人机工程学在汽车驾驶室显示装置上的应用分析
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人机工程学在轿车驾驶室设计中的应用摘要:文章从人机工程学的观点出发,以人体参数为基础对国产轿车驾驶室的设计原则进行了较为详细的阐述,为轿车驾驶室设计提供了一定的参考依据。
关键词:人机工程学;人体参数;驾驶室设计随着轿车在人们生活中的普及、高速公路的发展,汽车速度的提高,驾驶室设计如何适应人体机构的要求,确保人一车系统的高效和安全、乘坐的舒适等已经成为目前汽车驾驶室设计中的一个突出问题。
从人一机一环境的关系对轿车驾驶室进行设计分析,人不再是被动地去适应汽车,而是使其与汽车融合共同完成一个目标。
充分考虑人的因素对轿车的设计理念予以更新确保轿车更舒适、更安全,更大限度满足驾驶者的需要,从而使轿车驾驶室的人一机一环境系统总体性能达到最优。
1国内外研究现状国外在应用人机工程学研究轿车的驾驶室以及附件的设计方面已经进行了长期而卓有成效的工作,但是研究的成果主要集中在提高轿车驾驶舒适度方面。
进入20世纪90年代以来,美国,日本和欧洲各大汽车公司按照以人为本的设计理念比以往更加注重人机工程学的研究成果,其原理不仅用于提高汽车的操作便捷性和乘坐舒适性,而且越来越多的被引入安全车身的结构设计中,中国在这一方面的设计与发达国家差距还很大。
中国人机工程学研究从上纪30年代开始,但是系统的和深入的研究则在改革开放以后,目前人机工程学在我国不仅需要研究和提高,更需要大力的宣传和善及,尤其是在轿车车身与驾驶室设计方面与国外发达国家有很大的距离。
随着我国科技和经济的发展,对产品的人机工程特征也日益重视,我国的973,$863,十五和十一五计划均将人机交互列为主要内容。
2驾驶人体特性的研究人机工程学要求人一机一环境能形成一个和谐统一的整体,更加方便、舒适、安全、高效的为人类服务,人体特性参数是驾驶室设计的基础。
由于群体中的个体与个体之间存在着差异,使用统一的尺寸作为标准则会显得不太妥当。
一般来说,某一不具有代表性的特殊个体的尺寸是不能作为驾驶室设计依据的。
现代汽车驾驶室的人机工程设计——思承玉兰心前言:现代汽车不仅在外观上较过去几十年发生巨大变化,在驾驶室的设计方面,也从原来的实用、操作简便,过渡到现在越来越注重的人机交互体验。
以前的少数拥有专门驾驶技能的专职司机已经转变为现在的千千万万的普通驾驶者。
他们作为汽车使用者和拥有者,对现代汽车的驾驶感受越来越看重。
不仅注重舒适性、操作简便、安全性等,在色彩、外形等视觉效果方面也有较高的追求。
现代汽车的驾驶室作为人机信息交互的重要平台,其设计要紧紧围绕“宜人”的设计理念。
运用人机工程学理论,科学的设计驾驶室的各工作区域,以更好的达到人与汽车的融合,使驾驶员得心应手、安全驾驶,这也是现代汽车驾驶室,应用人机工程设计的存在之必要。
一、驾驶室内显示仪表的设计一般现代汽车驾驶室内有两个显示仪表,一是仪表盘,二是多媒体中控屏(有些豪华汽车上会有两个或多个)。
还有些豪华车中控部位有时钟,这些都属于显示仪表。
但这里,我们主要涉及仪表盘的人机工程设计。
驾驶室内的显示仪表是驾驶员获取汽车工作信息的主要窗口,它合理优良的设计能使人和汽车系统更加稳定而高效地工作,使人与汽车之间的信息传递更加充分。
因此,在设计和选用显示仪表时,必须考虑人的视觉特征、生理和心理特征,确保驾驶员观察迅速、准确而不易疲劳,能更好的防止误视读和误操作。
1. 仪表盘位置1) 视角:一般人的最佳眼睛转动区为左15°右15°、上25°下25°,即驾驶员的视野在这个范围内观察重要行车仪表数据时,看到的影像最清楚。
因此,在设计时应把仪表盘大致布置在此范围内。
人的水平视野和垂直视野2) 视距:一般人的操作视距范围在38~76cm 之间。
即驾驶员在操作系统中正常的观察距离在此范围内,所以,在设计时应把仪表盘大致布置在此范围内。
2. 仪表形式仪表的形式因其用途不同而异。
仪表盘作为重要信息的显示系统,它不仅显示重要的行车参数如车速、转速、行驶里程、油量,还有车辆安全数据信息如机油压力、冷却水温度、和胎压监测以及一些警示提醒。
驾驶室人机分析与报告机车驾驶室是机车乘务员的作业场所,在机车驾驶室的设计中,应用人机工程学,其目的是使所设计的机车驾驶室不仅能满足机车乘务员的作业要求,而且能使机车乘务员操作方便、舒适、安全,减少体力疲劳和精神负担。
1、从人机关系方面考虑机车驾驶室的设计(1)操纵台面板的设计机车操纵台是列车运行的人机界面,是机车乃至列车设备系统的集中反映,操纵台上器件设置是否科学合理,对乘务员能否全面准确的完成驾驶智能有很大影响。
根据人机工程学,在布置控制器或显示器时,还应考虑功能性,即将功能上相关的控制器或显示器,布置在邻近位置上,对在操作程序上彼此有联系的几个控制器,按使用顺序予以合理布置,一般是由左至右或由上到下2种方法兼用排列。
幅控制系统设计还要考虑各种操作件的造型、色彩和运动方向。
操作手柄的外型一般要根据手幅的长度、手握的粗度、手掌肌肉和手柄接触位置来设计。
按钮接通/断开要有灯光色彩的显示。
按钮、旋钮和手柄三者的运动方向应符合外力的方向。
显示装置设计还要考虑选择显示器和仪表的易读性和准确性。
对于定量读数的显示,选择电子式数字显示。
对于定性读数的显示,由于它不要求具体的数字,且模拟显示更为灵敏、方便,因此选用指针式显示。
(2)座椅的设计在机车驾驶中,乘务员主要采用坐姿工作,人与机器的一个重要接口即为座椅。
座椅的设计与布置直接影响到乘务员的乘座舒适性和室内其它相关设施的布置。
合理安置座椅,改善人与座椅之间的关系,对于给乘务员创造一个舒适安全的工作环境,起至关重要的作用。
考虑座椅应有良好的静态特性、动态特性及足够的结构强度、刚度,并能进行适当的调节,还要符合乘务员的了望要求,根据人机工程学设计理念,对座椅进行如下设计要求: ①乘务员坐定在座椅上,在最佳视角范围内对侧窗几何中心进行了望时,其头部转动的角度不得超过60°,透过侧窗观察后视镜时,应能看见站台的发车信号。
②座椅高度可以调节,其可调范围应该满足不同身高使用者的要求,使用者的脚和腿能保持在舒适位置。
人机工程学在驾驶室设计中的应用裴凯东;王凡;高建良【摘要】应用人机工程学的相关理论,从驾驶室的内部布局设计和驾驶室的空间设计来阐述驾驶室的研发思路,结合评价手段和方法对驾驶室进行分析,充分地把人的因素考虑在内,使得驾驶室系统最优化。
%Applying the theory of ergonomics ,from the interior of the cabin layout design and space of the bridge design to illus‐trate the development way of thinking of thecab ,combining evaluation means and methods to analyze the cab ,fully the human factors into consideration ,make bridge system optimization .【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】3页(P40-42)【关键词】人机工程学;驾驶室;设计【作者】裴凯东;王凡;高建良【作者单位】中北大学机械工程与动力学院,山西太原 030051;中北大学机械工程与动力学院,山西太原 030051;66173部队,山西大同 037000【正文语种】中文【中图分类】TU60引言人机工程学,是一门新兴的边缘科学,主要是应用人体力学、人体测量学、劳动心理学、劳动生理学等学科的研究方法,对人体结构特征和机能特征进行的研究[1]。
而驾驶室是驾驶员的作业场所,是车辆的关键部位。
驾驶室设计的好坏,直接影响车辆是否能满足驾驶员的作业要求,也影响驾驶员操作是否方便、舒适、安全、减少疲劳和精神负担。
本文主要应用人机工程学理论对驾驶室的设计和评价方法进行阐述。
1 驾驶室内部布局设计1.1 H 点人体模型的应用H 点是指人体身躯和大腿的铰接点,即胯点,在人体模板中是髋关节[2]。
QICHE YUNYONG2009年·第8期·总第202期人机工程学概述定义人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关学科知识,研究组成人机系统的机器和人的相互关系,以提高整个系统工效的新兴边缘科学。
人机工程学研究在设计人机系统时如何考虑人的能力以及人与机器、作业和环境条件的限制,还研究人的训练、人机系统的设计和开发以及同人机系统有关的生物学或医学问题。
对于这些研究,北美称为人因工程学或人机工程学,俄罗斯称为工程心理学,欧洲、日本和其他国家称为工效学。
特点在认真研究人、机、环境等3个要素本身特性的基础上,不单纯着眼于个别要素的优良与否,而是将使用“物”的人和所设计的“物”以及人与“物”所共处的环境作为一个系统来研究。
在人机工程学中,将这个系统称为“人-机-环境”系统。
这个系统中,人、机、环境等3个要素之间相互作用、相互依存的关系决定着系统总体的性能。
主要研究内容机器系统中直接由人操作或使用的部件,应设计成便于操作者有效使用,以保证人机系统的工作效能达到最优;从保证人的安全、健康舒适和高工作效率出发,提出环境控制和安全保护装置的设计要求;人机系统总体设计最优化。
人机工程学在汽车设计中的应用在驾驶员-车辆-环境系统中,驾驶员是人机工程学研究的核心对象。
随着机动车用途的日益扩大、形态的日益多样化、功率和工作速度的不断增长、自动化程度的不断提高,以及道路和交通环境条件的日益复杂化,驾驶员的工作越来越繁重、复杂,因而对改善驾驶员劳动条件的要求越来越迫切,这就使得机动车辆设计和使用中人机工程学的重要性更为突出。
能否更多应用人机工程学,是汽车设计是否人性化的一个重要标志。
怎样在汽车设计中体现人性化呢?人与机器共同工作,人有人的特性,机器有机器的特性,要设计出能最大限度与人协调工作的机器,就要充分研究两者的特性,才能设计出良好的人机界面。
人机工程学在对人的特性进行详细研究的基础上,设计了一系列的设计准则,用来指导机器产品的设计,主要是人和机器之间的界面设计。
基于人机工程学理论的汽车驾驶室布置系统基于人机工程学理论的汽车驾驶室布置系统1、GenPad是基于人机工程学理论开发的一整套汽车驾驶室布置系统的设计程序。
2、现代人机工程学追求的目标是人-机-环境系统总体性能的最优化。
3、GenPad是Generic Parametric Design 的缩写,多年来一直受到许多汽车行业的设计人员的广泛的应用。
GENPad通过CAD模型的参数化设计克服了这些缺点,这些模型可以被自动化的更新,让长时间的繁杂设计在几秒钟内得以完成。
4、GenPad从驾驶员的安全、健康等出发-人机工程学技术,将驾驶员的不满意因素进行综合考虑,配合工程师对各细节部分作人性化的设计。
造成驾驶员不满意的因素:仪表盘面板发出的反射光干扰了驾驶员的视线收音机按钮不在司机伸手所能触及的范围司机不能随手打开车门改进方法控制件均处在司机随手触及的范围内视线和反光区域都得到了人类工程学理论的校合各内饰部件的布置均留出了充分的余量,以满足司机的舒适驾驶5、大家知道车厢内部空间所布置零部件或控制装置的每个尺寸、控制系统的结构、形状等,都将直接影响到设计,比如:信息显示是否既便于接受,又易于做出判断;控制系统的尺寸,力度,结构,形式是否适合操作者的需求;人所处的作业条件舒适安全,是否有利于身心健康,能否充分发挥人的能力等等。
GenPad 正是从这些实际的应用出发开发的一套实用的软件系统。
然后我们来了解一下GenPad的作用、应用范围、以及操作过程。
6、GenPad的设计流程大致是这样的,设计工程师将客户需求通过统计测量,转换成数据资料后从Vistoen网站的GenPad的网页递交,通过GenPad计算后,输出一个iges格式的surface文件,然后设计工程师将得到的iges文件导入图形软件,如PRO-E、UG等等,从中来判断工程师的设计是否符合要求。
下面我们大家看一些例子。
7、GenPad 的主要研究对象是在正常情况下,驾驶员在驾驶室内的触及范围、视野范围、以及碰撞过程中的头部、腿部的碰撞区域等等的问题。
2020年第27卷第1期汽车驾驶室的人机工程学分析张 帅,张艳欣(沈阳理工大学艺术设计学院,辽宁沈阳110159)摘 要:汽车驾驶室特别是驾驶员的操作空间设计,必须符合人机工程学。
人机工程学中的人体尺寸参数和人体结构特征使设计的产品更利于人体健康和操作舒适。
而基于汽车生产的特性,要求设计必须符合各种人群的人机关系。
分析了汽车驾驶舱内具有可调节性的配置,借此研究通用设计与汽车驾驶室的联系。
关键词:汽车驾驶室;人机工程学;通用设计doi:10.3969/j.issn.1006-8554.2020.01.073 汽车驾驶室空间与人机工程汽车驾驶室作为人自主操作的典型工作空间,在人机工程学中一直是重要的研究方向。
汽车驾驶室空间狭小,活动范围有限,对驾驶员来说,长期处于驾驶状态,如果人机关系不能匹配,就会造成肌肉疲劳和驾驶风险。
良好的人机关系是驾驶舒适性、安全性的重要保证。
通过人机工程学的相关理论对驾驶室进行适合人体工作的设计优化后,可以减缓肌肉疲劳,也可以降低驾驶人员在长期驾驶过程中造成的驾驶危险。
对驾驶室的人机工程研究,主要是在车辆大构架尺寸固定的情况下,以不同身材的人的舒适性为前提,通过人体尺寸、人体生理、心理的特点考量,对已有驾驶舱设计进行分析完善,归纳总结不同功能区设计的最佳尺度,最大限度地创造舒适、健康的工作环境。
对汽车驾驶室而言,人机工程学的重要性可想而知。
人机工程学通用设计应用汽车驾驶室是一个活动范围很小的工作空间,操作空间有限,导致人的工作姿势受限。
其工作特点是:工作时间长、以静态坐势和反复性工作姿势为主、负荷小。
由于长时间处于静态姿势和重复操作姿势,长期肌肉疲劳会导致骨骼肌肉方面的疾病。
汽车的驾驶舱设计就要考虑到驾驶者的身体健康因素,为其创造一个舒适的驾驶环境。
从人的角度上看,人机工程学可以改善驾驶室的人机环境,提高驾驶员的生理、心理舒适度。
除此之外,在经济角度上讲,人机工程学也为驾驶室设备的尺寸设计、空间布置提供了一个参数范围,可以使驾驶室最大限度地满足不同身形和性别的驾驶者,降低了经济成本。