一种手刹及中央扶手的舒适性确定方法、验证装置和验证方法与流程

本发明属于汽车测试技术领域，具体公开了一种手刹及中央扶手的舒适性确定方法、验证装置和验证方法。

背景技术：

在汽车开发项目中，副仪表板上的手刹和中央扶手的舒适性布置是车辆人机工程的一项重要工作。一方面要满足中央扶手的布置舒适性，为驾驶员肘部提供支撑，其中，扶手的高度和长度是重要的设计指标；另一方面要满足手刹的操作舒适性，包括其布置位置、初始布置角度及拉起角度等。此外，需要特别说明的是，由于中央扶手的支撑舒适性主要取决于其布置长度(扶手越长支撑性越好)，所以中央扶手的舒适性和拉起手刹的操作方便性，实际上是相冲突的。

目前汽车行业内的项目开发，分别有扶手布置和手刹布置的设计规范，但涉及到两者冲突时如何取舍，往往没有明确的设计指标或验证方法，前期不能有效评估。若待样车小批量或者量产之后再来评价，一旦有问题往往无法更改。实际上市场上很多有扶手和手刹的车型，往往存在一定程度的用户抱怨，或者未能达成两者兼优的布置方案。要么是手刹操作方便，但扶手布置较短不舒适；要么是扶手布置较舒适，但手刹操作不方便。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题：副仪表板上中央扶手的支撑舒适性，和手刹的操作舒适性是相冲突的，在实际的项目开发中有二者单独的布置规范，但没有确保二者兼优的布置方法或者验证手段，项目开发中往往不能做到既能满足扶手舒适性、又能满足手刹操作方便性。

解决该技术问题采用的技术方案：首先，提出基于全尺寸范围人体的乘坐位置以及人体关节尺寸的理论分析，确定出开发车型的最优\较优\不推荐的手刹布置范围；其次，建立一套手刹和中央扶手可调装置，主要包括中央扶手高度\长度\宽度可调机构、以及手刹前后\左右\上下\初始角度\拉起角度等可调机构,能针对前述最优\较优\不推荐的舒适性布置范围进行实物评价验证。从而实现在项目设计前期，能对任一开发车型的中央扶手支撑舒适性和手刹操作方便性进行理论设计和实际操作的综合评估，确定其是否同时满足驾驶员对二者的真实需求，从而确保产品设计的竞争力。

本发明公开了一种手刹及中央扶手的舒适性确定方法，其基于5％和95％人体的乘坐位置和人体尺寸，确定手刹抓握点的理论边界；基于驾驶员r点对齐和多个车型手刹抓握点的运动轨迹线，建立车型手刹抓握点轨迹线的大数据库；将大数据库的各个数据分别置于理论边界中，获取手刹的舒适布置范围区域。

在本发明的一种优选实施方案中，所述理论边界包括前部边界、后部边界、上部边界和中央扶手的布置边界。

在本发明的一种优选实施方案中，刹布置的前部边界为：以95％人体的肩部关节点为旋转中心，以手关节点画圆。

在本发明的一种优选实施方案中，手刹布置的后部边界为：先将5％人体的肩部关节角度设置为舒适性极限的角度，且固定不动；进一步地，以其手部关节点绕着肘部关节点画圆。

在本发明的一种优选实施方案中，手刹布置的上部边界为：先将5％人体的肘部关节角度设置为舒适性极限的角度，且固定不动；进一步地，以其手部关节点绕着肩部关节点画圆。

在本发明的一种优选实施方案中，中央扶手的布置边界为：基于某手刹拉起位置下的人体的小臂边界，扶手最舒适的长度为与手臂为零间隙的状态。

在本发明的一种优选实施方案中，理论边界涵盖80％数据库的区域为最优的手刹的舒适布置范围区域。

本发明还公开了一种手刹及中央扶手舒适性验证装置，其包括相对于r点前后可调、上下可调、初始水平角度可调、拉起位置可调的手刹机构和相对于r点前后可调、上下可调的中央扶手机构。

在本发明的一种优选实施方案中，所述手刹机构包括沿y轴向布置的y滑动模组，所述y滑动模组的移动端上连接有机架，所述机架上连接有沿x轴向布置的x滑动模组，所述x滑动模组的移动端连接有沿z轴向布置的z滑动模组，所述z滑动模组的移动端设置有可绕y轴旋转的角度调节模组，所述角度调节模组的移动端滑动配合设置有手刹手柄。

在本发明的一种优选实施方案中，所述中央扶手机构包括沿y轴向布置的y滑动模组，所述y滑动模组的移动端上连接有机架，所述机架上连接有沿z轴向布置的第二z滑动模组，所述第二z滑动模组的移动端上连接有沿x轴向布置的第二x滑动模组，所述x滑动模组的移动端上连接有中央左侧扶手。

在本发明的一种优选实施方案中，所述手刹机构和所述中央扶手机构均连接有沿y轴向布置的y滑动模组上。

本发明还公开了一种手刹及中央扶手舒适性验证方法，其特征在于：其利用手刹及中央扶手舒适性验证装置对任意手刹操作位置和任意中央扶手位置的组合进行验证。

在本发明的一种优选实施方案中，其具体包括以下步骤：步骤一，利用手刹及中央扶手舒适性验证装置的3d数模对某车型进行仿真，获取该车型的手刹及中央扶手的实际舒适性参数，将实际舒适性参数与理论数据对比分析获取的各舒适性参数变化量△；步骤二，利用各舒适性参数变化量△调节手刹及中央扶手舒适性验证装置的3d数模，获取最终的手刹拉起行程的变化量；步骤三，基于步骤一和步骤二的各舒适性参数变化量△调节实际手刹及中央扶手舒适性验证装置，组织目标人群进行实物装置的主观评价，得到相应的评估结果。

在本发明的一种优选实施方案中，各舒适性参数变化量△包括：手刹抓握点相对于r点的x向差值△1、手刹抓握点相对于r点的z向差值△2、手刹初始位置的水平角度差值△3、手刹拉起位置的水平角度差值△4、手刹拉起行程差值△5、中央扶手相对于r点的x向差值△6、中央扶手相对于r点的z向差值△7。

在本发明的一种优选实施方案中，手刹拉起行程的变化量△5’的确定方法如下：步骤一，调节手刹初始位置的水平角度差值△3；步骤二，调节手刹拉起位置的水平角度差值△4，计算出由于调节△4而额外带来的手刹拉起行程的变化量，从而进一步得到最终的手刹拉起行程的变化量。

在本发明的一种优选实施方案中，调节实际手刹及中央扶手舒适性验证装置的步骤如下：步骤一，根据△3来调节手刹初始位置水平角度；步骤二，根据△4来调节手刹拉起位置水平角度；步骤三，根据△5’来调节手刹拉起行程；步骤四，根据△1来调节手刹抓握点相对于r点的x向差值；步骤五，根据△2来调节手刹抓握点相对于r点的z向差值；步骤六，根据△6来调节中央扶手相对于r点的x向差值；步骤七；根据△7来调节中央扶手相对于r点的z向差值。

本发明的有益效果是：本发明能够在项目设计前期，对任一开发车型的中央扶手支撑舒适性和手刹操作方便性进行理论设计和实际操作的综合评估，确定其是否同时满足驾驶员对二者的真实需求，从而确保产品设计的竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明实施中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是基于5％和95％人体而绘制的手刹布置舒适性范围。

图2是基于大数据竞品库统计生成的手刹最优\较优\不推荐的舒适性范围。

图3是手刹和中央扶手的各个调节变量示意图。

图4是手刹和中央扶手可调验证装置一个实施例的整体结构示意图。

图5是手刹和中央扶手可调验证装置一个实施例的左侧结构示意图。

图6是图4所示实施例中手刹调节示意图。

图7是图1所示实施例中中央扶手上下和前后调节的示意图。

图中，100-肩部关节角度，101-肘部关节角度，102-手刹布置前边界，103-手刹布置上边界，104-手刹布置后边界，105-肩部关节点，106-肘部关节点，107-手部关节点，108-，109-，1-手刹在x方向相对于r点的距离，2-手刹在z方向上相对于r点的距离，3-刹的初始位置水平角度，4-手刹的拉起位置的水平角度，5-手刹的拉起位置相对初始位置的距离，6-中央扶手在x方向相对于r点的距离，7-中央扶手在z方向相对于r点的距离，10-左侧板，11-左侧板滑块，12-滑轨，13-左右连接板，14-上下连接板，15-滑块，16-滑轨，17-角度标尺，18-手刹初始位置限制块，19-手刹拉起位置限制块，20-手刹手柄骨架，21-手刹手柄，30-滑轨，31-滑块，32-滑块，33-滑轨，34-中央左侧扶手。

具体实施方式

下面通过图1～图3以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种手刹及中央扶手的舒适性确定方法，其基于5％和95％人体的乘坐位置和人体尺寸，确定手刹抓握点的理论边界；基于驾驶员r点对齐和多个车型手刹抓握点的运动轨迹线，建立车型手刹抓握点轨迹线的大数据库；将大数据库的各个数据分别置于理论边界中，获取手刹的舒适布置范围区域。

在本发明的一种优选实施方案中，所述理论边界包括前部边界、后部边界、上部边界和中央扶手的布置边界。

在本发明的一种优选实施方案中，刹布置的前部边界为：以95％人体的肩部关节点为旋转中心，以手关节点画圆。

在本发明的一种优选实施方案中，手刹布置的后部边界为：先将5％人体的肩部关节角度设置为舒适性极限的角度，且固定不动；进一步地，以其手部关节点绕着肘部关节点画圆。

在本发明的一种优选实施方案中，手刹布置的上部边界为：先将5％人体的肘部关节角度设置为舒适性极限的角度，且固定不动；进一步地，以其手部关节点绕着肩部关节点画圆。

在本发明的一种优选实施方案中，中央扶手的布置边界为：基于某手刹拉起位置下的人体的小臂边界，扶手最舒适的长度为与手臂为零间隙的状态。

在本发明的一种优选实施方案中，理论边界涵盖80％数据库的区域为最优的手刹的舒适布置范围区域。

本发明还公开了一种手刹及中央扶手舒适性验证装置，其包括相对于r点前后可调、上下可调、初始水平角度可调、拉起位置可调的手刹机构和相对于r点前后可调、上下可调的中央扶手机构。

在本发明的一种优选实施方案中，所述手刹机构包括沿y轴向布置的y滑动模组，所述y滑动模组的移动端上连接有机架，所述机架上连接有沿x轴向布置的x滑动模组，所述x滑动模组的移动端连接有沿z轴向布置的z滑动模组，所述z滑动模组的移动端设置有可绕y轴旋转的角度调节模组，所述角度调节模组的移动端滑动配合设置有手刹手柄。

在本发明的一种优选实施方案中，所述中央扶手机构包括沿y轴向布置的y滑动模组，所述y滑动模组的移动端上连接有机架，所述机架上连接有沿z轴向布置的第二z滑动模组，所述第二z滑动模组的移动端上连接有沿x轴向布置的第二x滑动模组，所述x滑动模组的移动端上连接有中央左侧扶手。

在本发明的一种优选实施方案中，所述手刹机构和所述中央扶手机构均连接有沿y轴向布置的y滑动模组上。

本发明还公开了一种手刹及中央扶手舒适性验证方法，其特征在于：其利用手刹及中央扶手舒适性验证装置对任意手刹操作位置和任意中央扶手位置的组合进行验证。

在本发明的一种优选实施方案中，其具体包括以下步骤：步骤一，利用手刹及中央扶手舒适性验证装置的3d数模对某车型进行仿真，获取该车型的手刹及中央扶手的实际舒适性参数，将实际舒适性参数与理论数据对比分析获取的各舒适性参数变化量△；步骤二，利用各舒适性参数变化量△调节手刹及中央扶手舒适性验证装置的3d数模，获取最终的手刹拉起行程的变化量；步骤三，基于步骤一和步骤二的各舒适性参数变化量△调节实际手刹及中央扶手舒适性验证装置，组织目标人群进行实物装置的主观评价，得到相应的评估结果。

在本发明的一种优选实施方案中，各舒适性参数变化量△包括：手刹抓握点相对于r点的x向差值△1、手刹抓握点相对于r点的z向差值△2、手刹初始位置的水平角度差值△3、手刹拉起位置的水平角度差值△4、手刹拉起行程差值△5、中央扶手相对于r点的x向差值△6、中央扶手相对于r点的z向差值△7。

在本发明的一种优选实施方案中，手刹拉起行程的变化量△5’的确定方法如下：步骤一，调节手刹初始位置的水平角度差值△3；步骤二，调节手刹拉起位置的水平角度差值△4，计算出由于调节△4而额外带来的手刹拉起行程的变化量，从而进一步得到最终的手刹拉起行程的变化量。

在本发明的一种优选实施方案中，调节实际手刹及中央扶手舒适性验证装置的步骤如下：步骤一，根据△3来调节手刹初始位置水平角度；步骤二，根据△4来调节手刹拉起位置水平角度；步骤三，根据△5’来调节手刹拉起行程；步骤四，根据△1来调节手刹抓握点相对于r点的x向差值；步骤五，根据△2来调节手刹抓握点相对于r点的z向差值；步骤六，根据△6来调节中央扶手相对于r点的x向差值；步骤七；根据△7来调节中央扶手相对于r点的z向差值。

下面结合附图所示的某车型为例，对本发明做出进一步的解释，本发明介绍了基于5％和95％人体的理论乘坐位置和人体关节尺寸，绘制出了3条手刹布置的范围边界，分别是手刹布置前边界、手刹布置后边界及手刹布置上边界，以及中央扶手布置的边界。首先需要说明的是，人体关节角度存在极限范围，一般认为关节使用率在80％以内为舒适边界，如肩关节角度100和肘关节角度101。第一，手刹布置前边界102确定方法为：以95％人体的肩部关节点105为旋转中心，以手关节点107画圆，于是得到手刹布置的前部边界102。第二，手刹布置后边界确定方法为：先将5％人体的肩部关节角度100设置为80％的利用率，固定不动；进一步地，以其手部关节点107绕着肘部关节点106画圆，于是得到手刹布置的后部边界104。第三，手刹布置的上边界确定方法为：先将5％人体的肘部关节角度101设置为80％的利用率，固定不动；进一步地，以其手部关节点107绕着肩部关节点105画圆，得到手刹布置的上部边界103。第四，基于某手刹拉起位置下的人体的小臂边界，扶手最舒适的长度为与手臂为零间隙的状态。

由附图2可知，经大量的竞品统计及测量，达到多个车型手刹抓握点的运动轨迹线110(从初始位置至拉起位置)，基于驾驶员r点对齐，得到其轨迹线的大数据库。进一步的，将该数据库放置于图1所述的理论边界中，经整理简化得到手刹的舒适布置范围区域108，此区域为手刹布置的较优布置区；此外，设定涵盖80％数据库的区域109为手刹布置的最优布置区。

由附图3可知，手刹、中央扶手舒适性相关的调节变量，r点及手刹抓握点：其中，r点是设计参考点，是所有零部件的设计基准位置；手刹抓握点是手刹的受力简化点，一般取手刹前端沿手刹方向向后50mm。与舒适性相关的变量有七个，分别是手刹在x方向相对于r点的距离1，手刹在z方向上相对于r点的距离2，手刹的初始位置水平角度3，手刹的拉起位置水平角度4，手刹的拉起位置相对初始位置的距离5，中央扶手在x方向相对于r点的距离6，中央扶手在z方向相对于r点的距离7，通过以上七个变量的调节，可以实现任一车型的手刹及中央扶手舒适性操作验证。

由附图4和5可知，左侧板滑块11固定于左侧板10上，上下连接板14设计有竖直通槽，通过螺栓紧固于左右连接板13上，并能相对于其进行z向调节，这样就实现了手刹在z方向相对于r点的距离2调节；滑块11通过螺栓紧固于滑轨12上，滑轨12可与左侧板10滑块产生相对x向位移，这样就实现了手刹在x方向相对于r点的距离1调节；滑块16和滑轨15可相对位移，这样就实现了手刹及中央扶手在y方向相对于r点的距离调节。

由附图6可知，在上下连接板14的上部，设计有相应的角度标尺17，并配有手刹初始位置限制块18和手刹拉起位置限制块19，手刹手柄骨架20与上下连接板14旋转连接。通过改变手刹初始位置限制块18，即可实现手刹初始位置的水平角度3的调节；通过改变手刹拉起位置限制块19的位置，可以实现手刹的拉起位置的水平角度4的调节。手刹手柄21与手刹手柄骨架20上分别设计长度凹槽并紧固连接，其可实现手柄方向的相对位移，这样可以实现手柄旋转半径的增减，即实现手柄拉起位置相对于初始位置的距离5的调节。

由附图7可知，滑轨33和滑块32可相对位移，从而实现中央扶手相对于r点的x向距离6的调节；滑轨30和滑块31可相对位移，从而实现中央扶手相对于r点的z向距离7的调节。

接下来，说明该手刹及中央扶手舒适性验证装置的评价方法。

首先，在数据中，获知开发车型的七个参数：手刹在x方向相对于r点的距离1，手刹在z方向上相对于r点的距离2，手刹的初始位置水平角度3，手刹的拉起位置水平角度4，手刹拉起行程5，中央扶手在x方向相对于r点的距离6，中央扶手在z方向相对于r点的距离7。

然后，在实物装置上，通过滑轨102相对滑块101左侧板滑块的调节，可改变手刹在x方向相对于r点的距离1；通过上下连接块104相对于左右连接块103的调节，可改变手刹在z方向上相对于r点的距离2；通过初始位置限制块106的调节，可改变手刹初始位置的水平角度3；通过手刹拉起限制块107的调节，可改变手刹拉起位置的水平角度4；通过手刹手柄109相对于手刹手柄骨架108的调节，可改变手刹拉起行程5；通过滑轨113相对滑块112的调节，可改变中央扶手在x方向相对于r点的距离6；通过滑轨111相对滑块110的调节，可改变中央扶手在z方向相对于r点的距离7。

最后，组织身高基于正态分布的目标用户进行评价，即可得出舒适性评价总体情况，以及以上七个变量的抱怨或者赞赏情况。针对抱怨项，可迅速在可调实物装置上实时调整和验证，并反馈至数据中进行适应性修正，保证最终方案达成舒适性要求。

本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。