試驗(yàn)中，H點(diǎn)的測(cè)量是試驗(yàn)重要的組成部分，也是試驗(yàn)的基石，三維H點(diǎn)裝置的正確使用尤為關(guān)鍵。車輛碰撞仿真分析采用測(cè)量假人，測(cè)量假人的坐板總成和背板總成均由塑料和金屬的復(fù)合材料構(gòu)成,坐墊板和靠背板在H點(diǎn)位置機(jī)械的鉸接在一起。因此準(zhǔn)確的測(cè)量并標(biāo)記汽車H點(diǎn)是正確安裝假人的前提，也是汽車碰撞試驗(yàn)數(shù)據(jù)正確度、準(zhǔn)確度和可靠度的保證。

H點(diǎn)；三維H點(diǎn)裝置；汽車碰撞試驗(yàn)

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)01-114-03

1、測(cè)量裝置

三維H點(diǎn)裝置能夠反應(yīng)出成年人座椅外形和輪廓，可以檢測(cè)和測(cè)量車輛的關(guān)鍵參考點(diǎn)，是當(dāng)今最主要也是應(yīng)用最廣泛的H點(diǎn)位置測(cè)量裝置。三維H點(diǎn)裝置由空間點(diǎn)、線、曲面構(gòu)成，包括背板、座板、連接膝關(guān)節(jié)的T型桿、大腿桿、小腿桿、頭部空間探測(cè)桿、配重塊等（見圖1）[1]。成年男子的平均背部和臀部輪廓可以由三維H點(diǎn)裝置的背板和座板表現(xiàn)。背板和座板是由加強(qiáng)塑料和金屬構(gòu)成的，分別模擬了人體的軀干和大腿，在實(shí)際H點(diǎn)通過機(jī)械方式鉸接。在頭部空間探測(cè)桿上，固連著一個(gè)量角器，用來測(cè)量實(shí)際靠背角。一根大腿桿附在座板上，大腿桿長(zhǎng)度和左右方向可以調(diào)節(jié)，用來確定大腿的中心線，并當(dāng)作臀部角度量角器的基準(zhǔn)線。小腿桿件的長(zhǎng)度也是可調(diào)的，它和座板總成在T形桿處連接，組成膝關(guān)節(jié)，T形桿可以水平方向伸縮從而調(diào)節(jié)大腿桿件的長(zhǎng)度，小腿桿件上裝有量角器可以測(cè)出膝部角度。鞋與腳總成上有簡(jiǎn)易刻度量角器，用來測(cè)量小腿夾角。在相當(dāng)于成年男子尺寸第50百分位和第95百分位處，大腿桿和小腿桿上均裝有定位銷。兩只水平儀用于裝置空間定位。代表人體各部質(zhì)量的重塊，施加在相應(yīng)各部重心的位置上，使座椅承受一個(gè)相當(dāng)于成年男子平均質(zhì)量的重力而產(chǎn)生變形，三維H點(diǎn)裝置各部關(guān)節(jié)應(yīng)活動(dòng)自如。

2、測(cè)量方法及過程

本文介紹了在某款新型轎車正撞試驗(yàn)前采用三維H點(diǎn)裝置對(duì)汽車駕駛員座椅H點(diǎn)位置的測(cè)量過程。該車型駕駛員踵點(diǎn)至R點(diǎn)間垂直距離小于550 mm，靠背后傾角大于5°，所以適應(yīng)于 GB／T 11563—1995汽車H點(diǎn)確定程序。對(duì)H點(diǎn)的測(cè)量標(biāo)記具體步驟如下：

（1）實(shí)驗(yàn)車輛在溫度19°—26°的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)已經(jīng)過行駛及長(zhǎng)時(shí)間放置，座椅材料達(dá)到室溫并且座椅和靠背產(chǎn)生了應(yīng)有的變形。

（2）按制造廠規(guī)定的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)定出車輛的垂直和水平的零平面，做為車身測(cè)量的基準(zhǔn)。所有各項(xiàng)調(diào)節(jié)均按R點(diǎn)的位置，調(diào)到制造廠規(guī)定的正常駕駛姿勢(shì)位置。

（3）將棉布鋪在座椅和靠背上，防止三維H點(diǎn)裝置與座椅和靠背接觸。

（4）安放三維H點(diǎn)裝置的座板和靠背。使乘員中心面（C／LO）與裝置中心面相重合（見圖2）。

（5）將三維H點(diǎn)裝置小腿桿件調(diào)至合適的長(zhǎng)度。

（6）將三維H點(diǎn)裝置的腳和小腿總成通過T形桿裝到座板總成上，通過兩H點(diǎn)標(biāo)記鈕的直線垂直于座椅的縱向中心面，調(diào)節(jié)裝置右小腿中心線和鞋底的縱向切線之間的夾角為88°，雙腳放在地板上。

（7）三維H點(diǎn)裝置的腿長(zhǎng)用的是第50百分位數(shù)據(jù)，數(shù)值查詢表1可得臀背至膝的距離P為595mm，膝高M(jìn)為546mm[2]。

表1 用于檢驗(yàn)生存空間的人體模型各部位尺寸

（8）施加小腿及大腿重塊，并調(diào)平三維H點(diǎn)裝置。

（9）將背板前傾到前限位塊，通過T形桿將裝置拉離座椅靠背，三維H點(diǎn)裝置無向后滑動(dòng)的趨勢(shì)，在T形桿加一水平向后推力，使之向后滑動(dòng)，直至座板接觸靠背。

（10）用大約100N的力水平拉動(dòng)臀部角度量角器和T形桿外殼相交處，從而對(duì)背板和座板總成施加100N的力，力的作用方向沿著上述交點(diǎn)的大腿桿外殼上面的線。然后將背板放回到座椅靠背上，并應(yīng)防止三維H點(diǎn)裝置在隨后的過程中向前滑動(dòng)。

（11）裝上左右臀部重塊，再交替加上八塊軀干重塊，使三維H點(diǎn)裝置保持水平。圖4表示重塊加載完成后。

The Measurement of Driver Seat H-point

Zhou Yong1, Ma Guoqing1, Yang Zhen2,Li Yang1
(1.School of Electromechanicals & Automobile Engineering, Yantai University, Shandong Yantai 264005；2.State Key Laboratory of Automotive Safety and Energy,Tsinghua University, Beijing 100000)

H-point, refers to the connection point (also called hippoint ) of torso and thigh in the two-dimensional or three-dimensional template models. In the car crash test, measuring H-point is an important part and basis of the test,the use of 3D H-point device is especially important. Car crash simulation analysis using dummies, its cushion plate assembly and back plate assembly is constituted by the plastic and metal composite material, cushion plate and back plate is mechanically hinged together in the H-point. Therefore, installing dummies correctly entails accurate measuring and H-point marking which guarantees ,accuracy and reliability of car crash's data.

H-point; 3D H-point; car crash test

U463.8

A

1671-7988(2015)01-114-03

周勇，碩士，就讀于煙臺(tái)大學(xué)機(jī)電汽車工程學(xué)院，研究方向?yàn)槠嚤粍?dòng)安全與碰撞仿真。

汽車安全與節(jié)能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(KF11222)；山東省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2012YD04039)。