三維“H”點(diǎn)裝置描述(3-D H裝置》

HPM-I汽車三維H點(diǎn)測(cè)量裝置，用于建立車輛內(nèi)部結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)點(diǎn)和乘員空間尺寸，并在審核時(shí)驗(yàn)證這些關(guān)鍵基準(zhǔn)點(diǎn)的位置和物理尺寸。

 H 點(diǎn)指的是人體的大腿與軀干的旋轉(zhuǎn)中心，在三維 H點(diǎn)裝置中指座板與背板的連接中心。汽車座椅的 H 點(diǎn)位置對(duì)于車輛內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)鍵參考點(diǎn)及空間尺寸的確定有很大影響，并直接影響 R點(diǎn)位置的確定和車輛乘坐的安全度與舒適度。在汽車碰撞試驗(yàn)中，汽車碰撞仿真分析所使用的測(cè)量假人的背板總成與座板總成也在 H點(diǎn)進(jìn)行鉸接，座椅 H 點(diǎn)位置的確定是正確安裝假人的前提。因此，能夠更加正確且方便地標(biāo)記汽車座椅 H 點(diǎn)位置，及正確使用三維 H點(diǎn)裝置（HPM-I）便顯得尤為重要。

HPM-I模型由背板總成、座板總成、小腿、大腿桿、鞋總成、頭部空間裝置、

重塊（背部重塊、骨盆重塊、大腿重塊、小腿重塊）七個(gè)部分組成。

腿部分長(zhǎng)度

組成部分：

背板總成

背板總成由背板及背板鉸接機(jī)構(gòu)組成。它包括以下的零件：

l 背板

l 軀干鉸接鎖止機(jī)構(gòu)

l 軀干重塊懸掛架

座板總成

座板總成包括：

l 座板

l H點(diǎn)標(biāo)記鈕

l 帶有臀部重塊位置的 H點(diǎn)支撐座

l H 點(diǎn)樞軸

l 連接背板的鉸接鎖止機(jī)構(gòu)

l 連接大腿的鉸接鎖止機(jī)構(gòu)

l 彈簧探頭載荷施加點(diǎn)

l 側(cè)向水平儀

l 大腿重塊墊塊

小腿部分

小腿部分包括：

l 小腿重塊懸掛架

l 腿長(zhǎng)標(biāo)尺

l 腿長(zhǎng)鎖止銷

l 腿長(zhǎng)鎖止螺釘

l 膝部角量角器

大腿部分

大腿部分包括：

●  大腿桿

l T形桿（用于連接膝部關(guān)節(jié)）

l 大腿長(zhǎng)度標(biāo)尺

l 大腿長(zhǎng)度鎖止銷

l T形桿上有小腿側(cè)向位置偏移標(biāo)尺

鞋具

鞋具上有跖球（BOF）、鞋后跟（HOS）和鞋底，鞋后跟側(cè)向中心線向前203mm處定義為跖球點(diǎn)，它們是使用H 點(diǎn)裝置的關(guān)鍵基準(zhǔn)點(diǎn)。

鞋具其它零件包括：

l 鎖止螺釘

l 踝部角量角器

l 鎖止銷

頭部空間裝置

HPM提供一個(gè)單獨(dú)的裝置用于測(cè)量有效頭部空間，它機(jī)械的鉸接在座板與背板的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)。這個(gè)裝置包括：

l 安裝孔（用于連接到HPM）

l 用于固定裝置角度的螺釘

l 用于測(cè)量軀干角度的水平儀

l 帶探頭的滑動(dòng)管

l 有效頭部空間標(biāo)尺

用于測(cè)量軀干角角度的量角器；

（1）三維H點(diǎn)裝置的背板和座板是成年男子平均背部和臀部輪廓的代表物。

（2）背板和座板均采用高強(qiáng)度樹脂加玻纖材料制成，它們模擬人體的軀干和大腿，兩者機(jī)械地鉸接于“H”點(diǎn)處。HPM上設(shè)有臀部角量角器、軀干角量角器、膝部角量角器、踝部角量角器，可以在相應(yīng)的量角器上直接讀取測(cè)量值。

（3）小腿通過膝部軸心點(diǎn)與大腿T形桿相連接，大腿桿與座板總成上的鉸接機(jī)構(gòu)相連，可與不同人體百分位定位孔進(jìn)行鎖止，在大腿T形桿上可橫向調(diào)節(jié)小腿位置，其變化范圍自108mm-424mm之間，可將小腿固定在大腿桿適當(dāng)?shù)奈恢?，在小腿?cè)向位置標(biāo)尺上可讀出實(shí)際標(biāo)定值。在大腿T形桿與小腿的鉸接處裝有膝部量角器，以便測(cè)量膝部角。鞋總成上刻有度數(shù)，用來測(cè)量踝部角，可以在其上面直接讀出踝部角的測(cè)量值。軀干各重塊放在對(duì)應(yīng)部位重心處，用以提供76kg男子對(duì)座椅相同的壓力。應(yīng)檢查3-DH裝置的所有關(guān)節(jié)是否活動(dòng)自如無(wú)明顯的摩擦阻力。

l  主要技術(shù)資料：

角度儀（電子水平儀）測(cè)量精度：≤ 0.1°

標(biāo)尺精度： ±1mm

長(zhǎng)度顯示精度：1mm

膝部角量角器精度 1°

踝部角標(biāo)尺精度  1°

l 為了確保HPM的測(cè)量精度，必須注重產(chǎn)品各個(gè)傳動(dòng)鉸接部位、軸、軸套與孔之間的配合公差。

l 減少小工件的加工公差，是生產(chǎn)中及其重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，我公司在產(chǎn)品加工工藝中均采用線切割、CNC等現(xiàn)代工藝，有效減少了產(chǎn)品制作公差。

l 我公司生產(chǎn)的HPM產(chǎn)品中各部位的標(biāo)尺砝碼均采用激光鐳射工藝、使刻度更加清晰、質(zhì)量更準(zhǔn)。

l 我公司生產(chǎn)的HPM產(chǎn)品背板及其座板均選用高強(qiáng)度樹脂加玻璃纖維鑄造而成，使產(chǎn)品背部、臀部各支撐點(diǎn)位置準(zhǔn)無(wú)誤，輪廓真實(shí)呈現(xiàn)，使其恰到好處地與座椅曲面吻合緊貼，確保了測(cè)量精度。

l 產(chǎn)品配有電子角度儀，可以分別在不同角度測(cè)量臺(tái)上更加準(zhǔn)的測(cè)量各部相應(yīng)角度。

l 小工件均選用優(yōu)質(zhì)特殊金屬材料精心制作，有力保障了高端產(chǎn)品應(yīng)有的完美品質(zhì)。

l 姿態(tài)角度測(cè)量

（1）軀干角：將頭部空間探測(cè)桿緊緊依靠在軀干上，同時(shí)調(diào)整軀干角水平儀處于水平狀態(tài)，在軀干角量角器上可以直接讀取實(shí)際軀干角測(cè)量值。

（2）座墊角：座墊角的測(cè)量需要依據(jù)大腿線，因?yàn)镠PM-I的大腿線平行于座墊線，所以大腿線相對(duì)于一條水平線之間的夾角定義為大腿角和座墊角。

（3）小腿角：小腿線相對(duì)于一條水平線之間的夾角定義為小腿角，可以用電子角度儀在小腿上測(cè)量得出。

（4）臀部角：軀干線與大腿線之間的夾角度定義為臀部角。大腿角與軀干角測(cè)量完后可以計(jì)算出臀部角，臀部角=90°+軀干角-大腿角。

（5）膝部角：大腿線與小腿線的交叉角稱為膝部角。在小腿上提供了可以直接讀出膝部角的量角器。

（6）踝部角：小腿線與赤腳肌肉線形成的角度定義為踝部角。在鞋總成上有可以直接讀出踝部角的量角器。

駕駛員位置

將鞋子的底部放在固定未踩下的加速踏板上，腳踝角度不得小于87度。鎖定腳踝角度，將腳后跟點(diǎn)保持在固定位置，向前旋轉(zhuǎn)鞋子，直到鞋子的底部接觸到未踩下的加速踏板表面，而不會(huì)小于87度的ZHUI小腳踝（腳）角度。通常，踏板基準(zhǔn)點(diǎn)（PRP）在鞋上跖球點(diǎn)（BOF）對(duì)應(yīng)位置下方，對(duì)于部分HUV車型中較小型的加速踏板，制造廠商已經(jīng)將踏板基準(zhǔn)點(diǎn)(PRP)設(shè)定在未踩下的加速踏板中間位置側(cè)向中心線與縱向中心線的交點(diǎn)處，對(duì)于部分HUV車型中較大的加速踏板，可通過如前所述定位腳后跟點(diǎn)（駕駛員踵點(diǎn)）并將腳踝角度預(yù)設(shè)并鎖定為87度來確定PRP的位置。  

標(biāo)準(zhǔn)的H點(diǎn)裝置模板具有鞋底面呈弧形且鞋跟形狀明顯的鞋。鞋子上的BOF點(diǎn)距離鞋子的腳后跟203毫米（8英寸）。SAEJ4002（HPM-II）和SAEJ4004（HPD）中定義的SAE人體模型的鞋從鞋跟到BOF的鞋底都需平坦，沒有腳跟及鞋底凹陷的鞋模型將作為過渡期間的一種選擇，如圖3所示。

短排局座椅

     當(dāng)使用95百分位的腿長(zhǎng)數(shù)據(jù)時(shí)，右腳和腿部組件應(yīng)能正確地放置在未踩踏（受阻或受機(jī)械約束）的加速器踏板上，鞋底位于加速踏板上，腳跟盡量向前靠攏。除非生產(chǎn)廠商另行指定，否則右腳在T形桿上朝車輛的縱向中心線向內(nèi)調(diào)整，直到腳上的跖球點(diǎn)與油門踏板的中心線對(duì)齊為止，膝關(guān)節(jié)T形桿應(yīng)保持與地板平行，左腿和右腿在T型桿上的位置應(yīng)大致對(duì)稱。鞋后跟與地板覆蓋層的接觸點(diǎn)定義為駕駛員踵點(diǎn)位置，（在地板覆蓋層表面，向下壓縮約5mm處的接觸位置），腳跟不得放在踏板上，腳踝角度不得小于87度?？梢酝ㄟ^將銷釘插入鞋上的踝部角度量角器定位孔中來固定87度的極限角度；當(dāng)使用50百分位的腿長(zhǎng)數(shù)據(jù)時(shí)，H點(diǎn)裝置的腳底跖球點(diǎn)可能接觸不到加速踏板的基準(zhǔn)點(diǎn)，此時(shí)，程序則允許雙腳以腿部自然伸展的姿態(tài)觸在地板上，踵點(diǎn)位置按生產(chǎn)廠商規(guī)定的位置，座椅應(yīng)位于正常駕駛或乘坐姿態(tài)的ZHUI后ZHUI下位置。

左鞋位于地板或離合器踏板上，并且與右鞋在右側(cè)的位置相距H點(diǎn)機(jī)器中心線的左側(cè)大約相同的距離。T型桿應(yīng)保持與地面平行。裝有短排距座椅的車輛，當(dāng)鞋的安放位置合適，膝部或小腿部與前排座椅靠背發(fā)生干涉（圖4），此時(shí)標(biāo)記前排座椅 SgRP 位置，向前移動(dòng)座椅直至小腿及大腿能夠安裝，但不移動(dòng)鞋。

長(zhǎng)排距座椅

當(dāng)鞋和前排座椅底部結(jié)構(gòu)件發(fā)生干涉，需盡量將鞋定位在座椅ZHUI后位置，以ZHUI大程度地減少對(duì)座椅的干涉，或沿座椅行程向前移動(dòng)座椅，如果沒有座椅行程滑軌則水平移動(dòng)座椅直到鞋子不受干涉，向后移動(dòng)鞋之前，記錄踝部樞軸點(diǎn)（S1標(biāo)記點(diǎn)）位置以正確計(jì)算腿部空間，（通過測(cè)量從腳踝樞軸中心到H點(diǎn)的對(duì)角線距離加上254毫米的常數(shù)確定）。使用該鞋的位置確定地板基準(zhǔn)點(diǎn)、地板平面角及其他除腿部空間以外的尺寸。向后移動(dòng)鞋直至座板-大腿-小腿總成能夠在踝部樞軸點(diǎn)安裝在鞋具上，且踝部角在130°但不超過130°。