Методологическое обеспечение компоновки рабочего места водителя легкового автомобиля

• Автор: Исаев, Евгений Уралбаевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 186 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Назначение схемы вместимости легкового автомобиля и перечень эргономических требований, учитываемых при ее разработке на этапе эскизного проектирования
1.2 Требования, определяющие геометрию внутреннего и внешнего пространства легкового автомобиля
1.2.1 Законодательные и нормативные требования
1.2.2 Другие требования, влияющие на геометрию пространства автомобиля
1.3 Методы компоновки рабочего места водителя с применением манекенов
1.4 Постановка цели и задач исследования
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЕМ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА ВОДИТЕЛЯ
2.1 Пространственная геометрическая модель человека
2.2 Математическая модель «манекен - педаль акселератора»
2.3 Математические модель «манекен - педаль тормоза (сцепления)»
2.4 Математическая модель «манекен - площадка для отдыха ноги»
2.5 Математическая модель «манекен - рулевое колесо»
2.6 Математические модели «манекен - рычаг переключения коробки передач» и «манекен - рычаг стояночного тормоза»
2.7 Выводы

ГЛАВА 3. МЕТОДОЛОГИЯ РЕШЕНИЯ КОМПОНОВОЧНЫХ ЗАДАЧ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ РАБОЧЕГО МЕСТА ВОДИТЕЛЯ
3.1 Определение объекта, получаемого по результатам решения компоновочных задач
3.2 Алгоритм решения компоновочных задач по проектированию рабочего места водителя
3.3 Оценка удобства пользования органами управления
3.4 Компоновка рабочего места водителя двухместного комфортабельного особокомпактного городского автомобиля
3.5 Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ РАБОЧЕГО МЕСТА ВОДИТЕЛЯ. АДЕКВАТНОСТЬ ПРЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ
4.1 Стенд для эргономических испытаний рабочего места водителя
4.2 Экспертный анализ компоновки рабочего места водителя.
Проверка адекватности проектных решений
4.3 Исследование влияния типа посадки на критерий оценки удобства рабочего места водителя «уровень желательности»
4.4 Исследование влияния пространственного положения рулевого колеса, рычагов коробки передач и стояночного тормоза на критерий оценки удобства рабочего места водителя «уровень желательности»
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. На начальной стадии проектирования легкового автомобиля одной из главных задач является его эскизная компоновка. В процессе эскизной компоновки вырабатывается концепция геометрических форм и конструкции автомобиля. На этом этапе проектных работ необходимо учитывать ряд потребительских требовании, связанных с рациональным распределением внутреннего пространства автомобиля между моторным отделением, салоном и багажным отделением, а также с удобным размещением водителя и пассажиров на сиденьях и доступным расположением внутри салона органов управления. Степень соответствия автомобиля указанным потребительским требованиям непосредственно влияет на его конкурентоспособность среди автомобилей-аналогов.
В мировой практике значения внутренних (интерьера) и внешних (экстерьера) геометрических параметров автомобиля, в рамках класса автомобиля и типа кузова, определяют в процессе разработки схемы вместимости и схемы шасси. Компоновочные задачи, направленные на обеспечение потребительских требований и связанные с антропометрическими параметрами людей, решают при помощи геометрической модели человека - манекена. В настоящее время подобные методы решения наиболее популярны. Они позволяют визуально проектировать пространство автомобиля через исследованные размеры человека, причем широкие возможности для этого предоставляет применение трехмерного геометрического представления манекена в контексте применения в современном автомобилестроении 313 моделирования. Однако, существующие виртуальные ЗБ продукты, содержащие достаточно подробный образ 3-х мерного манекена и «вшитую» систему эргономической оценки, не направлены на прямое теоретическое решение компоновочных задач, а позволяют только оценить конечный результат компоновки. В том

В связи с этим, стоит обратить внимание на такой немаловажный аспект, как характерное изменение статистики среднего роста мужчин и женщин со временем. Скуба Д.В., справедливо обращает внимание на то, что в проектной работе необходимо учитывать подобную статистику [77] (рис. 23), так как это, в конечном итоге, непосредственно влияет на способность автомобиля быть комфортным для максимального круга потребителей.
До 29 лет 30-44 Старше 45 До 29 лет 30-44 Старше
С01975 год
3 2003 год
□ 1975 год 2003 год
Рис. 23 Данные о статистике изменения роста мужчин и женщин 1975 г. и 2003 г. [77]
В результате в различных автомобильных европейских странах, в том числе и Японии, опираясь на опыт 8АЕ, разработаны собственные усложненные манекены, учитывающие обмеры своего населения и позволяющие, по их мнению, более объективно проектировать и оценивать пространство салона автомобиля. Здесь стоит отметить манекенов Германии, разработанных в начале 70-х и стандартизованных УЭ1 (Национальной ассоциацией инженеров) Директивой УБ1 2780 (рис. 24а,б) [10], в которой содержатся размеры тел и расстояния между суставами для взрослого населения США и ФРГ обоих полов. В данной Директиве содержаться параметры манекенов маленькой женщины 5%-го и мужчин 50%-го и 95%-го уровней репрезентативности, учитывающих модели головы и рук.
Для подвижности позвоночного столба в таких моделях было найдено вспомогательное решение - благодаря установке спинного шарнира между грудной клеткой и животом, в результате чего достигалась подвижность