汽车H点确定程序和 H点装置 三维h点装置 三维H点假人 HPM-Ⅱ
 

一, H点的设计及其意义

 

H点(Hip Point)是指二维或三维人体模型样板中人体躯干与大腿的连接点即胯点。在人体模板中为髋关节。它表示驾驶员入座后髋关节的中点在汽车中的位置。

H点在车身设计中的意义

驾驶员的大部分体重通过臀部由座椅座垫支撑，一部分通过背部腰部由座椅靠背来承受，另一部分通过脚下作用于汽车地板。在这种坐姿的约束下，驾驶员操作时身体上部活动必然是围绕H点转动的。驾驶员在车中的位置（H点的位置）决定了驾驶员身体各关节角度、眼椭圆、头廓包络线和手部伸及界面在车身中的位置。因此H点决定了驾驶员的舒适性、操纵性、安全性和视野性。

 

根据应用场合的不同，H点的表达也有所不同。

分为设计H点(DESIGN H-POINT)，实际H点(ACTUAL H-POINT)以及座椅参考点(SGRP)。

1.设计H点(DESIGN H-POINT)：指在汽车总布置时的设计基准点。

*前和*后设计H点可确定座椅的水平区域和垂直区域。

“*前设计H点”表示5%女子人体模型在可动范围内*前位置的胯点。“*后设计H点”表示95%男子人体模型在可动范围内*后位置的胯点。

2. 图1. 实际H 点(ACTUAL H-POINT)：指当“H点三维人体模型”按规定步骤安放在汽车座椅中，实际H点即为人体模型左右跨点标记连接线的中点。

 

它表示汽车驾驶员或乘员入座后胯关节在车身中的位置。汽车的实际H点在车身总布置设计中有重要意义。由于“H点三维人体模型”各构件均以人体测量数据为依据，因此它可以比较真实地模拟出驾驶员以正常驾驶姿势入座后的实际的H 点位置。

3. 座椅参考点(SGRP)：指座椅的设计参考点，它是座椅制造厂规定的设计基准点。考虑到座椅的所有调节形式（水平、垂直和倾斜），座椅参考点确定了在正常驾驶或乘坐时座椅的*后位置。当95%的人体模型按规定摆放在座椅上时，实际H点应与座椅参考点相重合。

在法规SAE J1100 中定义了三百多个硬点信息来控制整车总布置，其中控制整车外形和驾驶及乘坐空间的主要硬点信息就有70多个，这些硬点大部分是以H点为基准或是与H点相关的。因此可以看出H点的重要性。合理地确定H点在车身中的位置直接关系整车的设计质量，实际上该过程也是一个不断重复迭代修改寻求*佳方案的过程。

二, 车内空间好与坏的原因?
 

这里面*重要的就是假人运用的好坏和准确与否。假人在汽车行业中有着的十分重要的角色,无论是前期 设计还是后期试验,他们都必不可少.

首先让我们简单的了解一下什么是假人。 所谓的假人其实就是人体模型,它的各部分尺寸与质量都近似真人。由于人的体型和重量可能会存在很大差异,所 以假人的规格也有所不同。

一般分为 95%假人(即 95%的成年男子的体重和座高等参数 要比该假人低)、50%假人(即 50%的成年男子的体重和座高等参 数要比该假人低)和 5%假人(即 5%的成年女子的体重和座高等参 数要比该假人低)。

三种假人尺寸,分别代表高大身材、平均身材和矮小身材 的人体尺寸。车身设计中,常把第 95 %的值作为设计上限,把 第 5 %的值作为下限。这样的设计结果即可满足 90 %的使用对 象。

在汽车设计和试验中所采用的人体模型用途不同,种类不 一。常见的有‘H 点人体模型’和‘碰撞试验人体模型’等。

H 点人体模型是由背板部、座板部、小腿部及足部等构成。

H 点是人体身躯与大腿的连接点,即跨点。它是汽车设计中 *重要的参考点之一。有了 H 点人体模型,就可以很快确定 H 点 的位置,之后整车和系统的总布置流程也就随之拉开了序幕。
 

汽车碰撞人体模型在碰撞试验中代替了真人,以便分析碰撞 瞬间的各项技术数据。主要测量目标有头部、颈部、双臂、胸部、 腹部、盆骨、大腿、小腿以及脚部。因此除了与真人各个特征相 近外,它的身体上还遍布着各种各样的传感器(大约 60 多个)。

作为汽车安全性的“体验者”,假人的贡献巨大。随着 制作假人的材料和技术越来越先进,试验数据越来越全面,公路 车祸致死人数越来越少。而假人在一次次猛烈撞击,一次次支离 破碎后,早已 不再是人类的替身,而是成为了保护人类的英雄。

每个品牌对假人与H点的用法和使用的上,下值有所不同而这些不同导致了好与坏的车内空间体验.

新HPM主要部件：
背板总成
背板总成由背板的胸部、腰部、和骨盆组成。它包括以下的零件：

• 把手
• 躯干铰接锁止杆
• H 点枢轴（位于 H 点支撑座上）

• 载荷施加点(弹簧加载探头容器)
• 躯干角度测量台
• 上部重块悬挂架
• 下部重块悬挂架

座板总成
座板总成包括：

• 座板
• 把手
• 带有骨盆重块位置的 H 点支撑座
• H 点杆
• 连接背板的锁止衬套
• 连接大腿的锁止衬套
• 弹簧探头载荷施加点
• 侧向水平仪
• 大腿重块安装台和安装销

小腿部分
小腿部分包括：

• 膝部枢轴安装槽
• 腿长标尺
• 腿长锁销
• 腿长锁止螺钉
• 膝部角度尺
• 小腿角度测量台

大腿部分
大腿部分包括：

• 锁止衬套（用于连接小腿）
• 膝部枢轴杆
• 大腿长度标尺
• 大腿长度锁止销
• 大腿长度锁止螺钉
• 安装叉（用于连接 H 点杆）
• 小腿侧向位置标尺
• 大腿角度测量台

鞋具和鞋固定装置
鞋具上有跖球（BOF）、鞋后跟（HOS）和鞋底，它们是使用 H 点装置的关键基准点或基准面。
鞋具其它零件包括：

• 锁止螺钉
• 踝部角度尺
• AHP 至 PRP 侧向偏移标尺
• 踏板平面角度测量台

鞋固定装置用于保持鞋具位于加速踏板上（见图 A.4）。

• 两个水平调节螺钉
• 气泡水平仪
• 鞋具安装叉

头部空间装置
HPM 提供一个单独的装置用于测量有效头部空间。这个装置包括：

• 安装叉（用于连接到 HPM）
• 用于设定装置角度的调节螺钉
• 用于测量装置角度的平台
• 带探头的滑动管
• 有效头部空间标尺

标尺
LSP标尺

• 背板腰部支撑突出量(LSP)在-15处时,在LSP标尺上读数为-15, 背板腰部支撑突出量(LSP)在+25处时,在LSP标尺上读数为+25, 背板腰部支撑突出量(LSP)在零点处时,在LSP标尺上读数为0；也可以通过LSP垫片获得验证,三个具有固定尺寸的垫片分别为:46.84mm(-15),99.67mm(+25),73.04mm(0)；
• 头部空间探测杆的顶端至H点距离为898mm,(在头部空间标尺读数为1000时)；
• 大腿标尺,大腿上K1LK1R至大腿杆固定装置标记点的X向距离(左右侧大腿长度)456mm,中等身材男性为432mm；
• 小腿标尺,K1至S1(膝部枢轴至踝部枢轴)的距离为459mm,中等身材男性417.5mm；
• 小腿侧向位置标尺,膝部枢轴中心点向左至(K1L)239mm, 膝部枢轴中心点向右至(K1R)239mm；
• 鞋具上AHP至PRP侧向偏移标尺定义在鞋部中心线两侧分别偏左或偏右10mm处,从鞋后跟中心线(HOS)向鞋前200mm处(跖求)定义为BOF；

重块
HPM 有三种重块：骨盆重块，大腿重块和靠背重块。重块的总数是 24 块：骨盆重块 6 块，大腿重块 6 块和个靠背重块 12 块，两个骨盆重块有斜边。
二、技术说明
品牌：Winray   型号：WR-1129
HPM -II 汽车座椅H点测量仪， 汽车座椅假人 h点装置 汽车座椅H点检测装置（HPM）

• 制作标准:

严格按照国际标准SAE J4002-2010  ISO20176:2006和中华人民共和国国家标准GB/T11563.2-XXXX(送审稿)，GB/T29120-2012标准生产。
依据GB/T11563.2-XXXX（送审稿）  附录A,附录B,附录C，部分制作生产

• 设备主机及配件：汽车座椅H点测量装置 HPM 汽车座椅假人 H点测量仪（存放柜）
• 用途：用来确定汽车座椅H点的装置
• 试验原理及验收标准：三维H点模型（假人）按照SAE J4002-2010、GB/T11563.2XXXX GB/T29120-2012执行。

（1）三维H点装置的背板和座板是成年男子平均背部和臀部轮廓的代表物。
（2）背板和座板均采用全金属材料制成，它们模拟人体的躯干和大腿，两者机械地铰接于“H”点处。用电子水平仪（角度仪）可在HPM的六个角度测量台上分别确定各种姿态角，包括躯干角，大腿角，座垫角和踏板平面角等。
（3）小腿通过膝部枢轴安装槽和锁止衬套铰接于大腿膝部枢轴杆上，大腿安装叉与座板总成上的“H”点杆相连，通过横向调节大腿膝部枢轴杆上的锁止衬套，可将小腿固定在膝部枢轴杆中心线处或者适当的位置，在小腿侧向位置标尺上可读出实际标定值。在大腿与小腿的铰接处装有膝部量角器，以便测量膝部角。鞋和脚总成上刻有度数，用来测量踝部角，在鞋总成上有可以直接读出踝部角的标尺。躯干各重块放在对应部位重心处，用以提供72.69kg男子对座椅相同的压力。应检查3-D H装置的所有关节是否活动自如无明显的摩擦阻力。

• 主要技术资料：

角度仪（电子水平仪）测量精度： 0.1°
标尺精度：  +－0.05mm
长度显示精度：   1mm
膝部角量角器精度 0.5°
踝部角标尺精度   0.5°
三、 HPM-II汽车座椅H点测量装置产品特点

• 为了确保HPM的测量精度，必须注重产品各个传动铰接部位、轴、轴套与孔之间的配合公差。
• 减少小工件的加工公差，是生产中及其重要的技术环节，我公司在产品加工工艺中均采用线切割、CNC等现代技术，有效减少了产品制作公差。
• 我公司生产的HPM产品中各部位的标尺砝码均采用精雕工艺、使刻度更加清晰、精准。
• 我公司生产的HPM产品背板及其座板均选用全金属材料，采用CNC加工工艺，精雕细琢，使产品背部、臀部各支撑点位置精准无误，轮廓真实呈现，使其恰到好处地与曲面座椅吻合紧贴，确保了测量精度。
• 产品配有电子角度仪，可以分别在六个角度测量台上更加精准的测量各部相应角度。
• 小工件均选用优质特殊金属材料精心制作，有力保障了高端产品应有的完美品质。

四、使用与测量

• 角度仪

HPM上共有六个位置用于放置角度仪，小腿、大腿、头部空间装置、鞋具、背板、座板。
（1）角度仪放置在头部空间探测杆和背板的角度测量台上用于测量躯干角。
（2）角度仪放置在座板角度测量台上用于测量座垫角。
（3）角度仪放置在小腿角度测量台上用于测量小腿角度。
（4）角度仪放置在大腿角度测量台上用于测量大腿角度。
（5）角度仪放置在鞋具角度测量台上用于测量踏板平面角度。
（6）臀部角：躯干线与大腿线之间的角度定义为臀部角。大腿角与躯干角测量完后可以计算出臀部角，臀部角=90°+躯干角-大腿角。
（7）膝部角：大腿线与小腿线的交叉角称为膝部角。在小腿上提供了可以直接读出膝部角的标尺或量角器。这个角度也可以通过标记点 S1、K1和 H1 计算得出。
（8）踝部角：小腿线与赤脚肌肉线形成的角度定义为踝部角。在鞋总成上有可以直接读出踝部角的标尺。
五、加载与卸载
在使用HPM的过程中，非正常的加载和移除操作可能导致HPM的损坏，在装载HPM时请注意以下步骤:

• 加载HPM

向 HPM 上安装重块称为“加载”。加载 HPM 时应松开躯干铰接机构。从 H 点向外和向上安装重块，防止 HPM 倾倒，脱离座椅。在每一轮重块加载之前，应该在适当载荷施加点上通过弹簧加载探头，用 89N 的力冲击两次。每一次“冲击”探头达到弹簧的载荷后，应立即松开所有的加载力。这个步骤可以使 HPM 在加载过程中保持嵌于座椅之中。
轮序加载89N加载2个重块然后再加载2个重块检查

1.  冲击2次（座垫）   骨盆2块-*内侧             大腿上2块               水平
2.  冲击2次（座垫）   骨盆2块-次外侧             大腿上2块               水平
3.  冲击2次（座垫）   骨盆2倾斜块-*外侧         大腿上2块               水平
4.  冲击2次（靠背）   下悬挂架2块-*内侧         上悬挂架2块-*内侧      水平
5.  冲击2次（靠背）   下悬挂架2块-次外侧         上悬挂架2块-次外侧      水平
6. 冲击2次（靠背）    下悬挂架2块-*外侧         上悬挂架2块-*外侧      水平
7.                     锁止躯干铰接机构      

• 加载座板

加载座板有两种类型的重块：放置于沿H点轴槽中的骨盆重块和安装于大腿重块安装销的大腿重块 。
在座板载荷施加点上冲击 HPM 两次。在骨盆*内侧骨盆重块槽上安装两块骨盆重块（H 点两侧各一块）。安装两块大腿重块（两边各一个），检查水平。
重复这些步骤（冲击两次，加载两个骨盆重块，加载两个大腿重块，检查水平）两次以上，以完成座板的加载。

• 加载背板

在背板载荷施加点上冲击HPM两次。在下悬挂架上安装两块重块—中心线两边各一块，尽可能
地往中心线推动重块。在上悬挂架上安装两块重块—中心线两边各一块，向中心线推动重块。
检查水平 。
重复这些步骤（冲击两次，在下悬挂架加载两个重块，在上悬挂架加载两个重块，检查水平）
两次以上。背板加载完成并且水平后，锁定躯干铰节机构。

• 卸载 HPM:（重块从 HPM 移除的顺序与安装的顺序相反）

轮序       移除 2 块重块                 再移除两块重块
（1）       *外侧上悬挂架                *外侧下悬挂架；
（2）       次外侧上悬挂架                次外侧下悬挂架；
（3）       *内侧上悬挂架                *内侧下悬挂架；
（4）       大腿                          骨盆*外侧；
（5）       大腿                          骨盆次外侧；
（6）       大腿                          骨盆*内侧；
如果安装了头部空间装置，移除头部空间装置。
移除座板和背板：解锁躯干铰接机构，使背板处处于松弛状态，重新锁止机构，向外滑动黄铜锁止衬套移除背板。移除座板，或者把背板和座板作为一个整体移除。
如果安装了鞋具和鞋固定装置，移除鞋具和鞋固定装置。

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