1、扶手设计基础扶手设计基础4基本功能基本功能支撑乘客手臂支撑乘客手臂 基本功能要求基本功能要求保持手臂处于舒适的放松状态保持手臂处于舒适的放松状态 行驶过程中的舒适性行驶过程中的舒适性 提供多种小物件储存功能提供多种小物件储存功能 常用小物品：饮料杯、常用小物品：饮料杯、CD、眼镜、钢笔等、眼镜、钢笔等 提供座椅电动功能的控制单元提供座椅电动功能的控制单元 电动腰托、电动头枕、自动按摩、座椅滑移功能、电动腿托、加热电动腰托、电动头枕、自动按摩、座椅滑移功能、电动腿托、加热/通风、前排乘客座通风、前排乘客座座椅位置调节功能等座椅位置调节功能等提供丰富的车内娱乐系统控制单元提供丰富的车内娱乐系统控制
2、单元 DVD控制、车内空调控制、音响控制、车内空调控制、音响/视频接口等视频接口等 提供其他便利提供其他便利 交交/直流电源输出接口、点烟器、直流电源输出接口、点烟器、DVD遥控器、车载电话等遥控器、车载电话等56面套发泡骨架7线束杯托储物盒镀铬条本体总成盖板总成控制总成8How to do it!91.1.与舒适有关的要素与舒适有关的要素2.2.发泡的设计发泡的设计3.3.结构部分结构部分3.1.3.1.转轴点转轴点3.2.3.2.支架设计支架设计4.4.零部件设计零部件设计4.1.4.1.杯托设计杯托设计4.2.4.2.储物盒设计储物盒设计3.3.3.3.骨架设计骨架设计目目 录录1. 1
3、. 位置和舒适性位置和舒适性95%的坐姿假人的坐姿假人关节的最大活动范围及舒适调节范围关节的最大活动范围及舒适调节范围1231. 1. 位置和舒适性位置和舒适性肩部活动角度肩部活动角度1. 1. 位置和舒适性位置和舒适性1. 1. 位置和舒适性位置和舒适性u 扶手使用位置的高度扶手使用位置的高度 影响手臂的支撑状态影响手臂的支撑状态1. 1. 位置和舒适性位置和舒适性u 扶手内侧到两侧扶手内侧到两侧H Point的的Y向距离向距离 影响手臂展开角度影响手臂展开角度1. 1. 位置和舒适性位置和舒适性u 扶手内侧到两侧扶手内侧到两侧H Point的的Y向距离向距离 影响手臂展开角度影响手臂展开角
4、度Minimum1. 1. 位置和舒适性位置和舒适性u 扶手内侧到两侧扶手内侧到两侧H Point的的Y向距离向距离 影响手臂展开角度影响手臂展开角度1. 1. 位置和舒适性位置和舒适性Maximum95%假人肘部截面假人肘部截面u 扶手的最小宽度值扶手的最小宽度值 影响手臂支撑面积影响手臂支撑面积1. 1. 位置和舒适性位置和舒适性u 扶手的最小宽度值扶手的最小宽度值 影响手臂支撑面积影响手臂支撑面积Min. Width1. 1. 位置和舒适性位置和舒适性u 扶手的最小宽度值扶手的最小宽度值 影响手臂支撑面积影响手臂支撑面积Min.Width1. 1. 位置和舒适性位置和舒适性211. 1.
5、 位置和舒适性位置和舒适性u 扶手长度扶手长度影响手臂舒适性区域影响手臂舒适性区域Thigh lineTorso lineH-PointH point Planeu 扶手长度扶手长度影响手臂舒适性区域影响手臂舒适性区域1. 1. 位置和舒适性位置和舒适性u 扶手角度扶手角度影响手臂支撑效果影响手臂支撑效果扶手翻平角度固定，则扶手设计角度范围为扶手翻平角度固定，则扶手设计角度范围为0+8扶手翻平角度可调，则扶手角度调节范围为扶手翻平角度可调，则扶手角度调节范围为-10+1081. 1. 位置和舒适性位置和舒适性u 扶手表面压陷量扶手表面压陷量 （最小（最小10mm）影响手臂接触时的舒适程度影响手
6、臂接触时的舒适程度Trim LayerPlus Pad ( Lamination ) LayerFoam Pad LayerHard Material Layer扶手结构截面扶手结构截面1. 1. 位置和舒适性位置和舒适性252. 2. 发泡的设计发泡的设计2631支撑支架限位轴旋转轴打开状态收起状态打开行程323. 3. 结构设计结构设计3.1.3.1.旋转点布置旋转点布置3.3.3.3.骨架结构骨架结构3.2.3.2.支架设计支架设计3.4.3.4.转轴部分转轴部分333.1.3.1.转轴点转轴点34先找到H点（两侧的H点），画4条约束线User H point3.1. 3.1. 旋转点布
7、置旋转点布置35根据整椅排布位置，取扶手的竖直方向的截面,初步建立扶手的断面轮廓。 其中扶手上表面边界选用整椅的STO面 下表面边界选择则需要考虑座椅后背安装结构,需留出相应部件间隙(靠背发泡层,靠背面套层,扶手面套层,遮挡布厚度)。 上端边界需配合头枕设计，必须避开头枕骨架及导套，注意检查头枕移动的上下档位，确保在头枕行程内都不会和扶手发生干涉。靠背/扶手横截面3.1. 3.1. 旋转点布置旋转点布置36 在扶手位置的右下方暂定一个旋转点，保证该点到扶手原始状态的背面和底面的垂直距离相等。（如图）并把该点固定住。说明：旋转点距离扶手上表面要适中，要考虑钣金支架、塑料件在运动时和扶手面套的干涉
8、情况，同时确保发泡件的生产工艺性 如果旋转点距座椅后背的距离比较小，则旋转过程中，扶手下端容易和座椅发泡处出现干涉。 本案例中暂定扶手厚度的1/3，即到背面的距离30mm。扶手支架/安装点截面3.1. 3.1. 旋转点布置旋转点布置37由于旋转点已经固定，所以旋转整个扶手轮廓，使扶手打开状态的上表面和水平面呈一定的夹角。（该角度选择参考扶手TDM） 按舒适性要求，上图可以看出，上表面高度低于目标值，说明30mm选择得小了。3.1. 3.1. 旋转点布置旋转点布置38退回到初始状态，重新选择旋转点，选择40mm来寻找旋转点。并把此旋转点固定。3.1. 3.1. 旋转点布置旋转点布置39 再次旋转
9、整个扶手，使扶手打开状态的上表面和水平面呈一定的夹角。 从上图可以看出，上表面高出约束的区间。 故说明40mm选择偏大。3.1. 3.1. 旋转点布置旋转点布置40说明正确的旋转点应该在30mm和40mm之间寻找。 取值35mm来寻找旋转点，并把其固定住。3.1. 3.1. 旋转点布置旋转点布置41旋转整个扶手，使扶手打开状态的上表面和水平面呈定角。这次，扶手上表面基本达到要求。旋转点的位置也基本地确定完成。3.1. 3.1. 旋转点布置旋转点布置423.2.1. 3.2.1. 单转轴支架结构设计单转轴支架结构设计43 单转轴扶手图示支撑支架限位轴旋转轴打开状态收起状态3.2.1. 3.2.1
10、. 单转轴支架结构设计单转轴支架结构设计打开行程44 优势 即定旋转轴能够满足舒适性要求H点采用单转轴结构成本较低,结构简单直观. 扶手完全打开后,扶手前后舒适性区域满足要求3.2.1. 3.2.1. 单转轴支架结构设计单转轴支架结构设计 为什么采用单转轴结构?装配方便，快捷45限位槽的位置限位槽的位置3.2.1. 3.2.1. 单转轴支架结构设计单转轴支架结构设计目前车型的参数目前车型的参数46推荐轴直径推荐轴直径 10mm 各项目轴直径信息各项目轴直径信息:3.2.1. 3.2.1. 单转轴支架结构设计单转轴支架结构设计47轴材料选择轴材料选择材料材料: 选用选用拉伸强度拉伸强度较好的合较
11、好的合金材料金材料.3.2.1. 3.2.1. 单转轴支架结构设计单转轴支架结构设计48旋转轴至限位轴距离旋转轴至限位轴距离8mm1.两轴间的支架宽度至少保证68mm(具体视支架厚度与项目试验要求而定,满足冲压工艺宽度不小于1.5t的要求）3.2.1. 3.2.1. 单转轴支架结构设计单转轴支架结构设计现生产车型尺寸现生产车型尺寸49衬套在两端增加卡衬套在两端增加卡口提供扶手的锁紧口提供扶手的锁紧力和操作力力和操作力 扶手在打开与收起状态有锁紧力和操作力要求扶手在打开与收起状态有锁紧力和操作力要求. .可具体根据OEM操作力要求调节间距及强度限位轴限位卡口 增加衬套后增加衬套后, , 扶手的锁
12、紧力和操作力由衬套提供扶手的锁紧力和操作力由衬套提供. . 衬套两端为何设计卡口衬套两端为何设计卡口 卡口设计注意点卡口设计注意点3.2.1. 3.2.1. 单转轴支架结构设计单转轴支架结构设计50单转轴容易产生异响问题单转轴容易产生异响问题: 行车过程中行车过程中, 扶手处于打开或收起状态，扶手处于打开或收起状态， 有因为震动而产生异响的潜在风险有因为震动而产生异响的潜在风险（NVH/BSR）. JCI-NVH0200-REV0198JCI-NVH0200-REV0198:1. 测试标准 A: 被测座椅系统需具有代表性. B: 六向液压震动台和柔性随机测试(Flex test ) 为数码自动
13、控制系统,或者单向震动台必须具有 MTS497 液压控制器或独立信号控制系统. 所有设备必须具有以0.75G 点对点加速从5Hz至 30Hz. c: 测试过程中, 测试从20Hz加速到16KHz, 声音等级在测试台中心200mm范围内,不能超过60分贝.2. 测试方法 A: 座椅置于合适的路况条件下测试; B: 依照JCI 动态震动&异响标准, 评估座椅异声30秒以上. C: 如果存在的噪音,异响或卡嗒声呈垂向正弦曲线, 施加0.75G点对点垂向正弦曲线,以0.10Hz/每秒的速 率从5Hz加速到30Hz. D: 如果不存在噪音,异响或卡嗒声, 进入以下E步骤. E: 如D成立, 重复A步骤;
14、 1). 乘客座空载和负载情况下都必须测试; 2). 驾驶座必须在负载下测试.设计约束：设计约束：必须满足必须满足JCI NVH JCI NVH 测试标准测试标准3.2.1. 3.2.1. 单转轴支架结构设计单转轴支架结构设计51解决方法解决方法增加塑料衬套增加塑料衬套,对轴抱紧对轴抱紧 : 在扶手打开与收起的运动过程中在扶手打开与收起的运动过程中: 衬套与轴单边间距0.20.3mm 在扶手打开位置与收起位置在扶手打开位置与收起位置: 衬套与轴单边间距为零,或者0.2mm之内干涉. 震动产生原因震动产生原因 扶手旋转轴与限位轴为运动件扶手旋转轴与限位轴为运动件, 为保证运动时不为保证运动时不产
15、生刮擦产生刮擦, 需要与金属支撑支架有一定间隙需要与金属支撑支架有一定间隙. 同时考同时考虑到制造公差虑到制造公差, 单边间距至少单边间距至少1mm. 所以在行驶过程所以在行驶过程中势必产生震动。中势必产生震动。间隙间隙3.2.1. 3.2.1. 单转轴支架结构设计单转轴支架结构设计 异响、震动产生原因分析异响、震动产生原因分析523.2.2. 3.2.2. 四联杆支架结构设计四联杆支架结构设计53 能实现平面范围内上/下，前/后的物体平移 结构简单，容易制造 面结构，可以承受冲击力 惯性力不易平衡四联杆机构运动特点：四联杆机构运动特点：54四联杆机构应用时容易出现的问题： 操作死点，自锁 操
16、作力不平顺CAE计算的操作力极值点55ADBCEEpsilon 扶手结构简图扶手结构简图:56四连杆改进前扶手操作力变化曲线，此时, =26 ，=36.2 .另一种改进方案,因安装孔的限制而放弃，此时, =17.5 , =25.7 .四连杆改进后扶手操四连杆改进后扶手操作力变化曲线作力变化曲线,比改比改进前平顺许多进前平顺许多.此时此时, =19 , =26.5 .CAE算得的操作力曲线图573.3.3.3.骨架结构骨架结构58F F59u 非悬空式扶手 由于有座垫承载，所以不需要考核垂向强度/刚度60设计约束设计约束 垂向强度垂向强度/ /刚度（刚度（Vertical Vertical St
17、rength/Rigidity)Strength/Rigidity)： 从扶手的自由端向后（或从转轴向前），客户指定距离的位置处，垂直向下施加负载F，测量扶手在受力时，加载点加载点的最大偏移量AA；撤掉负载F后，测量加载点的最大永久变形量BB。3.3. 3.3. 骨架结构骨架结构 说明：垂向强度/刚度只对悬空的扶手进行要求。61F3.3. 3.3. 骨架结构骨架结构62设计约束设计约束 侧向强度侧向强度/ /刚度（刚度（Lateral Lateral Strength/Rigidity)Strength/Rigidity)： 从扶手的自由端向后（或从转轴向前），客户指定距离的位置处，水平向左/
18、向右施加负载F，测量扶手在受力时，加载点加载点的最大偏移量AA；撤掉负载F后，测量加载点的最大永久变形量BB。3.3. 3.3. 骨架结构骨架结构63常见的骨架形式全塑料全塑料塑料塑料+金属金属金属型材金属型材钣金成型钣金成型金属型材金属型材3.3. 3.3. 骨架结构骨架结构64骨架截面标准骨架平台3.3. 3.3. 骨架结构骨架结构65 结合标准骨架平台，根据OEM的具体标准，从下表选择合适的材料3.3. 3.3. 骨架结构骨架结构664. 4. 零部件的设计零部件的设计4.1.4.1.杯托设计杯托设计4.2.4.2.储物盒设计储物盒设计674.1.4.1.杯托设计杯托设计68常见杯托种类
19、常见杯托种类123固定式固定式手动展开式手动展开式自动展开式自动展开式69杯托在车舱内的位置杯托在车舱内的位置IPFront ConsoleDoorFront Console ArmrestSeat 70位置位置/感观：感观：l 杯子和杯托的位置不能够影响到前臂的舒适区域、控制开关的操作区域、储物盒盖锁扣的杯子和杯托的位置不能够影响到前臂的舒适区域、控制开关的操作区域、储物盒盖锁扣的操作操作l 杯子和杯托的位置不能和乘坐姿态下的乘员的膝部杯子和杯托的位置不能和乘坐姿态下的乘员的膝部/大腿空间发生干涉大腿空间发生干涉l 杯托的位置和功能必须明显被判断杯托的位置和功能必须明显被判断l 对于展开形式
20、或者带有罩盖的杯托，罩盖必须有标识对于展开形式或者带有罩盖的杯托，罩盖必须有标识l 杯托的操作方式必须能明确的识别杯托的操作方式必须能明确的识别位置布置位置布置71人机要求：人机要求：l 杯托的位置必须满足杯托的位置必须满足SAE J287 和乘员最低和乘员最低触摸舒适区域（触摸舒适区域（J1截面截面)l 在拿取杯子的路径上不能阻碍的零部件或者在拿取杯子的路径上不能阻碍的零部件或者表面表面l 杯托的位置不能阻碍乘员进杯托的位置不能阻碍乘员进/出出.并且避免侵并且避免侵占前排和后排乘员的脚部进入空间占前排和后排乘员的脚部进入空间(前排前排L18、后排、后排 L19）l 乘员能够很容易的拿出、放入
21、杯子乘员能够很容易的拿出、放入杯子J1 截面截面人机工程人机工程杯托的尺寸：杯托的尺寸： 根据根据Check List 检查是否符合标准检查是否符合标准设计要求设计要求72实例参考实例参考夹持结构设计参考：夹持结构设计参考：活动结构型式活动结构型式弹性体型式弹性体型式TPUPEFoam73常用杯类尺寸常用杯类尺寸74常用杯类尺寸常用杯类尺寸75常用杯类尺寸常用杯类尺寸764.2.4.2.储物盒设计储物盒设计77. 模模切成型切成型1) 比较经济的选择是采用模切成型件作为衬垫.冲压件作为衬垫适用于平整,水平的储物盒仓. 如非水平面可采用胶水等粘合剂.2) 衬垫的设计在底部不能延伸过侧壁的倒角处.
22、参考下图.储物盒储物盒/杯托衬垫类型杯托衬垫类型衬垫的设计在底部不能延伸过侧壁的倒角处.3)推荐衬垫材料的壁厚为2.5mm.4)衬垫的材料选择上, 开口式的储物盒与带罩盖的储物盒不同.带罩盖的储物盒的衬垫不需要具有UV (Ultra Violet)稳定性的材料.模切衬垫示例模切衬垫示例78 . 二次注塑二次注塑 储物盒储物盒/杯托衬垫类型杯托衬垫类型二次注塑与共注塑、双注塑及夹层注塑一样，都属于多材料注塑技术。多材料注塑的基本思路是将2种或多种不同特性的材料结合在一起，从而提高产品价值，第一种注入材料称为基材或者基底材料，第二种注入材料称为覆盖材料。 各种二次注塑技术各种二次注塑技术多次注塑：
23、多次注塑： 如果覆盖材料的构造允许的话，使用多个注入点时，称为二次注塑，一种材料在另一种材料上面成型，产生多层结构。嵌入注塑：嵌入注塑： 要生产完全覆盖的注塑手柄这类产品，就需要使用嵌入注塑。为了达到完全覆盖，基材必须从原来的模腔中移出，放入另一个模芯和模腔，以便注入覆盖材料。模内组装模内组装: 二次注塑有时被称为模内组装，因为两种材料最后完全组合在一起，而不仅仅是产生分层结构，不管是单独部件或是组件材料，都可采用此技术。座椅旁侧板：座椅旁侧板：采用二次注塑成型采用二次注塑成型PPTPV储物盒：采用二次注塑成型储物盒：采用二次注塑成型里层里层TPO,TPV等抗震材料等抗震材料外层外层ABS,P
24、P等塑料材料等塑料材料79 . 模压成型件做为衬垫模压成型件做为衬垫 模压成型即把吸声材料利用相应模具压制成适合的形状. 储物盒储物盒/杯托衬垫类型杯托衬垫类型大众大众 PASSAT80. 注塑成型件做为衬垫注塑成型件做为衬垫1)塑胶衬垫用于模压成型及模切成型皆不适用的情况.2)塑胶衬垫应该设计为可拆洗结构, 具有保持稳定性的特征.3)这些保持稳定性的特征包括开孔和开槽应该具有排走溢出液体的功能. 衬垫的边缘应与储物盒内部边缘线对线保持一致.衬垫的边缘应具备一定的硬度且覆盖储物盒底部边缘的倒角.请参考右图.4)应具有容易拉起拆卸的凸起或舌边.5)衬垫边缘折弯的倒角应大于储物盒底部的侧边与底部的
25、倒角,这样能够适应储物盒尺寸的变化,同时能够确保衬垫处于储物盒底部.请参考右图.储物盒储物盒/杯托衬垫类型杯托衬垫类型舌边易于拉起衬垫的边缘应高于储物盒底部的倒角衬垫边缘折弯的倒角应大于储物盒底部的侧边与底部的倒角至少15mm817) 橡胶衬垫的材料选择应考虑硬度、着色性以及UV稳定性.8) 如果衬垫需包覆储物盒的侧壁,必须与储物盒有0.5mm的间隙. 这样能够适应储物盒尺寸的变化,同时能够确保衬垫处于储物盒底部.请参考下图.储物盒储物盒/杯托衬垫类型杯托衬垫类型衬垫底部的倒角应比储物盒底部的倒角大1mm注塑成型衬垫注塑成型衬垫82衬垫加工注塑切割硬度颜色吸附性GMP.TES.004GMP.T
26、ES.002GMP.E/P.044GMP.E/P.017GM2617MGM7400M E/P(RE23HS)GMP.E/P.029GM2617MGM7400M E/P(RE20HS)GMP.E/P.016GMP.E/P.147GM2617MGM7400M E/P(RE20HS)特定区域颜色吸附性WT6CCHGM2784MGM2617M65A to 75A /衬垫完整着色仅黑色杯托衬垫WT33DHGM2974MGM2617M完整着色,开口/带罩盖储物箱仅黑色,闭合箱体,非UV稳定材质I/P&CONSOLE BIN MAT / 杯托衬垫材料选择流程杯托衬垫材料选择流程聚氨酯发泡聚氨酯发泡 ASTMD3574, 类型：平板类型：平板密度：密度：128 KG/M2 至至192 KG/M2挤压变形：挤压变形： 5% CT MAX21C X1：CELL 数目：数目：100PPI PER RLCC-04X2：阻燃性：阻燃性 100MM/分钟分钟 PER GMW3232X3: 橡皮垫橡皮垫 NV278 或根据工程要或根据工程要求求产品部件符合产品部件符合GM2617M,总成符合总成符合GM7400M83各车型衬垫材料应用比较各车型衬垫材料应用比较
