拖拉機駕駛室的人機與色彩設計研究

摘要：該文結合人機工程學對拖拉機駕駛室各裝置的空間布置以及側操控的造型、前操控臺的造型及操作裝置的造型與色彩進行再設計。使駕駛室的各裝置更滿足人的操作習慣，尤其是操作桿和按鍵，更好地實現駕駛員的辨別與操作。

關鍵詞：人機工程學;拖拉機駕駛室;色彩設計

隨著國家對“三農問題”的重視以及對農業的投入力度不斷加大，農民的購買欲望和購買力得到了極大提高。另一方面，隨著農民生活水平的不斷改善，農民對拖拉機的品質有了越來越高的要求，尤其是駕駛室。在技術發展已經進入了成熟的今天，拖拉機的外觀以及駕駛室的人性化設計成了吸引消費者眼球的主要元素。

一、研究的意義

合理的拖拉機駕駛室設計不僅能使駕駛員擁有更舒適的操作環境，還可以有效減少操作中的安全事故，并且能夠很好地預防拖拉機駕駛員的職業病，如脊椎損傷、關節炎、胃下垂、消化不良等。同時，優秀的拖拉機駕駛室設計還可以提高拖拉機在市場上的競爭力，吸引消費者，促進銷量。

二、駕駛室的空間布局設計的人機工程學原則

拖拉機駕駛室的空間布局設計主要有操縱裝置和顯示裝置的布置，其最終目的是使各裝置能以最合理、最有效的方式滿足駕駛員的作業要求，具有良好的安全性、舒適性和經濟性。主要人機工程學原則如下：

（一）根據各裝置的重要性及操作頻率進行合理布置。使駕駛員在一定的空間內可以最便捷地操作，操作裝置之間合理配合，不會相互影響。

（二）符合人的操作習慣及正常的認知，再設計駕駛室的空間布置時是要充分了解人的操作習慣及基本認知，尤其是拖拉機駕駛員的。

（三）具有很好的可視性，一方面是對顯示裝置的觀察，另一方面是對操作裝置的明確區分，從而使駕駛員在緊急情況下也不會出現錯誤操作。

三、拖拉機各裝置的人機工程分析與研究

（一）操作裝置的分析

1、操作裝置的造型分析

操作裝置作為拖拉機駕駛員在作業時直接接觸的部件，對它的設計一定要充分結合駕駛員的實際操作情況和人的具體特征尤其是手部特征，如手的握姿、手便于活動的角度、手掌的肌肉分布等等。操作裝置中對人影響最大的就是操作手柄。對操作手柄的形態的設計要根據手的操作幅度、手握的粗度、手掌肌肉和手柄的接觸位置，手柄的運動方向應符合外力的方向。另外應根據四肢的特點合理設計操縱器，除必須使用手的工作外，應盡量采用腳踏控制裝置。

手柄的截面形狀、曲面特征及手柄手抓握姿態應該符合手掌的生理結構。例如傳統的手柄握把是圓形截面，不符合手抓握時的自然狀態，會產生抓握的不穩定，很容易使手柄從手上滑落;三角形截面的手柄握把局部太寬，手柄的轉角壓迫了手掌，抵住了手的虎口位置，不易握緊，并且影響了手部的血液流動;而接近橢圓截面形態的手柄是較理想的，適合手操作工具時工作的方向性，同時手握持時有足夠的摩擦力，適合手的抓握。

2、操作裝置的色彩分析

“色彩喚起各種情緒，表達情感，甚至影響我們正常的生理感受?！边@是美國視覺藝術心理學家布魯墨曾表達過的一種觀點。色彩是形態的另一種重要的視覺感知形式，也是非常重要的設計要素。研究結果表明，人們在觀察物體時，最初印象20秒色彩的影響在80%左右，而形態的影響只占20%左右;兩分鐘后色彩的影響降至60%，形態則變成40%，五分鐘后則各占50%。隨著人機工程學的發展，色彩已不僅僅是外觀的組成元素，而且在產品的功能方面也會有很大的作用。如可利用色彩給人的快速感知，來幫助人們很輕松的辨識和操作。

在拖拉機操縱裝置的色彩設計中，不僅考慮到色彩給人帶來的心理感受，還應著重考慮在實際操作中的應用。其中最主要的就是幫助駕駛員辨識不同操作桿，使駕駛員即便在非常危急的情況下也可以分清各個操作裝置，從而避免誤操作。當然，過于追求區分功能而使用與整體格格不入的色彩是得不償失的。拖拉機操作裝置的色彩也應兼顧色彩搭配的和諧以及與整體作業環境的和諧。對拖拉機操作裝置色彩應用的目標是即達到區分的目的，同時又不破壞駕駛室整體的和諧，給人以積極的心理感受。

（二）側控臺的造型與色彩分析

目前國內拖拉機上大多使用整體式操縱臺結構，由側板及上操縱面板組成，上操縱面板多為單個曲面，將操作按鈕根據功能進行集中分布在上操縱面板上，在制作工藝上通常采用吸塑成型，結構簡單，制造成本低廉。

在國外主要采用模塊集成化操作臺設計，操縱臺由整體骨架和多個功能模塊組成，排列錯落有致，追求形式美與功能美并存。先將所有可能安裝的控制按鈕按功能分組拼合成一個個功能模塊，根據各個模塊的使用頻次及重要級別結合人機工程原理進行布置，再根據功能模塊鑲嵌的位置設計整個骨架，同時根據功能模塊的位置結合骨架曲面形式結構進行相應的密封蓋板設計，最后根據整機配置需要選裝不同的功能模塊，在沒有裝配功能模塊的地方用蓋板進行密封，在制作工藝上通常采用注塑成型，結構精致，外形美觀，按鈕色彩的功能分布合理，操縱臺通用性好。

在設計側控臺要充分結合人機工程學和色彩設計。要研究清楚側控臺與駕駛員的位置關系以及操縱裝置是如何排布在側控臺上的。側控臺要方便駕駛員的操作，最好有一定的傾斜角度。為了與整個駕駛室的融合，側控臺的造型與結構要呼應駕駛室的整體造型，色彩區分度好。

（三）前控臺的造型與色彩分析

前控臺上的主要裝置有方向盤、方向手柄、手剎手柄、儀表盤、離合器踏板、制動踏板、腳油門以及其他操作按鍵。在對前控臺設計時，一定要明晰駕駛員腿部活動區域，在不影響駕駛員正常操作的情況下完成前控臺的造型設計，這就要分析駕駛員在作業時腿部的姿勢及活動狀態，以及駕駛員在上下拖拉機時所需的活動空間。前控臺與側控臺的設計也存在差異，其中最主要的不同點是前控臺要配備顯示裝置，這就要求在設計時結合燈光及色彩設計，考慮如何實現顯示裝置的最佳可視狀態，同時又不影響其他的操作。

四、結論

本文分析了駕駛室的主要裝置和基本功能。結合人機工程學對駕駛室各裝置的排布及一些裝置的造型與色彩進行了分析，提出了駕駛室操控臺的人性化設計，操縱裝置的舒適性和易操作性等相關問題，這都是后續駕駛室設計深入研究的理論鋪墊。

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