Bài bố trí ngời lái hành khách khoang xe 1.Bố trí ngời lái hành khách khoang xe: Việc thiết kế khung vỏ cho xe du lịch, xe buýt phải ý tới chỗ ngồi ngời lái hành khách, xe tải cần ý tới chỗ ngồi ngời lái -> phải đảm bảo đợc hai yêu cầu sau: Kích thớc hình học chỗ ngồi cho ngời lái hành khách Kết cấu ghế ngồi cho ngời lái hành khách Vấn đề bố trí hành khách khong xe Cơ sở thiết kế khoang lái: Chỗ ngồi ngời lái phải đảm bảo: Thoải mái điều khiển, đảm bảo không gian ghế ngồi Đảm bảo khả quan sát Đảm bảo khả môi trờng, vi khí hậu Đảm bảo khả điều khiển chân ( bàn đạp ly hợp, phanh, ga ) Đảm bảo khả điều khiển tay (vô lăng, loại công tắc) Đảm bảo tính an toàn thụ động 15 Chỗ ngồi hành khách: Thoải mái, dễ chịu nhằm giảm mệt mỏi trình xe chạy Tuy nhiên việc thiết kế chỗ ngồi cho ngời lái quan trọng chỗ ngồi hành khách vì: Mối quan hệ thống vị trí ngời lái thiết bị điều khiển cố định suốt trình xe chạy Hành khách thay đổi vị trí, t trình xe chạy 2.1.Sơ đồ nhân chủng học:(Sơ đồ kích thớc ngời) 2.1.1 Tiêu chuẩn Quốc gia Tiệp Khắc (CSN 30 0725): H2.1 Mô hình ngời ngồi theo tiêu chuẩn quốc gia Tiệp Khắc CSN 30 0725 Kích thớc a : kích thớc từ khớp đầu gối tới khớp cổ chân Kích thớc b : kích thớc từ khớp hông tới khớp đầu gối Nhóm kích thớc Kích thớc (mm) 10% 50% 90% a 390 417 444 b 408 432 456 Bảng kích thớc thống kê dân số tính trung bình cho thấy: 50% dân số có kích thớc a 417 b 432 10% dân số có kích thớc a 390 b 408 16 90% dân số có kích thớc a 444 b 456 có nghĩa có 10% dân số có kích thớc lớn kích thớc a, b thống kê 2.2.2 Tiêu chuẩn Cộng hòa liên bang Đức (VDI 2780) H2.2 Mô hình ngời ngồi theo tiêu chuẩn quốc gia ĐứcVDI 2780 Kích thớc (mm) 5% 210 236 401 357 418 102 1500 Nhóm kích thớc 50% 237 268 447 404 476 107 1605 95% 264 301 493 452 535 120 1849 Bảng thống kê cho thấy: 05% phụ nữ có kích thớc nhỏ kích thớc thống kê 95% nam giới có kích thớc nhỏ kích thớc thống kê Trong 05% phụ nữ 95% nam giới có 50% có kích thớc nhỏ kích thớc thống kê có 50% có kích thớc lớn kt thống kê Kích thớc phận thể: KT 1:kt từ khớp cổ tay tới khớp khuỷu tay KT2: kt từ khớp khuỷu tay tới khớp vai KT3 :kt từ khớp vai tới khớp hông KT4 : kt từ khớp hông tới khớp đầu gối 17 KT5 : kt từ khớp đầu gối tới khớp cổ chân KT6 : kt từ khớp cổ chân tới mặt bàn chân KT7: chiều cao trung bình Góc trục cẳng chân đùi 1100 -> 1300 Góc trục đùi trục thân ngời 1000 -> 1050 Góc trục cổ tay cánh tay 1050 -> 1150 Góc trục cổ tay mặt phẳng vành vô lăng 40 Góc trục thân ngời với trục thẳng đứng qua đầu 200 -> 300 Giá trị góc phận thể: giá trị góc trung bình thích hợp đảm bảo cho việc thiết kế ghế ngồi đợc thuận tiện Góc khuỷu chân bàn chân phải quan trọng luôn đặt lên bàn đạp ga So sánh hai tiêu chuẩn Đức Tiệp Khắc ta thấy tiêu chuẩn Đức chi tiết vì: Thống kê phụ nữ đàn ông Quan tâm tới góc phận thể Có nhiều kích thớc chiều dài H2.3 Ngoài thông số trên, thiết kế ghế ngồi ngời ta quan tâm tới: 18 Điểm tiếp xúc với ghế ngồi H làm sở cho việc thiết kế (H điểm tiếp xúc với ghế ngồi - điểm quay chân thân ngời) Điểm tiếp xúc F: Là giao điểm mặt phẳng (mặt phẳng sàn xe, mặt phẳng bàn đạp, mặt phẳng qua dọc ống chân) Vị trí ghế ngồi đợc mô tả hai giá trị đặc trng: Khoảng cách nằm ngang điểm H so với điểm F (tọa độ X) Khoảng cách theo trục đứng điểm H so với điểm F (tọa độ Z) H2.4 H2.5 Vị trí ghế ngồi Vị trí ghế loại xe đợc thể hình vẽ cho thấy tăng z giảm x điểm H vừa tăng chiều cao, vừa giảm chiều dài so với điểm F Góc thân đùi, đùi cẳng chân (ống chân), ống chân bàn chân theo giảm Chiều cao điểm H so với điểm F (mm) Dịch chuyển ghế Xe thể thao 100 đến 200 180 đến 250 Xe 180 đến 300 160 đến 200 Xe tải nhẹ 300 đến 400 120 đến 160 Xe tải 350 đến 500 100 đến 130 Loại xe 19 (mm) Chiều cao khoảng dịch chuyển ghế ngồi cho loại xe loại xe tải điều chỉnh chiều cao ghế lớn dịch chuyển theo phơng x nhỏ lý do: Hạn chế chiều dài buồng lái đợc thiết kế cho ngắn Yêu cầu không gian cho chỗ ngời lái sử dụng cao chiều cao buồng lái phải đủ lớn 2.2.3.Các biện pháp kỹ thuật đảm bảo hình học khoang lái: Sử dụng phần tựa lng có góc nghiêng điều chỉnh đợc Ghế điều chỉnh chiều cao dịch chuyển theo chiều dài xe Dùng phận tựa đầu Thiết kế điều chỉnh góc trục lái Có thể điều chỉnh góc nghiêng vô lăng Điều điều chỉnh bàn đạp H.2.6 Phơng pháp thay đổi vị trí ngời lái so với ghế cố định a: sơ đồ thay đổi góc nghiêng trục lái 20 b: Phơng pháp thay đổi vị trí ngời lái, kể việc thay đổi động học ngời lái 95% đàn ông (M) 5% phụ nữ (F) (thay đổi góc để đạt vị trí ngồi tối u) 1.Khớp cầu với treo; 2.Cầu lắp pêdan với hệ thống đòn bình hành 3.Thanh trợt; 4.Khớp trợt; 5.Dịch chuyển pêđan 6.Ghế ngồi cố định có phần tựa điều chỉnh đợc góc nghiêng có dây bảo hiểm đợc gắn với vỏ xe 2.2.4.Kiểm tra phù hợp hình học khoang lái: Dùng hai mô hình ngời làm mẫu có chiều cao 1500mm 1900mm có số đo cho bảng đợc xây dựng sở góc thuận tiện với khoảng dao động rộng ( = 950 -> 1350; = 50 -> 250) H2.7 Đồ thị vùng sử dụng vùng điều chỉnh ghế ngồi: : góc ống chân đùi :là góc đùi mặt phẳng nằm ngang qua điểm H m: kt từ khớp hông tới khớp gối n: kt từ khớp gối tới khớp cổ chân p: kt từ khớp cổ chân tới mặt bàn chân r: kt từ khớp cổ chân tới đầu ngón chân s: kt từ khớp cổ chân tới gót chân 21 Nh sau thắt dây đai an toàn cho mô hình ngời lái theo hai loại kích thớc tiến hành điều chỉnh vị trí ghế ngồi khác phải thỏa mãn yêu cầu sau: T ngồi phải thoải mái Đảm bảo việc thực điều chỉnh thiết bị tay thuận lợi Đảm bảo việc thực thao tác điều khiển chân Với mô hình có chiều cao 1500mm có vùng sử dụng A tơng ứng với điểm nút -> có giá trị góc , khác Với mô hình có chiều cao 1900mm có vùng sử dụng B Sau xác định đợc vùng làm việc thích hợp A B, nh tất nhóm kích thớc khác sau điều chỉnh nằm vùng A B đợc Bố trí thiết bị kiểm tra điều khiển: 3.1 Cơ sở bố trí thiết bị kiểm tra điều khiển: Không gian làm việc ngời lái phải thiết kế cho đảm bảo đợc điều khiển xe cách tin cậy Vì để thực yêu cầu đề phải thỏa mãn sơ đồ bố trí hệ điều khiển sau: Sơ đồphân loại việc bố trí hệ điều khiển Sự nhận biết: Quang học: việc nhận biết điều khiển thông qua màu sắc, ký hiệu, kiểu dáng (ví dụ: bảng ký hiệu quốc tế số phận điều khiển) Một số thành phần cần nhấn mạnh thờng có mầu đỏ nh (áp 22 suất dầu, hệ thống phanh, ), đối đèn pha dùng màu xanh biển, đèn cốt dùng màu lục, đèn sơng mù (đèn báo vị trí) dùng ánh sáng màu vàng, đèn báo rẽ dùng màu xanh H2.8 Bảng ký hiệu quốc tế phần tử điều khiển kiểm tra Vị trí: việc nhận biết thông qua độ lớn, vị trí điều khiển, ví dụ phận điều khiển nhận biết nh pêđan tay số hình dạng khoảng cách chúng đóng vị trí quan trọng Vì quan hệ tơng hỗ ghế ngồi, vô lăng, cấu điều khiển khoang lái phải đợc thiết kế phù hợp theo qui định đề Lắp đặt pêdan theo tiêu chuẩn DIN 73001 có: a 130mm; 23 b 60mm; c 70mm; d 260mm; e 200mm; f 170 mm Theo qui định EHK- R35 có : a > 120mm; c = 50 ữ100mm; f > 130 mm H2.9 Sơ đồ vị trí kích thớc phận điều khiển chân Tầm với: Sau ngời lái điều chỉnh ghế ngồi phù hợp với hình học khoang lái, thắt dây an toàn rồi, việc điều khiển thiết bị tay chân phải đảm bảo thuận tiện, dễ dàng Ví dụ nh diều khiển công tắc còi đèn, điều hòa nhiệt độ (điều khiển tay), bàn đạp phanh, ly hợp, ga (điều khiển chân) Khả điều khiển: Con ngời: bố trí cho phù hợp với nhiều loại kích thớc nhân chủng học Lực: đảm bảo đủ nhẹ để thuận lợi cho việc thực thao tác đk 3.2 Bố trí thiết bị kiểm tra điều khiển chính: Các thiết bị kiểm tra gồm: Đồng hồ báo tốc độ, đồng hồ báo số vòng quay, nhiệt độ nớc làm mát, áp suất dầu bôi trơn, tình trạng nạp ác quy, tình trạng hệ thống phanh(phanh chân, phanh tay), tình trạng đóng mở cửa, vấn đề thắt dây an toàn, báo sấy nhiên liệu Các thiết bị điều khiển: (tức phần tử mà ngời lái điều khiển sử dụng) nh vô lăng, pêđan, cần số, phanh tay, đèn chiếu sáng, tín hiệu còi, tín hiệu 24 xin đờng, mở cửa, hệ thống điều hòa, quạt gió, sởi, gạt nớc, rửa kính, sấy kính, điều chỉnh gơng, radio, điều khiển đóng mở kính, mở cửa, mở nắp capô, mở cốp sau, mở nắp thùng nhiên liệu H2.10 Sơ đồ bố trí bảng điều khiển thiết bị kiểm tra Các thiết bị kiểm tra điều khiển: đồng hồ tốc độ, số vòng quay, áp suất dầu bôi trơn, nhiệt độ nớc làm mát; tình trạng nạp ác quy, tình trạng nhiên liệu, tín hiệu ánh sáng công tắc điều khiển đèn chiếu sáng, đèn xin đờng, điều khiển gạt nớc, đèn xin đờng Điều khiển hệ thống điều hòa không khí Các lỗ thoát cho việc sởi ấm thông khí Đờng dẫn không khí tới cửa trớc Cốp đựng H2.11 Sơ đồ bố trí thiết bị điều khiển đóng mở cửa cửa kính 1, 2- Đóng mở cửa chính; 3- Đóng mở cửa kính; 4- Miếng tựa tay Việc xác định không gian làm việc cho ngời lái đợc xác định thực nghiệm nhờ thiết bị đặc biệt: ngời lái đợc ngồi ghế đợc cố định dây đai an toàn, trớc mặt ngời điều khiển đợc đặt hàng loạt 25 nằm ngang (từ sàn xe đến tận nóc), mô phận điều khiển độ với đợc thay đổi dịch chuyển kết đạt đợc vùng làm việc chiều độ với H2.12 Các mặt chiếu độ với tới phần tử điều khiển Không gian làm việc đợc thể hình chiếu hình chiếu đứng (hình vẽ) làm sở cho việc bố trí phận điều khiển tay: Độ với đk tối đa so với điểm tựa hông (điểm H) từ 300 ->700mm Độ với đk tối đa phía phải so với đờng tâm ghế từ 200 ->400 mm 3.3 Ma trận xếp thứ tự u tiên việc bố trí thiết bị kiểm tra điều khiển: Trong thực tế độ với đạt đợc dịch chuyển cánh tay chân bị hạn chế thân ngời bị cố định dây đai an toàn Do khoảng với thuận tiện điều khiển bố trí hết đợc thiết bị điều khiển, ngời ta lắp u tiên số cụm đợc thiết kế theo tần suất chức điều hành Từ quan điểm chức nh quan điểm tần suất hoạt động mà ta phân biệt thiết bị điều khiển tay đợc sử dụng thời gian xe chạy xe dừng 26 Tần suất sử dụng phân chia loại thờng xuyên thờng xuyên, sở ta phân biệt: Những phần tử quan trọng đợc sử dụng xe chạy đợc bố trí cho điều khiển vô lăng mà không ảnh hởng tới điều khiển chúng Những phần tử quan trọng nhng xe chạy phải điều khiển lắp đặt vị trí thuận tiện gần vô lăng Những phần tử quan trọng sử dụng đợc lắp đặt cho tầm với thuận tiện Những phần tử mà điều khiển xe đỗ điều khiển tuỳ theo hoàn cảnh yêu cầu có thay đổi t ngồi , ví dụ nổ máy, dịch chuyển ghế H2.13 Ma trận xếp thứ tự u tiên thiết bị điều khiển kiểm tra Không gian điều khiển chân: xuất phát từ số vấn đề nh Phụ thuộc vào vị trí ghế ngồi 27 Việc điều khiển phận điều khiển chân yêu cầu ngời lái có lực định Lực điều khiển ngời lái phụ thuộc vào hớng tác động lực loại cấu điều khiển Bàn chân điều khiển bàn đạp ga để điều khiển bàn đạp phanh, cẳng chân phải chuyển động Nghiên cứu lực điều khiển phụ thuộc vào vị trí tác động lực bàn chân đợc xác định lực đạp cực đại bàn chân (khoảng 2000N) đợc hình thành điểm tác động (điểm liên kết giầy bàn đạp) nằm khoảng 200 mm dới điểm H.Việc lắp đặt phận bàn đạp theo quan điểm đợc chọn khoảng 100 ữ 500 mm dới điểm H, xe tải thực đợc điều cần phải có lực điều khiển có nhiều nguồn bổ sung (cờng hoá) H2.14 4.Ghế ngồi: 4.1.Yêu cầu việc thiết kế ghế ngồi: Trong trình làm việc: Ghế ngồi chịu khoảng (64 ữ 72)% trọng lợng thể ngời lái Phần tựa ghế chịu khoảng (4 ữ 16)% Sàn xe (điểm tiếp xúc gót chân sàn) chịu khoảng(15 ữ 22)% Nh làm việc ghế ngồi phải chịu gần nh toàn trọng lợng thể ngời lái, trình thiết kế ghế ngồi phải thỏa mãn yêu cầu sau: 28 Về mặt tâm sinh lý: nhiệt độ (một đặc tính ảnh hởng với tiện lợi ghế ngồi tới tác động tâm sinh lý ví dụ: đổ mồ hôi, ghế bị lạnh trớc xe chạy Vấn đề phụ thuộc vào vật liệu chế tạo ghế) Về mặt an toàn tích cực: Ghế ngồi đòi hỏi độ bền định, độ êm dịu, phải có điểm tựa đầu, tựa bên (rất quan trọng xe quay vòng trợt bên) Về mặt lực: Hình dạng đệm ghế ngồi đợc tạo dáng nhằm có phân bố áp suất riêng tối u nhất, đảm bảo áp lực riêng định ghế thân thể ngời lái H2.15 áp suất riêng lên ghế ngồi ô tô Ngoài việc bố trí ghế ngồi trình thiết kế cần xem xét liên quan tới khung vỏ ôtô bởi: Xác định kích thớc hình học hợp lý phù hợp với cấu điều khiển buồng lái Xác định tối u điểm tựa thể ghế Xác định lực điều khiển dịch chuyển cấu điều khiển Xác định khả quan sát nhận tín hiệu tốt Hạn chế rung động Xác định liên quan tới cấu trúc an toàn thụ động 29 4.2 Một số ghế ngồi thờng đợc sử dụng xe: H2.16 Nguyên tắc cấu tạo ghế ô tô a- hệ thống dây lò xo; b- toàn đệm đàn hồi hình vẽ a: phần đệm ghế đợc lắp đặt đệm lò xo trụ dây xoắn lò xo, đệm mút hình vẽ b: phần đệm đợc cấu tạo mút xốp định hình đợc giữ dây xoắn lò xo xe tải xe khách, ghế ngồi đợc đặt thiết bị giảm chấn đặc biệt để tăng tính tiện nghi xe chạy nhờ mà tăng tính an toàn tích cực 30 Tầm nhìn: Trong trình điều khiển ô tô, thông tin quan trọng thông tin thị giác Tầm nhìn từ ô tô ngời ta hiểu trớc hết tầm nhìn từ vị trí ngời lái Vấn đề tầm nhìn trình giao thông đợc xác định ngắn gọn nh sau: Nhìn thấy đợc nhìn thấy Bị chói (loá mắt) không bị chói 3.1 Các khái niệm sinh lý học thị giác: Khi tìm hiểu tầm nhìn xe, cần phải hiểu đặc tính sinh lý học thị giác ngời, khái niệm thị giác ngời ta phân biệt vùng: Trờng thị lực Trờng quan sát Trờng quay cảnh Trờng thị lực: Là phần không gian mà mắt ngời thấy đợc quan sát tĩnh (mắt đầu không chuyển động) thẳng phía trớc mắt Tâm tầm mắt nằm điểm tâm cố định đợc xác định 00 Toàn trờng thị lực đợc phân làm đờng kinh tuyến qua điểm tâm cố định 31 H2.17 Trờng thị lực Trờng thị lực độc nhãn: Tập hợp tất vật thể mặt phẳng song song phía trớc mắt đồng thời đợc mắt cố định nhìn thấy gọi trờng thị lực độc nhãn Nếu đa thêm thông số thứ ba vào tập hợp trên, tức hình chiếu sâu vật thể ta có trờng không gian thị lực độc nhãn Trờng thị lực đủ: Khi quan sát tĩnh hai mắt ta có trờng thị lực đầy đủ nh không gian thị lực đủ H2.18 Trờng thị lực độc nhãn 32 Trờng thị lực độc nhãn mắt trái mắt phải có phần lớn trùng Các vật thể nằm vùng tức trờng thị lực đủ Trên hai hình vẽ vùng nhìn rõ nét đợc thể hạn chế, để quan sát xung quanh xe thiết phải chuyển động mắt đầu Khung cảnh vùng mà ta quan sát đợc chuyển động mắt (không di chuyển quay đầu) Toàn cảnh mà ta quan sát có di chuyển mắt kể quay đầu Góc tơng ứng với di chuyển mắt đầu theo chiều ngang chiều lên xuống đợc trình bày nh hình vẽ sau : H2.19 Giới hạn góc chuyển động mắt đầu Vùng quan sát đợc chia ra: Quan sát trực tiếp: quan sát phía trớc từ mặt phẳng mắt ngời Quan sát gián tiếp: quan sát phía sau gơng chiếu hậu gơng Góc chết: góc không quan sát đợc xe song hành mà thiết kế cần thiết phải giảm thiểu tối đa(khắc phục gơng có kích thớc to hơn/ gơng cầu) 33 H2.20 Sơ đồ trình bày vùng đợc quan sát trực tiếp gián tiếp Trên khái niệm làm sở cho việc xác định tầm nhìn từ vị trí ngời lái: tầm nhìn từ xa theo hớng phía trớc sang hai bên đợc xác định vị trí tơng hỗ mắt ngời lái phần bị vớng vỏ xe: trụ đỡ kính phía trớc, khoang cửa sổ phía bên phía sau; mui xe phía trớc 34 ... thống kê 2. 2 .2 Tiêu chuẩn Cộng hòa liên bang Đức (VDI 27 80) H2 .2 Mô hình ngời ngồi theo tiêu chuẩn quốc gia ĐứcVDI 27 80 Kích thớc (mm) 5% 21 0 23 6 401 357 418 1 02 1500 Nhóm kích thớc 50% 23 7 26 8 447... trình xe chạy 2. 1.Sơ đồ nhân chủng học:(Sơ đồ kích thớc ngời) 2. 1.1 Tiêu chuẩn Quốc gia Tiệp Khắc (CSN 30 0 725 ): H2.1 Mô hình ngời ngồi theo tiêu chuẩn quốc gia Tiệp Khắc CSN 30 0 725 Kích thớc... theo tiêu chuẩn DIN 73001 có: a 130mm; 23 b 60mm; c 70mm; d 26 0mm; e 20 0mm; f 170 mm Theo qui định EHK- R35 có : a > 120 mm; c = 50 ữ100mm; f > 130 mm H2.9 Sơ đồ vị trí kích thớc phận điều