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汽车人机工程学引言汽车人机工程学是研究汽车与人机交互的多学科领域，主要涉及人类工程学、心理学、计算机科学和汽车工程等方面的知识。
随着科技的不断进步，人们对汽车的需求也越来越多样化，因此人机工程学在汽车设计和生产中起着至关重要的作用。
本文将探讨汽车人机工程学的基本概念、应用和未来的发展方向。
基本概念汽车人机工程学旨在提高汽车的人机交互效果，使驾驶者更加舒适和安全地操控汽车。
它涉及的主要概念和原理如下：人类工程学人类工程学是研究人与机械系统相互作用的科学，将人的生理和心理特征与机械系统的设计原则相结合。
在汽车人机工程学中，人类工程学的原理被应用于汽车仪表盘、座椅、操纵杆等部件的设计，以提高驾驶者的舒适度和操作便利性。
心理学心理学在汽车人机工程学中扮演着重要的角色。
通过研究驾驶者的认知和决策过程，可以了解他们对车辆信息和操作的感知和处理能力。
这些心理学原理被用于设计仪表盘显示界面、车辆警示和提示系统，以及驾驶员信息反馈等方面，以提高驾驶者的注意力和反应时间。
计算机科学随着计算机科学的发展，汽车人机工程学中的计算机技术也得以广泛应用。
计算机技术被用于设计交互界面、智能驾驶系统和车载娱乐系统等。
通过人机界面的设计和优化，可以实现更方便的操作和更智能化的驾驶体验。
汽车工程汽车工程是汽车人机工程学的重要组成部分。
了解汽车的结构和性能特点，可以更好地理解驾驶者与汽车之间的交互关系。
在设计汽车人机界面时，需要考虑车辆的操控性能、安全性和舒适度等因素。
应用汽车人机工程学的应用广泛存在于汽车制造业和汽车技术研发领域，其具体应用如下：1.车辆仪表盘设计：根据人类工程学原理，优化仪表盘布局和显示，以提供准确而易于理解的车辆信息。
2.车辆警示和提示系统：通过心理学原理，设计警示和提示系统，提醒驾驶者注意车辆的安全状况。
3.驾驶员信息反馈：通过计算机技术，设计反馈系统，及时向驾驶员提供操作指导和建议。
4.车辆人机交互界面设计：结合人类工程学和计算机科学原理，设计易于操作和高效的界面，提供更好的驾驶体验。
汽车人机工程标准汽车人机工程标准指的是一系列规范和准则，用于指导汽车设计师在designing、developing、testing and manufacturing汽车时如何考虑人类的生理、心理和情感需求，以确保汽车的使用和操作更加舒适、高效和安全。
汽车人机工程标准是全球范围内的一个重要问题，每个国家在汽车人机工程标准方面都有自己的潜在可能已经制定或者正在制定的标准。
在本文中，我们将讨论汽车人机工程标准的定义、原则和意义，以及它对汽车工业的影响和未来发展趋势。
定义：汽车人机工程标准是基于人体工程学原理，以及人力学、心理学、生理学和感官科学的理论，专门制定的标准，旨在提高汽车的设计质量和使用价值。
汽车人机工程标准涵盖的范围非常广泛，包括但不限于驾驶员的安全和舒适性、显示屏和控制面板的易用性、车门和窗户的操作等。
原则：汽车人机工程标准有一些重要原则，这些原则是基于人体工程学和以人为本的原则。
1. 以人为本的设计思想：这意味着，在设计汽车时，必须优先考虑汽车使用者的需求和期望，确保汽车的使用更加自然、舒适和高效。
这是一个非常重要的原则，也是汽车人机工程标准的所有原则中最基本的一个。
2. 最大程度满足驾驶员的需求和期望：汽车人机工程标准中指出，汽车设计应该尽可能满足驾驶员的需求和期望。
这包括但不限于汽车内部的操作系统、音响和通信设备，以及它们与驾驶员的互动方式的设计等。
3. 稳定和可靠的设计：汽车人机工程标准强调稳定和可靠的设计，这是为了确保汽车的安全性和舒适性。
这涵盖了各种方面，包括汽车的框架、刹车、悬挂系统以及安全装置等。
意义：遵循汽车人机工程标准的设计，可以给消费者带来一系列实实在在的好处：1. 提供更加舒适富有感官体验的驾驶体验：通过遵循汽车人机工程标准，设计者可以创造出更加符合人类工程学原理的车辆。
这意味着驾驶员不仅可以享受使用车辆所带来的愉悦，而且还能够避免身体的疲劳和不适感。
2. 提高驾驶员的安全性：汽车人机工程标准考虑了车内和车外的各种安全因素，包括汽车的刹车、悬挂、气囊系统等等，这将帮助消费者更加安全地驾驶汽车。
人机舒适性要求XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXX。
乘坐舒适性：前排人员坐姿要求，后排人员坐姿要求；操作舒适性：驾驶员前部手控舒适区，前车门手控舒适区，后车门手控舒适区，座椅下部手控舒适区，机盖开度舒适性要求，后背门（后行李厢）开度舒适性要求；3.1 乘坐舒适性3.1.1 前排人员坐姿要求前排人员包括驾驶员和前排乘客，在布置上需要满足相应的布置要求，一般情况下，驾驶员与副驾驶员设计坐姿一致，驾驶员还需特别关注下肢的布置角度要求，下图为驾驶员对人体主要关节角度的一般性要求————95%美国男性5%美国女性关节名称舒适角度最佳角度靠背角 20°＜A1＜30° 25°H: 胯点 95°＜A2＜110° 95°G: 膝关节 95°＜A3＜135° 125°CH:踝关节 85°＜A4＜110° 87°E:肩部点 25°＜A5＜60°C:肘关节 80°＜A6＜165°P:腕关节 170°＜A7＜190°M:指关节T: A点·舒适驾驶姿态-H点根据舒适驾驶姿态进行确定，不同车型的空间、坐姿角度的具体要求如下表所示。
表对于不同车型来说座椅靠背角度一般：25°为最佳舒适状态，靠背角度也可以根据实际需要做相应的调整；踝关节角度一般：87°为最佳舒适状态，关节角度也可以根据实际需要做相应的调整。
·方向盘与踏板之间的关系-方向盘和油门踏板位置根据95%美国男性四肢的舒适角度进行确定图·方向盘中心与H点的间距-纵向长度：405-415mm-垂直高度：370-380mm·方向盘下端与座椅垫之间的关系-我们称之为方向盘间隙-方向盘间隙：最小165mm·座椅调节滑轨的行程包括最前位置和最后位置。
汽车的人机工程学汽车驾驶座椅布置设计H 点人体模型中的H点是人体身躯与大腿的连接点,即跨点(Hip Point) ,它是与操作方便性及坐姿舒适性相关的车内尺寸的基准点。
驾驶员以正常姿势入座后,其体重的大部分通过臀部由座椅和坐垫来支撑,一部分通过背部和腰部由靠背来承受,另一部分通过左右手作用于方向盘上。
在这种特定的约束坐姿下,驾驶员在操作时身躯上部的活动必然是绕过实际H 点的横向水平轴线的转动。
人机工程学专家从多方面研究表明为了减轻驾驶员驾驶时的疲劳,驾驶员身体各部分之间的夹角应当保持在某一合理的范围之内, 这些角度称为舒适角(见图1 )H 点的分布区域的约束条件有如下几方面:( 1 ) 下肢舒适性约束：以驾驶员下肢的关节角度的舒适性作为约束来计算H点分布区域。
( 2 ) 上肢舒适性约束：以驾驶员上肢的关节角度的舒适性作为约束来计算H 点分布区域。
( 3 ) 视野约束：以保证驾驶员视野舒适性为约束条件计算H 点分布区域。
根据人体关节与驾驶室之间的几何关系,推导出舒适角计算公式, 以舒适角在舒适范围内和方向盘与身体不发生干涉为约束条件,确定合理的跨点高度、座椅水平调节量、靠背椅调节范围和方向盘位置及倾角, 然后利用计算结果绘制驾驶员上下视野极限,进行校正,找到合适点, 如图2 所示。
驾驶员在驾驶室中的坐姿几何关系如图3 所示。
A 点为驾驶员的脚和地面的接触点, B 点为人的膝关节点, C 点为人的肩关节点, H 点为人的胯关节点, D 点为人的肘关节点, E点为人的腕关节点, F 点为方向盘的中心,α1 为小腿和脚的夹角,α2 为大腿和小腿的夹角,α3 为大腿和躯干的夹角,α4 为躯干和铅垂线的夹角,α5 为大臂和小臂的夹角,αk 为大臂和躯干的夹角, X 为踏板和胯关节点距离, Z 为胯关节点的高度, L 为转向杆的长度, XE 和ZE 分别为腕关节到转向器的水平和垂直距离, XF 和ZF 分别为方向盘中心到转向器的水平和垂直距离,αF 为转向杆和水平线的夹角,人体尺寸对于特定的百分位是常量。
TJI/YJY样车人机工程测量标准1范围本标准规定了样车人机工程相关参数的测量，适用于公路和城市道路上的乘用车，其他各种汽车和汽车列车可以参照执行。
2规范性引用文件GB/T 11563-1995 汽车H点确定程序GB/T 11559-1989 汽车室内尺寸测量用三维H点装置GB 10000-88 中国成人人体尺寸GB/T 7258 汽车安全运行技术条件GB/T 19234 乘用车尺寸代码GB/T 12673 汽车主要尺寸测量方法3术语和定义无4要求测量要求4.1.1按95%中国人体（或客户要求人体标准）测量；4.1.2测量内容（详见附录A）4.2测量方法4.2.1驾驶员位置测量4.2.1.1 调整整车状态按照国家标准通过水平仪测量，把车辆调整到地板水平状态。
4.2.1.2确定整车基准坐标系4.2.1.3确定参考坐标点在驾驶室内部地板面上，驾驶座椅对称中心面上有明显特征处确定一参考基准点。
并测量此参考基准点相对于整车基准点的相对位置，拍照，做好相应记录。
4.2.1.4驾驶座椅定位测量驾驶座椅前后行程，将驾驶座椅调整到最后最低位置，初步调整靠背角度在18~25度之间。
4.2.1.5加速踏点定位确定人模踵点向上沿脚底中心203mm处的脚底踩点与加速踏板中心点，做好标记。
测量加速踩踏行程，拍照，做好记录。
4.2.1.6方向盘定位方向盘调整至最后最下位置，并锁紧；4.2.1.7人模放置与调整将细软普通针织棉布铺在驾驶座椅上，将三维H点人模装置调整至中国人体95百分位的男性，放至驾驶座椅正中间位置，使右脚踩点位置正对加速踏板中间踏点位置，脚后跟踵点搁置在地板面上，脚角范围在87°~110°，左脚自然地平放在地板相应位置，腿部自然弯曲，，适当调节座椅靠背角，使人体模型自然坐于驾驶座位上，背部自然靠与座椅靠背上。
4.2.1.8 测量用卷尺、铅锤、角度尺、高度尺等测量人体坐姿、人体相对于驾驶座位参考基准点的相相对位置尺寸，拍照、做好记录。
汽车人机工程标准范本(doc 36页)人机舒适性要求XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXX。
乘坐舒适性：前排人员坐姿要求，后排人员坐姿要求；操作舒适性：驾驶员前部手控舒适区，前车门手控舒适区，后车门手控舒适区，座椅下部手控舒适区，机盖开度舒适性要求，后背门（后行李厢）开度舒适性要求；3.1 乘坐舒适性3.1.1 前排人员坐姿要求前排人员包括驾驶员和前排乘客，在布置上需要满足相应的布置要求，一般情况下，驾驶员与副驾驶员设计坐姿一致，驾驶员还需特别关注下肢的布置角度要求，下图为驾驶员对人体主要关节角度的一般性要求CH:踝关节 85°＜A4＜110° 87°E:肩部点 25°＜A5＜60°C:肘关节 80°＜A6＜165°P:腕关节 170°＜A7＜190°M:指关节T: A点·舒适驾驶姿态-H点根据舒适驾驶姿态进行确定，不同车型的空间、坐姿角度的具体要求如下表所示。
表对于不同车型来说座椅靠背角度一般：25°为最佳舒适状态，靠背角度也可以根据实际需要做相应的调整；踝关节角度一般：87°为最佳舒适状态，关节角度也可以根据实际需要做相应的调整。
·方向盘与踏板之间的关系-方向盘和油门踏板位置根据95%美国男性四肢的舒适角度进行确定图·方向盘中心与H点的间距-纵向长度：405-415mm-垂直高度：370-380mm·方向盘下端与座椅垫之间的关系-我们称之为方向盘间隙-方向盘间隙：最小165mm·座椅调节滑轨的行程包括最前位置和最后位置。
-最前位置：5%的美国女性-最后位置：95%的美国男性*如果是大中型汽车，H点可以位于最后位置的前方表-座椅调节滑轨倾斜角：3°-5°·头部间隙-顶盖装饰板与驾驶员视点之间的高度：200mm -230mm·视觉-确定H点应在考虑前后视野的基础上寻求良好的视觉效果3-2）横向H点位置·应考虑以下因素：-内部乘员宽度-车顶纵梁（横向头部间隙）-方向盘-踏板-等等·内部乘员宽度-肩部空间和臀部空间-考虑到车门内饰和副仪表板的有效空间表·H点位置表·横向头部间隙表·方向盘和踏板踏板的分类：手动挡踏板和制动档踏板手动挡踏板的外形尺寸制动档踏板的外形尺寸油门踏板、制动踏板、离合踏板的相对位置的确定图*SgRP( 座椅参考点): H点踏板间距（mm）踏板高度差（mm）分类C B *1)A*2)A-BB-C 油门-刹车刹车-离合器设70-80 40-50 最60-70 70-80 30-40 0-计指南小1655注：*1) 右置: 最小155；*2) 右置: 同样概念说明：1.θ1 1°- 2°(正常:1.5 °)L ( 方向盘与H点在平面上的长度): 0-10mm 注：*2 H点为座椅调节范围尺寸代码①（此尺寸仅供参考）②③④⑤AHP (油门踪点)4．后H点·如果是紧凑型和小型轿车，应考虑到乘客空间比后乘客厢更为重要。
但是，大中型轿车则不同。
·一般来说，后乘客空间是根据车辆等级采用下列一些人体模型建立起来的。
表4-1)沿长度和高度方向的H点位置·后H点取决于前H点和后车轮中心·正常情况下，地板护面到H点的高度为300mm表·检查头部向后摆动间隙4-2）沿宽度方向的H点位置·H点的位置应根据95%的美国男性进行确定而不考虑车辆的尺寸-95%美国男性尺寸表-后H点离车中心至少为250mm-后H点离轮罩内侧至少900mm以避免臀部与轮罩进行干涉-后H点应象前H点一样考虑头部间隙表表-由于造型原因，后排横向头部间隙在正常情况下至少要比前横向头部间隙大5mm3.1.2 后排人员的坐姿要求相对于前排乘客来说，后排乘客对腿部的要求没有前排的那么多，其它关节位置的角度要求可参考前排乘员来进行设计，但后排乘客需要考虑头部后仰空间的要求，要保证后排乘员头部运动的过程中不会碰到行李舱隔板装置，具体区域如下图所示：图安全带、高位制动灯、行李隔板及其它装饰板布置时要注意满足乘员头部空间的要求，不要超过上图所示的乘员头部轮廓线。
3.2 空间要求的具体定义3.2.1 头部空间的定义头部空间是针对大众人群的，因此定义头部空间时需要考虑95%的人体的头部包络线图图如图所示1. W27——头部间隙斜向空间；2. H35——纵向空间；3. W35——横向空间。
设计时为保证人体舒适性需要满足前期策划时定义的工程目标值3.2.2 肩部空间、臀部空间前期策划时要考虑驾驶员、乘员的肩部空间、臀部空间，可以参考竞品车定义其工程目标值。
图如图所示1. W3——肩部空间；2. W5——臀部空间设计时需要满足前期策划时的工程目标值3.2.3 后排乘员膝部空间前排座椅调整到最后位置时，后排乘员的膝部最小间隙为51mm，如图所示：图3.2.3 脚部空间脚部空间主要是评价人进出车辆方便性的一个指标图如图所示1. L18——车门开启最大时，从门槛内饰上方的102mm处测得的座垫与内饰件最小距离2. 四门车——前排L18最小值为440mm、后排最小值为300mm。
3. 两门轿车——前排L18最小值为440mm、后排最小值为200mm3.2.4 小腿与门槛外板的间隙人下车时小腿与门槛外板要留有一定的间隙，主要是考虑5%的女性在下车时小腿与门槛不相撞即可，如下图所示图3.2.5 方向盘与坐垫的间隙考虑人机舒适性，方向盘下端与坐垫要有足够的间隙图如图所示H74——方向盘下端和坐垫的最小间隙推荐值为150mm。
3.3 车门扶手舒适区域前、后车门扶手的高度要定义在扶手舒适区域内图后视图图1.定位扶手使驾驶员可以紧握方向盘并把胳肘放在扶手上歇息，为适应胳肘要求，可把扶手固定在H点与胳肘舒适区域前部的边缘之间。
2．外扶手高度应在内扶手高度的25mm之内。
3.整个胳肘舒适区域的扶手宽度为：50-60mm4.为了方便前臂，整个前臂舒适区域具有30mm的最小扶手宽度。
3.4 车内中间扶手箱舒适区域3.4.1 扶手箱的高度车内中间扶手箱的高度根据车门扶手的高度来确定，车内中间扶手的高度应在车门扶手高度的25mm之内满足人机舒适性的要求。
图3.4.1 扶手箱的宽度适用两人的扶手宽度最少为：100mm；适用壹人的扶手宽度最少为：50mm。
图图3.5 车门内拉手舒适区域（适合所有类型的车门内拉手）车门内拉手在车门内扶手上面，其高度根据车门内扶手的高度而定。
图1. 车门内拉手的最小抓握长度120mm要在B区域内，如果拉手的长度超过120mm可以在C区域内;2. 抓握区域最小半径5mm；3. 建议抓握直径最小25mm，最大50mm。
车门内拉手的类型：a. 杯型拉手；b. 全握式拉手；c. 带型拉手；d. 棒式拉手3.5.1 杯型拉手图杯型拉手的尺寸要求为:1. 抓握打开宽度：最小30mm；2. 拉手深度：最小36mm；3. 上部最近接触点的间隙最小30mm。
3.5.2 全握式拉手图全握式拉手的尺寸要求为：抓握打开宽度：最小35mm3.5.3 带式拉手图带式拉手的尺寸要求为：1. 最小手指间隙：40mm；2. 上部（斜向间隙）30mm外侧（横向间隙）。
3.5.4 棒式拉手图图棒式拉手的尺寸要求为:1. 手进入/外侧间隙：最小20mm ；2. 手进入/上部间隙：最小40mm；3. 手进入/下部间隙，棒顶端至罩盖下端：最小30mm。
3.4 进车车辆方便性的要求车辆进出高度主要进出车辆方便性的测量方法。
前期定义时要全面考虑人机舒适性的要求，定义足够的出入空间·进入高度-前（H11）：从前H点X平面至H点位置上方装饰车身开启处的垂直尺寸。
·进入高度-后（H12）：从后H点至H点前方330mm的一个截面上部装饰车身开启处的垂直尺寸。
·出口高度-后（H69）：从后H点至上部装饰车身开启处的垂直尺寸。
它位于装饰车身开启处与后H点上方483mm一个水平面相交处前方254mm 这个位置。
图如图中所示车辆进出高度的参考值为1. H11——进入高度-前：770-800mm；2. H12——进入高度-后：760-810mm；3. H69——出口高度-后：710-780mm。
设计时要满足前期定义的工程目标值1.2 操作舒适性1.2.1 驾驶员手控操纵区域为方便驾驶员在正常驾驶位置时的操纵，仪表台及其周边的按钮装置要布置在驾驶员受控区域内。
图1. 曲面A——三指手控区域（旋转类按钮例如：空调旋钮、收音机旋钮等要布置在此区域内）；2. 曲面A沿X方向前移50mm——手指手控区域（触摸类按钮例如电动后视镜开关、除霜加热开关、A/C开关等要布置在此区域内）；3. 曲面A沿X方向后移50mm——全握手控区域（抓握类机构例如换挡机构、驻车制动机构等要布置在此区域内）。
1.2.2 前车门合理手控区域前车门上面的控制开关、车门开启手柄等控制器要布置在相应的控制曲线之内。
上部手控界限以水切为界。
图1. 红色线框——“无倾斜”控制要求曲线；2. 曲线A沿X方向前移100mm（H点上方128mm）——需用手全握进行操纵的控制曲线，例如车门开启手柄；3. 曲线A沿X方向前移100mm（H点下方100mm）——无需用手全握进行操纵的控制曲线。
1.2.3 前车门下部合理控制区域随座椅前后移动的控制器要布置在相应的操纵区域内，方便操纵。
图图中所示4条曲线——随座椅前后移动的控制器的控制曲线。
1. 曲线A——身体无倾斜时手指操纵的控制范围；2. 曲线B——身体无倾斜时指尖操纵的控制范围；3. 曲线C——身体倾斜时手指操纵的控制范围；4. 曲线D——身体倾斜时指尖操纵的控制范围。
*注：安装座椅边侧控制器至少要在正常坐垫以下75mm以确保进出汽车的使用者在坐垫下压时不会接触控制器。
1.2.4 后车门合理控制区域后车门内饰上的控制器要布置在相应的操纵区域内图图中所示的曲线——不随座椅前后移动的控制器边界线1. 图中所示红色线框——用手全握操纵的控制器边界曲线，例如手动玻璃升降器等；2. 红色线框的I、D两点向下延伸至G点——无需用手全握操纵的控制器边界线，例如电动玻璃升降器开关等。
1.2.5 后车门下部合理控制区域座椅上的控制器要布置在相应的操纵区域内图图中所示4条曲线——不随座椅前后移动的控制器的控制曲线。
