CN112249196A - 一种汽车人机布置方案的验证平台及其搭建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车人机布置设计技术领域，尤其涉及一种汽车人机布置方案的验证平台及其搭建方法。所述汽车人机布置方案的验证平台包括车型框架以及安装位置可调地设置在车型框架上的座椅总成、地板总成、仪表总成、挡风玻璃总成和操纵总成。车型框架由型材搭建而成，车型框架包括底盘模型、立柱模型和车顶模型，立柱模型的安装位置可调，车顶模型安装位置高度可调。所述汽车人机布置方案的验证平台，可自行搭建，且成本低；可实现多次验证，便于不断优化布置方案，缩短整车设计周期；该验证平台中操纵件可调节操作，以便于充分验证人机布置；可在整车策划阶段前期使用，以便于优化前期设计，避免后期由于周期等原因造成无法更改。

Description

一种汽车人机布置方案的验证平台及其搭建方法

技术领域

本发明涉及汽车人机布置设计技术领域，尤其涉及一种汽车人机布置方案的验证平台及其搭建方法。

背景技术

目前，常规的汽车人机布置方案实物验证的手段为内外一体化模型、SeatingBuck等。通常情况下，整车厂向模型制作公司提供CAS数据，模型制作公司通过3D打印技术等手段，制作1:1实物模型，用于人机布置方案实物验证。但是，该方式存在以下几点不足：第一，向模型制作公司提供CAS数据，存在数据泄密风险，如泄密会影响后续该车型设计及发布；第二，该模型制作大量采用3D打印技术，成本高；第三，该方式制作的实物模型仅能体现该车型当前CAS状态，对验证出的人机布置方案存在问题，无法体现优化方案进行再次验证；第四，模型中方向盘、换挡、踏板、手刹等操纵件均无法调节或操作，验证不充分；第五，该模型制作通常为CA2阶段，在汽车策划阶段前期人机布置方案无法验证，验证时间节点晚，部分验证出的问题由于前期造型方案或者周期成本等原因无法修改。

因此，亟待需要一种汽车人机布置方案的验证平台以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种汽车人机布置方案的验证平台，整车厂可自行搭建，无需向其他单位发送CAS数据，避免数据泄露风险；该验证平台便于搭建，成本低；该验证平台能够调节，可实现多次验证，便于不断优化布置方案，缩短整车设计周期；该验证平台中操纵件可调节操作，以便于充分验证人机布置；该验证平台可在整车策划阶段前期使用，以便于优化前期设计，避免后期由于周期等原因造成无法更改。

本发明的另一个目的在于提供一种汽车人机布置方案的验证平台的搭建方法，用于搭建上述汽车人机布置方案的验证平台，该搭建方法简单，便于操作。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一方面，提供了一种汽车人机布置方案的验证平台，包括：

车型框架，由型材搭建而成，所述车型框架包括底盘模型、立柱模型和车顶模型，多个所述立柱模型沿所述底盘模型的长度方向平行间隔设置在所述底盘模型上，所述车顶模型设置在所述立柱模型上，所述立柱模型在所述底盘模型上的安装位置沿所述底盘模型的长度方向可调，所述车顶模型在所述立柱模型上的安装位置高度可调；座椅总成、地板总成、仪表总成、挡风玻璃总成和操纵总成，均安装位置可调地设置在所述车型框架上。

作为汽车人机布置方案的验证平台的可选方案，所述汽车人机布置方案的验证平台还包括H点测量仪，所述H点测量仪设置在所述座椅总成上，用于确定所述座椅总成的H点。

作为汽车人机布置方案的验证平台的可选方案，所述操纵总成包括油门踏板、制动踏板、离合踏板、方向盘、换挡机构和驻车制动。

作为汽车人机布置方案的验证平台的可选方案，所述操纵总成选用现有的模型。

作为汽车人机布置方案的验证平台的可选方案，所述汽车人机布置方案的验证平台还包括顶棚、门护板和门洞，所述顶棚、所述门护板和所述门洞根据三维数据模型由3D打印成型。

另一方面，提供了一种汽车人机布置方案的验证平台的搭建方法，包括如下步骤：

S1、根据所搭建车型类别及级别，用型材搭建车型框架；

S2、根据汽车人机布置方案将座椅总成安装在所述车型框架上，并确定所述座椅总成的H点；

S3、根据汽车人机布置方案将地板总成、仪表总成、挡风玻璃总成和操纵总成安装在所述车型框架上，且所述地板总成、所述仪表总成、所述挡风玻璃总成和所述操纵总成在所述车型框架上的安装位置可调；

S4、对验证平台进行尺寸标定。

作为汽车人机布置方案的验证平台的搭建方法的可选方案，在步骤S4中，包括如下步骤：

S41、在汽车人机布置方案的三维数据模型中，建立三个数据基准面，以H点为基准将平行于YOZ的平面向前平移L1建立YZ平面，以H点为基准将平行于XOZ的平面向左平移L2建立XZ平面，以H点为基准将平行于XOY的平面向下平移至踵点位置建立XY平面；

S42、在验证平台中，建立三个平台基准面，以A柱前断面为第一平面，以A柱外侧断面为第二平面，以与第一平面和第二平面相垂直且踵点所在的平面为第三平面；

S43、用三坐标测量仪测量验证平台中各总成的坐标位置，并对照三维数据模型中各总成的坐标位置调整验证平台中各总成的坐标位置，直至验证平台中各总成的坐标位置与三维数据模型中各总成的坐标位置相同。

作为汽车人机布置方案的验证平台的搭建方法的可选方案，在步骤S41中，L1的取值范围为1050～1200mm；L2的取值为800mm。

作为汽车人机布置方案的验证平台的搭建方法的可选方案，在步骤S3中，根据踵点的Z向位置确定所述地板总成的高度。

作为汽车人机布置方案的验证平台的搭建方法的可选方案，在步骤S1中，选用铝型材搭建所述车型框架，且铝型材之间通过角连接器连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的汽车人机布置方案的验证平台，包括车型框架、座椅总成、地板总成、仪表总成、挡风玻璃总成和操纵总成。座椅总成、地板总成、仪表总成、挡风玻璃总成和操纵总成均安装位置可调地设置在车型框架上。所述汽车人机布置方案的验证平台，整车厂可自行搭建，无需向其他单位发送CAS数据，避免数据泄露风险；便于搭建，成本低；可实现多次验证，便于不断优化布置方案，缩短整车设计周期；该验证平台中操纵件可调节操作，以便于充分验证人机布置；该验证平台可在整车策划阶段前期使用，以便于优化前期设计，避免后期由于周期等原因造成无法更改。

本发明提供的汽车人机布置方案的验证平台的搭建方法，用于搭建上述汽车人机布置方案的验证平台，该搭建方法简单，便于操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的车型框架的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的座椅总成在车型框架上的安装示意图；

图3为本发明实施例提供的操纵总成在车型框架上的安装示意图；

图4为本发明实施例提供的汽车人机布置方案的验证平台的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的地板总成的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的油门踏板的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的制动踏板的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的离合踏板的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的换挡机构的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的驻车制动的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的仪表总成的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的挡风玻璃总成的结构示意图。

附图标记：

1-车型框架；11-底盘模型；12-立柱模型；13-车顶模型；

2-座椅总成；

3-地板总成；

4-仪表总成；

5-挡风玻璃总成；

6-操纵总成；61-油门踏板；62-制动踏板；63-离合踏板；64-方向盘；65-换挡机构；66-驻车制动。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-图4所示，本实施例提供了一种汽车人机布置方案的验证平台，包括车型框架1、座椅总成2、地板总成3、仪表总成4、挡风玻璃总成5和操纵总成6。其中，车型框架1由型材搭建而成，车型框架1包括底盘模型11、立柱模型12和车顶模型13，多个立柱模型12沿底盘模型11的长度方向平行间隔设置在底盘模型11上，车顶模型13设置在立柱模型12上，立柱模型12在底盘模型11上的安装位置沿底盘模型11的长度方向可调，车顶模型13在立柱模型12上的安装位置高度可调。座椅总成2、地板总成3、仪表总成4、挡风玻璃总成5和操纵总成6均安装位置可调地设置在车型框架1上。

本实施例提供的汽车人机布置方案的验证平台，整车厂可自行搭建，无需向其他单位发送CAS数据，避免数据泄露风险；该验证平台便于搭建，成本低；该验证平台能够调节，可实现多次验证，便于不断优化布置方案，缩短整车设计周期；该验证平台中操纵件可调节操作，以便于充分验证人机布置；该验证平台可在整车策划阶段前期使用，以便于优化前期设计，避免后期由于周期等原因造成无法更改。

优选地，车型框架1由不同尺寸规格的铝型材搭建而成。进一步地，铝型材之间用角连接器进行连接。

示例性地，如图2所示，铝型材分为纵梁、横梁和立柱三大类，在搭建过程中，要保证纵梁水平，纵梁与立柱垂直。其中，底盘模型11由纵梁和横梁组成，立柱模型12由横梁和立柱组成，车灯模型13由纵梁和横梁组成。大量采用铝型材、角连接器及螺栓、螺母等标准件，可重复利用，成本低。

在本实施例中，汽车人机布置方案的验证平台还包括H点测量仪，H点测量仪设置在座椅总成2上，用于确定座椅总成2的H点。

本实施例还提供了一种汽车人机布置方案的验证平台的搭建方法，包括如下步骤：

S1、根据所搭建车型类别及级别，用型材搭建车型框架1；

S2、根据汽车人机布置方案将座椅总成2安装在车型框架1上，并确定座椅总成2的H点；

S3、根据汽车人机布置方案将地板总成3、仪表总成4、挡风玻璃总成5和操纵总成6安装在车型框架1上，且地板总成3、仪表总成4、挡风玻璃总成5和操纵总成6在车型框架1上的安装位置可调；

S4、对验证平台进行尺寸标定。

示例性地，在步骤S2中，根据驾驶员座椅导轨结构，用角连接器和铝型材将座椅固定在车型框架1上，并且保证主驾驶座椅与车型框架1之间在X、Y、Z三个方向的安装位置可以调节，将H点测量仪摆放到主驾驶座椅上，测量主驾驶座椅的H点位置，不同车型H点到A柱前断面的距离不一样，一般在1050～1200mm之间，根据所要验证的车型确定座椅H点到A柱前断面的位置。确定完驾驶员座椅H点与A柱前断面距离以后，用铝型材和角连接器将副驾驶座椅和后排座椅固定到车型框架1上，并保证X、Y、Z三个方向可调。

示例性地，在步骤S3中，如图5所示，在地板总成3的底面上固定铝型材，然后通过铝型材将地板总成3安装在车型框架1中的底盘模型11上。

示例性地，根据踵点的Z向位置确定地板总成3的高度。用于铝板作为主驾驶员地板总成，并将两根40×40×650和两根40×40×400的铝型材固定到铝板上，然后将其安装到底盘模型11上，用钢板尺粗略确定其安装位置，并保证其Z向可调。同理安装副驾驶员侧地板与后排地板。

如图6-图10所示，操纵总成6包括油门踏板61、制动踏板62、离合踏板63、方向盘64(可参见图4所示)、换挡机构65和驻车制动66。

油门踏板61、制动踏板62、离合踏板63、方向盘64、换挡机构65和驻车制动66均安装位置可调地安装在车型框架1上，以便于操作验证。

可选地，操纵总成6选用现有的模型，以降低验证成本。

示例性地，如图6-图8所示，根据油门踏板61、制动踏板62、离合器踏板63的结构特性，确定其X、Y、Z三向安装位置，并保证其三向及角度可调，通过铝型材和角连接器做一些过渡结构，将其安装在车型框架1上。

将方向盘64及转向柱一起安装到管梁上，然后根据方向盘64的特性，用铝型材将管梁固定到基础框架上，并确保方向盘64的X、Y、Z和角度可调。

如图9所示，根据换挡机构65的结构特性，确定其X、Y、Z三向安装位置，先用螺栓将其安装到铝型材上，再通过铝型材和角连接器将其安装在车型框架1上，最后要保证其XYZ三向及角度可调。

如图10所示，根据驻车制动66的结构特性，确定其X、Y、Z三向安装位置，先用螺栓将其安装到铝型材上，再通过铝型材和角连接器将其安装在车型框架1上，最后要保证其XYZ三向及角度可调。

如图11所示，根据仪表总成4的结构特性，确定其X、Y、Z三向安装位置，先将其安装到铝型材上，再通过铝型材将其安装到车型框架1上，最后要保证其XYZ三向及角度可调。

如图12所示，根据挡风玻璃总成5的结构特性，确定其X、Y、Z三向安装位置，先用木板将其安装到铝型材上，再通过铝型材和角连接器将其安装到车型框架1上，最后要保证其XYZ三向及角度可调。

此外，汽车人机布置方案的验证平台还包括顶棚、门护板和门洞，由于顶棚、门护板、门洞等需重新造型且无法借用现有的零部件，因此，顶棚、门护板和门洞根据三维数据模型由3D打印成型。确定其X、Y、Z三向安装位置，采用铝型材固定、粘贴等方式将其安装到车型框架1上，最后要保证其XYZ三向及角度可调。

如图4所示，在步骤S4中，包括如下步骤：

S41、在汽车人机布置方案的三维数据模型中，建立三个数据基准面，以H点为基准将平行于YOZ的平面向前平移L1建立YZ平面，以H点为基准将平行于XOZ的平面向左平移L2建立XZ平面，以H点为基准将平行于XOY的平面向下平移至踵点位置建立XY平面；

S42、在验证平台中，建立三个平台基准面，以A柱前断面为第一平面，以A柱外侧断面为第二平面，以与第一平面和第二平面相垂直且踵点所在的平面为第三平面；

S43、用三坐标测量仪测量验证平台中各总成的坐标位置，并对照三维数据模型中各总成的坐标位置调整验证平台中各总成的坐标位置，直至验证平台中各总成的坐标位置与三维数据模型中各总成的坐标位置相同。

可选地，在步骤S41中，L1的取值范围为1050～1200mm；L2的取值为800mm。

可选地，对于周期紧张的项目，或者希望快速实现多方案验证的场景，可采用人机布置方案的电动可调模型。在该模型搭建前确定各个尺寸、自由度、调节行程，以便使其能满足各个汽车类别及级别的人机验证。同时要考虑座椅、换挡、踏板等方便安装及固定，以及采用3D打印部件标准替换结构，便于后续3D打印部件的安装。

人机布置方案的验证平台搭建标定完成之后，进行人机布置方案的主观评价，组织专业评价人员进行对人机总布置方案的评价，在评价时可以与对标车一起对比评价，评价内容见表1，在评价中发现的问题及时调整，直至评价比较合理为止。

表1人机模型评价表

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种汽车人机布置方案的验证平台，其特征在于，包括：

车型框架(1)，由型材搭建而成，所述车型框架(1)包括底盘模型(11)、立柱模型(12)和车顶模型(13)，多个所述立柱模型(12)沿所述底盘模型(11)的长度方向平行间隔设置在所述底盘模型(11)上，所述车顶模型(13)设置在所述立柱模型(12)上，所述立柱模型(12)在所述底盘模型(11)上的安装位置沿所述底盘模型(11)的长度方向可调，所述车顶模型(13)在所述立柱模型(12)上的安装位置高度可调；

座椅总成(2)、地板总成(3)、仪表总成(4)、挡风玻璃总成(5)和操纵总成(6)，均安装位置可调地设置在所述车型框架(1)上。

2.根据权利要求1所述的汽车人机布置方案的验证平台，其特征在于，所述汽车人机布置方案的验证平台还包括H点测量仪，所述H点测量仪设置在所述座椅总成(2)上，用于确定所述座椅总成(2)的H点。

3.根据权利要求1所述的汽车人机布置方案的验证平台，其特征在于，所述操纵总成(6)包括油门踏板(61)、制动踏板(62)、离合踏板(63)、方向盘(64)、换挡机构(65)和驻车制动(66)。

4.根据权利要求3所述的汽车人机布置方案的验证平台，其特征在于，所述操纵总成(6)选用现有的模型。

5.根据权利要求1所述的汽车人机布置方案的验证平台，其特征在于，所述汽车人机布置方案的验证平台还包括顶棚、门护板和门洞，所述顶棚、所述门护板和所述门洞根据三维数据模型由3D打印成型。

6.一种汽车人机布置方案的验证平台的搭建方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据所搭建车型类别及级别，用型材搭建车型框架(1)；

S2、根据汽车人机布置方案将座椅总成(2)安装在所述车型框架(1)上，并确定所述座椅总成(2)的H点；

S3、根据汽车人机布置方案将地板总成(3)、仪表总成(4)、挡风玻璃总成(5)和操纵总成(6)安装在所述车型框架(1)上，且所述地板总成(3)、所述仪表总成(4)、所述挡风玻璃总成(5)和所述操纵总成(6)在所述车型框架(1)上的安装位置可调；

S4、对验证平台进行尺寸标定。

7.根据权利要求6所述的汽车人机布置方案的验证平台的搭建方法，其特征在于，在步骤S4中，包括如下步骤：

S41、在汽车人机布置方案的三维数据模型中，建立三个数据基准面，以H点为基准将平行于YOZ的平面向前平移L1建立YZ平面，以H点为基准将平行于XOZ的平面向左平移L2建立XZ平面，以H点为基准将平行于XOY的平面向下平移至踵点位置建立XY平面；

S42、在验证平台中，建立三个平台基准面，以A柱前断面为第一平面，以A柱外侧断面为第二平面，以与第一平面和第二平面相垂直且踵点所在的平面为第三平面；

S43、用三坐标测量仪测量验证平台中各总成的坐标位置，并对照三维数据模型中各总成的坐标位置调整验证平台中各总成的坐标位置，直至验证平台中各总成的坐标位置与三维数据模型中各总成的坐标位置相同。

8.根据权利要求7所述的汽车人机布置方案的验证平台的搭建方法，其特征在于，在步骤S41中，L1的取值范围为1050～1200mm；L2的取值为800mm。

9.根据权利要求6所述的汽车人机布置方案的验证平台的搭建方法，其特征在于，在步骤S3中，根据踵点的Z向位置确定所述地板总成(3)的高度。

10.根据权利要求6所述的汽车人机布置方案的验证平台的搭建方法，其特征在于，在步骤S1中，选用铝型材搭建所述车型框架(1)，且铝型材之间通过角连接器连接。

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