基于人機工程的汽車設計方法分析

蘆偉

摘要：本文主要分析了在汽車設計過程中，基于人機工程設計理念的設計方法分析，以此來幫助設計師在汽車設計過程中，可以設計出更滿足乘員使用舒適性的汽車作品，文章著重于介紹人機工程學主要應用方面，其中包括車輛視野設計、坐姿舒適性、進出方便性、機蓋背門開啟舒適性等重要方面的分析。筆者還根據自己的設計工作經驗，提出了一些設計過程要注意的問題。

關鍵詞：汽車設計;人機工程;方法分析

一、人機工程概述

人機工程是上世紀五十年代新興的一門邊緣學科，學科的主要目的是從人的心理以及生理特點為分析出發點，以此作為關鍵因素，用來研究人、機、環境之間的相互關系和相互作用。學科的核心思想是利用對人、機、環境關系的研究，為人創造出最合適的作業環境和機械設備，保證人在工作過程中可以減少失誤和疲勞，進而提高工作效率。在汽車設計開發領域，人機工程對設計工作也起著重要的指導作用，設計師在進行汽車設計之前，要收集充足的使用人員的數據，隨后根據汽車的市場定位，與數據分析結果相互結合，讓設計出的汽車作品可以得到最合理的空間布置設計。汽車中增加人機工程的應用，這不僅關系到車內空間的有效利用和提高乘員乘坐的舒適性，而且對汽車的整車尺寸參數和整車性能高低都有著重要影響，企業在設計汽車過程中，若是可以做到利用人機工程來進行汽車設計，汽車的人性化和特點一定可以從眾多的汽車品牌脫穎而出，提高汽車品牌的競爭力。

二、汽車車身設計虛擬人體模型的研究分析

近幾年，隨著科技的發展，計算機技術的應用愈發的廣泛，汽車制造行業正處在用計算機輔助設計階段轉型為全面計算機設計的階段，在這樣的大環境下，汽車設計的傳統人體實物模式已經被數字模型完全取代，實現了汽車開發的并行化和協同化，由于數字模型建模快和制作經費低的特點，在設計過程中，縮短了汽車產品設計的開發周期，節省了產品開發過程中的經費。但是隨著數字模型在汽車設計領域的普遍利用，隨之也帶來了一個基于人機工程汽車設計的問題，數字模型反饋回來的效果并不是完全符合人體真實體驗的，導致了設計人員忽視了設計過程中實物的人機工程設計、試驗和檢測，降低了汽車設計作品的質量。

三、汽車內部空間的設計

（一）基于人機工程學的座椅設計方法分析

從人機工程學方面分析，汽車座椅的舒適度受到了人、機、環境三方面因素的影響，也就是說人自身的行為習慣、汽車座椅的本身設計以及座椅所處的環境都對人體感覺汽車座椅是否舒適存在著重要影響。從人體本身角度分析，人體的自身特點決定了身體是無法適應長時間保持端坐姿態的，在人端坐過程中，人體的姿勢總會不自覺的變為駝背或者抬下巴姿勢，如果人體長時間保持這個姿勢，從醫學上分析，這種扭曲的姿勢會令脊椎長時間處于彎曲狀態，進而壓迫體內橫膈膜的活動，導致人體呼吸變淺，呼吸變淺帶來的就是供氧不足，一旦大腦出現缺氧癥狀，就會造成很嚴重的頭暈眼花癥狀，會嚴重威脅駕駛員的用車安全。目前腰背痛問題正在全世界各地普遍增加，對這種現象最合理的解釋就是，人在長期的工作生活中，沒有使用正確的工作姿勢，對此最關鍵的影響因素就是如今大部分的座椅，都設計時只考慮外觀的美觀性，并沒有了解人的生理需求。目前在人體生理學和人體工程學方面，都在倡導站坐姿勢交替使用的工作形式，以及對人體的生活姿勢加以引導，減少人體不健康情況的出現，坐姿的變化知識人體自身可以改正的方面，座椅設計師可以利用人機工程學原理對人體坐姿的優缺點進行分析，研究表明最良好的坐姿是將最適當的壓力分布于人體的背脊椎骨之間的椎間盤上，并且還要把最適當的人體靜荷載分布在所附著的肌肉組織上，因此座椅的設計，其中座椅的舒適性是進行座椅設計首先要考慮且最重要的設計因素，一個設計舒適的座椅可以有效的緩解使用者長期使用座椅過程中產生的腰椎、脊椎、脖子等方面的疾病。從環境角度分析，就例如沙發椅人在冬天坐著會感覺到舒適，在夏天反而會感覺到悶熱的感覺，因此機械的使用環境也是基于人體工程學設計汽車過程中重要的考慮方面，在座椅設計過程中，要全面的從人、座椅舒適度、環境方向進行考慮，這三方面在設計時相互依存、相互作用。

（二）人體駕駛的舒適姿勢

在基于人機工程的汽車設計過程中，為了使得車艙內布置可以減少駕駛和乘坐時的疲憊程度，設計理念有必要充分的考慮人體的舒適性要求。準確的駕駛姿勢能保持脊椎的正常生理彎曲，防止人體腰部彎曲變形。脊椎接受的負荷是造成后背不適和疼痛的主要原因，這種負荷和人體的坐姿有著很大的聯系，不準確的駕駛姿勢可以導致人體疲憊，誘發駕駛職業病，并且還會使人體的能量消耗增加，使人的工作效率下降，容易導致交通事故的發生。利用人機工程學科，設計出優質的車內環境，引導人體使用最佳的駕駛姿勢，降低駕駛過程中的人體疲倦度。

（三）人體布置設計

車身室內的人體布置就是指在二維人體模板在車身布置圖上的安放，從而確定出設計的H點的方位，并且用H點在設計過程中代表人體的布置和乘坐位置，規劃H點作為汽車布置時的規劃基準點，保證車內的一切布置都是為人體舒適設計，用人機工程學的知識，來保證人體的布置，設計出最優質的汽車作品。

四、總結

在汽車產品設計過程中，人機工程學應該做到貫穿設計的全過程，本文通過對人機工程學相關知識的介紹和設計虛擬人體模型的分析，同時還舉出了在設計過程中的具體應用，綜合分析了人機工程學的重要性，根據自身的設計經驗，對汽車新車型的設計開發提高一定的指導作用。

參考文獻：

[1]邵希臣，劉江芬.基于人機工程的汽車座椅設計[J].城市建設理論研究（電子版），2015，5（33）：2739-2740.

[2]陳旭.論人機工程學在汽車設計中的體現[J].河南科技，2013 （21）：76.