汽车驾驶室设计与人机工程学
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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。
汽车的驾驶员舱内空间和人体工程学设计当我们购买一辆汽车时,关于车辆的体验除了外观设计和动力性能外,驾驶员舱内空间和人体工程学设计也是我们需要考虑的重要因素之一。
一个舒适合理的驾驶员舱内空间和人体工程学设计不仅可以提升驾驶的舒适性,还能够提高驾驶的安全性和效率。
本文将详细探讨汽车驾驶员舱内空间和人体工程学设计的重要性以及如何进行合理的设计。
一、驾驶员舱内空间的重要性驾驶员舱内空间是指驾驶员在驾驶工作中所占据的空间,包括座椅、腿部空间、头部空间等。
一个合理的驾驶员舱内空间设计能够保证驾驶员在长时间驾驶过程中保持舒适的状态,并减少疲劳带来的危险。
良好的舱内空间设计不仅可以让驾驶员更好地集中注意力,还可以提高驾驶员的反应速度和操控能力,从而提升行车安全性。
二、人体工程学设计的重要影响人体工程学设计是指根据人体结构和功能原理,合理设计和布置产品的形态、尺寸、位置等,以提供方便、安全、舒适的使用环境。
在汽车驾驶员舱内空间设计中,人体工程学设计起着至关重要的作用。
合理的人体工程学设计可以使驾驶员保持正确的姿势,减少长时间驾驶带来的身体不适,降低颈椎、腰椎等部位的受力,避免健康问题的发生。
三、合理的驾驶员舱内空间设计原则1. 座椅设计:座椅是驾驶员与汽车底盘之间的重要媒介,合理的座椅设计可以提供舒适的支撑和稳定性。
座椅的高度、角度、软硬度等都需要考虑到驾驶员的身体特征和习惯,以保证驾驶员在长时间驾驶中的舒适度。
2. 腿部空间设计:驾驶员舱内的腿部空间需要足够宽敞,以保证驾驶员在腿部位置得到充分伸展,减少疲劳感。
合理的腿部空间设计还需要考虑到驾驶员在踏板操作时的舒适度和自然感觉。
3. 头部空间设计:驾驶员在操纵方向盘时,需要有足够的头部空间,以保证驾驶员的头部不受限制。
合理的头部空间设计可以避免驾驶员在意外情况下头部受伤。
4. 操作装置布局:合理的操作装置布局可以降低驾驶员的操作负担,提高操控的效率。
例如,方向盘、仪表盘、按键等的布局应该与驾驶员的视线方向和手部位置相匹配,以便于操作的便利性和效率。
汽车设计中的人机工程学:驾驶舒适性与便捷性现代汽车设计不仅仅注重外观和性能,还强调驾驶舒适性与便捷性。
这其中一个重要的方面就是人机工程学。
人机工程学是一门科学,研究如何在人类使用产品或系统时优化互动界面,以提高用户体验。
在汽车设计中,人机工程学的原则可以应用于提升驾驶员的舒适性和驾驶操作的便捷性。
一、座椅设计在汽车设计中,座椅是直接接触驾驶员身体的部件,因此它的设计对于驾驶舒适性至关重要。
座椅的舒适性取决于其人体工程学设计,包括座椅形状、材料选择、头枕和支撑等。
合适的座椅设计可以减少驾驶员在长时间驾驶中的疲劳感,提高驾驶舒适性。
二、仪表盘和控制面板布局汽车仪表盘和控制面板的布局需要符合人机工程学原则,以提供便捷性和易用性。
在设计仪表盘时,需要将常用的控制按钮放置在驾驶员容易触及和操作的位置上,以减少驾驶员的注意力转移。
此外,使用清晰易读的指示器和显示器也可以提高驾驶员的操作便捷性。
三、操控性与人机界面操控性是指驾驶员操作汽车时的手感和反馈感。
人机界面则是指驾驶员操作汽车时与汽车系统进行互动的方式,如方向盘、油门和刹车踏板等。
良好的操控性和人机界面设计可以使驾驶员更加轻松地控制汽车,并提高驾驶的安全性和舒适性。
四、噪音和振动控制在汽车设计中,噪音和振动对于驾驶舒适性的影响不容忽视。
合适的隔音材料和减震措施可以降低汽车内部和外部噪音的传递,提供一个安静和舒适的驾驶环境。
此外,减少汽车的振动也对驾驶员的舒适性具有重要意义。
五、人机交互技术应用随着科技的发展,人机交互技术在汽车设计中得到了广泛的应用。
例如,触摸屏、语音识别和手势控制等技术可以使驾驶员更加方便地操作车辆和访问汽车系统。
这些技术的应用不仅提高了驾驶员的便捷性,也增强了驾驶员与汽车之间的互动体验。
综上所述,人机工程学在汽车设计中扮演着重要的角色,关乎驾驶员的驾驶舒适性和操作便捷性。
通过合理的座椅设计、仪表盘和控制面板布局、操控性和人机界面的优化、噪音和振动的控制,以及人机交互技术的应用,汽车设计师可以为驾驶员提供更好的驾驶体验。
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。
汽车机械制造中的人机工程学设计在汽车制造领域中,人机工程学设计起着至关重要的作用。
它将人的需求和能力纳入到汽车的设计过程中,以提升驾驶员和乘客的安全性、舒适性和便利性。
本文将探讨汽车机械制造中的人机工程学设计的重要性和应用。
1. 汽车座椅设计人机工程学在汽车座椅设计中发挥着关键作用。
座椅的设计应考虑到人体工程学原理,以确保乘坐者的身体姿势、脊椎支持和乘坐舒适度。
合适的座椅设计可以有效减少驾驶员长时间驾驶造成的疲劳和不适感,提高驾驶员的专注度和驾驶效率。
2. 操作控制板布局在汽车驾驶室的设计中,操作控制板布局需要根据人机工程学原理进行合理规划。
各种按钮、开关和显示屏的位置和布局应当方便驾驶员的操作和观察,减少驾驶员的视线离开道路的时间。
使用人机工程学设计的控制板布局可以提高驾驶员的反应速度和操作准确性,从而提高驾驶安全性。
3. 仪表盘设计仪表盘是驾驶员获取车辆信息的主要界面,因此仪表盘设计的合理性至关重要。
人机工程学要求仪表盘上的信息显示清晰易读,不影响驾驶员的注意力和视线,同时避免信息过多导致驾驶员分散注意力。
合理的仪表盘设计可以帮助驾驶员快速获取所需信息,提升驾驶体验和安全性。
4. 室内照明设计室内照明设计是人机工程学在汽车机械制造中的另一个重要方面。
合适的照明设计可以提供良好的驾驶环境,保证室内的适当亮度,并避免灯光的反射和折射对驾驶员视线的干扰。
此外,适当的照明设计还可以营造舒适的驾驶氛围,提升乘坐者的舒适度和乘坐体验。
5. 控制装置的设计汽车的控制装置设计也需要考虑人机工程学的原则。
例如,方向盘的直径和握把的材质应当符合人手的生理特征,从而提供舒适的握持感和操控稳定性。
制动踏板和油门踏板的位置和形状应当符合人腿部的运动特点,以实现精确和灵敏的操作等。
通过合理的控制装置设计,驾驶员可以更加轻松地操作汽车,提升驾驶的舒适性和安全性。
总结:人机工程学设计在汽车机械制造中的重要性不可忽视。
合理的汽车座椅设计、操作控制板布局、仪表盘设计、室内照明设计以及控制装置的设计都能够提升汽车驾驶的舒适性、安全性和便利性。
客车驾驶室布置人机工程优化人机工程学是研究人与机器之间的交互关系以及如何优化这种交互的学科。
在客车驾驶室布置方面,人机工程学的原则和方法能够帮助提升驾驶员的舒适度和安全性。
本文将探讨客车驾驶室布置人机工程的优化。
一、驾驶员座椅设计驾驶员座椅是驾驶员在驾驶过程中最直接接触的部分,其设计直接关系到驾驶员的舒适度和安全性。
优化驾驶员座椅的设计可以从以下几个方面进行:1. 调整座椅位置:驾驶员座椅的位置应该能够适应不同身高的驾驶员。
座椅高度和前后位置的调节功能可以帮助驾驶员找到最合适的驾驶姿势,从而减少疲劳和不适感。
2. 提供良好的支撑:座椅的结构应该能够提供良好的腰部和腿部支撑,以保持驾驶员在长时间驾驶时的舒适度和稳定性。
座椅背部和座垫的软硬度也需要适中,既不会太软以至于失去支撑,也不会太硬以至于不舒适。
3. 考虑体温调节:座椅材料的选择应该能够适应不同季节的温度变化。
在夏季,透气性强的材料可以帮助驾驶员保持凉爽和干燥,而在冬季,保暖的材料可以帮助驾驶员防止寒冷。
二、仪表盘和控制器布置仪表盘和控制器是驾驶员与车辆交互的关键部分,优化其布置可以提升驾驶员的操作便利性和安全性。
1. 人机交互界面:仪表盘和控制器的布置应该符合人机工程学的要求,即遵循“用手可触及、用眼可看清、用脑可操作”的原则。
重要的控制器如方向盘、油门和刹车应该布置在容易接触的位置,使驾驶员能够快速反应并进行操作。
2. 控制器布置的合理性:控制器的布置应该符合人体工学原理,避免驾驶员在操作时过于扭转身体或转动手腕,从而减少驾驶员的疲劳和不适感。
3. 易于辨识的仪表显示:仪表盘上的指示灯和数字显示应该清晰可见,以便驾驶员在行驶过程中迅速获取车辆信息。
颜色的选择也需要遵循人眼对颜色的辨识能力,例如红色表示警告,绿色表示正常。
三、储物空间和配件布置合理的储物空间和配件布置能够提高驾驶员的工作效率和乘坐舒适度。
1. 储物空间的设计:驾驶员座椅周围应该设置足够的储物空间,方便驾驶员存放常用物品,如手机、笔记本电脑等。
汽车驾驶室设计与人机工程学我国对车辆人机界面的设计也非常重视,在我国汽车标准体系中,强制性执行的前几项标准基本都属于人机界面设计的范畴。
目前,我国的人机界面设计还仅限于测试技术的应用与研究,也就是按国家标准对汽车显控性能进行测试试验,并对关键测试技术进行实验研究。
第二章人体数据在汽车驾驶室中的应用为了使驾驶室设计能符合人的生理特征,让人在使用时处于舒适的状态和适宜的环境中,就必须在设计中充分考虑人体的各种尺度。
人体测量是人机工程学的主要组成部分,它是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体上的差别,用以研究人的形态特征从而为人一机一环境系统设计提供人体测量数据。
在认识人体数据在汽车驾驶室中的应用前,要先对人体测量有一定的了解。
2.1人体测量的分类人机工程学范围内的人体形态测量数据主要有两类,即人体结构尺寸和功能尺寸的测量数据。
人体结构上的尺寸是指静态尺寸;人体功能上的尺寸是指动态尺寸。
(1)静态人体测量尺寸:指被测者静止地站着或是坐着进行的一种测量方法。
静态测量的人体尺寸用以设计工作空间的大小、家具、产品界面元件以及一些工作设施等的设计依据。
(2)动态人体尺寸测量:指被测者处于动作状态下所进行的人体尺寸测量。
动态人体尺寸测量的重点是测量人在执行某种动作时的身体动态特征,特点是在任何一种活动中身体各部位的动作不是独立完成的,而是协调一致的,具有连贯性和活动性。
其中,人体结构尺寸分为人体主要尺寸、立姿人体尺寸、坐姿人体尺寸、人体水平尺寸。
而驾驶室的设计则主要应用了人体主要尺寸和坐姿人体尺寸。
人体主要尺寸包括身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长共六项数据。
坐姿人体尺寸包括坐高、坐姿颈锥点高、坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿膝高、小腿加足高、坐深、臀膝距、坐姿下肢长共十一项。
而人体功能尺寸则包括立姿、坐姿、跪姿、俯仰、爬姿等作业姿势的尺寸。
而驾驶室的设计则主要应用了坐姿人体功能尺寸。
基于人机工程学的汽车驾驶室座椅设计摘要:驾驶室座椅设计是汽车设计中非常重要的部分,设计是否合理直接影响到驾驶员的安全、开车效率和舒适度。
鉴于此,本文先对人机工程学的定义进行概述,然后分析了汽车座椅的人机工程学,最后探讨了基于人机工程学的汽车驾驶室座椅设计,以供相关的工作人员参考借鉴。
关键词:人机工程学;汽车;驾驶室;座椅;设计1人机工程学所谓人机工程学,亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法,对人体结构特征和机能特征进行研究,提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数;还提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数,分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性;分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力;探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。
2汽车座椅的人机工程学分析2.1人体坐姿的生理特点人体结构决定了人的不同生理特点。
坐姿和站姿不同,人体主要躯干骨的受力也不同,其腰部曲线弧度随之变化。
人在端坐时身体的受力点主要集中在脊柱、盆骨、腿以及脚部。
其中脊柱的变化最大,脊柱位于人体背部中间,对人体的支撑起到非常重要的作用。
对于不同的坐姿,脊柱会呈现出不同的形态,在设计座椅的形式、尺寸和结构时,需要考虑脊柱的变化,如设计的座椅不能使人体脊柱形态趋于自然,否则会引起驾驶员的驾驶疲劳,影响驾驶的舒适性。
长期驾驶会影响人的身体健康。
在驾驶时,人的背部需要靠在座椅上,靠背的舒适与否直接影响驾驶。
人在倚靠时,分布在靠背上的压力是不均匀的,肩胛骨和腰椎这两部分的压力是最集中的,由这两部分往外,压力降低。
在人体脊柱结构中,肩靠为第5、6块胸椎,腰靠为第4、5块胸椎,因此在座椅设计中需要重视这两部分的支撑,否则会造成对腰椎的损伤。
人在处于坐姿时,人体重量除了集中在靠背外,主要集中在坐垫上。
汽车驾驶室设计与人机工程学我国对车辆人机界面的设计也非常重视,在我国汽车标准体系中,强制性执行的前几项标准基本都属于人机界面设计的范畴。
目前,我国的人机界面设计还仅限于测试技术的应用与研究,也就是按国家标准对汽车显控性能进行测试试验,并对关键测试技术进行实验研究。
第二章人体数据在汽车驾驶室中的应用为了使驾驶室设计能符合人的生理特征,让人在使用时处于舒适的状态和适宜的环境中,就必须在设计中充分考虑人体的各种尺度。
人体测量是人机工程学的主要组成部分,它是通过测量人体各部位尺寸来确定个体之间和群体之间在人体上的差别,用以研究人的形态特征从而为人一机一环境系统设计提供人体测量数据。
在认识人体数据在汽车驾驶室中的应用前,要先对人体测量有一定的了解。
2.1人体测量的分类人机工程学范围内的人体形态测量数据主要有两类,即人体结构尺寸和功能尺寸的测量数据。
人体结构上的尺寸是指静态尺寸;人体功能上的尺寸是指动态尺寸。
(1)静态人体测量尺寸:指被测者静止地站着或是坐着进行的一种测量方法。
静态测量的人体尺寸用以设计工作空间的大小、家具、产品界面元件以及一些工作设施等的设计依据。
(2)动态人体尺寸测量:指被测者处于动作状态下所进行的人体尺寸测量。
动态人体尺寸测量的重点是测量人在执行某种动作时的身体动态特征,特点是在任何一种活动中身体各部位的动作不是独立完成的,而是协调一致的,具有连贯性和活动性。
其中,人体结构尺寸分为人体主要尺寸、立姿人体尺寸、坐姿人体尺寸、人体水平尺寸。
而驾驶室的设计则主要应用了人体主要尺寸和坐姿人体尺寸。
人体主要尺寸包括身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长共六项数据。
坐姿人体尺寸包括坐高、坐姿颈锥点高、坐姿眼高、坐姿肩高、坐姿肘高、坐姿大腿厚、坐姿膝高、小腿加足高、坐深、臀膝距、坐姿下肢长共十一项。
而人体功能尺寸则包括立姿、坐姿、跪姿、俯仰、爬姿等作业姿势的尺寸。
而驾驶室的设计则主要应用了坐姿人体功能尺寸。
2.2测量数据统计方法人群中个体与个体之间存在着差异,某一个或几个人的人体测量数据不能作为产品设计的依据。
任何产品都必须适合一定范围的人群使用,产品设计中需要的是一个群体的人体测量数据。
通常的做法是通过对测量群体采取抽样调查,再进行统计处理而获得所需的群体的人体测量数据。
对一定数量的个体样本进行人体测量所得到的测量值,是离散的随机变量,可以跟据概率论与数理统计理论对测量数据进行统计分析,求得所需群体的人体测量数据的统计规律和特征参数。
常用的统计特征参数有均值、方差、标准差、百分位数等。
人体测量的数据常以百分位数来表示人体尺寸的等级,分位数是一种位置指标,一个界值,以符号凡表示。
一个百分位数将总体或样本的全部测量值分为两部分,有K%的测量值等于或小于此数,有(100-K)%的测量值大于此数。
最常用的是第5, 50, 95三个百分位数,分别记作只、凡。
、凡。
其中只代表“小”身材的人群,指的是有5%的人群身材尺小于此值,而有95%的人群身材尺寸大于此值;凡。
代表“中”身材的人群,指的是有50%的人群身材尺寸小于此值,而有SO%的人群身材尺寸大于此值;凡s代表“大”身材的人群,指的是有95%的人群身材尺寸小于此值,而有5%的人群身材尺寸大于此值。
驾驶室尺寸往往要满足95%以上人群的需要,以适应大部分人的使用要求。
显然,单一固定的尺寸很难满足要求,所以驾驶室中座椅、安全带等都是可调的。
第三章人体感应与信息处理3.1人在人机系统中的功能(1)传感功能。
通过人体感觉器官的看、听、摸等感知外界环境的刺激信息,如物体、事件、机器、显示器、环境或工作过程等,将这些刺激信息作为输入传递给人的中枢神经。
(2)信息处理功能。
大脑对感知的信息进行检索、加工、判断、评价,然后做出决策。
(3)操纵功能。
将信息处理的结果作为指令,指挥人的行动,即人对外界的刺激作出反应,如操纵控制器、使用工具、处理材料等,最后达到人的预期目的,如机器被开动运转、零件被加工成形、机器的故障已被排除、缺陷零件已被修复或者更换等。
而具体到汽车驾驶室,人的作用主要是从仪表盘、路上的信号灯和标志等获取信息,经过神经系统处理,操作方向盘、踏板等操纵设备,完成驾驶操作。
3.2听觉人体听觉器官的功能是分辨声音的强弱和高低,以及环境中声源的方向和远近。
声波是因空气分子前后振动而形成的。
可听声主要取决于声音的频率,一般人的最佳可听频率是20-20000Hz 。
驾驶室隔音就是主要根据人的听觉来设计的。
车内噪声不外乎来自发动机、底盘、风噪声以及车身共鸣等。
目前国内流行的汽车隔音技术都是根据这几个噪声源进行防治,以达到隔绝噪声进入车厢,营造一个安静的车内空间。
防噪声的方法主要是在车顶、两侧车门和车厢内中央底盘等位置加上隔音材料。
目前常用的隔音材料有毛毡纤维棉、棉毯和毛毡等材料。
另外,车上的提示音也可以算是对人的听觉的利用。
例如启动车后,如果没有扣好安全带,就会听到烦人的提示音,直到驾驶员扣好安全带。
还有转向时的听到的提示音。
3.3视觉据估计,人脑获得的全部信息中,有95%以上来自视觉输入。
因此,在驾驶室设计中应该保证驾驶员具有良好的视野。
视野是指人眼和头部在正常的活动状态下,眼睛所能看到的空间区域。
驾驶员在驾驶汽车时,实际获得的视野范围是通过转动眼睛、头部和人眼的主视野综合作用的效果。
汽车驾驶员眼椭圆是指不同身材的驾驶员按自己的意愿将座椅调整到适意位置、并以正常的驾驶姿势入座后,他们眼睛位置在车内坐标系中的统计分布图形,由十图形呈椭圆状,因此被称为驾驶员眼椭圆。
驾驶员眼椭圆的确立为研究汽车视野性能提供了科学的视野原点基准。
在汽车行驶时,80%以上的交通信息是通过驾驶员的视觉得到的,驾驶员的视觉通道是最重要的信息通道。
由于驾驶员眼椭圆代表了一定群体的驾驶员在正常驾驶位置时眼睛在车身坐标系中的分布。
因此,在汽车设计时可以用眼椭圆来衡量和评价驾驶员视野性的好坏。
另外仪表盘的设计也是主要根据人的视觉。
一般人的正常视距为46~71cm,视觉效率高的视角为40°左右,在视野中心30°的范围内影像最清楚,因此,应把最重要的、使用额次最高的仪表布置在此范围内,一般的仪表布置在60°范围内。
其次,仪表的排列应适宜于人的视觉特性。
人的眼睛习惯于从左向右,从上向下运动和顺时针方向转动,仪表的排列应符台这一习惯。
当仪表很多时,应按功能分区排列,并且仪表刻度线的粗细,长短及间距都应便于视读。
仪表盘上还应装有足够的开关和照明装置,以减轻驾驶员的视觉疲劳等。
可以考虑仪表盘用黑色不透明材料制造,刻度盘也采用黑色,以吸收使驾驶员眼睛产生疲劳的内部照明反射光。
全部开关都沉装在控制板内,标志醒目,容易分辨。
还设有能产生各种颜色的微型光学信号仪表,用以检查各零部件的工作状况(机油压力、蓄电池充电状况、差速器锁止状况等)。
汽车仪表离合器、刹车和油门踏板(从左往右)3.4触觉人体触觉是非常准确的,在人机系统的操纵装置设计中,可利用人的触觉特性,设计具有各种不同触感的操纵装置,使操纵者能依靠触觉准确地控制各种不同功能的操纵装置。
一般而言,简单的形状比复杂的形状更易被准确辨别;外形相差较大者比外形轮廓类似者更易被准确辨别。
例如:变速器操纵杆和手刹操纵杆的形状不同,离合器、刹车和油门踏板的大小不一。
第四章人的心理与行为特征心理现象是研究人的心理现象及其活动规律的科学。
心理是人的感觉、知觉注意记忆思维、情感、意志、性格、意识倾向等心理现象的总称。
人的心理活动是很复杂的,主要应用在驾驶室的仪表上,表现为各种提示灯的颜色,如机油灯、燃油灯和安全带灯等涉及驾驶安全和车辆状况的灯,一般采用红色。
因为红色在人的潜意识中代表危险和警告的意思,采用红色容易引起驾驶员的注意。
手刹操纵杆变速器操纵杆第五章人体生物力学与施力特征人体的生物力学特性主要是针对人体运动系统而言。
人体运动系统由骨、关节和肌肉组成。
骨是人体运动的杠杆,关节是运动的枢纽,肌肉是动力。
在生产劳动中,为达到操作效果,操作者身体有关部位所施出的一定量的力称为操纵力。
人体所能发挥的操纵力大小除取决于人体肌肉的生理特性外,还取决于人的操作姿势,施力部位、施力方向、持续时间等。
骨与骨之间除了由关节相连外,还由肌肉和韧带联结在一起。
因韧带除了有联结两骨、增加关节的稳固性的作用外,它还有限制关节运动的作用。
因此,人体各关节的活动有一定的限度,超过限度,将会造成损伤。
另外,人体处于各种舒适姿势时,关节必然处在一定的舒适调节范围内。
下表为人体各关节活动角度范围。
表5-1关节活动角度(度)操纵器是驾驶员将信号传递给汽车的工具。
操纵器的设计应适宜于人体尺寸要求和人肢体的用力范围,以便于人的操纵,操纵速度不得超造人可能的反应速度,操作力求简单、省力,以减轻驾驶疲劳;操纵器的外形应美观大方、手感好等。
设计时充分考虑这些因素,有利于提高操作的准确性和可靠性。
汽车的操纵器一般分手控和脚控两种。
手操纵器通常指方向盘、变速杆等,由于手的动作灵敏、准确,因此,多希望用手控制操纵器。
设计手操纵器时,应考虑到手的运动特点、功能及在不同操作条件下的用力状况。
一般人坐姿以手臂操纵杆或手轮的用力规律是:右手的力量大于左手,向下的力量略大干向上的力量,向内用力大干向外用力。
依据上述特点设计操纵杆时,操作角度一般小于90°,通常为30°~60°对于操作幅度,前后方向最大位移一般为350mm,左右方向最大位移950mm,操纵杆的长度有操作角度、位移及操作力来确定;当操纵杆的端部装有球形手柄时,球体的直径一般为12.5~25mm;当操纵杆的直径小于7.5mm时会引起肌肉紧张而容易疲劳;操纵器操作时最好存在一定阻力,使驾驶员有操作感,以便于连续操作;一般单手操作时最小力约为10N,对于最大力,前后方向130N,左右方向90N。
当操纵力超过50N~150N,或者用手操作不方便,或者需要连续操作时,往往使用脚控操纵器,如加速踏板、制动踏板等。
人脚发出力的大小与人的姿势、脚的位置和方向等有关。
通常踏板的高度应设置在脚能发出最大力的位置,即脚踏板与座椅座垫上表面齐平或脚踏板稍低一些。
踏板力随座垫上表面高度的升高而减小,是由于靠背的反作用力改变的缘故。
踏板相对于座垫上表面的最佳位置范围是高度大约100~300mm。
为了减轻驾驶员的疲劳,应力求减小驾驶员需要施加在方向盘和踏板上的力。
对驾驶室内的操纵器的评价方法包括主观评价和客观评价,评价指标体系的建立主要从以下几方面考虑:(1)人是否舒适地进行作业;(2)机器各元件的分布是否按重要性原则合理布置;(3)手脚负荷分配是否合理;(4)手操纵时,手的动作距离和顺序是否合理;(5)操作范围的尺度按人体百分位设计;(6)从人体生理特征出发考虑各元件的设计是否合理;(7)是否有防误操作的设计措施;(8)环境条件是否有利作业进行,机器是否满足该环境工况。