基于人機工程的汽車設(shè)計方法分析

蘆偉

摘要：本文主要分析了在汽車設(shè)計過程中，基于人機工程設(shè)計理念的設(shè)計方法分析，以此來幫助設(shè)計師在汽車設(shè)計過程中，可以設(shè)計出更滿足乘員使用舒適性的汽車作品，文章著重于介紹人機工程學主要應(yīng)用方面，其中包括車輛視野設(shè)計、坐姿舒適性、進出方便性、機蓋背門開啟舒適性等重要方面的分析。筆者還根據(jù)自己的設(shè)計工作經(jīng)驗，提出了一些設(shè)計過程要注意的問題。

關(guān)鍵詞：汽車設(shè)計;人機工程;方法分析

一、人機工程概述

人機工程是上世紀五十年代新興的一門邊緣學科，學科的主要目的是從人的心理以及生理特點為分析出發(fā)點，以此作為關(guān)鍵因素，用來研究人、機、環(huán)境之間的相互關(guān)系和相互作用。學科的核心思想是利用對人、機、環(huán)境關(guān)系的研究，為人創(chuàng)造出最合適的作業(yè)環(huán)境和機械設(shè)備，保證人在工作過程中可以減少失誤和疲勞，進而提高工作效率。在汽車設(shè)計開發(fā)領(lǐng)域，人機工程對設(shè)計工作也起著重要的指導(dǎo)作用，設(shè)計師在進行汽車設(shè)計之前，要收集充足的使用人員的數(shù)據(jù)，隨后根據(jù)汽車的市場定位，與數(shù)據(jù)分析結(jié)果相互結(jié)合，讓設(shè)計出的汽車作品可以得到最合理的空間布置設(shè)計。汽車中增加人機工程的應(yīng)用，這不僅關(guān)系到車內(nèi)空間的有效利用和提高乘員乘坐的舒適性，而且對汽車的整車尺寸參數(shù)和整車性能高低都有著重要影響，企業(yè)在設(shè)計汽車過程中，若是可以做到利用人機工程來進行汽車設(shè)計，汽車的人性化和特點一定可以從眾多的汽車品牌脫穎而出，提高汽車品牌的競爭力。

二、汽車車身設(shè)計虛擬人體模型的研究分析

近幾年，隨著科技的發(fā)展，計算機技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)的廣泛，汽車制造行業(yè)正處在用計算機輔助設(shè)計階段轉(zhuǎn)型為全面計算機設(shè)計的階段，在這樣的大環(huán)境下，汽車設(shè)計的傳統(tǒng)人體實物模式已經(jīng)被數(shù)字模型完全取代，實現(xiàn)了汽車開發(fā)的并行化和協(xié)同化，由于數(shù)字模型建?？旌椭谱鹘?jīng)費低的特點，在設(shè)計過程中，縮短了汽車產(chǎn)品設(shè)計的開發(fā)周期，節(jié)省了產(chǎn)品開發(fā)過程中的經(jīng)費。但是隨著數(shù)字模型在汽車設(shè)計領(lǐng)域的普遍利用，隨之也帶來了一個基于人機工程汽車設(shè)計的問題，數(shù)字模型反饋回來的效果并不是完全符合人體真實體驗的，導(dǎo)致了設(shè)計人員忽視了設(shè)計過程中實物的人機工程設(shè)計、試驗和檢測，降低了汽車設(shè)計作品的質(zhì)量。

三、汽車內(nèi)部空間的設(shè)計

（一）基于人機工程學的座椅設(shè)計方法分析

從人機工程學方面分析，汽車座椅的舒適度受到了人、機、環(huán)境三方面因素的影響，也就是說人自身的行為習慣、汽車座椅的本身設(shè)計以及座椅所處的環(huán)境都對人體感覺汽車座椅是否舒適存在著重要影響。從人體本身角度分析，人體的自身特點決定了身體是無法適應(yīng)長時間保持端坐姿態(tài)的，在人端坐過程中，人體的姿勢總會不自覺的變?yōu)轳劚郴蛘咛掳妥藙荩绻梭w長時間保持這個姿勢，從醫(yī)學上分析，這種扭曲的姿勢會令脊椎長時間處于彎曲狀態(tài)，進而壓迫體內(nèi)橫膈膜的活動，導(dǎo)致人體呼吸變淺，呼吸變淺帶來的就是供氧不足，一旦大腦出現(xiàn)缺氧癥狀，就會造成很嚴重的頭暈眼花癥狀，會嚴重威脅駕駛員的用車安全。目前腰背痛問題正在全世界各地普遍增加，對這種現(xiàn)象最合理的解釋就是，人在長期的工作生活中，沒有使用正確的工作姿勢，對此最關(guān)鍵的影響因素就是如今大部分的座椅，都設(shè)計時只考慮外觀的美觀性，并沒有了解人的生理需求。目前在人體生理學和人體工程學方面，都在倡導(dǎo)站坐姿勢交替使用的工作形式，以及對人體的生活姿勢加以引導(dǎo)，減少人體不健康情況的出現(xiàn)，坐姿的變化知識人體自身可以改正的方面，座椅設(shè)計師可以利用人機工程學原理對人體坐姿的優(yōu)缺點進行分析，研究表明最良好的坐姿是將最適當?shù)膲毫Ψ植加谌梭w的背脊椎骨之間的椎間盤上，并且還要把最適當?shù)娜梭w靜荷載分布在所附著的肌肉組織上，因此座椅的設(shè)計，其中座椅的舒適性是進行座椅設(shè)計首先要考慮且最重要的設(shè)計因素，一個設(shè)計舒適的座椅可以有效的緩解使用者長期使用座椅過程中產(chǎn)生的腰椎、脊椎、脖子等方面的疾病。從環(huán)境角度分析，就例如沙發(fā)椅人在冬天坐著會感覺到舒適，在夏天反而會感覺到悶熱的感覺，因此機械的使用環(huán)境也是基于人體工程學設(shè)計汽車過程中重要的考慮方面，在座椅設(shè)計過程中，要全面的從人、座椅舒適度、環(huán)境方向進行考慮，這三方面在設(shè)計時相互依存、相互作用。

（二）人體駕駛的舒適姿勢

在基于人機工程的汽車設(shè)計過程中，為了使得車艙內(nèi)布置可以減少駕駛和乘坐時的疲憊程度，設(shè)計理念有必要充分的考慮人體的舒適性要求。準確的駕駛姿勢能保持脊椎的正常生理彎曲，防止人體腰部彎曲變形。脊椎接受的負荷是造成后背不適和疼痛的主要原因，這種負荷和人體的坐姿有著很大的聯(lián)系，不準確的駕駛姿勢可以導(dǎo)致人體疲憊，誘發(fā)駕駛職業(yè)病，并且還會使人體的能量消耗增加，使人的工作效率下降，容易導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。利用人機工程學科，設(shè)計出優(yōu)質(zhì)的車內(nèi)環(huán)境，引導(dǎo)人體使用最佳的駕駛姿勢，降低駕駛過程中的人體疲倦度。

（三）人體布置設(shè)計

車身室內(nèi)的人體布置就是指在二維人體模板在車身布置圖上的安放，從而確定出設(shè)計的H點的方位，并且用H點在設(shè)計過程中代表人體的布置和乘坐位置，規(guī)劃H點作為汽車布置時的規(guī)劃基準點，保證車內(nèi)的一切布置都是為人體舒適設(shè)計，用人機工程學的知識，來保證人體的布置，設(shè)計出最優(yōu)質(zhì)的汽車作品。

四、總結(jié)

在汽車產(chǎn)品設(shè)計過程中，人機工程學應(yīng)該做到貫穿設(shè)計的全過程，本文通過對人機工程學相關(guān)知識的介紹和設(shè)計虛擬人體模型的分析，同時還舉出了在設(shè)計過程中的具體應(yīng)用，綜合分析了人機工程學的重要性，根據(jù)自身的設(shè)計經(jīng)驗，對汽車新車型的設(shè)計開發(fā)提高一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻：

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