2  UGNX人机工程模块在摩托车整车设计的应用实例
    2.1 UGNX人机工程模块功能介绍
    目前，西门子公司主要有NX Human， ClassicJack， PS Human和VisJack人机工程软件，其中只有NX Human是集成于UGNX设计环境的人机工程模块，也是最容易获得的设计平台，主要功能支持人机工程设计、增强设计人员能力，能在设计阶段发现人机工程方面的问题。
    在UGNX软件人机工程模块中，主要有人体构建菜单、可接触区域、舒适评估和预测姿势4个主菜单。其中，舒适评估中又分为舒适设置和舒适性分析，对已创建的人体进行编辑，以确定人体骑乘动作或姿势，这些动作有一部分可从标准库中调取，一部分是设计者根据人体骑乘动作调整的，也可以将设定好的人体姿势保存下来，用于不同车型的人机工程分析。
    表1是我国不同地区人体各部位平均尺寸。大部分人体测量数据是按百分位表达的，如以身高为例，第5百分位尺寸表示有5％的人身高等于或小于这个尺寸，即有95％的人身高高于这个尺寸，设计时满足所有人的要求是不可能的，但必须满足大多数人。所以，必须选用能够满足大多数人的尺寸数据作为依据，一般用5％百分位代表矮小身材，95％百分位代表高大身材。

    在人机工程分析中，需要将三维人体放置到已经设计好的三维摩托车中进行舒适度评估，经常要设计者设定人体模型的H-point，能够比较准确地确定骑乘者在座垫中的参考点，该参考点是躯干和大腿相连接的旋转点（胯点）。实车测得的“胯点”位置称为H点，骑乘者入座后，体重的大部分通过臀部作用于座垫上，操作时身体上部的活动一定是绕H点的横向水平轴线转动。因此，H点是决定操作方便、乘坐舒适的车内基准尺寸。
    摩托车整车设计的主要内容是三维人体模型在驾驶室内的定位，即确定H点。根据脚踏板位置确定人体脚放置点，以此作为人体布置基准，分别将95%，50％和5％百分位的人体模型放入，调整各人体模型的姿势，使人体的躯干和上、下肢均处于最佳的活动范围，得到3种人体百分位布置的设计H点H95、H50和H5，由H95和H5确定座椅的水平和垂直调节量，根据95％人体模型画出人体布置的轮廓形状曲线。驾驶姿势校核，是对已有车辆用三维人体模型进行人机工程学验证，流程如图7所示，先确定踵点（驾驶员驾驶时脚后跟接触踏板处）位置，根据座椅参考点R，95％百分位人体模型的踵点和H点分别与实际踵点（根据踏板位置确定）和R点重合，躯干姿势由座椅靠背角确定，即可确定人体躯干和下肢的位置，获得坐姿角，判断各坐姿角是否在舒适姿势或便于施力的角度范围内。

    2.2利用UGNX人机工程模块对整车应用分析
    利用UGNX软件的人机工程模块，对公司最新设计的NX 125骑式车进行了人机工程分析，NX 125是街跑类车，主要适合80、90年出生的年轻人，通过对该车型进行人机工程分析，进一步摸索总结出基于UGNX软件的人机工程分析方法和流程。
    a）调入整车三维数据：在UGNX设计模块中，将要进行评估的整车三维数据调入，这些整车数据必须包括座垫、脚蹬、把手等重要部件，其他部件可以省去也可以隐藏，一般情况下，发动机组件不调入，以减少实际操作时的内存计算，图8是调人的NX 125整车三维数据图。

    b）创建整车的H点：通常，将骑乘者乘坐的最低点设定为H点，通过在中心面上草绘，选择座垫最低点，由于车体自重原因，还需把前后减振压缩量计算在内，一般骑式车减振压缩量在15～20 mm之间，还要考虑到座垫受压海绵的变形量，经过计算，NX 125的座高为755 mm. NX125草绘出的H点如图8所示。
    c）创建人体模型：在UGNX软件中，要保证人体模型与整车相匹配，必须建立好整车调入人体的工作坐标系，通常，整车坐标系是以车架的坐标系为准。人体坐标系的x方向与车架坐标系正好相反，通过调整整车x方向坐标系，来保证与人体坐标系相一致。
    通过“工具一人体建模”菜单，可以选择UGNX人机工程模块的4个菜单功能，打开人体菜单，输入创建人体模型的名称，选择人体模型的标准库（ANSUR，NHANES ），通常选择男性别人体模型，身高设定和体重，确定人体参考点H点，选择关联后，人体如果调入到整车内，H点进行调整，人体的调入位置也将相应发生变化。
    完成坐标系调整后，在人体菜单下，选择草绘创建的直线端点为人体H点，按下“确认”按钮后，初始人体模型就被调入到整车模型中，此时，进入到了NX的Human Modeling人体建模模块中。图9所示为将初始人体模型调入到NX 125整车模型下的状态。

上一页  [1] [2]