重型商用車駕駛室人機(jī)工程優(yōu)化分析

杜樹枳　姜智勇　張金鳳　劉奇　李陽　李春雨

摘 要：在商用車輛的駕駛室設(shè)計(jì)過程中，為了使駕駛員操作便利，防止出現(xiàn)由于駕駛員的設(shè)備位置角度之間的矛盾造成交通施工，設(shè)計(jì)人員會(huì)對駕駛室之中的儀表位置和角度、操作設(shè)備如換擋桿、制動(dòng)閥以及車門位置等進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，使得在駕駛和操作過程中駕駛員操作更為便利。

關(guān)鍵詞：重型商用車；駕駛室；人機(jī)工程；優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U462 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著重型商用車輛使用數(shù)量的不斷增加，在未來重型商用車輛的駕駛室設(shè)計(jì)過程中，其儀器的位置應(yīng)當(dāng)更為人性化，結(jié)合現(xiàn)代人機(jī)工程學(xué)的觀念對人機(jī)關(guān)系進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。

1 實(shí)驗(yàn)研究概述

本文在針對重型商用車輛駕駛室人機(jī)工程設(shè)計(jì)的研究過程中，首先，研究人員采取人機(jī)工程主觀駕評(píng)方式，即通過具備商用車輛駕駛經(jīng)驗(yàn)的主觀測評(píng)人員通過駕駛來對駕駛舒適性等研究項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，較為直觀地反映當(dāng)前研究中車輛設(shè)計(jì)不合理之處。其次，研究人員使用CATIA分析工具，從模型上分析了駕駛室設(shè)計(jì)中引起駕駛舒適性問題的主要原因，并予以合適的優(yōu)化。最后，通過對人機(jī)駕駛關(guān)系在優(yōu)化前后的對比實(shí)現(xiàn)對人機(jī)關(guān)系設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升，提高當(dāng)前重型商用車輛在駕駛過程中的舒適性和安全性。

2 人機(jī)主觀駕評(píng)

2.1 駕評(píng)實(shí)驗(yàn)方案概述

在實(shí)驗(yàn)過程中主觀駕評(píng)的主要目的是對實(shí)驗(yàn)中研究的重型商用車輛駕駛室的人機(jī)設(shè)計(jì)關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過不同身高的駕駛員的駕駛體驗(yàn)來對該車型在駕駛室人機(jī)關(guān)系設(shè)計(jì)中的不足進(jìn)行研究，并從實(shí)驗(yàn)人員的反饋之中對設(shè)計(jì)需求有更深的了解，以便于對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和改善。

2.2 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

在主觀駕評(píng)人員的選擇上，為了保證其意見具備設(shè)計(jì)上的參考性，實(shí)驗(yàn)人員可以選擇不同身高的駕評(píng)人員進(jìn)行駕駛，其在駕駛之后可以對實(shí)驗(yàn)采用的重型商用車輛的人機(jī)操作關(guān)系進(jìn)行評(píng)分，并提出自己的意見。在駕評(píng)過程中，主要的駕評(píng)內(nèi)容包括上下車的便利性，儀表、操作設(shè)備操作上的便利性和準(zhǔn)確性，駕駛視野是否滿足安全駕駛需求，儲(chǔ)物空間是否合適等幾部分。經(jīng)過駕駛之后，駕評(píng)人員可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)人員所設(shè)計(jì)的評(píng)分條件對駕駛過程中的人機(jī)關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)。為了保證評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，在實(shí)驗(yàn)中除了要駕駛重型商用車輛之外，還要對另外兩輛對比車輛進(jìn)行駕駛。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)人員在駕駛重型商用車輛和對比車輛之后對其駕駛?cè)藱C(jī)關(guān)系進(jìn)行了評(píng)價(jià)，身高相同的實(shí)驗(yàn)人員在評(píng)分上取平均，保證了準(zhǔn)確性。最終得出實(shí)驗(yàn)車輛較對比車輛在駕駛?cè)藱C(jī)關(guān)系上存在的不足：實(shí)驗(yàn)車輛在上下車過程中較為困難，在駕駛操作上，換擋桿以及制動(dòng)法操作體驗(yàn)較差，駕駛中儀表視野較差，影響了安全駕駛過程。表1即為實(shí)驗(yàn)人員在駕駛之后給出的評(píng)分。

3 CATIA人機(jī)工程分析

3.1 上下車便利性分析

在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，影響上下車便利性的主要因素是上下車踏板的高度設(shè)計(jì)，針對不同身高的駕駛?cè)藛T，踏板的位置會(huì)直接影響上下車便利性，從而影響駕駛的舒適度。在實(shí)際研究之中，實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中研究中的重型商用車輛的上下車踏板的偏移量較小，造成了該重型車輛在上下車過程中體驗(yàn)較差。橫向偏倚量過小使得駕駛員在上下車過程中小腿運(yùn)動(dòng)不暢，進(jìn)而影響上下車的便利性。

3.2 操控舒適性分析

影響操控舒適性的主要設(shè)備包括換擋桿、制動(dòng)閥等積累設(shè)備。在重型商用車輛的換擋操作過程中，影響操作舒適性的主要因素是換擋桿擋位操作面積過大，導(dǎo)致駕駛員在駕駛過程中容易出現(xiàn)手臂和手掌的駕駛疲勞，影響舒適性。其次，在制動(dòng)閥的使用舒適性上，造成制動(dòng)閥操作不便的原因主要是制動(dòng)閥位置靠后，導(dǎo)致制動(dòng)中手臂向后彎曲的幅度較大，影響操作舒適性。

4 人機(jī)工程的優(yōu)化分析

4.1 上下車便利性的優(yōu)化設(shè)計(jì)

通過上文的分析我們可以看出，影響重型商用車輛在上下車過程中便利性和舒適性的主要原因是上車過程中踏板之間的距離和橫向偏倚量的設(shè)計(jì)不合理，進(jìn)而導(dǎo)致上下車出現(xiàn)不便的情況，因此，在上車過程中，踏板和小腿的間隙過小會(huì)造成干涉情況，實(shí)驗(yàn)人員通過對設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整，發(fā)現(xiàn)在間隙為19mm時(shí)上下車方便性得到了較大改善。

4.2 操作舒適性優(yōu)化分析

首先，針對換擋桿在操作過程中面積過大的問題，在換擋桿的優(yōu)化中，設(shè)計(jì)人員可以將換擋硬點(diǎn)進(jìn)行抬高和后移，并結(jié)合較為優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案對換擋桿的元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，通過軟件的模擬可以發(fā)現(xiàn)在經(jīng)過優(yōu)化之后換擋桿的舒適性大大提升。

其次，針對制動(dòng)閥進(jìn)行操作上的優(yōu)化。當(dāng)前影響制動(dòng)閥操作舒適性的主要因素是制動(dòng)閥位置設(shè)計(jì)不當(dāng)，其處于較為靠后的位置，造成操作中舒適性變差。在人機(jī)操作優(yōu)化過程中，設(shè)計(jì)人員可以考慮將制動(dòng)閥向前進(jìn)行移動(dòng)，優(yōu)化操作過程。為了保證舒適性且不出現(xiàn)誤操作的情況，制動(dòng)閥和前方的換擋桿位置間隙至少要保持在40mm左右。優(yōu)化之后的制動(dòng)閥操作性得到了有效的提升。

4.3 組合儀表視野優(yōu)化分析

在實(shí)驗(yàn)之中發(fā)現(xiàn)，部分重型商用車輛在駕駛過程中，儀表盤會(huì)由于反射出現(xiàn)駕駛?cè)藛T的倒影，對駕駛安全造成了較大的影響。在優(yōu)化過程中，實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)造成反射的原因是玻璃罩的角度設(shè)置不當(dāng)，因此，在優(yōu)化過程之中，實(shí)驗(yàn)人員可以結(jié)合基礎(chǔ)車輛的儀表盤位置以及玻璃罩的角度對儀表設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，在實(shí)驗(yàn)中將玻璃罩向上旋轉(zhuǎn)一定角度之后就可以有效避免在駕駛中出現(xiàn)儀表盤倒影，提升了駕駛安全性。

結(jié)語

在重型商業(yè)車輛的設(shè)計(jì)過程中，針對駕駛?cè)藛T在駕駛過程中的便利性、舒適性和安全性進(jìn)行優(yōu)化是保證車輛駕駛安全和效率的有效措施，通過對換擋桿、制動(dòng)閥和儀表盤位置的優(yōu)化設(shè)計(jì)，駕駛室中的人機(jī)操作關(guān)系得到了優(yōu)化，對于上下車便利性、駕駛舒適性和視野安全性起到了有效地提升作用，推進(jìn)了車輛駕駛室人機(jī)工程設(shè)計(jì)和優(yōu)化方案的發(fā)展研究。

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