影响车辆人机工程设计的因素研究

作者:安全管理网  来源:安全管理网 点击:  评论:  更新日期:2015年01月15日

 随着汽车工业的发展,车辆人机工程设计在汽车设计上的应用范围越来越广泛。本文针对影响车辆人机工程设计的一些因素,结合车辆人机界面设计的特点,对这些因素进行了一定的研究。
    人机工程在车辆设计中的重要性
    随着汽车工业的不断发展和科学技术的不断进步,人们对汽车驾驶的舒适性要求越来越高,对人机工程学在汽车工程的应用也有了更高的要求。车辆人机工程学是一门新兴的综合性边缘学科,是综合了人体学、心里学和生理学方面的内容,在汽车工程方面进行应用。汽车人机工程的深入研究和应用,不但有助于改善汽车驾驶条件和舒适度,还对保护驾驶员和车内乘员的身体健康和生命安全起着重要的作用。
    影响车辆人机工程设计的因素
    1.目标对象对车辆人机工程设计的影响
    车辆人机工程设计的最终目的是以满足车辆销售目标区域内大多数客户为基础,这就要求车辆人机工程人员要对该客户群体的人体尺寸和相关参数有深入的了解,并能有相应的计算设计方法,然后再进行人机工程的设计。
    2.目标个体的差异性对车辆人机工程设计的影响
    作为车辆人机工程设计人员,当然希望所设计的车辆能够满足所有目标客户的使用要求,但这一点无论是在技术上或是在经济上,都无法实现。目标个体的人体差异性,是车辆人机工程设计所面临的一个重要的问题。百分位值是表达关于人体尺寸信息和个体性差异的一种简单有效的方法,是进行车辆人机工程设计重要的数字信息和依据标准。百分位表示人体的某项基数数据对于使用对象中有百分之几的人可以适用,也就是指人体尺寸数据正态分布中的累计概率。根据人体测量尺寸数据,满足不同目标人体的差异,可以分为5百分位、10百分位、50百分位、90百分位和95百分位。在对车辆人机工程设计的过程中,应该注意:
    50百分位的平均值在使用的过程中,往往会将设计者带入一个误区,认为50百分位满足目标平均个体的需求,但目标个体中通常没有平均的男性或者女性,从人体测量数据来看,无论统计采样是人体尺寸还是人体质量等,采样统计平均值的应用意义并不明显。例如汽车加速踏板布置设计,加速踏板与人体操纵姿势的关系非常重要,要考虑到以下五个方面:
    --加速踏板布置必须考虑长时间操作的舒适性;
    --加速踏板未踩下时,踝关节角度A46不小于87°,踩到底后A46不大于105°;
    --应该使驾驶员的拇趾点(BOF)踩在踏板中心位置,需要计算踏平面角度和踏板中心高度   A47;
    --踏板表面的倾斜角度参照踏平面角来确定,使驾驶员鞋底脚掌处很好地与踏板表面贴合;
    --必须分析不同百分位驾驶员下肢的舒适性,尤其要考虑女性驾驶员穿高跟鞋驾驶的情况。
    在车辆的设计过程中,对于加速踏板的一些参数特别是最小伸及距离或者最大控制力等,绝对不能选用平均值或者第50百分位值作为标准值。因为人类的个体差异是无法消除的,因此设计者应该满足目标客户里的大部分人,就必须要了解目标客户人体差异性。通常认为满足90%或者95%就已经达到使用目标。
    3.设计时机对车辆人机工程设计的影响
    一些女性驾驶员经常会遇到这样的场景:当把座椅向前调整,以便更容易够到踏板,可这样会使得方向盘离身体太近。这样的问题在其他一些方面也会出现,例如座椅安全带不能充分调节而导致颈部或者胸部过紧引起不适或者擦伤;汽车仪表板的布置高度不适可能导致高个子驾驶员腿部空间狭小,矮个子驾驶员前方下部视野不足等。为了更好的分析和消除这些问题,更好的进行人机工程设计,需要车辆设计人员进行深入的调查研究,量化问题出现的概率和分布,不断进行设计修改和优化,直至设计令客户群体满足。这就需要把握好人机工程设计的时机,因为在开发后期或者使用过程中一旦发现问题,再去纠正,就可能会涉及到车辆各个部件之间的互相调整,甚至需要从整体布局开始,其所需的费用会非常的高。所以在车辆总体设计和总体布置的时候,就应该讲人机工程提早考虑进去,运用人机工程分析方法、人体模型CAD和专业的分析软件等对人机工程进行全面系统的设计。

    随着汽车设计的不断变化和发展,车辆人机工程设计所涉及的内容也在不断发生着变化。以上几个因素是目前车辆人机工程中所需要重点关注的几个方面,车辆人机工程设计中所设计的内容很多,需要设计人员不断的运用新方法和新思想,尽量能够做到系统全面的考虑每一个细节。
 

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