影響車輛人機工程設計的因素研究

摘要：隨著汽車工業的發展，車輛人機工程設計在汽車設計上的應用范圍越來越廣泛。本文針對影響車輛人機工程設計的一些因素，結合車輛人機界面設計的特點，對這些因素進行了一定的研究。

關鍵詞：車輛人機工程；設計；影響因素

1.人機工程在車輛設計中的重要性

隨著汽車工業的不斷發展和科學技術的不斷進步，人們對汽車駕駛的舒適性要求越來越高，對人機工程學在汽車工程的應用也有了更高的要求。車輛人機工程學是一門新興的綜合性邊緣學科，是綜合了人體學、心里學和生理學方面的內容，在汽車工程方面進行應用。汽車人機工程的深入研究和應用，不但有助于改善汽車駕駛條件和舒適度，還對保護駕駛員和車內乘員的身體健康和生命安全起著重要的作用。

2.影響車輛人機工程設計的因素

2.1.目標對象對車輛人機工程設計的影響

車輛人機工程設計的最終目的是以滿足車輛銷售目標區域內大多數客戶為基礎，這就要求車輛人機工程人員要對該客戶群體的人體尺寸和相關參數有深入的了解，并能有相應的計算設計方法，然后再進行人機工程的設計。

2.2.目標個體的差異性對車輛人機工程設計的影響

作為車輛人機工程設計人員，當然希望所設計的車輛能夠滿足所有目標客戶的使用要求，但這一點無論是在技術上或是在經濟上，都無法實現。目標個體的人體差異性，是車輛人機工程設計所面臨的一個重要的問題。百分位值是表達關于人體尺寸信息和個體性差異的一種簡單有效的方法，是進行車輛人機工程設計重要的數字信息和依據標準。百分位表示人體的某項基數數據對于使用對象中有百分之幾的人可以適用，也就是指人體尺寸數據正態分布中的累計概率。根據人體測量尺寸數據，滿足不同目標人體的差異，可以分為5百分位、10百分位、50百分位、90百分位和95百分位。在對車輛人機工程設計的過程中，應該注意：

50百分位的平均值在使用的過程中，往往會將設計者帶入一個誤區，認為50百分位滿足目標平均個體的需求，但目標個體中通常沒有平均的男性或者女性，從人體測量數據來看，無論統計采樣是人體尺寸還是人體質量等，采樣統計平均值的應用意義并不明顯。例如汽車加速踏板布置設計，加速踏板與人體操縱姿勢的關系非常重要，要考慮到以下五個方面：

--加速踏板布置必須考慮長時間操作的舒適性；

--加速踏板未踩下時，踝關節角度A46不小于87°，踩到底后A46不大于105°；

--應該使駕駛員的拇趾點（BOF）踩在踏板中心位置，需要計算踏平面角度和踏板中心高度 A47；

--踏板表面的傾斜角度參照踏平面角來確定，使駕駛員鞋底腳掌處很好地與踏板表面貼合；

--必須分析不同百分位駕駛員下肢的舒適性，尤其要考慮女性駕駛員穿高跟鞋駕駛的情況。

在車輛的設計過程中，對于加速踏板的一些參數特別是最小伸及距離或者最大控制力等，絕對不能選用平均值或者第50百分位值作為標準值。因為人類的個體差異是無法消除的，因此設計者應該滿足目標客戶里的大部分人，就必須要了解目標客戶人體差異性。通常認為滿足90%或者95%就已經達到使用目標。

圖一 車輛加速踏板人機工程設計圖

2.3.設計時機對車輛人機工程設計的影響

一些女性駕駛員經常會遇到這樣的場景：當把座椅向前調整，以便更容易夠到踏板，可這樣會使得方向盤離身體太近。這樣的問題在其他一些方面也會出現，例如座椅安全帶不能充分調節而導致頸部或者胸部過緊引起不適或者擦傷；汽車儀表板的布置高度不適可能導致高個子駕駛員腿部空間狹小，矮個子駕駛員前方下部視野不足等。為了更好的分析和消除這些問題，更好的進行人機工程設計，需要車輛設計人員進行深入的調查研究，量化問題出現的概率和分布，不斷進行設計修改和優化，直至設計令客戶群體滿足。這就需要把握好人機工程設計的時機，因為在開發后期或者使用過程中一旦發現問題，再去糾正，就可能會涉及到車輛各個部件之間的互相調整，甚至需要從整體布局開始，其所需的費用會非常的高。所以在車輛總體設計和總體布置的時候，就應該講人機工程提早考慮進去，運用人機工程分析方法、人體模型CAD和專業的分析軟件等對人機工程進行全面系統的設計。

3.總結

隨著汽車設計的不斷變化和發展，車輛人機工程設計所涉及的內容也在不斷發生著變化。以上幾個因素是目前車輛人機工程中所需要重點關注的幾個方面，車輛人機工程設計中所設計的內容很多，需要設計人員不斷的運用新方法和新思想，盡量能夠做到系統全面的考慮每一個細節。

參考文獻：

[1]童時中. 人機工程設計與應用手冊[M]北京：中國標準出版社， 2007

[2]江建. 人機工程學在車輛安全性設計中的應用[J]車輛工程2008.6.