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座椅H点测量

 瞬的知识世界 2022-01-22

在HPM中,H点是躯干和大腿的旋转中心,模拟人体躯干和大腿的铰接中心,用于座椅实际H点的确定。H点是座椅设计时的基准点,故H点在座椅研发过程中非常重要。如何准确测出H点位置呢?下面我们来一起学习下吧!

H点测试涉及到的标准有:
《GB/T 11563 -1995 汽车H点确定程序(已作废)》、
《GB/T 汽车室内尺寸测量用三维H点装置(已作废)》、
《GB/T 29120 -2012 H点和R点确定程序》、
《GB 14167-2013 汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点系统及上拉带固定点》、
《ISO 6549-1999 Road vehicles-Procedure for H- and R-point determination》、
《ISO 20176:2006 Road vehicles- H-point machine(HPMⅡ)-Specifications and procedure for H-point determination,MOD》。
好了,下面看一下HPM假人测H点的试验方法。
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标准适用范围

适用于下列特征的机动车辆:
(1)驾驶员的踵点至乘坐基准点之间的垂直距离<550mm;
(2)躯干线后倾角度>5°或由大腿杆表示的大腿中心线与水平线夹角>5°。
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标准要求

(1)《GB 14167-2013 汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点系统及上拉带固定点》要求:如果由坐标确定的H点位于水平与铅垂方向边长均为50mm且对角线交于R点的正方形内,并且实际靠背角偏离设计靠背角<5°,可认为R点与H点相对位置以及设计靠背角与实际靠背角相对关系满足要求。
(2)《XSQ 座椅H点试验方法》要求:测量得到的H点位于图1所示阴影区。
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图1  H点位置

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试验设备

所需的试验设备有2.4 米 6 轴关节臂式测量臂系统、HPM假人、角度仪、钢板尺、拍照及录像设备等。
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图2  试验设备

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HPM假人介绍

HPM的背板和座板代表成年男子平均躯干和臀部轮廓。
模拟人体躯干和大腿的背板和座板用增强塑料盒金属构成,并在实际H点铰接起来,用于测量实际躯干角。一根可调节长度的大腿杆连接到座板上,建立起大腿中心线,用来作为臀部量角器的基准线。
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图3  HPM构件名称
小腿杆的长度也是可调的,它和座板总成在连接膝部的T形杆处相连接。T形杆是可调大腿杆的侧向延伸,为了测量膝部角、小腿杆上刻有量角器。鞋具和脚部总成上有刻度,用来测量脚部角。在相当于成年男子50百分位和95百分位处,大腿杆和小腿杆上装有定位销。两只水平仪用于装置的空间定位。代表人体各部分重量的重块,施加在相应部分的重心上,使座椅承受一个76kg男子的重量。HPM的所有关节应活动自如。
图片PS:这段话真啰嗦~~图片图片
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HPM假人的安放程序

(若不想阅读下文文字,可直接翻到文末查看流程图!!!图片
(1)将座椅放置在20℃±10℃环境中24h,确保座椅材料(泡棉、PVC等)达到室温。如果被检验座椅从未有人坐过,则应让70~80kg的人或装置在座椅上试坐,使坐垫和靠背产生变形。如果座椅制造厂商要求,在安放HPM前所有座椅应至少保持30min的空载状态。
(2)将模拟车身的座椅工装安装在测量平台上,并锁紧所有固定螺栓。以座椅某安装地脚螺栓孔为坐标原点建立一个相对坐标系。根据制造厂提供的尺寸将建立的相对坐标系移动到车身坐标系(整车图纸尺寸坐标系位置)。
(3)将座椅安装在模拟车身的工装上,调整座椅位置至设计位置或者制造厂规定的正常驾乘姿态位置。
(4)将一块平纹细布铺在被检座椅上(想象一下理发的场景),这块布应是普通的棉布、针织或非织造布,18.9支纱/cm^2,重0.228kg/m^2。布的尺寸应足够大,防止HPM直接接触座椅。
(5)左手握住T形杆,右手抓住胸部重块承重处,将HPM座板和背板总成安放在座椅上,并使乘员中心面(C/LO)与HPM的中心面重合。
(6)将T形腿部部件调整到一个合适的长度(一般选用95百分位,或问明试验委托方)。
(7)将脚和小腿总成装到座板总成上,可单独安装,也可以利用T形杆和小腿总成安装。
对于驾驶员座椅:
①腿部采用50百分位长度时,脚和腿部总成向前移动使双脚处于自然位置,如果装置的右脚底没有踏到加速踏板,双脚可以自然地放在地板上。如有必要,双腿伸至操纵踏板之间。驾驶员的踵点应由制造厂规定。
②腿部采用95百分位长度时,右脚和小腿总成置于加速踏板上,脚踵支撑在地板上。将HPM的限位销插入脚部总成,使脚部角≥87°,装置的脚底和加速踏板接触。如果汽车制造厂有规定,允许将加速踏板压下一段行程。
对于乘员座椅:
除非制造厂另有规定,在所有乘员座椅位置上,两脚中心距设为254mm(实际操作时将小腿内侧标尺调整到110mm处可满足试验要求),且与HPM的中心面等距。对于后排外侧座椅,如果双脚所踏的地板不等高时,可将其中先接触到前排座椅的那只脚作为基准,安排另一只脚的位置,使装置上的横向水平仪指示水平。对于前排中间座椅,在确定中间座椅的H点位置时,如果汽车地板上有通道,则双脚应分别放在通道的两边。
(8)加载小腿及大腿重块,并调平HPM。
(9)将背板前倾到前向限位处,用T形杆将HPM拉离座椅靠背,然后采用下述方法之一重新将HPM放在座椅上:
①如果HPM有向后滑动的趋势,直到座板接触到座椅靠背。如有必要,重新调整小腿位置。
②如果HPM没有向后滑动的趋势,在T形杆上施加一个水平向后的载荷,使HPM向后滑动,直到座板接触到座椅靠背为止。
(10)在臀部量角器和T形杆外壳相交处,对HPM施加100N±10N的载荷。然后将背板放回座椅靠背上,并应防止HPM在之后的测量中向前滑动。
(11)装上左右臀部重块,再交替装上八块躯干重块,使HPM保持水平。
(12)将背板前倾,以释放对座椅靠背的压力。如果制造厂要求,可以在10°的范围内左右摇动HPM各3次,以释放HPM与座椅之间的摩擦力。摇动时,HPM的T形杆可能偏离规定的水平和垂直的基准位置。因此摇动时应对T形杆施加适当的侧向载荷,约束T形杆的运动。在扶持T形杆摇动HPM时,应避免在垂直或者前后方向加上外部载荷。
上述操作过程中,HPM的双脚不应有任何约束。如果双脚位置变动,暂且不必调整。
小心地将背板放回座椅靠背上,检查装置是否水平。由于在摇动操作时引起双脚移动,双脚按如下方法重新放置:将左右两脚轮流抬离地板到最小的必要高度,直到两脚不再产生附加的移动。抬脚时,两脚应能自由转动,不施加任何前后或者侧向载荷,每只脚放回到放下位置时,脚踵应与地板接触。
上述步骤完成后,如果座板不能保持水平,在背板顶端施加一个足够大的侧向载荷,使座椅上的座板达到水平。
(13)握住T形杆,防止HPM在座椅上向前滑动,按如下方法进行:
①将背板放回到座椅靠背上;
②在头部空间探测杆的躯干重心高度处交替地施加和撤去一个>25N的后向水平载荷,直到载荷撤去后臀部量角器指示达到稳定位置为止,确保没有向下或侧向外部载荷施加在HPM上。
(14)测量实际H点坐标。实际H点坐标通过HPM两侧的H点标记钮测得,H点位于两标记钮连线的中点。
测量实际躯干角。将头部空间探测杆旋转到最后位置,调节躯干角水平仪,实际躯干角可由腿部量角器读出(也可以用数显角度仪读取)。
(15)同一个被测座椅两次H点测量时,应保证座椅总成至少30min的空载。HPM在座椅上的加载时间不应超过完成试验所需的时间。
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图4  HPM构件的尺寸和载荷分布

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图5  H点测试流程

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