何敬梅

安徽江淮汽車商務(wù)車研究所 安徽省合肥市 230000

1 引言

在設(shè)計(jì)汽車車身總體布置的時(shí)候，其在設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)τ谌梭w模型的使用比較普遍，因此構(gòu)建能夠表現(xiàn)普通人體尺寸且能夠隨意迅速的調(diào)整人體關(guān)節(jié)角度的模型十分重要，CATIA軟件為實(shí)現(xiàn)這種設(shè)計(jì)開發(fā)的要求需，其利用人體工程設(shè)計(jì)分析內(nèi)容和人體模型等基礎(chǔ)功能模塊進(jìn)行模型的開發(fā)，但是在模型開發(fā)設(shè)置的時(shí)候由于并沒有根據(jù)中國人的體型尺寸來設(shè)置模型的一些參數(shù)選型，這就導(dǎo)致由三維模型不能生成二維的。

本文在CATIA知識(shí)工程和參數(shù)模型指導(dǎo)下將汽車設(shè)計(jì)與人體尺寸相結(jié)合設(shè)計(jì)適合的汽車車身總設(shè)計(jì)的人體模型參數(shù)，該模型在二維以及三維車身設(shè)計(jì)中都可以使用。

2 CATIA技術(shù)相關(guān)概述

知識(shí)工程所涉及的應(yīng)用范圍十分廣闊，其中做主要的應(yīng)用就是其能夠結(jié)合傳統(tǒng)CAX系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。該技術(shù)將CAD軟件設(shè)計(jì)加入到了領(lǐng)域?qū)＜医?jīng)驗(yàn)與知識(shí)范圍內(nèi)，在無需或是極少人工參與的基礎(chǔ)上能夠遵循客戶要求展開設(shè)計(jì)并及時(shí)更改設(shè)計(jì)計(jì)劃，使產(chǎn)品品質(zhì)得以提高。目前所具有的知識(shí)工程內(nèi)容是該軟件中的關(guān)鍵技術(shù)。

CATIA其中加入了知識(shí)工程和CAD軟件，其在設(shè)計(jì)產(chǎn)品中發(fā)揮著重要的作用。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候，使專業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)和CAD軟件設(shè)計(jì)相結(jié)合進(jìn)行產(chǎn)品的參數(shù)化和智能化設(shè)計(jì)。在CATIA基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而其作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)重復(fù)利用的模板能夠在以后的設(shè)計(jì)中被循環(huán)應(yīng)用，在應(yīng)用的時(shí)候利用所導(dǎo)入的相關(guān)知識(shí)對(duì)知識(shí)工程模型作出檢驗(yàn)，使其與設(shè)計(jì)需求相一致。同時(shí)，通過與設(shè)計(jì)人員的及時(shí)討論作出設(shè)計(jì)調(diào)整，將不合適的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行修改調(diào)整，以使最后的設(shè)計(jì)能夠與客戶需求相一致，做到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的智能化。

3 車身設(shè)計(jì)人體知識(shí)的應(yīng)用

3.1 人體尺寸在車身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

人體尺寸關(guān)系著車身的總體設(shè)計(jì)與布置，在對(duì)車身整體進(jìn)行設(shè)計(jì)布置的時(shí)候要遵循普遍性的人體數(shù)據(jù)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，其所遵循的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)就是普通男子第95百分位以及普通女子第5位的人體尺寸等數(shù)據(jù)。按照車型市場(chǎng)需求目標(biāo)差異設(shè)計(jì)不同車身，其總體設(shè)計(jì)布置普遍使用的就是人體標(biāo)準(zhǔn)尺寸，其數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)就是國家標(biāo)準(zhǔn)以及ASE標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 汽車內(nèi)關(guān)于人體坐姿關(guān)節(jié)角度、舒適空間知識(shí)

車身總布置在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮到乘客在其中的舒適程度，而乘客在汽車中的坐姿的關(guān)節(jié)角度與其自身的舒適和疲勞程度關(guān)系密切?；诖说能嚿砜傮w設(shè)計(jì)就需要調(diào)整人體不同關(guān)節(jié)在車體中的角度，進(jìn)而使人體在汽車中的坐姿能夠更加的舒適。

關(guān)節(jié)角度的舒適在車型的變化下隨之改變，就關(guān)節(jié)角度而言，不同文獻(xiàn)對(duì)于關(guān)節(jié)角度舒適空間的闡述不同，值得注意的是，車輛中不需要操作的乘客舒適坐姿空間與駕駛員之間也存在一些差距。

4 在CATIA基礎(chǔ)上構(gòu)建人體模板

4.1 人體模型肢體部分

在車身的整體布置與設(shè)計(jì)中，遵循人體標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行車身設(shè)計(jì)是相對(duì)穩(wěn)定的，但是對(duì)于人體關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)需要不斷的調(diào)整改進(jìn)。因此，在建立人體模板的時(shí)候需要重點(diǎn)就車身整體內(nèi)關(guān)于人體在其中的關(guān)節(jié)變化情況作出設(shè)計(jì)，但是人體的尺寸不進(jìn)行參數(shù)的處理。

4.2 在CATIA知識(shí)工程基礎(chǔ)上使人體模型參數(shù)化

基于已經(jīng)完成人體參數(shù)化的模型上建立在CATIA指導(dǎo)下的參數(shù)人體模型。該模型建立流程如下：

（1）在模型中，根據(jù)人體坐姿的數(shù)據(jù)重新對(duì)人體關(guān)節(jié)變化參數(shù)角度進(jìn)行建設(shè)，重新建設(shè)的參數(shù)體現(xiàn)在特征樹參數(shù)內(nèi)；

（2）利用公式使重新建立的關(guān)節(jié)角度參數(shù)及其肢體旋轉(zhuǎn)角度相連，所建公式表現(xiàn)在特征樹關(guān)系內(nèi)；

（3）通過產(chǎn)品知識(shí)目標(biāo)實(shí)例化的將用戶特征實(shí)現(xiàn)，由此使人體關(guān)節(jié)變化的舒適范圍數(shù)值取值定為角度參數(shù)數(shù)值變化取值范圍，使人體模型關(guān)節(jié)角度能夠得到控制?；诖嗽贑ATIA指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)車身整體設(shè)計(jì)的參數(shù)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人體模型的建立，如圖1所示。按照這種形式構(gòu)建的額模型既能夠使人體關(guān)節(jié)角度實(shí)現(xiàn)參數(shù)化，同時(shí)也使得領(lǐng)域知識(shí)融入。若是關(guān)節(jié)角度舒適空間內(nèi)的參數(shù)數(shù)據(jù)修改不在其修改范圍內(nèi)，則在修改的時(shí)候就會(huì)提示錯(cuò)誤修改信息，這就使得該參數(shù)的修改更加的智能化。

圖1 參數(shù)化人體模型

5 應(yīng)用實(shí)例分析

在設(shè)計(jì)車身總布置的時(shí)候，整車坐標(biāo)系統(tǒng)下配置已經(jīng)建設(shè)完成的參數(shù)化人體模型，根據(jù)車身自身的結(jié)構(gòu)情況將模型位置進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)調(diào)整人體的關(guān)節(jié)變化，進(jìn)而完善人體坐姿的相關(guān)設(shè)計(jì)。通過CATIA技術(shù)對(duì)車身整體設(shè)計(jì)與布置進(jìn)程人體參數(shù)化，其能夠快速高效、便捷的布置并設(shè)計(jì)人體坐姿。

如圖2所示，其是基于CATIA技術(shù)上建立的具有立體性質(zhì)的參數(shù)人體模型所指導(dǎo)建設(shè)的人體在車內(nèi)的實(shí)例坐姿，其內(nèi)加入了領(lǐng)域知識(shí)，使其能夠在設(shè)計(jì)應(yīng)用中更快捷高效。

如圖2所示，其是在CATIA技術(shù)指導(dǎo)下構(gòu)建的立體參數(shù)人體模型，其所設(shè)計(jì)得到的坐姿實(shí)例設(shè)計(jì)情況加入了領(lǐng)域知識(shí)，使其能夠在設(shè)計(jì)應(yīng)用中更快捷高效。

如圖3所示，其是在車身總體設(shè)計(jì)與布置中所構(gòu)建的二維參數(shù)模型。因?yàn)榻⒌娜梭w模型基本是根據(jù)人體標(biāo)準(zhǔn)尺寸實(shí)現(xiàn)的，由此其整體設(shè)計(jì)都是從二維平面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體人體設(shè)計(jì)的，防止出現(xiàn)了二維人體模型圖不好看的問題。

圖2 某車型駕駛座人體姿態(tài)及布置

圖3 二維參數(shù)化人體模型用于車身總布置圖

從實(shí)際的應(yīng)用中可以得到，在CATIA技術(shù)指導(dǎo)下建立的人體參數(shù)模型能夠與車身總體設(shè)計(jì)中關(guān)于人體的各種坐姿要求相符合，其在模型中加入了各種專業(yè)的舒適度相關(guān)研究，進(jìn)而使得人體關(guān)節(jié)在車身中的角度參數(shù)具有智能化的修改限度，為后續(xù)的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

6 結(jié)語

綜上所述，本文同對(duì)CATIA軟件相關(guān)知識(shí)應(yīng)用方法及技術(shù)的闡述與介紹，進(jìn)而為車身總體設(shè)計(jì)與布置所設(shè)計(jì)的人體模型參數(shù)提供了方法，同時(shí)為其設(shè)計(jì)布置的具體應(yīng)用提供了實(shí)例分析。因此，基于該軟件建立的車身整體設(shè)計(jì)與布置能夠與實(shí)際的人體需求相符合，且能夠使設(shè)計(jì)的質(zhì)量及其效率得到大幅度的提升，這就使得設(shè)計(jì)更加的智能和高效。在CATIA技術(shù)指導(dǎo)下設(shè)計(jì)的產(chǎn)品呈現(xiàn)的智能性質(zhì)與其他產(chǎn)品設(shè)計(jì)智能需求也同樣使用。而將傳統(tǒng)CAD設(shè)計(jì)關(guān)鍵加入到該軟件設(shè)計(jì)中，將專業(yè)知識(shí)表現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中使得產(chǎn)品更加的智能，有效提升了產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)制冷劑效率。