CN114216697A - 汽车腿部进出舒适性验证装置及验证方法 - Google Patents

汽车腿部进出舒适性验证装置及验证方法 Download PDF

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代佳
李一泽
徐盈
何苗
张亮
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Abstract

本发明公开了一种汽车腿部进出舒适性验证装置，包括安装台架，所述安装台架上分别设有：A柱下段机构，B柱下段机构，C柱下段机构，门槛机构，车门机构，座椅机构，所述座椅机构包括座椅模拟件，所述座椅模拟件通过座椅调节机构实现相对于安装台架在横向、纵向和竖直方向相对滑移。本发明还公开了一种汽车腿部进出舒适性验证装置的验证方法，调节车身模拟件到初始设计位置；进行下车操作，依次对腿部进出舒适性的多个评价指标进行评价，当某个评价指标不满足腿部舒适性要求时，调节影响该评价指标对应模拟件的初始设计位置；再次进行下车操作和评价直到满足腿部舒适性要求。本发明快速准确验证是否满足腿部进出舒适性要求，并确定车身件的最佳位置。

Description

汽车腿部进出舒适性验证装置及验证方法
技术领域
本发明涉及人车舒适性技术领域，具体地指一种汽车腿部进出舒适性验证装置及验证方法。
背景技术
汽车人体进出舒适性是评价乘员舒适性的重要维度。一般分为头部进出舒适性、躯干进出舒适性和腿部进出舒适性。头部、躯干进出可由门洞竖直或水平方向单一向量尺寸衡量，易于评价和验证。腿部进出舒适性涉及了X/Y/Z三个坐标系，将三个维度综合评价才能准确反应腿部进出舒适性。
行业内的现有验证方法中的评价指标较少，仅考虑脚和大腿的评价尺寸，验证时评价座椅与立柱或门护板间间距及R点至门洞后沿距离，即脚进出和大腿进出判定指标。在验证装置方面，目前的验证装置机构较简单，缺少体现造型型面功能的模拟件。基于现有的设计体系参数评价，会使得验证装置评价结果和实车感受有偏差。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种一种汽车腿部进出舒适性验证装置及验证方法，该装置和方法可以验证各个车身件的设计位置是否满足腿部进出舒适性要求，同时通过评价和调节的顺序可以确定各个车身件的最佳位置。
为实现上述目的，本发明提供一种汽车腿部进出舒适性验证装置，包括安装台架，所述安装台架上分别设有：
A柱下段机构，所述A柱下段机构包括A柱下段模拟件，所述A柱下段机构相对所述安装台架在横向和纵向上可调节；
B柱下段机构，所述B柱下段机构包括B柱下段模拟件，所述B柱下段机构相对所述安装台架在横向和纵向上可调节；
C柱下段机构，所述C柱下段机构包括C柱下段模拟件，所述C柱下段模拟件下端与C柱下段调节机构绕Y轴铰接，所述C柱下段调节机构与门槛机构纵向滑动配合；
门槛机构，所述门槛机构包括与安装台架固定连接的门槛调节机构，门槛调节机构与内侧门槛模拟件上下滑动配合，所述内侧门槛模拟件与外侧门槛模拟件横向滑动配合；
车门机构，所述车门机构包括车门本体支架，所述车门本体支架与A柱机构铰接，所述车门本体支架通过车门调节构与车门护板模拟件连接，所述车门调节机构用于调节车门护板模拟件相对于车门本体支架在横向、纵向和竖直方向的位置；
座椅机构，所述座椅机构包括座椅模拟件，所述座椅模拟件通过座椅调节机构实现相对于安装台架在横向、纵向和竖直方向相对滑移。
进一步地，所述A柱下段模拟件与A柱下段模拟件安装机构纵向滑动配合，所述A柱下段模拟件安装机构与A柱下段调节机构纵向滑动配合，所述A柱下段调节机构与所述安装台架横向滑动配合。
进一步地，所述B柱下段模拟件与B柱下段模拟件安装机构纵向滑动配合，所述B柱下段模拟件安装机构与B柱下段调节机构纵向滑动配合，所述B柱下段调节机构与所述安装台架横向滑动配合。
进一步地，所述C柱下段模拟件上端与侧围上段调节机构绕Y轴铰接，所述侧围上段调节机构与侧围调节机构固定支架上下滑动配合，所述侧围调节机构固定支架与侧围下段调节机构横向滑动配合，所述侧围下段调节机构与所述安装台架纵向滑动配合。
进一步地，所述车门调节机构包括沿竖直方向设置的车门第一调节机构、车门第二调节机构、车门第三调节机构，所述车门第一调节机构、所述车门第二调节机构和所述车门第三调节机构分别与车门本体支架沿横向和竖直方向可调节，所述车门第一调节机构分别与车门前侧上护板模拟件和车门后侧上护板模拟件纵向滑动配合；所述车门第二调节机构分别与车门前侧中护板模拟件和车门后侧中护板模拟件纵向滑动配合；所述车门第三调节机构分别与车门前侧下护板模拟件和车门后侧下护板模拟件纵向滑动配合；所述车门后侧中护板模拟件与车门护板扶手模拟件横向滑动配合。
本发明还公开了一种基于上述所述的汽车腿部进出舒适性验证装置的验证方法，包括：将A柱下段模拟件、B柱下段模拟件、C柱下段模拟件、门槛机构、车门机构和座椅模拟件分别调节到初始设计位置；分别从前排和后排座椅进行下车操作，依次对腿部进出舒适性的多个评价指标进行评价，评价指标和评价顺序依次为：前排下车时大腿平移舒适性、小腿抬起舒适性、腿部平移时伸展舒适性、后排下车时大腿平移舒适性、下车脚离地高度舒适性；当某个评价指标的评价结果为不满足腿部舒适性要求时，调节影响该评价指标对应模拟件的初始设计位置；验证人员再次进行下车操作和评价，直到该评价指标的评价结果满足腿部舒适性要求，然后再进行下一个评价指标的评价和调节，直到所有评价指标的评价结果均满足腿部舒适性要求，输出最终的各个模拟件的位置。
进一步地，满足腿部进出舒适性的标准为，腿部和脚部的运动部位没有与周围环境件发生干涉。
进一步地，当前排下车时大腿平移舒适性不满足腿部舒适性要求时，向纵向后方调节B柱下段模拟件的位置。
进一步地，当小腿抬起舒适性不满足腿部舒适性要求时，沿纵向前方或竖直向上调节座椅模拟件的位置。
进一步地，当腿部平移时伸展舒适性不满足腿部舒适性要求时，沿纵向后方或竖直向下调节座椅模拟件的位置。
进一步地，当小腿抬起舒适性和腿部平移时伸展舒适性无法同时满足时，沿纵向后方和竖直向上同时调节座椅模拟件的位置。
进一步地，当下车脚离地高度舒适性不满足腿部舒适性要求时，沿横向内侧调节外侧门槛模拟件的位置。
本发明的有益效果：快速准确验证是否满足腿部进出舒适性要求，并确定车身件的最佳位置。本发明的验证装置可以多个方向和角度调节A柱下段模拟件、B柱下段模拟件、C柱下段模拟件、门槛机构、车门机构和座椅模拟件的位置，便于在验证过程中不断调节各个模拟件至最佳位置；验证时评价指标和评价顺序依次为：前排下车时大腿平移舒适性、小腿抬起舒适性、腿部平移时伸展舒适性、后排下车时大腿平移舒适性、下车脚离地高度舒适性，这样全面综合的考虑了影响腿部进出全过程的各个因素，且调节顺序确保了在调节某个模拟件的位置时，只会影响对应的评价指标的评价结果，在评价时是先评价一个评价指标并调节对应模拟件的位置使其满足要求后，再来评价和下一个评价指标和调节对应的模拟件，这样不会导致之前已经满足要求的评价指标又出现变动，便于快速准确的确定出各个车身件最佳的位置。
附图说明
图1为本发明验证装置整体结构示意图。
图2为A柱下段机构结构示意图。
图3为B柱下段机构结构示意图。
图4为C柱下段机构结构示意图。
图5为门槛机构结构示意图。
图6为车门机构外侧结构示意图。
图7为车门机构内侧结构示意图。
图8为座椅机构结构示意图。
图9为本发明验证方法的流程图。
图10为臀部跨点与B柱前端水平距离的示意图。
图11为臀部跨点与脚底高度差的示意图。
图12为腿部平移时伸展长度示意图。
图13为下车脚离地高度的示意图。
图中各部件标号如下：A柱下段模拟件1、A柱下段模拟件安装机构2、A柱下端调节机构3、B柱下段模拟件4、B柱下段模拟件安装机构5、B柱下段调节机构6、C柱下段模拟件7、侧围上段调节机构8、侧围调节机构固定支架9、侧围下段调节机构10、C柱下段调节机构11、内侧门槛模拟件12、外侧门槛模拟件13、门槛调节机构14、车门本体支架15、车门第一调节机构16、车门第二调节机构17、车门第三调节机构18、车门前侧上护板模拟件19、车门前侧中护板模拟件20、车门前侧下护板模拟件21、车门后侧下护板模拟件22、车门护板扶手模拟件23、车门后侧中护板模拟件24、车门后侧上护板模拟件25、座椅调节机构27、横向调节平台271、纵向调节平台272、顶升平台273、安装台架100、A柱下段机构200、B柱下段机构300、C柱下段机构400、门槛机构500、车门机构600、座椅机构700。
具体实施方式
下面具体实施方式用于对本发明的权利要求技术方案作进一步的详细说明，便于本领域的技术人员更清楚地了解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下面具体的实施例。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。
如图1～8所示，本发明中车辆长度方向为纵向，车辆宽度方向为横向，车辆高度方向为竖直方向，一种汽车腿部进出舒适性验证装置，包括安装台架100，安装台架100上分别设有：
A柱下段机构，A柱下段机构包括A柱下段模拟件1，A柱下段机构相对安装台架100在横向和纵向上可调节；A柱下段模拟件1与A柱下段模拟件安装机构2纵向滑动配合，A柱下段模拟件安装机构2与A柱下段调节机构3纵向滑动配合，A柱下段调节机构3与安装台架100横向滑动配合。
B柱下段机构，B柱下段机构包括B柱下段模拟件4，B柱下段机构相对安装台架100在横向和纵向上可调节；B柱下段模拟件4与B柱下段模拟件安装机构5纵向滑动配合，B柱下段模拟件安装机构5与B柱下段调节机构6纵向滑动配合，B柱下段调节机构3与安装台架100横向滑动配合。
C柱下段机构，C柱下段机构包括C柱下段模拟件7，C柱下段模拟件7下端与C柱下段调节机构11绕Y轴铰接，C柱下段调节机构11与门槛机构纵向滑动配合；C柱下段模拟件7上端与侧围上段调节机构8绕Y轴铰接，侧围上段调节机构8与侧围调节机构固定支架9上下滑动配合，侧围调节机构固定支架9与侧围下段调节机构10横向滑动配合，侧围下段调节机构10与安装台架100纵向滑动配合。这样可以实现C柱下段模拟件绕Y轴转动的角度调节以及C柱横向和纵向的位置调节。
门槛机构，门槛机构包括与安装台架100固定连接的门槛调节机构14，门槛调节机构14与内侧门槛模拟件12上下滑动配合，内侧门槛模拟件12与外侧门槛模拟件13横向滑动配合。这样实现门槛的高度和宽度的调节以及纵向位置的调节。
车门机构，车门机构包括车门本体支架15，车门本体支架15与A柱机构铰接，车门本体支架15通过车门调节构与车门护板模拟件连接，车门调节机构用于调节车门护板模拟件相对于车门本体支架在横向、纵向和竖直方向的位置；车门调节机构包括沿竖直方向设置的车门第一调节机构16、车门第二调节机构17、车门第三调节机构18，车门第一调节机构16、车门第二调节机构17和车门第三调节机构18分别与车门本体支架15沿横向和竖直方向可调节，车门第一调节机构16分别与车门前侧上护板模拟件19和车门后侧上护板模拟件25纵向滑动配合；车门第二调节机构17分别与车门前侧中护板模拟件20和车门后侧中护板模拟件24纵向滑动配合；车门第三调节机构18分别与车门前侧下护板模拟件21和车门后侧下护板模拟件22纵向滑动配合；车门后侧中护板模拟件24与车门护板扶手模拟件23横向滑动配合。这样，将车门护板模拟件设计为六块，可以实现车门护板的纵向长度和竖直方向高度可调节。
座椅机构，座椅机构包括座椅模拟件，座椅模拟件下方固定连接有座椅调节机构27，座椅调节机构从上到下依次设有横向调节平台271、纵向调节平台272、顶升平台273，座椅模拟件通过座椅调节机构27实现相对于安装台架100在横向、纵向和竖直方向相对滑移。
如图9所示，上述汽车腿部进出舒适性验证装置的验证方法如下：
1、将A柱下段模拟件1、B柱下段模拟件4、C柱下段模拟件7、门槛机构、车门机构和座椅模拟件分别调节到初始设计位置，初始设计位置是指各个模拟件在车辆坐标系中的绝对位置，一般是出于内部空间布局的角度确定的，并没有经过腿部进出舒适性的验证，在调节到初始设计位置时，各个模拟件可以同时独立调节，这样各个模拟件之间的相对位置不会影响到他们自身的定位，使得初始位置的调节更加准确。
人在下车时从开始到外侧脚落地过程中可以分为三个阶段，第一个阶段为腿部竖直抬高阶段，对应的评价指标为小腿抬起舒适性；第二个阶段为腿部向外侧平移伸展，对应的评价指标包括前排下车时大腿平移舒适性、后排下车时大腿平移舒适性、腿部平移时伸展舒适性；第三个阶段为腿部竖直向下落地阶段，对应的评价指标为下车脚离地高度舒适性。然后依次从前排下车时大腿平移舒适性、小腿抬起舒适性、腿部平移时伸展舒适性、后排下车时大腿平移舒适性、下车脚离地高度舒适性进行验证。这些评价指标的评价结果与影响这些评价指标的对应参数的大小具有确定的影响关系。选取身高下分位5％女性进行实际操作，相同身高的不同的女性在进行下车时，因为人类身体结构的统一性，上述相同身高不同的人对某一个评价指标的评价结果基本是相同的，因此这些评价指标的评价结果客观的反映了这些参数大小是否位于合理的设计范围内，由于人在下车过程中的一系列过程难以一个一个地定点测量这些参数，因此采用人来实际操作评价这些指标是否满足设计要求可以极大地缩短验证周期。本发明中各个评价指标满足腿部进出舒适性的标准为腿部和脚部的运动部位没有与周围环境件发生干涉。
2、评价前排下车时大腿平移舒适性。如图10所示，前排下车时大腿平移舒适性对应的参数是大腿臀部跨点R与相同水平面上B柱前端的距离L5，它会影响下车过程第二阶段大腿与B柱前端的干涉性，从前排座椅进行下车操作并评价，当前排下车时大腿平移舒适性不满足腿部舒适性要求，即发生干涉时，向纵向后方调节B柱下段模拟件4的位置，然后再次从前排座椅进行下车操作和评价，直到满足舒适性要求。这里不调节座椅模拟件的位置是因为，调节座椅模拟件的位置同时也会导致小腿抬起舒适性、腿部平移时伸展舒适性的评价结果发生改变。
3、评价小腿抬起舒适性。如图11所示，小腿抬起舒适性对应的参数是第一阶段中小腿抬起高度H019，从候排座椅进行下车操作并评价，当小腿抬起舒适性不满足腿部舒适性要求时，沿纵向前方或竖直向上调节后排座椅模拟件的位置，然后再次从座椅进行下车操作和评价，直到满足舒适性要求。这样，使得人员在静坐时小腿与车地面越来越接近垂直状态，不容易使小腿与周围环境件发生干涉，也更容易抬起小腿。
4、评价腿部平移时伸展舒适性。如图12所示，腿部平移时伸展舒适性对应的影响参数为腿部平移时伸展长度，在腿部平移过程中影响该伸展长度主要由两个车身结构参数决定，一个是臀部跨点在门槛上方100mm断面上的投影点与相同高度上A柱后边缘或B柱后边缘的距离L19-B，另一个是当车门开启最大角度时，臀部跨点在门槛上方100mm断面上的投影点K与相同高度上车门护板内侧的最小距离L19-B，当腿部平移时伸展舒适性不满足腿部舒适性要求时，即脚部与A柱后边缘或B柱后边缘或车门护板内侧发生干涉，沿纵向后方或竖直向下调节座椅模拟件的位置，然后再次进行下车操作和评价，直到满足舒适性要求。当小腿抬起舒适性和腿部平移时伸展舒适性无法同时满足时，沿纵向后方和竖直向上同时调节座椅模拟件的位置。
5、评价后排下车时大腿平移舒适性。后排下车时大腿平移舒适性与前排下车时大腿平移舒适性类似，其对应的参数为后排下车时，大腿臀部跨点R与相同水平面上C柱前端的距离。当后排下车时大腿平移舒适性不满足腿部舒适性要求，即发生干涉时，跟换轮胎尺寸，重新确定车门分缝尺寸，然后再次从后排座椅进行下车操作和评价，直到满足舒适性要求。
6、评价下车脚离地高度舒适性。如图13所示，下车脚离地高度舒适性对应的影响参数为下车脚离地高度，当下车脚离地高度舒适性不满足腿部舒适性要求时，即腿部与门槛发生干涉时，沿横向内侧调节外侧门槛模拟件13的位置，然后再次进行下车操作和评价，直到满足舒适性要求。
7、确定最终的各个模拟件的最佳位置。当上述所有评价指标的评价结果均满足舒适性要求时，输出各个车身模拟件的最终位置，并作为最后的设计位置。
本发明的评价顺序全面综合的考虑了影响腿部进出全过程的各个因素，且调节顺序确保了在调节某个模拟件的位置时，只会影响对应的评价指标的评价结果，在评价时是先评价一个评价指标并调节对应模拟件的位置使其满足要求后，再来评价和下一个评价指标和调节对应的模拟件，这样不会导致之前已经满足要求的评价指标又出现变动，便于快速准确的确定出各个车身件最佳的位置。

Claims (10)

1.一种汽车腿部进出舒适性验证装置，其特征在于：包括安装台架(100)，所述安装台架(100)上分别设有：
A柱下段机构200，所述A柱下段机构包括A柱下段模拟件(1)，所述A柱下段机构相对所述安装台架(100)在横向和纵向上可调节；
B柱下段机构300，所述B柱下段机构包括B柱下段模拟件(4)，所述B柱下段机构相对所述安装台架(100)在横向和纵向上可调节；
C柱下段机构400，所述C柱下段机构包括C柱下段模拟件(7)，所述C柱下段模拟件(7)下端与C柱下段调节机构(11)绕Y轴铰接，所述C柱下段调节机构(11)与门槛机构纵向滑动配合；
门槛机构500，所述门槛机构包括与安装台架(100)固定连接的门槛调节机构(14)，门槛调节机构(14)与内侧门槛模拟件(12)上下滑动配合，所述内侧门槛模拟件(12)与外侧门槛模拟件(13)横向滑动配合；
车门机构600，所述车门机构包括车门本体支架(15)，所述车门本体支架(15)与A柱机构铰接，所述车门本体支架(15)通过车门调节构与车门护板模拟件连接，所述车门调节机构用于调节车门护板模拟件相对于车门本体支架在横向、纵向和竖直方向的位置；
座椅机构700，所述座椅机构包括座椅模拟件，所述座椅模拟件通过座椅调节机构(27)实现相对于安装台架(100)在横向、纵向和竖直方向相对滑移。
2.根据权利要求1所述的汽车腿部进出舒适性验证装置，其特征在于：所述A柱下段模拟件(1)与A柱下段模拟件安装机构(2)纵向滑动配合，所述A柱下段模拟件安装机构(2)与A柱下段调节机构(3)纵向滑动配合，所述A柱下段调节机构(3)与所述安装台架(100)横向滑动配合。
3.根据权利要求1所述的汽车腿部进出舒适性验证装置，其特征在于：所述B柱下段模拟件(4)与B柱下段模拟件安装机构(5)纵向滑动配合，所述B柱下段模拟件安装机构(5)与B柱下段调节机构(6)纵向滑动配合，所述B柱下段调节机构(3)与所述安装台架(100)横向滑动配合。
4.根据权利要求1所述的汽车腿部进出舒适性验证装置，其特征在于：所述C柱下段模拟件(7)上端与侧围上段调节机构(8)绕Y轴铰接，所述侧围上段调节机构(8)与侧围调节机构固定支架(9)上下滑动配合，所述侧围调节机构固定支架(9)与侧围下段调节机构(10)横向滑动配合，所述侧围下段调节机构(10)与所述安装台架(100)纵向滑动配合。
5.根据权利要求1所述的汽车腿部进出舒适性验证装置，其特征在于：所述车门调节机构包括沿竖直方向设置的车门第一调节机构(16)、车门第二调节机构(17)、车门第三调节机构(18)，所述车门第一调节机构(16)、所述车门第二调节机构(17)和所述车门第三调节机构(18)分别与车门本体支架(15)沿横向和竖直方向可调节，所述车门第一调节机构(16)分别与车门前侧上护板模拟件(19)和车门后侧上护板模拟件(25)纵向滑动配合；所述车门第二调节机构(17)分别与车门前侧中护板模拟件(20)和车门后侧中护板模拟件(24)纵向滑动配合；所述车门第三调节机构(18)分别与车门前侧下护板模拟件(21)和车门后侧下护板模拟件(22)纵向滑动配合；所述车门后侧中护板模拟件(24)与车门护板扶手模拟件(23)横向滑动配合。
6.一种利用上述权利要求1～5任意一项所述的汽车腿部进出舒适性验证装置的验证方法，其特征在于，包括：将A柱下段模拟件(1)、B柱下段模拟件(4)、C柱下段模拟件(7)、门槛机构、车门机构和座椅模拟件分别调节到初始设计位置；分别从前排和后排座椅进行下车操作，依次对腿部进出舒适性的多个评价指标进行评价，评价指标和评价顺序依次为：前排下车时大腿平移舒适性、小腿抬起舒适性、腿部平移时伸展舒适性、后排下车时大腿平移舒适性、下车脚离地高度舒适性；当某个评价指标的评价结果为不满足腿部进出舒适性要求时，调节影响该评价指标对应模拟件的初始设计位置；验证人员再次进行下车操作和评价，直到该评价指标的评价结果满足腿部舒适性要求，然后再进行下一个评价指标的评价和调节，直到所有评价指标的评价结果均满足腿部舒适性要求，输出最终的各个模拟件的位置。
7.根据权利要求6所述的汽车腿部进出舒适性验证装置的验证方法，其特征在于：当前排下车时大腿平移舒适性不满足腿部舒适性要求时，向纵向后方调节B柱下段模拟件(4)的位置。
8.根据权利要求6所述的汽车腿部进出舒适性验证装置的验证方法，其特征在于：当小腿抬起舒适性不满足腿部舒适性要求时，沿纵向前方或竖直向上调节座椅模拟件的位置。
9.根据权利要求6所述的汽车腿部进出舒适性验证装置的验证方法，其特征在于：当腿部平移时伸展舒适性不满足腿部舒适性要求时，沿纵向后方或竖直向下调节座椅模拟件的位置。
10.根据权利要求6所述的汽车腿部进出舒适性验证装置的验证方法，其特征在于：当下车脚离地高度舒适性不满足腿部舒适性要求时，沿横向内侧调节外侧门槛模拟件(13)的位置。
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