在新車設計中，車身一直都是設計的重點，而且所需的周期最長。由于轎車的主要功能是運送乘客，所以在進行車身內部布置時人是考慮的第一因素。除了保證安全性，還要考慮以最舒適的方式對人體進行支撐，并適當地布置被操作對象的位置，從而減少疲勞和誤操作。本文講述了NX5GPDL模塊中H點設計工具(HPD)在汽車人機工程中的應用，并以HPD模塊設計某款轎車駕駛員工作空間為例，講述其實際使用方法。

　　一、前言

　　轎車車身的內部布置，應首先考慮人的因素，也就是說，既要保證安全性又要考慮舒適性。因此，人機工程學在汽車車身設計中應用研究日趨深入。這些研究對解決汽車如何適應人體特點、提高人機系統工作效率均有重要的意義。傳統設計方法設計周期較長，有設計變更則使得周期更長，這無法滿足當前的市場需求。現在由于NX5中GPDL平臺的產生：H點設計工具，使得H點的確定由一個不斷重復迭代修改以尋求最佳折衷方案的過程，變得容易操作，從而縮短了設計周期。

　　下面從NX5 GPDL模塊HPD向導、H點的定義、意義及HPD向導具體的操作步驟三方面進行介紹。

　　二、NX5 GPDL模塊HPD向導

　　GPDL開發程序共享數據庫(Glob alProgram Development Library)，是基于NX5開發的資源，引用了國際汽車設計標準，并與NX軟件集成。GPDL采用的架構可以激發一系列軟件程序的應用，包括Team Center、NX等，大大提高了設計效率。

　　HPD向導被用來確定車輛內部空間配置和測量方面的關鍵車輛參考點。這些點包含：座椅參考點(SgRP)和踵點(Heel points)。HPD向導中參數設置滿足SAE J4002(2004年2月版)的要求，用戶可以根據SAEJ4002(2004年2月版)中駕駛員座椅位置設計過程和第二或第三排外側座椅位置設計過程創建和修改HPD裝配特征，并且可以在HPD向導中為所有的關鍵參數創建表達式，HPD模型會隨 著參數值的改變而更新。

　　三、定義H點及意義

　　進行車身內部空間布置，并使之適合人體特性的要求，離不開人體尺寸這一基本參數。為了獲得人體尺寸分布規律，要進行抽樣測量。我國各地人體尺寸測量所得統計數據如表1所示。該表為建立人體模型提供了數據基礎。

　　當前在汽車設計與試驗用的人體模型各部尺寸，質量及質心位置均以人體測量資料為依據。H點是指人體模型中人體身軀與大腿的交接點，即胯點(Hip Point)。在確定駕駛室空間在車身中的位置時常以此點作為定位基準點。

　　根據應用場合的不同H點的表達也有所不同。

　　(1)設計H點(DESIGN H-POINT)設計H點是指在汽車總布置時的設計基準點，最后設計H點表示的是第95%的男子人體模型在最后位置時的胯點，最前設計H點表示的是第5%的女子人體模型在最前位置時的胯點，由最前和最后設計H點便可以求得座椅的水平行程和垂直升程。

　　(2)實際H點(ACTUAL H-POINT) 實際H點是指當H點三維人體模型按規定步驟安放在汽車座椅中時，人體模型上左右H點標記連接線的中點。它表示汽車駕駛員或乘員入座后胯關節在車身中的位置。汽車的實際H點在汽車車身總布置設計中有重要意義。

　　(3)座椅參考點(SgRP)

　　座椅參考點是指座椅上的一個設計參考點，它是座椅制造廠規定的設計基準點。考慮到座椅的所有調節形式(水平垂直和傾斜)，座椅參考點確定了在正常駕駛或乘坐時座椅的最后位置。它表征了當第95%的人體模型按規定擺放在座椅上時，實際H點應與座椅參考點相重合。SgRP點相對于車身坐標系的XYZ坐標為SAE標準中的L31、W20、H70這三個硬點尺寸。 駕駛員在車身中的位置(即駕駛員H點的位置)決定著駕駛員身體各關節角度和眼橢圓、頭廓包絡線、手伸及界面等在車身中的位置。因此H點決定了駕駛員的舒適性、操縱性、安全性和視野性等，可以看出H點的位置直接決定了駕駛室環境與駕駛員的相互關系。在AE標準中定義用來控制整車外形和第一、第二排駕駛與乘坐空間的主要硬點信息就有70多個，這些硬點大部分是以H點為基準或是與H點相關的。另外這些硬點信息之間又具有復雜的關聯性。因此合理地確定H點在車身中的位置直接關系整車的設計質量。

　　從人體工程學的觀點出發，駕駛姿勢時人體各部分夾角的合理范圍如圖1所示。其中表1和圖1的數據為簡化NX模型和進行幾何描述提供了幫助。

　　四、NX5中GPDL模塊HPD向導具體使用方法

　　首先，介紹NX軟件中模型的簡化及HPD向導涉及的關鍵參數，如圖2所示為其簡化模型示意，表2為參數名稱及說明。

　　下面介紹HPD向導使用過程及對話界面。

　　1)進入NX5中GPDL模塊HPD向導(如圖3所示)，HPD向導允許用戶創建一個新的HPD模型，編輯已有的HPD模型或者復制已有的HPD模型。

　　2 )在座椅位置選擇時，選擇駕駛員座位空間來進行布置，如圖4所示。

　　3)定義H點位置，H點可以在設計過程中通過不斷修改完善找到最佳位置，如圖5所示。

　　4)H點位置定義后，NX就生成了模擬駕駛員人體及座椅的三維簡化模型，該模型文件作為一個子部件被裝配在當前工作文件中。此時圖2中提及的所有參數值均是系統默認值。用戶可以按照當前的設計要求來修改這些參數值。如圖6所示為參數修改入口，點擊不同的按鈕會有不同的對話框彈出，進而可對不同的參數進行設置。

　　如圖7所示，列舉了其中幾個編輯參數的對話框。這體現了NX全參數化智能模塊的優勢，參數在表達式中體現。表達式中參數值可以通過HPD對話方式進行定義。數值一旦被修改，HPD模型也隨之自動更新。

圖7 參數定義對話框

　　5 )綜合考慮所有因素，在對H點進行多次調試后，用戶將會得到一個在合適位置的最佳HPD模型，如圖8所示。此時三維人體簡化模型的創建及姿勢調整都已完成。

　　6)上述所有的布置工作結束后，用戶可以通過如圖3所示的對話框找到相應的HPD模型，并點擊對話框中的Information按鈕查看該模型的參數信息。

　　五、結論

　　使用虛擬人體模型進行汽車人機學設計及評價是汽車人機工程設計的一種重要方法，NX5GPDL模塊中H點設計工具在車身設計中的運用，有助于減少汽車人機工程方面的重設計，縮短開發周期，節省設計經費。該模塊能對汽車駕駛室進行人機工程設計，具有較強的實用性和通用性。