一种换档手柄操作舒适性验证方法与流程

1.本发明属于汽车配件测试、验证技术领域，具体涉及乘用车换档操作舒适的验证领域。


背景技术：

2.在驾驶汽车时，换档手柄是驾驶员操作频率非常高的一个重要零部件，一款汽车的换档手柄设计位置不合理，会导致驾驶员操作舒适性差，引发驾驶员的抱怨，严重的甚至可能影响驾驶安全性。
3.在现阶段汽车设计中，多数车企对换档手柄设计位置是否符合舒适性的验证，主要方法是利用布置数据加工一个换档手柄的样件，并在设计样车上进行实物验证，进而确定换档手柄设计位置的合理性。该方法可以比较直观的得到评估结果，但是验证周期长、成本高，如果一次验证的结果不符合舒适性要求，就需要反复制作样件进行验证。
4.同时，由于现在汽车的中控造型设计新颖多变，例如以前年代的车型是低中控台，新时代的车型多为高中控台，导致换档手柄位置变化较大，以往的经验和规范已不足以指导换档手柄的位置设计。
5.基于以上背景，亟需一种能够快速、准确的指导换档手柄布置位置设计和验证的方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的提出一种能够快速、准确的指导换档手柄布置位置设计和验证的方法，在设计阶段找到既能满足操作舒适性，又能满足造型创意的换档手柄位置，以提前规避风险，并节约成本和缩短开发周期。
7.本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：一种换档手柄的舒适性验证方法，其包括如下步骤：步骤1，制作换档手柄操作舒适范围3d数据模块：根据汽车标准假人的各关节尺寸、角度舒适范围，按照驾驶员坐姿的靠背角度，制作手掌抓握点舒适活动范围3d数据模块。
8.步骤2，将换档手柄操作舒适范围3d数据模块与换档手柄数据放在catia同一个装配环境下进行验证和判定。
9.步骤3，当换档手柄处于操作舒适模块要求的区域内，则该换档手柄的位置符合操作舒适性的要求，反之，换档手柄不处于操作舒适模块要求的区域内，则换档手柄的位置不符合操作舒适性的要求。
10.步骤4，将不符合操作舒适性要求的换档手柄数据进行修正和调整，使其处于档手柄处于操作舒适模块内。
11.进一步地，所述步骤1中，制作的3d数据模块是模块a、b、c组成的合集。
12.所述模块a：是根据选定的汽车标准假人百分位男性人体的上臂、前臂、手掌抓握
点的长度，以及肩点、肘部的舒适角度范围，制作手掌抓握点的活动范围并生成的3d模型。
13.所述模块b：是在模块a基础上，根据肩点前伸舒适角度，即靠背不动，仅右肩向前倾斜，制作手掌抓握点的活动范围并生成的3d模型。
14.所述模块c：是在模块b基础上，根据靠背前伸舒适角度，即靠背与大腿躯干夹角变化，制作手掌抓握点的活动范围并生成的3d模型。
15.进一步，所述步骤1中，还增加制作模块d，模块d是增加换档手柄相对于人体在高度方向的位置限制。
16.本发明提出的换档手柄操作舒适性验证方法，基于软件工具（例如catia软件）制作的换档手柄操作舒适范围3d数据模块，设计者只需要将换档手柄舒适区3d模块中的人体替换为需要的人体位置，就可以快速验证换档手柄布置位置的舒适性，其区别于传统的实物样件样车验证方法，提升了分析结果精准度，风险判断标准更加清晰。弥补了其它方法的不足，提高了换档手柄设计前期风险识别和判断的能力，减少了产品开发验证的周期和费用投入。
附图说明
17.图1是模块a的3d模型图片；图2是模块b的3d模型图片；图3是模块c的3d模型图片；图4是三个模块集合的手掌抓握点舒适活动范围3d数据模块的图片；图5是增加了模块d的手掌抓握点舒适活动范围3d数据模块的图片。
具体实施方式
18.以下基于某款乘用车结合附图对本发明进行说明。
19.步骤1，提取某款乘用车的设计人体及其位置数据，用catia软件制作出换档手柄操作舒适范围3d数据模块。
20.制作方法：根据saej898人体各关节尺寸、角度舒适范围，按照轿车驾驶员坐姿的靠背角25
°
，制作手掌抓握点舒适活动范围的三维模块。
21.如图1所示，模块a：根据sae95百分位男性人体的上臂、前臂、手掌抓握点的长度，以及肩点、肘部的舒适角度范围，制作手掌抓握点的活动范围并生成3d模型。
22.如图2所示，模块b：在a基础上，根据肩点前伸舒适角度，即靠背不动，仅右肩向前倾斜，制作手掌抓握点的活动范围并生成3d模型。
23.如图3所示，模块c：在模块b基础上，根据靠背前伸舒适角度，即靠背与大腿躯干夹角变化，制作手掌抓握点的活动范围并生成3d模型。
24.如图4所示，以上模块a、b、c组成的合集为换档手柄操作舒适范围3d数据模块。
25.步骤2，将换档手柄操作舒适范围3d数据模块与换档手柄数据放在catia同一个装配环境下进行验证和判定。
26.由于该是模块根据人体关节尺寸和舒适角度制作，换档手柄在该模块范围内，说明其具备人机操作舒适性。在运用该模块时，将模块的人机r点与所检查项目的r点重合，即可获得舒适的换挡手柄位置范围或验证已布置的手柄位置是否操作舒适。
27.步骤3，换档手柄处于操作舒适模块要求的区域内，则该换档手柄的位置符合操作舒适性的要求，反之，换档手柄不处于操作舒适模块要求的区域内，则换档手柄的位置不符合操作舒适性的要求。
28.步骤4，将不符合操作舒适性要求的换档手柄数据进行修正和调整，使其处于换档手柄处于操作舒适模块内。
29.至此，完成了该车型换档手柄设计操作舒适性的验证并指导了设计修正，提前规避了设计风险。
30.在进一步的实施例中，为了更加有效地指导自己的设计，可以进一步缩小换档手柄位置的舒适范围，即增加模块d的制作，方法如下：根据公司的乘用车类型和换档手柄通常的位置，结合经验或特定要求，在以上模块合集基础上可增加换档手柄相对于人体在高度方向的位置限制：比如在高度方向，某公司经验为手柄操作点与r点的高差范围是80mm~260mm。据此，制作的模块d如图5所示。
31.进一步的实施例中，为了更加有效地指导设计，可以根据车型类别进行特定的方法校正。比如，某公司的经验为：轿车在使用时多为更低躺的坐姿，靠背角可以按照25
°
考虑，即直接使用该模块确定或检查换档手柄位置即可。
32.suv轿车在使用时多为更直立的坐姿，靠背角可以按照24
°
甚至23
°
考虑，因此将以上模块绕过r点的横向直线向前旋转1
°
或2
°
予以修正。
33.进一步的实施例中，利用以上换档手柄操作舒适范围3d数据模块可以具体判断出换档手柄实车操作舒适性处于什么水平和程度，比如驾驶员不用移动肩部关节直接可以操作，或是需要肩部关节略前倾才能操作，或是肩部关节和上躯干同时需要前倾才能操作等。然后能够在设计阶段结合造型创意等制定出一个合理的位置。
34.进一步的实施例中，以上换档手柄操作舒适范围3d数据模块还可以适用于汽车乘员舱顶棚、中控台、门板等区域内的按键操作舒适性设计和检验，可以考虑增加某些特定的辅助限制条件进行优化处理。
35.另外，需要说明的是，在本方法中，换档操作点指操作换档手柄时的抓握中心，简单定义为换档手柄表面中心。换档行程指换档手柄推至最前及最后位置过程中，换档操作点在x向运动的距离。换位行程指换档操作点在y向运动的距离。