關(guān)于人機(jī)工程在汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

方超

綠馳汽車(chē)科技(上海)有限公司 上海市 201799

1 人機(jī)工程的具體含義和其涵蓋的內(nèi)容

人機(jī)工程又叫人文工程，它是基于人體需求而產(chǎn)生的一種新興學(xué)科，人機(jī)工程主要為了人體的心理和生理的舒適性做出機(jī)械部件與人類(lèi)使用工具的規(guī)范性調(diào)整。它不僅在汽車(chē)領(lǐng)域使用廣泛，更在人文領(lǐng)域、裝修領(lǐng)域、航天領(lǐng)域等方面均具有廣泛的應(yīng)用。但是人機(jī)工程誕生的時(shí)間并不長(zhǎng)，所以我們對(duì)人機(jī)工程的理解和具體實(shí)踐還具有一定的缺陷，這就需要我們對(duì)此加強(qiáng)思考。首先在汽車(chē)制造領(lǐng)域，駕駛員在汽車(chē)內(nèi)部空間的舒適性和安全性就要注重考慮。它不僅要求人體的腿部和上肢部位都有充足的空間進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，并且要求人身體的活動(dòng)空間在對(duì)車(chē)輛的操控上可以發(fā)的上力，不能讓人體在車(chē)輛內(nèi)部空間內(nèi)產(chǎn)生使不上力的情況，從而降低了出現(xiàn)事故的風(fēng)險(xiǎn)，并且在駕駛員長(zhǎng)時(shí)間駕駛或駕駛頻率頻繁的駕駛疲勞感和壓抑感得到了充分的緩解。這是一項(xiàng)對(duì)人體的生理和心理都起到促進(jìn)效果的工程。其次就是在人文方面上的涵蓋，在人文方面上人機(jī)工程主要是汽車(chē)內(nèi)部空間設(shè)計(jì)和座椅設(shè)計(jì)更加人性化，具體指的就是讓消費(fèi)者實(shí)用和舒心。很多汽車(chē)在座椅設(shè)計(jì)和空間設(shè)計(jì)上華而不實(shí)，功能強(qiáng)大但壓縮了人活動(dòng)的空間，有的功能看似高端但很雞肋，這就需要人機(jī)工程的具體設(shè)計(jì)。最后就是人機(jī)工程在各個(gè)領(lǐng)域上應(yīng)用的原則就是秉承人文關(guān)懷和人文思想，以主體為人進(jìn)行細(xì)致的設(shè)計(jì)和制造。這些就是人機(jī)工程主要的涵蓋內(nèi)容。

2 在汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)中人機(jī)工程主要涵蓋的方面

2.1 對(duì)汽車(chē)人機(jī)工程設(shè)計(jì)工作中主要任務(wù)和相關(guān)要求的簡(jiǎn)要分析

在汽車(chē)設(shè)計(jì)中首先就是要以人為核心，讓人感到舒適和放松，其次才是汽車(chē)的性能和質(zhì)量分析，這就是人機(jī)工程在汽車(chē)設(shè)計(jì)工作中最主要的任務(wù)。首先在座椅的設(shè)計(jì)上，座椅的設(shè)計(jì)首先要滿(mǎn)足人文精神的要求，不能奇形怪狀，不能為了節(jié)省預(yù)算而以次充好，不能為了突出造型設(shè)計(jì)而違反人體工程學(xué)的理論。更不能為了突出功能的強(qiáng)大而影響了整個(gè)座椅的乘坐舒適性。其次就是在汽車(chē)內(nèi)部空間設(shè)計(jì)上，汽車(chē)內(nèi)部空間首先要滿(mǎn)足人體活動(dòng)的需求，不能為節(jié)省汽車(chē)體積而壓縮駕駛員活動(dòng)的空間，因?yàn)榭臻g一旦狹小，駕駛員會(huì)產(chǎn)生一種束縛感，不能有效的放松和活動(dòng)，在長(zhǎng)時(shí)間駕駛后易造成事故的發(fā)生。并且汽車(chē)內(nèi)部空間要滿(mǎn)足人機(jī)工程學(xué)中的空間位置理論，該大的地方大，該小的地方小，充分利用好每一份空間。最后就是在汽車(chē)操作工具上的設(shè)計(jì)，一輛汽車(chē)最主要的操作工具包括方向盤(pán)、踏板、擋桿等。方向盤(pán)首先不能高出車(chē)輛前置平臺(tái)，以免影響視線，其次不能低過(guò)胸部，這樣會(huì)造成人體發(fā)力的匱乏。而踏板的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足人體腿部發(fā)力的規(guī)律，在人體腿部發(fā)力過(guò)程中產(chǎn)生不同力大小的各個(gè)節(jié)點(diǎn)要在踏板設(shè)計(jì)中做出相應(yīng)的體現(xiàn)，腿部發(fā)力小的距離，踏板的制動(dòng)性和充能性要加強(qiáng)，在腿部發(fā)力大的距離，踏板的制動(dòng)性和充能性要減弱。以讓駕駛員更好的操控汽車(chē)。最后就是擋桿的設(shè)計(jì)，不論自動(dòng)擋汽車(chē)還是手動(dòng)擋汽車(chē)都會(huì)有擋位，所以擋位要在人體手臂的發(fā)力范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)，最好就是安裝在人體手臂最舒適的發(fā)力范圍，當(dāng)然這和座椅的位置和形狀也有一定的關(guān)系，這就在下文探討。

2.2 對(duì)人體模板及百分位相關(guān)內(nèi)容的簡(jiǎn)要分析

人機(jī)工程在汽車(chē)總裝置設(shè)計(jì)中對(duì)人體模板及百分位的調(diào)整主要分為三種：即百分之五、百分之五十、百分之九十五。但人體模板的百分位具體是什么呢？研究人員對(duì)人體數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量之后，就能結(jié)合這些數(shù)據(jù)制造出具有標(biāo)準(zhǔn)人體尺寸的人體模板。什么是百分位呢？ 百分位表示具有某一人體尺寸和小于該尺寸的人占統(tǒng)計(jì)對(duì)象總?cè)藬?shù)的百分比。就拿百分之五百分位而言，百分之五百分位代表著人類(lèi)可以對(duì)汽車(chē)使用的群體中有百分之五滿(mǎn)足該項(xiàng)的設(shè)計(jì)，其他人的體型會(huì)比設(shè)計(jì)的體型更加的高大。同樣的百分之五十百分位就是群體中有百分之五十的人滿(mǎn)足該設(shè)計(jì)，其他人的體型要比設(shè)計(jì)的體型要大。百分之九十五百分位就是群體中有百分之九十五以上的人滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求，其他人的身形要比設(shè)計(jì)的大。

3 對(duì)汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中人機(jī)工程設(shè)計(jì)相關(guān)方法的簡(jiǎn)要分析

3.1 對(duì)前期開(kāi)發(fā)內(nèi)容的簡(jiǎn)要分析

汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中人機(jī)工程的設(shè)計(jì)方法在前期開(kāi)發(fā)的內(nèi)容主要包括兩點(diǎn)。第一點(diǎn)就是對(duì)汽車(chē)使用群體的調(diào)研，因?yàn)槲覀冃枰俜治蝗ピO(shè)計(jì)汽車(chē)的空間和座椅，所以首先要對(duì)汽車(chē)使用群體的體型、臂長(zhǎng)、腿長(zhǎng)進(jìn)行細(xì)致的統(tǒng)計(jì)和概括，來(lái)滿(mǎn)足百分位設(shè)計(jì)中的需求。另一點(diǎn)就是對(duì)汽車(chē)使用群體對(duì)汽車(chē)座椅及空間的期望進(jìn)行調(diào)研，以市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需求為設(shè)計(jì)汽車(chē)重要的標(biāo)準(zhǔn)，以滿(mǎn)足汽車(chē)在生產(chǎn)后的銷(xiāo)售情況。

3.2 對(duì)整車(chē)尺寸的簡(jiǎn)要分析

汽車(chē)有大有小，長(zhǎng)短、寬窄、高低各部相同。像SUV等體積較大的車(chē)，由于空間充足，可以不用在考慮駕駛員空間的情況下進(jìn)行舒適性和安全性的調(diào)解。但是也有一部分緊湊型轎車(chē)，甚至兩廂車(chē)、跑車(chē)。它們汽車(chē)內(nèi)部的空間很狹小，所以不得不在空間的充分利用上來(lái)滿(mǎn)足人文精神對(duì)汽車(chē)內(nèi)部空間和尺寸的需求，在空間體積允許的條件下增加駕駛員的舒適性和安全性。

3.3 對(duì)最小離地間隙確定的簡(jiǎn)要分析

車(chē)輛最小離地間隙包括底盤(pán)的高度、出氣口的高度以及可通過(guò)右后方路邊石的最小間隙。車(chē)輛最小間隙是車(chē)輛總體穩(wěn)定性的保證，也是車(chē)輛允許通過(guò)何種路面的唯一指標(biāo)。最小離地間隙高的車(chē)可通過(guò)的路面多，但是車(chē)輛的穩(wěn)定性就會(huì)受到影響，所以就要增加汽車(chē)的抓地力和減震效果，并且增加車(chē)輛的馬力。而最小離地間隙小的車(chē)輛，底盤(pán)較低，視線被遮擋的情況很易發(fā)生，所以就要相對(duì)的提高座椅的高度來(lái)彌補(bǔ)底盤(pán)高度的減少，以免駕駛員視線受到阻礙。

3.4 對(duì)乘員設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)R和座椅調(diào)整尺度的簡(jiǎn)要分析

設(shè)計(jì)人員在確定設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn) R 的過(guò)程中要結(jié)合第九十五百分位二維 H 點(diǎn)人體模板。設(shè)計(jì)人員要先尋找合理的地板平面線，通常要將其設(shè)計(jì)成為水平線。要將加速踏板上的H點(diǎn)人體模板上的腳跟點(diǎn)當(dāng)成基準(zhǔn)點(diǎn)，將地毯壓縮之后厚度為15毫米，還要將座墊和靠背的實(shí)際壓縮量考慮在內(nèi)。

3.5 對(duì)汽車(chē)腳踏板布置設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)要分析

汽車(chē)腳踏板的布置設(shè)計(jì)主要分為兩種，一種是自動(dòng)擋汽車(chē)、一種是手動(dòng)擋汽車(chē)。首先要考慮兩種汽車(chē)的共同之處，就是在汽車(chē)腳踏板布置設(shè)計(jì)中要符合人類(lèi)腿部運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，避免在一定時(shí)間內(nèi)踩踏就會(huì)造成腿部肌肉酸軟，造成事故的隱患。同樣要在腳踩相對(duì)距離對(duì)汽車(chē)的控制要隨腿部發(fā)力的規(guī)律進(jìn)行改變。其次就是自動(dòng)擋汽車(chē)，自動(dòng)擋汽車(chē)由于使用單腳操作，兩個(gè)踏板的距離應(yīng)該以腳底為軸，腳長(zhǎng)為半徑畫(huà)圓，在圓的弧面上設(shè)計(jì)兩個(gè)踏板的受力點(diǎn)，方便駕駛員的操作。而手動(dòng)擋汽車(chē)右腳踏板的使用與自動(dòng)擋汽車(chē)相似，左腳的距離應(yīng)保持人體最自然的左右腿距離，減緩疲勞的發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，其中包括計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字技術(shù)，在人機(jī)工程已經(jīng)在汽車(chē)布置設(shè)計(jì)中發(fā)揮了巨大的作用的時(shí)候，我們需要它變得更加準(zhǔn)確。未來(lái)的人機(jī)工程正在向著信息處理能力的方向發(fā)展，圍繞著人—機(jī)—環(huán)境不斷完善。綜上所述，汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)中的人機(jī)化正是順應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展、生產(chǎn)需求的產(chǎn)物。它推動(dòng)了生產(chǎn)力的增加，節(jié)約了人力成本，規(guī)范了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，更是促進(jìn)了整個(gè)社會(huì)的進(jìn)步。所以汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)中的人機(jī)化的快速發(fā)展正是推進(jìn)汽車(chē)制造領(lǐng)域一次新的革命的關(guān)鍵所在。