基于人機(jī)工程學(xué)的汽車內(nèi)部空間設(shè)計(jì)優(yōu)化

關(guān)鍵詞：汽車內(nèi)部空間；人機(jī)工程學(xué)；設(shè)計(jì)優(yōu)化

0 前言

優(yōu)化汽車內(nèi)部空間設(shè)計(jì)，對(duì)于確保用戶舒適性、安全性和可用性至關(guān)重要。因此，解決汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)中的挑戰(zhàn)，特別是在人體工程學(xué)和人機(jī)因素方面的研究受到越來越多的關(guān)注。本文基于人機(jī)工程學(xué)視角，通過分析汽車內(nèi)部空間設(shè)計(jì)面臨的問題，考慮人體工程學(xué)與用戶舒適度和安全特性等人機(jī)因素，提出合適的設(shè)計(jì)優(yōu)化策略，以期設(shè)計(jì)出滿足用戶的不同需求和偏好的汽車內(nèi)部空間，增強(qiáng)用戶整體駕駛體驗(yàn)。

1 汽車內(nèi)部空間設(shè)計(jì)面臨的問題

1. 1 人體工程學(xué)和用戶舒適度問題

人體工程學(xué)在汽車內(nèi)部空間設(shè)計(jì)中起著至關(guān)重要的作用，直接影響短途通勤或長(zhǎng)途旅行中駕駛員和乘客的舒適度。其中，座椅位置和調(diào)整至關(guān)重要，設(shè)計(jì)具有足夠腰部支撐、可調(diào)節(jié)頭枕和可定制位置的座椅，可以適應(yīng)不同的體型和偏好，從而提高整體舒適度。此外，確?？丶凸δ艿目蛇_(dá)性對(duì)于用戶的便利性和安全性也至關(guān)重要?？刂蒲b置應(yīng)直觀地放置在駕駛員觸手可及的范圍內(nèi)，以便輕松操作，不會(huì)造成駕駛員分心或不適，這就需要仔細(xì)考慮按鈕、旋鈕和觸摸屏的放置與設(shè)計(jì)，促進(jìn)駕駛時(shí)的無縫交互［1］。

1. 2 能見度和視線問題

能見度和視線對(duì)于駕駛員的意識(shí)和安全至關(guān)重要。應(yīng)優(yōu)化駕駛員的視野，最大限度地減少盲點(diǎn)并增強(qiáng)道路態(tài)勢(shì)的感知能力。設(shè)計(jì)儀表板和擋風(fēng)玻璃支柱時(shí)，應(yīng)確保能夠暢通無阻地觀察周圍環(huán)境，提高駕駛信心并降低發(fā)生事故的可能性。同樣，后視鏡的放置在視覺清晰度方面發(fā)揮著重要作用，正確定位的后視鏡和側(cè)后鏡可增強(qiáng)視野，使駕駛員能夠在行駛或停車時(shí)做出明智的決定和操作。

1. 3 輔助功能和可用性問題

確保車輛內(nèi)部的可達(dá)性和可用性，對(duì)于增強(qiáng)整體用戶體驗(yàn)至關(guān)重要。應(yīng)優(yōu)先考慮進(jìn)出車輛的便利性，特別是對(duì)于行動(dòng)不便的乘客或老年人。寬大的門洞、較低的踏入高度以及巧妙放置的把手，可以方便所有乘員無縫進(jìn)出。此外，控件和界面的布局應(yīng)該直觀且為用戶提供便利，最大限度地減少認(rèn)知負(fù)荷，避免駕駛員分心。清晰的標(biāo)簽、功能的邏輯分組，以及符合人體工程學(xué)的控件布局，有助于打造連貫且直觀的用戶界面，從而增強(qiáng)可用性，避免造成駕駛員困擾。

2 汽車內(nèi)部空間設(shè)計(jì)中的人機(jī)因素分析

2. 1 人體工程學(xué)和舒適度

舒適度是整體駕駛體驗(yàn)的關(guān)鍵因素，影響駕駛員的滿意度、疲勞程度和安全性。舒適的內(nèi)部空間設(shè)計(jì)，可以使駕駛員放松心情并緩解長(zhǎng)途旅行中的壓力，提高駕駛員的注意力和警覺性。此外，舒適的座椅和人體工學(xué)設(shè)計(jì)有助于避免肌肉拉傷和預(yù)防疲勞，最大限度地減少因駕駛員不適而分心甚至發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)。駕駛環(huán)境的設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足乘員的身體需求和偏好，包括座椅姿勢(shì)、腰部支撐和可調(diào)節(jié)性等因素。通過優(yōu)先考慮汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)的舒適性，汽車制造商可以增強(qiáng)整體駕駛體驗(yàn)，并在消費(fèi)者中培養(yǎng)積極的品牌認(rèn)知。設(shè)計(jì)符合人體工程學(xué)優(yōu)化的座椅布置和控制裝置，可提高用戶舒適度，并降低肌肉骨骼不適或受傷的風(fēng)險(xiǎn)。駕駛員和乘員人體工程學(xué)的主要考慮因素包括：① 座椅可調(diào)節(jié)性。提供一系列可調(diào)節(jié)功能，例如座椅高度、腰部支撐和傾斜角度，使乘員能夠定制自己的座椅位置，獲得最佳的舒適度和支撐。② 控制裝置布置。將控制裝置布置在觸手可及的地方，確保直觀地操作，最大限度地減少駕駛員分心，并提高整體可用性。③ 內(nèi)部空間布局。優(yōu)化內(nèi)部空間分配，最大限度地增加腿部空間、頭部空間和存儲(chǔ)容量，從而提高乘員的舒適度和可用性，特別是在長(zhǎng)途旅行中。通過將人體工程學(xué)原理融入汽車內(nèi)部空間設(shè)計(jì)中，可以為不同乘員創(chuàng)造更愉快、更人性化的駕乘體驗(yàn)。

2. 2 安全特性

汽車內(nèi)部空間設(shè)計(jì)直接影響碰撞或突然制動(dòng)操作時(shí)乘員的安全。應(yīng)優(yōu)化內(nèi)部空間，最大限度地降低受傷風(fēng)險(xiǎn)并保護(hù)乘員，特別是在正面、側(cè)面和后面碰撞時(shí)。加固車頂、支柱和門框等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件，耐撞性設(shè)計(jì)涉及車輛結(jié)構(gòu)和內(nèi)部部件的設(shè)計(jì)，確保車輛能夠承受和減輕碰撞過程中產(chǎn)生的力。此外，應(yīng)進(jìn)行碰撞測(cè)試和模擬，評(píng)估車輛在各種碰撞場(chǎng)景下的結(jié)構(gòu)完整性和乘員保護(hù)能力。設(shè)計(jì)防撞汽車內(nèi)部空間的關(guān)鍵包括：① 結(jié)構(gòu)加固。加固乘客艙、地板和側(cè)面防撞梁等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件，提高車輛承受碰撞力和保護(hù)乘員的能力。② 能量吸收。采用可變形結(jié)構(gòu)和沖擊吸收材料，有助于消散碰撞能量，并減輕乘員傷害的嚴(yán)重程度。③ 約束裝備。安裝有效的安全帶、安全氣囊和頭枕，有助于約束乘員并最大程度地減少碰撞時(shí)受傷的風(fēng)險(xiǎn)。通過將防撞設(shè)計(jì)原則融入汽車內(nèi)部空間設(shè)計(jì)中，可以增強(qiáng)乘員保護(hù)并降低發(fā)生碰撞時(shí)嚴(yán)重受傷的風(fēng)險(xiǎn)［2］。

3 基于人機(jī)工程學(xué)的汽車內(nèi)部空間設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

3. 1 人體工程學(xué)考慮因素

（1） 適應(yīng)一定范圍的體型。人類的身體尺寸和形狀存在顯著差異，這會(huì)影響他們?cè)谲嚺搩?nèi)的舒適度和安全性。人體工程學(xué)的多樣性設(shè)計(jì)涉及身高、體重、腿長(zhǎng)和肩寬等因素，確保內(nèi)部空間能夠舒適地容納不同體型比例的乘員。個(gè)子較高的人可能需要額外的頭部空間和腿部空間，防止不適并確保適當(dāng)?shù)淖?。相反，身材矮小的人可能?huì)受益于可調(diào)節(jié)的座椅配置，實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)囊暰€和控制。此外，適應(yīng)不同的體型尺寸對(duì)于促進(jìn)車廂內(nèi)的包容性和無障礙性至關(guān)重要，特別是對(duì)于老年人或殘障人士而言。通過集成可調(diào)節(jié)的座椅布置，例如高度可調(diào)節(jié)的駕駛員座椅和伸縮式轉(zhuǎn)向柱，使產(chǎn)品可以滿足更廣泛的體型和偏好。此外，通過優(yōu)化踏板、扶手和儲(chǔ)物箱等內(nèi)飾部件的布局，增強(qiáng)了不同體型比例乘員的可用性和舒適度［3］。

（2） 設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)功能。在車輛內(nèi)部設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)功能，使乘員能夠根據(jù)個(gè)人喜好和舒適度需求定制座椅位置與環(huán)境?？烧{(diào)節(jié)功能不僅提高了舒適度，還有助于改善車內(nèi)的人體工程學(xué)、安全性和可用性。汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)中需要考慮的關(guān)鍵可調(diào)節(jié)功能包括：提供一系列座椅調(diào)節(jié)功能，例如高度、傾斜度、腰部支撐和坐墊角度，讓乘員可以根據(jù)自己的喜好調(diào)整座椅位置?？烧{(diào)節(jié)頭枕和扶手進(jìn)一步增強(qiáng)了各種體型乘員的舒適度和支撐力；設(shè)計(jì)伸縮式轉(zhuǎn)向柱，使駕駛員能夠調(diào)整方向盤相對(duì)于其座椅的位置，確保最佳的觸及范圍和舒適度，同時(shí)保持正確的駕駛姿勢(shì)；采用可調(diào)節(jié)側(cè)后視鏡和控制面板，乘員可以自定義自己的視野并訪問基本功能，從而提高可用性和便利性；提供可調(diào)節(jié)的溫度、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、氣流方向等控制按鈕，使乘員能夠在車內(nèi)營(yíng)造個(gè)性化的環(huán)境，提高舒適度和滿意度。通過優(yōu)先設(shè)計(jì)車輛內(nèi)部的可調(diào)節(jié)功能，制造商可以創(chuàng)造一個(gè)更具適應(yīng)性和便利性的環(huán)境，最終滿足乘員的不同需求和偏好。

3. 2 材質(zhì)及質(zhì)感選擇

（1） 選擇舒適耐用的材料。選擇舒適耐用的材料，對(duì)于在車艙內(nèi)創(chuàng)造宜人且持久的內(nèi)部環(huán)境至關(guān)重要。乘員在車內(nèi)的時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，對(duì)于材料選擇中的舒適性和耐用性是關(guān)鍵考慮因素。汽車內(nèi)飾常用材料包括：① 皮革內(nèi)飾，以其奢華的外觀和觸感而聞名，增添了內(nèi)飾的精致感，同時(shí)提供出色的耐用性和舒適性。然而，皮革內(nèi)飾需要定期維護(hù)以防止磨損。② 面料內(nèi)飾，提供多種顏色和圖案的設(shè)計(jì)選擇。它通常比皮革更便宜，并且可以用防污涂層進(jìn)行處理以提高耐用性。③ 乙烯基和人造皮革等材料，是真皮的經(jīng)濟(jì)高效替代品，具有相當(dāng)?shù)哪陀眯院鸵子诰S護(hù)性。④ 儀表板表面、門板和裝飾件等其他內(nèi)飾部件，應(yīng)考慮舒適性、耐用性和美觀性。觸感柔軟的材料和帶襯墊的表面，增強(qiáng)了舒適度，而高品質(zhì)的飾面和紋理則提升了內(nèi)飾的整體感知質(zhì)量。選擇材料時(shí)還應(yīng)考慮抗紫外線、防潮和易于清潔等因素，確保內(nèi)表面的長(zhǎng)期耐用性和可維護(hù)性［4］。

（2） 增強(qiáng)抓握力和觸感的紋理。車輛內(nèi)部的紋理表面可以增強(qiáng)抓地力和觸感，提高乘員在駕駛過程中的控制力和舒適度。通過結(jié)合提供安全抓握的紋理，可以增強(qiáng)方向盤、換檔桿和控制旋鈕等關(guān)鍵內(nèi)飾部件的可用性和安全性。常用的需要有紋理的部件包括：① 具有橡膠或滾花紋理的方向盤和控制旋鈕，可增強(qiáng)抓地力和觸覺反饋，從而在操作過程中實(shí)現(xiàn)更好的控制和精度。② 座椅材料和內(nèi)飾上的壓花或穿孔表面，可提供視覺吸引力，改善乘員的氣流和舒適度。③ 具有天鵝絨般質(zhì)感的柔軟觸感材料，為車內(nèi)表面增添了高級(jí)感，同時(shí)為乘員提供舒適的觸覺體驗(yàn)。除了增強(qiáng)抓地力和觸感之外，還可以策略性地使用紋理來區(qū)分車艙內(nèi)的不同控制和功能。例如，凸起圖案或紋理表面可用于區(qū)分主要控制裝置和輔助控制裝置，從而提高可用性并減少駕駛員分心。通過將增強(qiáng)抓地力和觸感的紋理融入車輛內(nèi)部，設(shè)計(jì)師可以為乘員創(chuàng)造一個(gè)更具吸引力、用戶友好且安全的環(huán)境，從而增強(qiáng)整體駕駛體驗(yàn)。

3. 3 照明及周圍環(huán)境

（1） 自然光與人工光的融合。在車內(nèi)整合自然照明和人工照明，對(duì)于為乘員創(chuàng)造舒適且具有視覺吸引力的環(huán)境至關(guān)重要。車窗和天窗的自然采光不僅照亮了車內(nèi)，還提供了與外界的聯(lián)系，增強(qiáng)車內(nèi)的開放感和寬敞感。主要考慮因素包括：優(yōu)化窗戶尺寸、位置和形狀，最大限度地提高自然光進(jìn)入車內(nèi)的透過率，同時(shí)最大限度地減少眩光和熱量積聚。采用有色或反射紫外線的玻璃，可以幫助調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度，并保護(hù)乘員免受過度陽(yáng)光照射；安裝全景天窗或天窗，可為乘員提供一覽無余的天空視野，營(yíng)造出開放和放松的感覺；采用可伸縮遮陽(yáng)簾或隱私屏幕，可以控制進(jìn)入車艙的自然光量，從而提高長(zhǎng)途旅行中的舒適度和隱私性。除了自然采光外，人工照明在夜間駕駛和弱光條件下照亮車內(nèi)，也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。環(huán)境照明系統(tǒng)可以戰(zhàn)略性地布置在整個(gè)車廂內(nèi)，有利于增強(qiáng)可視性、安全性和氛圍［5］。

（2） 營(yíng)造宜人且實(shí)用的氛圍。在車艙內(nèi)營(yíng)造宜人且實(shí)用的氛圍，需要仔細(xì)平衡照明強(qiáng)度、色溫和分布，滿足乘員的需求和偏好。環(huán)境照明系統(tǒng)可以定制，從而營(yíng)造不同的氛圍并增強(qiáng)整體駕駛體驗(yàn)。關(guān)鍵策略包括：可調(diào)節(jié)的照明設(shè)置，讓乘員能夠調(diào)節(jié)環(huán)境照明的強(qiáng)度、顏色和分布，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制并提高夜間駕駛的舒適度；在門板、杯架和腳坑等關(guān)鍵內(nèi)飾部件周圍，采用微妙的重點(diǎn)照明，增加視覺趣味并增強(qiáng)車艙的整體氛圍；在基本控制和閱讀區(qū)域附近安裝集中任務(wù)照明，提高可視性和可用性，特別是在夜間駕駛或執(zhí)行地圖閱讀、設(shè)備操作等特定任務(wù)時(shí)。此外，將照明與信息娛樂系統(tǒng)、氣候控制和駕駛員輔助顯示等其他內(nèi)飾功能集成，可以提高乘員的整體可用性和便利性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基于人機(jī)工程學(xué)原理優(yōu)化汽車內(nèi)部空間設(shè)計(jì)，可營(yíng)造一個(gè)舒適、安全、人性化的駕乘環(huán)境。通過解決內(nèi)部設(shè)計(jì)中的問題并實(shí)施相應(yīng)的優(yōu)化策略，可以提高用戶的舒適度、安全性和滿意度，從而提升駕乘體驗(yàn)的整體質(zhì)量。