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基于生物力学的踏板人机工程设计研究杨枫;何智成;成艾国;谭纯【摘要】基于生物力学分析,研究了踏板设计参数对踏板操作时下肢肌肉疲劳的影响.定义了4个设计因子:座椅高度、踏板行程、踏板行程倾角和踏板高度,进行中心复合试验设计.应用生物力学软件AnyBody对25组试验进行了仿真分析,通过对仿真结果的回归分析得出各设计因子的影响权重,并分析了每个因子对不同百分位人体最大肌肉活动度的影响,给出设计因子的推荐取值范围.该方法建立了踏板的工程设计与驾驶员踏板操作舒适性的联系,为汽车踏板的人机工程参数化设计提供依据.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2016(038)004【总页数】7页(P459-465)【关键词】踏板设计;生物力学;人机工程;肌肉骨骼模型【作者】杨枫;何智成;成艾国;谭纯【作者单位】湖南大学,汽车车身先进设计与制造国家重点实验室,长沙410082;湖南大学,汽车车身先进设计与制造国家重点实验室,长沙410082;湖南大学,汽车车身先进设计与制造国家重点实验室,长沙410082;湖南大学,汽车车身先进设计与制造国家重点实验室,长沙410082【正文语种】中文踏板设计是汽车驾驶室设计的重要内容，与手操纵件相比，脚操纵件往往会限制驾驶员的坐姿，而且不合理的踏板设计会造成肌肉疲劳，并引起驾驶员的不舒适感[1]。
当前，汽车操纵装置的开发几乎完全基于设计经验、现场试验和广泛、耗时、昂贵的原型设计，据此，针对汽车驾驶室开发的人机主观试验平台(Seating Buck)被广泛设计出来[2-3]。
这种人机主观试验平台对于验证驾驶室的布置是有效的，但对于考察驾驶员实车驾驶过程中的操作舒适性仍有缺陷[4-6]。
很多文献提出利用CAE技术建立人机交互的生物力学模型，试图解决上述问题。
文献[7]中采用可变肌肉力方向的方法，对下肢肌肉骨骼模型的肌肉力进行计算，将计算结果和肌电信号对比，验证该方法对肌肉力计算的准确性。
30 第1期客车技术与研究BUS & COACH TECHNOLOGY AND RESEARCH No.l2017基于人机工程的客车B卜式离含器踏榇设计王用，刘玉聪，梁业译(桂林大宇客车有限公司，广西桂林541003)摘要：简要介绍客车卧式离合器踏板的人机工程结构特点，并根据离合器系统的相关参数对踏板力和踏板行程等进行匹配设计，以确定离合器踏板最佳的人车操纵位置s关键词：客车；卧式离合器踏板;人机工程；设计；操纵中图分类号：U463.211 文献标志码：B文章编号：1006-3331(2017)01-0030-03 Design of Horizontal Clutch Pedal Based on Human Engineering for Coaches / BusesWang Yong,Liu Yucong,Liang Yeyi(Guilin Daewoo Bus Co.,Ltd,Guilin541003, China)Abstract: The human engineering structure features of the horizontal clutch pedal for coaches / buses are briefly introduced, and in order to determine the optimum operation position of the clutch pedal, the author matches and designs the pedal force and pedal travel according to the clutch system parameters.Key words: coach / bus; horizontal clutch pedal; human engineering; design; operation汽车操纵设计中应用人机工程学就是以驾驶员为 中心，研究各个操纵装置如何适应人的需要，设计一个 最佳的人-车-环境系统。
作者简介:张 冰(1971—),工程师,主要从事整车系统集成,整车总体设计工作。
收稿日期:2004-04-30人机工程在汽车总布置设计中的应用张 冰(柳州五菱汽车有限责任公司技术中心,广西柳州 545007)摘要:探讨总结人机工程在汽车总布置设计的应用,同时阐述了总布置中的一些概念和定义,并给出了相关的标准和参考值,可为新产品的开发和技术改进提供参考和帮助。
关键词:人机工程;汽车;总布置;应用中图分类号:U 46 文献标识码:B 文章编号:1672-545X (2005)03-0051-041 人机工程的概况 人机工程是从20世纪50年代开始迅速发展起来的新兴边缘学科,它是从人的生理和心理特点出发,研究人、机、环境相互关系和相互作用的规律,以优化人—机—环境系统的一门学科,其目标是让人在使用机械的过程中感到“安全、健康、舒适、高效”。
在汽车的开发设计中,人机工程设计与车内空间的确定占有重要地位,必须根据新产品的实际情况,进行合理的布置设计。
这不仅关系到有效利用车内空间及提高乘用舒适性,而且会影响整车、内外造型和尺寸参数,进而会影响整车性能和市场竞争力。
而要获得人性化并贴近用户的最优化设计结果,就必须运用人机工程的设计方法程序。
在我国,由于没有合适的人体数据及工具且缺乏设计经验,尚未形成清晰有效的汽车人机工程设计方法。
2 汽车人机工程设计的基本内容211 汽车人机工程设计的任务与要求 汽车的设计开发,必须围绕以人为中心的人性化前提展开。
因此,汽车人机工程设计的任务就是开发出使驾驶者感到操纵方便、高效、不易疲劳,使乘坐者感到舒适、安全的汽车产品。
由于驾驶者身材各异,而一种汽车的布置尺寸只有一种,要使一种操纵件的布置能最大限度地满足不同身材驾驶者的手脚伸及性与姿势舒适性的要求,必须对人机工程进行仔细研究。
例如,同是操纵油门踏板,高个子驾驶者比矮个的座椅要靠后一些,但他们的手臂和腿的长度相差并不大,因此,高大的男人比娇小的女人更不易触到仪表板(如图1)。
基于生物力学模型的拖拉机离合踏板人机工程设计一、拖拉机离合踏板人机工程设计简介拖拉机离合踏板人机工程，是拖拉机离合器的设计、开发和应用过程，它利用生物力学模型的原理开发出适合人体使用的拖拉机离合踏板。
该技术的核心是对拖拉机离合踏板的人性化设计，从而使司机能够更加舒适、轻松地操作拖拉机离合器，从而提高拖拉机的安全性。
二、基于生物力学模型的拖拉机离合踏板人机工程设计基于生物力学模型的拖拉机离合踏板人机工程设计，需要考虑拖拉机离合踏板的多种因素，如拖拉机离合踏板的外观设计、延伸性、可操作性等，以及人体的生理特征，如手部形状、肌肉结构、肌肉力量等。
（1）拖拉机离合踏板的外观设计拖拉机离合踏板的外观设计是基于生物力学模型的拖拉机离合踏板人机工程设计中最重要的环节之一。
拖拉机离合踏板的外观设计，应考虑踏板的尺寸和形状，有利于提高拖拉机离合踏板的可操作性，使司机能够更加轻松地控制拖拉机离合踏板，从而提高拖拉机的安全性。
（2）延伸性延伸性是拖拉机离合踏板人机工程设计过程中的另一个重要方面，其目的是使拖拉机离合踏板的操作者能够在较大的力度范围内舒适地操作离合踏板。
从而更有效地控制拖拉机的驱动力，提高拖拉机的安全性。
（3）可操作性可操作性是拖拉机离合踏板人机工程设计过程中的重要方面，它旨在设计出更加舒适便捷的拖拉机离合踏板，以及更好的用户体验，使司机能够更加轻松地操作拖拉机离合踏板，从而提高拖拉机的安全性。
（4）人体生理特征人体生理特征也是拖拉机离合踏板人机工程设计的重要考虑因素，它考虑了人体的肌肉结构、肌肉力量、手部形状等因素，从而设计出适合人体使用的拖拉机离合踏板，使司机能够更加舒适、轻松地操作拖拉机离合踏板，从而提高拖拉机的安全性。
三、结论基于生物力学模型的拖拉机离合踏板人机工程设计，结合拖拉机离合踏板的外观设计、延伸性、可操作性以及人体生理特征，充分考虑拖拉机离合踏板的多种因素，从而设计出适合人体使用的拖拉机离合踏板，使司机能够更加舒适、轻松地操作拖拉机离合踏板，从而提高拖拉机的安全性。
基于生物力学的踏板人机工程设计研究随着工业化和城市化的不断发展，人们对交通工具的需求也越来越大。
而踏板式交通工具作为一种环保、健康、方便的出行方式，越来越受到人们的喜爱。
在踏板式交通工具的设计过程中，人机工程学和生物力学是非常重要的两个方面，因为它们能够帮助我们更好地理解人体的运动特征，从而设计出更加符合人体工程学的踏板交通工具。
一、生物力学在踏板交通工具设计中的应用生物力学是研究生物体在机械作用下的运动学和力学特性的学科。
在踏板交通工具的设计中，生物力学的应用可以帮助我们更好地理解人体的运动特点，从而设计出更加符合人体工程学的踏板交通工具。
例如，通过生物力学的研究，我们可以了解到人体在骑行时的肌肉活动、关节角度和力量分布等特征，从而设计出更加符合人体工程学的踏板交通工具。
二、人机工程学在踏板交通工具设计中的应用人机工程学是研究人类与机器、设备、环境等交互作用的学科。
在踏板交通工具的设计中，人机工程学的应用可以帮助我们更好地理解人体的需求和行为特点，从而设计出更加符合人体工程学的踏板交通工具。
例如，通过人机工程学的研究，我们可以了解到人们在使用踏板交通工具时的身体姿势、手部和脚部的位置、视线和注意力分布等特征，从而设计出更加符合人体工程学的踏板交通工具。
三、基于生物力学的踏板交通工具设计研究在基于生物力学的踏板交通工具设计研究中，我们需要考虑以下几个方面：1.人体运动学特征通过对人体运动学特征的研究，我们可以了解到人体在骑行时的肌肉活动、关节角度和力量分布等特征。
根据这些特征，我们可以设计出更加符合人体工程学的踏板交通工具。
2.人体需求和行为特点通过对人体需求和行为特点的研究，我们可以了解到人们在使用踏板交通工具时的身体姿势、手部和脚部的位置、视线和注意力分布等特征。
根据这些特征，我们可以设计出更加符合人体工程学的踏板交通工具。
3.踏板交通工具的结构和材料踏板交通工具的结构和材料直接影响着其使用效果和安全性。
某乘用车离合踏板布置及人机优化
汪江;马成;李光明;焦红莲
【期刊名称】《客车技术》
【年(卷),期】2014(000)006
【摘要】从人机工程角度出发,参考相关标准规定的布置要求及多款竞品车型离合踏板布置,并依据本企业标准及操作舒适性评价结果,对离合器踏板力及行程进行优化.优化后的离合踏板力及行程舒适性得到明显提升.
【总页数】5页(P21-25)
【作者】汪江;马成;李光明;焦红莲
【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司;安徽江淮汽车股份有限公司;安徽江淮汽车股份有限公司;安徽江淮汽车股份有限公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.FZ131B2轻型车制动踏板与离合器踏板的合理布置 [J], 杨一南
2.某MPV踏板布置及基于Ramsis踏板人机校核 [J], 王莹莹;肖宇
3.某乘用车离合踏板振动分析与改进 [J], 汪江;李光明;唐俊
4.浅谈乘用车开发过程中三踏板的布置方法 [J], 龙震;陈创
5.乘用车落地式油门踏板布置方法研究 [J], 安明玉
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踏板布置空间校核规范编号：项目名称：总布置编制：校对：审核：会签：批准：乘用车研究院2006年12月一、目的为统一各车型踏板布置校核程序及输出结果，特制定本规范。
二、适用范围适用于乘用车研究院内各车型踏板布置空间的校核。
三、规范内容1. 规范引用标准a)GB/T 17346 轿车脚踏板的侧向间距b)ECE R35 关于就脚控制件的布置方面批准车辆的统一规定c)DIN 73001内燃机汽车的操纵其中GB/T 17346与ECE R35标准等效。
2. 相关定义a)横向平面：指与汽车纵向中心平面相垂直的平面。
b)纵向平面：指与汽车纵向中心平面平行的平面。
c)点A：点A是加速踏板上的一个点，它与点B的距离为200 mm。
一般取加速踏板的中心点。
d)点B：汽车制造厂规定的踵点。
e)参考平面P：指通过点A且垂直于点A和点R相连直线的横向平面(点R为座椅调至最后正常驾驶时的位置，见图1)。
3. 踏板布置设计要求a）踏板排列：从驾驶员位置观察时，踏板应按以下次序自左至右排列：离合器踏板、制动踏板、加速踏板；b）踏板间距：踏板间距以两个踏板在参考平面P上投影之间的最小距离来测量（如图1所示），所谓踏板之间的最小距离是指加速踏板和制动踏板之间的最小距离及制动踏板和离合器踏板之间的最小距离；图1 踏板布置校核P平面示意图c）离合器踏板与车身固定部分的距离：离合器踏板在参考平面P上的投影至被P平面所截的车身内饰板截面之间的最小距离（如图2所示）；图2 踏板布置空间校核示意图d）操作单个踏板的最小侧向间距：紧挨踏板左右侧向有碍于踏板操作的两障碍物在参考平面P上投影之间的最小距离。
除相邻踏板外，还应考虑转向柱，固定装置等。
e）相关标准所规定或推荐的一些具体数值见表1和表2。
表1 有离合器踏板时的三踏板布置间距值表2 无离合器踏板时的二踏板布置间距值4.校核步骤a）确定A点：以汽车制造厂规定的踵点B点为球心，作一半径为200mm 的球，该球与加速踏板上表面的交线和踏板的纵向中心线的交点即为A点，逆向时A点一般取加速踏板的中心点；b）确定参考平面P：将R点投影到通过A点且与车辆纵向对称面平行的平面内得到R´点，通过A点作一平面使其垂直于A点和 R´点相连直线，该平面即为参考平面P；c）通过参考平面P作车辆固定部分的断面，同时将三踏板的上表面轮廓投影到参考平面P内；d）测量图2中所示的各项距离。
人机工程在汽车总布置设计中的应用探讨摘要：在汽车总布置设计中，人机工程占据着重要地位，对于汽车整体性能有着深远的影响，因此，做好人机工程在汽车总布置中的应用对于汽车行业的发展有着积极的作用。
本文主要总结探讨了人机工程在汽车总布置设计中的应用，以希望能够对汽车技术的改进和研发提供参考和帮助。
关键词：人机工程；汽车总布置；应用分析；工程设计；汽车；人体模板前言：二战之后，各国着重于国内科技的开发，人体工程的设计也开始慢慢进入人们的视野，特备是在汽车工程上使用较多，随着实践的增多，人体工程的应用也越来越成熟，汽车设计未来的方向也是实现与人体工程完美地结合，更加符合人体构造的标准。
在我国，人体工程刚刚起步，还需要向国外多多学习。
1、对人机工程相关内容的简要分析人机工程也叫人因工程，其是自上世纪中发展起来的边缘性学科，人因工程的主要出发点为人类的生理和心理具有的特点，主要研究对象是人、机器以及同周围环境的各种关系、作用以及规律，人机工程学科属于综合性的学科，该学科的主要目的是保证工作人员在工作的过程中对机器有着“更加安全、更加健康、更加舒适、更加高效”的感觉。
人机工程已经在汽车的开发和设计工作中发挥了十分重要的作用，工作人员在设计的过程中会根据新产品（新车）具有的特点，做出更加科学、合理的布置设计。
汽车布置设计工作会对汽车内的空间利用率有着影响，并且还能提升汽车使用的舒适程度，决定着车辆的外形、尺寸等参数，最终会对汽车的整体性能和市场上的竞争实力有着决定性的影响。
因此，汽车生产商必须使用人机工程设计方法进行汽车总布置设计工作，才能生产出更加人性化、更加符合消费者需求的产品。
2、对汽车生产中人机工程设计相关内容的简要分析2.1对汽车人机工程设计工作中主要任务和相关要求的简要分析汽车的设计和开发工作的核心为人性化，即必须以人为中心进行。
只有这样设计出来的汽车才能提升驾驶人员驾车的舒适性、便捷性，并且还能让驾驶人员在驾车过程中不容易产生疲劳，提升行车的安全性和稳定性。
汽车人机工程布置的主要内容与常见术语一、人机工程的目的1、满足汽车的驾驶和乘坐舒适要求；2、满足汽车的安全性要求；3、满足国家有关法规的要求；二、人机工程工作主要内容1、内饰布置和人机工程的布置设计；2、整车内饰及其他部分的结构考虑；3、国家有关法规要求项目的校核及报告的编写。
三、人机工程设计主要内容1、乘坐的舒适性2、操纵的方便性：如：组合仪表、操纵纽、附件及手柄3、视野：视野角：上、下、平面、盲区；外后视镜、内后视镜等4、上下车方便性：车门侧倾角、后支柱位置、车门洞尺寸、车门开度；门槛尺寸及高度；5、行车安全性四、人体概述及基本术语1、人体百分位的概念：人体的某项基础数据对于使用对象中有百分之几的人适用。
P5、P50、P952、几个特征点：根据ISO6549规定，与汽车设计有关的特征点为：Hp：胯点，也称为H点：躯干与大腿的关节点；Sp：肩点，上臂与肩的关节点；Kp：膝点，大腿与小腿的关节点；Ap：踝点，小腿与脚的关节点；AHp：踵点，脚跟的着地点。
H点：人体H点：Hp;汽车实际H点：三维人体模型按规定的步骤安放于汽车座椅中时，人体模型上左右两H点标记连接线的中点。
它表示人体在汽车上的实际位置。
它是汽车内饰布置人机工程布置设计的基准点。
R点：座椅调整至正常驾驶位置范围的最后、最下时的胯点。
是整车内饰布置设计的开始。
H：胯点高度；QB ：靠背角度；QH：躯干与大腿角度；QTH：大腿角度；QK：膝点角度；QA：踝部角度；3、手控操纵区及手操纵面手控操纵区包络面：前后尺寸：以座椅坐标为基准，从H点向外400mm，向内600mm，向下100mm，向上800mm。
操纵力：20~50N；开关类间隔：60~90mm为宜。
在整车布置设计的过程中，车身布置设计时考虑乘坐要求，并使车身室内的布置能尽量降低驾驶员的疲劳程度。
选择人体关节角度，确定人体坐姿，与人体的舒适和疲劳程度直接相关。
通过对人体尺寸和汽车驾驶舱和乘客舱空间关系的研究而得到某类车型的舒适人体坐姿。
