重卡駕駛室設(shè)計(jì)(人機(jī)工程學(xué))

重卡駕駛室設(shè)計(jì)（人機(jī)工程學(xué)）離合器踏板與制

動(dòng)踏板高度差制動(dòng)踏板與加速踏板高度差5.2換擋裝置的設(shè)計(jì)2025?60最大值圖7當(dāng)下各重卡手動(dòng)換擋裝置設(shè)計(jì)由圖7可知，現(xiàn)在的重卡一般都采用換擋桿換擋，設(shè)計(jì)在駕駛員的右側(cè)，一般都存在剎車重、離合重、方向重的問(wèn)題，出于對(duì)駕駛員的操縱省力、方便、換擋便捷的想法，我們決定采用手自一體變速箱，并配備轉(zhuǎn)向助力裝置。取消換擋桿，取而代之的是在駕駛室左側(cè)的一排按鍵，如果想使手動(dòng)擋，可以通過(guò)這排按鍵實(shí)現(xiàn)加減擋。圖8當(dāng)下各重卡取消換擋桿換擋裝置圖對(duì)比圖8可知，也有部分輕卡開(kāi)始取消手動(dòng)換擋桿的使用，右側(cè)已經(jīng)沒(méi)有了這樣的設(shè)置，采用自動(dòng)換擋或者手自一體式換擋裝置，這種方式已經(jīng)被運(yùn)用在各種車上。止匕外，在采用自動(dòng)擋時(shí)也省去了不停踩離合換擋的麻煩，而在駕駛員想采用手動(dòng)擋時(shí)，也沒(méi)有了換擋桿的費(fèi)力，直接按按鍵就可以了，配備的轉(zhuǎn)向助力裝置也會(huì)使駕駛員操縱更輕松。但是在設(shè)計(jì)時(shí)也保留手動(dòng)擋換擋以免按鍵換擋出現(xiàn)故障時(shí)換擋困難，以免發(fā)生不必要的問(wèn)題。5.3方向盤的設(shè)計(jì)5.3.1設(shè)計(jì)要求方向盤是駕駛員和汽車之間最重要的連接點(diǎn)。除了其最基本的車輛控制的功能外，它也在車輛安全系統(tǒng)中扮演了重要的角色。下面羅列了幾點(diǎn)一個(gè)現(xiàn)代方向盤需要滿足的基本條件：1）撞擊時(shí)能對(duì)駕駛員胸部和腦部影響區(qū)提供很好的能量管理；2）負(fù)載下很好的抗彎剛度和抗疲勞性；3）好的振動(dòng)特性（高固有頻率），防止汽車在向前或空轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生過(guò)度振動(dòng)；4）高級(jí)慣性矩，以使方向盤運(yùn)動(dòng)盡可能安靜和平穩(wěn)；5）應(yīng)對(duì)極端冷熱影響的熱穩(wěn)定性；6）所有部件的耐磨性和耐持久性；7）即使額外的組件安裝到密閉空間內(nèi)，仍不產(chǎn)生額外重量；8）優(yōu)化駕駛員界面功能。5.3.2方案設(shè)計(jì)據(jù)調(diào)查顯示，大多數(shù)重卡的方向盤上僅僅只有喇叭控制按鍵和轉(zhuǎn)向燈撥手，其他的功能都需要駕駛員的手離開(kāi)方向盤進(jìn)行操作，在某種程度上來(lái)說(shuō)影響駕駛的安全性和操作的靈敏度。對(duì)此，本文設(shè)計(jì)的方案是在方向盤的上半部分設(shè)置了幾個(gè)按鈕，可操作雨刷及車燈等常規(guī)裝置，此外，還在方向盤的里側(cè)配備了兩個(gè)選項(xiàng)旋鈕。在方向盤表面設(shè)有功能選擇按鈕，此外左右還配有兩個(gè)確定按鈕。該控制的特點(diǎn)是，通過(guò)在方向盤上集成具有不同功能的按鈕，可防止進(jìn)行各種操作時(shí)影響駕駛，此外通過(guò)配合使用選項(xiàng)旋鈕減少了開(kāi)關(guān)的數(shù)量。而且，還根據(jù)用戶要求定制按開(kāi)關(guān)時(shí)的功能。一般方向盤有灰色，白色，黑色，我們選擇黑色，因?yàn)楹谏谴蟊婎伾?，耐看，而且不易產(chǎn)生疲勞感。圖9萬(wàn)向盤動(dòng)靜尺寸圖對(duì)于方向盤，最佳的距離是當(dāng)操作者背部緊靠座椅，當(dāng)胳膊伸直搭在方向盤上時(shí)，手腕部恰好落在方向盤上。最佳的位置是通過(guò)方向盤輪輻恰好能看到儀表盤上各個(gè)表盤，方向盤的邊緣不會(huì)阻礙視線。.駕駛室空間設(shè)計(jì)坐姿作業(yè)范圍近身作業(yè)范圍是作業(yè)空間布局與設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，決定了駕駛室的空間大小和作業(yè)的舒適度。如圖3所示，我們可以看出，作業(yè)范圍在一定的程度上受人體的臂長(zhǎng)、作業(yè)方向、作業(yè)的性質(zhì)以及衣著的影響，所以在駕駛室的空間設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮周全。

10006000&00100015001OCM6000圖3坐姿作業(yè)范圍（mm）手的水平平面作業(yè)范圍手的水平作業(yè)，其實(shí)也就是操作方向盤和操縱桿的作業(yè)范圍。如圖4所示，最大作業(yè)范圍是以肩關(guān)節(jié)為軸心，手向外伸直所形成的范圍；正常范圍是指以肩關(guān)節(jié)為軸心，手臂自如彎曲的范圍。右手最大范圍/右手正常免困圖"手水平作業(yè)范圍（n】m>腳垂直平面內(nèi)的作業(yè)范圍如圖5所示，腳的作業(yè)范圍是以腳的可能移動(dòng)距離來(lái)確定，決定了加油踏板和制動(dòng)踏板的位置與行程。

01C2001C20 30 40 50 60分離的百分散MOO圖5腳垂直平面作業(yè)范圍｛mm)0C7髭去Q5燃生.駕駛室安全設(shè)計(jì)安全帶安全帶是最有效的防護(hù)裝置，可以大幅度地降低碰撞事故的受傷率和死亡率。這一點(diǎn)已被國(guó)外大量使用實(shí)踐證明。最常用的三點(diǎn)式安全帶的各個(gè)組成部分。帶子由結(jié)實(shí)的合成纖維織成，包括斜跨前胸的肩帶，繞過(guò)人體胯部的腰帶。在座椅的外側(cè)和內(nèi)側(cè)地板上各有一個(gè)固定點(diǎn)，第三個(gè)固定點(diǎn)位于座椅外側(cè)車身支柱的上方。繞過(guò)上方固定點(diǎn)的環(huán)狀導(dǎo)向板，帶子伸入車身支柱內(nèi)腔并卷在支柱下端的收卷器內(nèi)。乘員胯部?jī)?nèi)側(cè)附近有一個(gè)插扣，插扣由插板（松套在帶子上）和鎖扣（與內(nèi)側(cè)地板固定點(diǎn)相連）兩部分組成，該兩部分插合后即可將科員約束在座椅上。按下插扣的紅色按鈕就能解除約束。收卷器有好幾種結(jié)構(gòu)型式，功能較完備的是緊急鎖止式收卷器（ELR）。該種結(jié)構(gòu)在正常情況下，安全帶對(duì)人體上部并不起約束作用。當(dāng)乘員向前彎腰時(shí)，帶子可從收卷器經(jīng)由上方固定點(diǎn)的導(dǎo)向板被拉出；而當(dāng)乘員回復(fù)正常坐姿時(shí)，收卷器又會(huì)自動(dòng)將帶子收起，使帶子隨時(shí)保持與人體貼合。但在緊急情況下—亦即汽車減速度超過(guò)預(yù)定數(shù)值時(shí)或車身嚴(yán)重傾斜時(shí)，收卷器會(huì)將帶子卡住從而對(duì)乘員產(chǎn)生有效的約束。安全氣囊氣囊在汽車正面碰撞時(shí)能防止乘員與其前方的物體撞擊。氣囊平時(shí)折疊在轉(zhuǎn)向盤轂內(nèi)或儀表板內(nèi)，必要時(shí)可在極短時(shí)間（碰撞開(kāi)始后0.03?0.05s）內(nèi)充滿氣體而呈球形，以填補(bǔ)乘員與室內(nèi)物體之間的空間。氣囊通常采用氮?dú)?。氣源可以是高壓（約15MPa輛瓶或是設(shè)置在氣囊下方的氣體發(fā)生器。裝設(shè)在汽車內(nèi)的碰撞傳感器發(fā)出的訊號(hào)可點(diǎn)燃電氣雷管炸開(kāi)高壓鋼瓶的封口或者點(diǎn)然氣體發(fā)生器內(nèi)的氣體發(fā)生劑，使氣囊迅速充氣。頭枕頭枕是在汽車后部受撞擊時(shí)限制人的頭部向后運(yùn)動(dòng)的裝置，這樣可避免頸椎受傷，而嚴(yán)重的頸椎受傷可能使其內(nèi)部神經(jīng)（脊髓）受傷，導(dǎo)致頸部以下全身癱瘓（高位截癱）。安全玻璃汽車正面或側(cè)面碰撞時(shí)，乘員頭部往往撞擊風(fēng)窗玻璃或側(cè)窗玻璃而受傷，并且玻璃碎片還會(huì)使臉部和眼睛受傷。目前在汽車上廣泛應(yīng)用的安全玻璃有兩種：鋼化玻璃與夾層玻璃。鋼化玻璃是在熾熱狀態(tài)下使其表層驟冷收縮從而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的強(qiáng)度較高的玻璃，其落球沖擊強(qiáng)度是普通玻璃的6?9倍。普通夾層玻璃有三層，總厚度約4mm，其中間層厚度為0.38mm。汽車用的夾層玻璃的中間層則加厚一倍，達(dá)0.76mnrj故具有較高的沖擊強(qiáng)度，稱為高抗穿透性（HPR狹層玻璃。國(guó)產(chǎn)的車用夾層玻璃的中間層材料通常要用性能較好的聚乙烯醇縮丁醛。鋼化玻璃受沖擊而損壞時(shí)，整塊玻璃出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，脫落后則分成許多無(wú)銳邊的碎片。HPRfe層玻璃損壞時(shí)內(nèi)、外兩層玻璃的碎片仍然粘附在中間層上。中間層有較大的韌性，在承受撞擊時(shí)拱起從而吸收一部分沖擊能量，起緩沖作用。大量的事故調(diào)查表明，鋼化玻璃與HPRfe層玻璃相比，前者有較高的傷亡率，其碎片致使眼睛重傷的比率也較高。采用鋼化玻璃的前風(fēng)窗破裂成細(xì)小網(wǎng)狀裂紋后，還會(huì)嚴(yán)重地影響駕駛員前方的視野。由此可見(jiàn)，現(xiàn)代汽車的風(fēng)窗玻璃應(yīng)盡可能采用HPRfe層玻璃。門鎖與門鉸鏈在現(xiàn)代汽車上，門鎖和門鉸都應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，在汽車碰撞時(shí)，能同時(shí)承受縱、橫兩個(gè)方向的載荷而不致使車門開(kāi)啟，從而避免了乘員被甩出車外，因而減少受重傷或死亡的危險(xiǎn)。此外，在事故結(jié)束后，門鎖應(yīng)不致失效而應(yīng)使車門仍能開(kāi)啟。目前，不能承受縱向載荷的舌簧式、鉤簧式、齒輪轉(zhuǎn)子式等門鎖已經(jīng)過(guò)時(shí)，而能同時(shí)承受縱橫向載荷的轉(zhuǎn)子卡板式門鎖則被廣泛采用。室內(nèi)其它構(gòu)件在現(xiàn)代汽車上，車身內(nèi)部一切有可能與人體撞擊的構(gòu)件都應(yīng)避免采用尖角、凸棱或小圓弧過(guò)渡的形狀，而且車身室內(nèi)廣泛采用軟材料包墊。室內(nèi)軟化不僅是為了滿足舒適性要求，更重要的還是為安全防護(hù)性能的要求。出入階梯設(shè)計(jì)對(duì)于重卡,因其過(guò)大的體積,駕駛員出入駕駛室的方便性和安全性也應(yīng)該滿足人體因素的要求。根據(jù)我國(guó)的成年人人體尺寸,上下車梯的最低一級(jí)踏板的離地高度不宜超過(guò)550mm最高一級(jí)踏板與門檻的垂直距離不宜超過(guò)300mm相鄰兩踏板間的垂直距離不宜超過(guò)300mm車梯各踏板的內(nèi)側(cè)寬度不宜小于250mm對(duì)于重卡出入的標(biāo)準(zhǔn),要求所有臺(tái)階的最小寬度都要容許兩只腳同時(shí)放下,而且不用手臂拉力的輔助,腳也能跨上階梯的最低檔。這些限制尺寸是為了保證下階梯時(shí)的安全性和方便性。車門附近應(yīng)該設(shè)置扶手,扶手的斷面選用圓形為宜,根據(jù)長(zhǎng)度的不同,斷面半徑為10mm-15mmf端應(yīng)當(dāng)封閉或向下彎曲，這樣當(dāng)駕駛員倒退著下臺(tái)階時(shí)手就不會(huì)因不在意而脫落。車梯越陡,安全性越差,因?yàn)樯眢w的中心落在腳踏板的外面,會(huì)造成嚴(yán)重的意外事故。但是如今國(guó)內(nèi)的重卡許多未能深入研究這些問(wèn)題。階梯而最好做成與水平面成20°以上傾斜度的車梯,其內(nèi)立面應(yīng)封閉,防止腳通過(guò)兩個(gè)臺(tái)階之間的空隙滑出去,梯面深度最小為180mm在上下車時(shí)腳可能接觸到的任何運(yùn)動(dòng)零件，都應(yīng)當(dāng)設(shè)置安全防護(hù)罩。車梯踏板的表面應(yīng)設(shè)計(jì)成在各種天氣條件下均能有效防滑的花紋,使腳與防滑花紋保持充分接觸。.參考資料中國(guó)卡本司機(jī)生存現(xiàn)狀藍(lán)皮書(shū)[R].陜西重型汽車有限公司、北京新華信管理顧問(wèn)有限公司,2007.4.顧彬.重型車車身造型設(shè)計(jì)研究[D].碩士學(xué)位論文,武漢理工大學(xué),2007.王首玉.重型汽車駕駛室人機(jī)工程學(xué)分析[