汽车人机工程学-2讲解

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。

汽车设计中的人机工程学原理在现代社会，汽车成为人们生活中不可或缺的一部分。

对于汽车的设计来说，除了外观和功能，人机工程学原理也是至关重要的。

人机工程学是一门研究人与机器之间相互作用的学科，它旨在提高用户的满意度和效率。

在汽车设计中，运用人机工程学原理可以提高驾驶员的舒适度、安全性和驾驶体验。

本文将探讨汽车设计中的人机工程学原理，并说明其在汽车设计中的应用。

一、座椅设计座椅是汽车设计中重要的组成部分，它直接影响着驾驶员和乘客的舒适度和健康。

在人机工程学原理中，座椅设计需要考虑到人体工程学，即人体结构和姿势对座椅的适应性。

座椅应具备舒适的坐姿，支持腰部，减少驾驶员长时间驾驶的疲劳感。

座椅的调节功能也应该设计得易于使用，以适应不同驾驶员的体型和体态。

二、操控装置设计操控装置是驾驶员和汽车之间进行信息交流的接口，如方向盘、刹车踏板、加速踏板等。

在人机工程学中，操控装置的设计应该符合驾驶员的人体工程学原理，以提供舒适的使用体验。

例如，方向盘应该被设计成易于抓握和控制，使驾驶员不需要过多的力气来转动方向盘。

刹车踏板和加速踏板应该被安置在正确的位置，以便驾驶员可以轻松地操作。

三、仪表板设计仪表板是驾驶员了解汽车状态和驾驶信息的重要界面。

在人机工程学原理中，仪表板的设计应该简洁明了，以降低驾驶员的认知负担。

各种指示灯和显示屏应该被布置在合适的位置，方便驾驶员查看。

同时，仪表板上的文字和符号应该清晰易懂，避免驾驶员出现误解。

四、人机交互系统设计随着科技的不断发展，汽车设计中的人机交互系统也日益重要。

这包括了车载娱乐系统、导航系统、语音识别系统等。

在人机工程学原理中，人机交互系统的设计应该注重用户的便利性和安全性。

例如，车载娱乐系统应该有简洁直观的界面，以免分散驾驶员的注意力。

语音识别系统应该具备准确性和高效性，以方便驾驶员与系统的交互。

五、安全装备设计在汽车设计中，安全是最重要的考虑因素之一。

人机工程学原理也可以应用于汽车的安全装备设计。

人机工程学试验二
河北农业大学机电工程学院实验报告
班级：学号：_______________ 姓名：__________
课程名称：汽车人机工程学日期：2011 年月日（指导教师：）
实验二：二维人体尺寸模板制作（侧）
一、实验目的：
1、掌握人体模板、百分位的概念。

2、掌握国家标准中关于人体模板的规定，通过自己动手，制作1套男性或女性P95百分位侧面坐姿人体模板
3、培养理论与实践相结合的能力。

二、实验要求：
1、符合国家标准的规定。

2、制作精美、线条圆滑流畅，无毛刺。

3、简单记述制作流程及体会。

三、实验条件
试验设备及材料：有色卡纸、连接装置（大头钉、图钉）、剪刀、美工刀、双面胶、废旧报纸、KT板等。

四、制作过程（实验步骤，并附上自己所制作人体模板尺寸图）
1、查找《GB/T15759-1995》、《GB/T14779-93》、《GB10000-88》，将自己做的男或女性P95百分位的侧面（正面）坐姿人体模板的相关数据查出并记录下来，填入下表。

2、按照GB的尺寸，在卡纸上进行人体模板的绘制,比例为10：1，力求准确。

3、用剪刀或美工刀将绘制的身体个部分的模板剪下。

4、裁25*25cm的KT板，将人体模板各部按要求用图钉或大头钉组装在板材上。

5、检查人体模板的质量，例如：活动范围等。

6、在实验结果下方填写标号和班级、姓名、学号。

7、写实验报告。

表：性P95百分位侧面坐姿尺寸表（单位：mm）
主要统计函数
统计身高、肩高、肩宽和腰围的均值、方差、标准差和抽样误差。

四、实验小结(100-200字)：。

第二章人体测量及其应用举例1：大众汽车单人汽车一般汽车最少都是四到五人乘坐空间也有少数两人的单开门如smart 还有山寨小贵族可是这辆汽车只能驾驶员独自驾驶优点是在于流线型体积小省油速度快我们把他作为开场白是想说人体的尺度做设计不是说简单的比如亚洲的男性平均身高做设计我们要针对不同的人群不同的尺寸特性比如胖子高个挨个这款车想想看应该为胖子设计还是小瘦子应该为高个子还是矮个子设计。

很显然如果矮个子瘦子刚好合适那么胖子和高个子就做不进去尺寸应该以什么为依据呢显然是大模子块头大的人如果能够驾驶这辆车那么小个子的人自然也能驾驶这个例子告诉我们在人机工程学并没有在拿平均值去做设计那么简单而是针对目标人群的民族性别和个性尺度举例2：这是一张胖子和瘦子在一起工作的图片，由于工作的投入胖子占地越来越大瘦子吃了苦因此在设计中要充分考虑那些大模子所占的空间尺寸他们如果挥洒自如那么所有空间的设计一定是没有问题的。

达芬奇的图著名的人体比例图2000多年前罗马建筑师维特鲁威为希腊神庙建筑研究了人体各部分的比例。

做设计的时候用到了人体的一些形象总结了人体各部分尺寸的一些关系如人头部的长度相当于人整个身高的几分之几，把这些经验形成书面的文字达芬奇画了出来19世纪中叶Bonomi绘制的标准男人设想图专为教学做的版图这是一个纯粹的尺寸里面也出现了方块和圆圈这方块和圆圈就出自那名罗马建筑事，这样说的一个人以两手平伸左指尖与右指尖的距离就是你的身高所有当被问到身高问题时，有人会这样告诉别人自己的身高。

圆圈四肢伸展无论朝哪个方向指尖-指尖脚尖脚尖构成了一个圆圈这个圆圈的的圆心是肚脐，这是个客观的事实。

还有比如手的虎口一眨大约200毫米出入不大用这个度量家具比如讲台110毫米。

所以我们身体中有很多尺度关系在设计中可以使用到。

比如如果是地砖知道尺寸能知道教室的长宽如果是水泥的或地板就可以通过计算跨步大概估计出来比利时的数学家奎特莱特于1870年发表了《人体测量学》，创建了人体测量学这一学科。