原创《基于人机工程学的汽车驾驶舱设计》
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摘 要：驾驶舱相对封闭、空间狭小、形状不规整、结构复杂,与车门、车底及车顶等构成了整车产品,驾驶舱设计是汽车设计工作中需要考虑的一项重要因素,驾驶舱设计可影响汽车驾驶性能、车内乘坐条件与环境,反映汽车厂商的车辆设计与制造水平,影响汽车产品市场占有率.设计驾驶舱时可根据人机工程原理改善驾驶舱环境、保证驾驶舱平顺性,改进驾驶舱结构,减少心理、肢体、听觉、视觉疲劳,让乘员与司机可产生良好心理、生理感觉,使人体感觉驾驶舱环境便利、舒适.
关键词：驾驶舱；汽车；人机工程；设计
1引言
人机工程学关注人在特定环境中的心理、生理、解剖等因素,打破了社会科学、人体科学、医学、技术科学等学科之间的界限,研究在环境、机器与人的互动中如何改善人的工作状态、舒适度,减轻疲劳、降低能量消耗与事故概率.目前该理论已日益成熟,被用于解决汽车产品设计等棘手的工业设计问题.可在设计汽车驾驶舱时应用人机工程理论,使驾驶舱形状、空间、线条、色彩等对人的行为意志、感情产生积极影响,体现人造物对人身心的匹配性与亲和性,保证驾驶舱设计物比例关系吻合人体结构尺寸,适应视觉特征、生理结构、尺寸,统一造型性、人机性与舒适性,使疲劳程度达到最低限度,舒适灵活程度达到最高限度.
2基于人体坐姿控制参数的驾驶座椅设计
背靠应能够缓解肌肉紧张、定位与支撑躯干、保持脊柱姿势轻松,避免腰背部横向滑移,同时使臀部离开背靠稍向前移,满足休息便利、驾驶安全及舒适要求.因此,背靠倾角设计范围应在800—1600之间,背靠宽度可设计为480mm左右,高度可设计为730mm左右,尽量设计高靠背,必要时可加靠枕.椅面过低可导致背肌负荷增加,过高容易压迫大腿肌肉,设计时可将椅面高度控制在280mm~ 360mm之间；设计倾角时需同时考虑安全性与舒适性,减轻身心疲劳,以3.—8.为宜,避免增加大腿压力、影响血液循环,同时防止臀部前移,将大腿与上半身形成的夹角控制在1 00.左右.椅面深度过小不能有效支撑大腿,深度过大不能支撑腰部,设计时可将深度控制在480mm左右,以保证背靠能够支承腰部,腿弯不受阻碍,避免挤压大腿.保证椅面凹槽适应臀部,以充分包裹与支撑大腿、臀部[1].椅面宽度应能横向支撑驾驶员,满足自由活动要求,避免臀部在离心力的作用下横向滑动,可将椅面宽度设计为500mm左右.上述设计参数见图l.扶手高度应在坐垫高度以上250mm~ 300mm,座垫软硬适度,采用透视性、透气性好,耐磨及伸缩性、弹性良好的棉织品设计座椅饰面.设计座椅结构时应保证坐垫骨架与驾驶员之间的距离>40mm,背靠骨架与驾驶员之间的距离>3 5mm,防止驾驶时受到硬物挤压,可在肩胛骨处（高于第5胸椎至第6胸椎）与腰椎处设置支撑,防止颈曲变形及促使腰弧曲线接近正常状态,减轻腰肌疲劳.利用减振材料与透气性好的材料（乳网状材料等）制造座椅,结合座椅共振试验数据与整车路谱设计纵向减振系统或空气悬挂系统,根据温度环境与季节变化调整座椅面料,或设计充气座垫,避免椅面过于松软,以防止骨骼、全身受力不均及导致腰酸背痛,消除角振动或竖直振动,降低共振频率,加速血液循环,提高人体舒适性与减轻疲劳感、背部疼痛.此外,可在驾驶座椅结构中设计监测系统、智能传感系统、按摩系统等.
3基于视野、手触及界面的仪表板、副仪表板设计
设计仪表板时可将人体模型作为标尺,包括5%人体模型（儿童）、50%人体模型（女性）、95%人体模型（高大男性）,设计方法见图2,设计时应保证副仪表板与加速踏板间的距离>40mm,副仪表板与制动器间隙应> 35mm,AHP点与下沿间的距离>3 00mm.仪表板离驾驶员的距离较近,多种控制按键,如玻璃升降、空调、多媒体等的控制按键均被安排在仪表板中,为确保驾驶员可以在行驶中轻松控制按键,应在伸手范围之内设计常用按键,保证人体肩点与控制按键间的距离<700mm.在设计仪表板中的仪表组合布置形式时,应保证操作者可以在不改变身体位置、不转动眼睛及头部的情况下对仪表信息一目了然,以减轻疲劳感及保证高效驾驶.对此,在设计仪表板中的组合仪表时,应考虑盘面角度与目视距离两项因素.盘面角度应取决于眼椭球与表盘中心连线所在的位置,因观察物与视线处于平面垂直状态时可有效减小认读误差,因此设计时应保证眼椭球与表盘平面中心连线夹角为90.&plun;10.,见图3.设计目视距离时可参照Henrry Dreffns设计标准,以550mm左右为宜,设计范围为460mm~ 710mm,避免因太近或太远而导致视觉疲劳州.设计仪表时应以数据清晰及准确、工作可靠、结构简单、耐冲性能及抗震性能良好为原则,设计时注意避免风窗玻璃反射仪表光线,以免在夜间驾驶时导致风窗玻璃出现仪表表板成像,影响驾驶员观察路况及引起行车危险,为避免仪表板反射成像,在设计阶段可采用图4所示的方法进行校核.此外,设计仪表板时应注意防止组合仪表向驾驶员视野反射车外光源,常用的设计方法为在仪表上设计遮光罩,预防发生眩目及影响驾驶安全.
4驾驶舱环境设计
振动可对驾驶舱环境产生负面影响,振动较为剧烈时可损害驾乘人员身心健康,设计驾驶舱时应注意控制振动.除了控制驾驶座椅共振之外,还可以采用以下设计方法：设计阶段需控制好零件精度,保证零件紧密接触,防止因错位或松动引起振动,设计零件连接形式时可采用柔性连接代替刚性连接设计,在连接部位设置柔性材料,如橡胶垫等,减小刚性碰撞引起的驾驶舱振动.设计轮胎材料时,应尽量选用柔软度高及富有弹性的橡胶材料；设计底盘时应调整好悬架弹性系数与阻尼系数,运用半主动或主动控制技术降低振动频率,防止路面向驾驶舱传递振动.驾驶舱噪声可导致听力降低、听力疲劳、心烦意乱,设计驾驶舱环境时,应注意抑制噪声传播途径、控制声源.驾驶舱内的空气流速、热辐射、湿度、气温等气候环境可影响人体的舒适性,在设计阶段要合理计算空调送风参数,同时在汽车设计贴膜,设计隔热玻璃、隔热金属合金车身,确保外界气温较低时可以降低驾驶舱内部热量损失,外界气温较高时可起到隔热作用.
5结语
综上,人、机的能力限度不一,基于人机工程设计汽车驾驶舱,可协调人机系统,使驾驶舱环境健康、整洁、安静、舒适、安全、温度适宜.设计驾驶舱时应体现出入文关怀,分析文化、生活环境、心理与生理因素,考虑人体机能参数,包括体表面积、动作习惯、重心变化、动作速度及频率、操作控制活动范围等,约束驾驶舱中的转向盘、腿部空间、顶盖、视野,定性设计驾驶舱安全结构,避免驾驶舱结构复杂及操作不便,使驾驶舱乘坐舒适、驾驶视野良好.此外,应从人与环境共生和谐角度设计驾驶舱,使驾驶舱照明、色彩、热环境、噪声等符合人机工程理论,发生意外时能有效保护乘员与司机,使汽车被动安全与主动安全设计实现有机统一.
参考文献：
[1]喻少高．某皮卡选换挡操纵装置人机工程设计理论及应用[J]汽车实用技术,2015(12)：35-39．
[2]韦永全,郭鹞,张戌,刘雁翔．双层客车司机控制台人机工程学设计分析[J]机车电传动,2016 (3)：50-54．
[3]马岩,王志鹏,数控往复式锯材剖分锯操作一显示面板的人机工程分析[J]．林业机械与木工设备,2015,43 (1)：19-22.
[4]张国宝,汪伟忠,倪亮亮．基于人机工程的物流运输三参数风险评估模型[J]．中国安全生产科学技术,2016,12 (4)：170-174．
人机工程学论文参考资料：
本文结束语：此文是一篇适合人机工程学和驾驶舱和汽车论文写作的大学硕士及关于人机工程学本科毕业论文，相关人机工程学开题报告范文和学术职称论文参考文献。
