基于人機工程學的汽車布置方法

尹鈺淇+李冠群+孫斌

摘要：文章以人機工程學的內容為出發點，首先簡明扼要的概括了汽車布置和人機工程學的定義，并說明了汽車布置具有的要求，然后又通過理論與實際相結合的方式，以“在汽車布置過程中人機工程學的具體應用”為核心展開了系統、深入的探討，供工作人員參考。

關鍵詞：人機工程學；汽車；布置方法

引言：基于汽車的人機工程學所研究的對象主要是人—車—環境系統，目的在于對駕駛艙內部的環境和舒適性加以改善，保證駕駛者在駕駛過程中的舒適、安全與高效，因此，工作人員需要從視野校核、坐姿校核、應用校核等方面出發，結合人機工程學的具體內容，對汽車內部空間加以布置，保證人—車—環境系統所具有的性能能夠得到最優化的展示。

1汽車布置的概述

1.1定義

作為需要反復調整、協調并且整合的過程，汽車布置工作往往貫穿于汽車設計與開發的始終。在汽車布置的過程中，工作人員需要關注的內容包括使用是否方便、汽車的布置與生產是否合理，只有保證對上述要求的高度滿足，才能獲得與實際要求相符合的汽車尺寸、質量和性能參數，也才能制定科學、高效的設計方案，為下一步工作的開展提供便利。

1.2要求

汽車概念設計工作和汽車布置工作開展的時間段大體重合，在對汽車進行布置的過程中，工作人員需要明確對嚴格遵循以下要求：其一，從駕駛者的角度出發，保證汽車在操縱便利程度、駕駛舒適程度和安全性能等方面與駕駛者具有的需求相符合，這是人機工程學最核心的設計原則；其二，保證對汽車零部件進行保養和維修時的方便性；其三，在保證汽車行駛過程中穩定性的基礎上，提高汽車的經濟性；其四，以滿足市場和駕駛者所具有需求為前提，對汽車內部空間和整體重量進行降低；其五，根據汽車的規格和用途對附件進行選擇，保證汽車的通用化、平臺化與標準化[1]。

2人機工程學的概述

人機工程學作為一門新興的邊緣型學科，主要研究的內容是在某種特定環境中人和機器相互作用時具有的規律，并通過對規律的科學利用，提高機器的通用程度，保證在大多數環境中該機器能夠為大部分人提供舒適、安全、高效的服務。對于汽車設計與研發工作而言，人機工程學具有的指導性作用是不容忽視的，工作人員可以將汽車的市場輸入作為基礎，展開相應的人機布置與設計工作，通過提高汽車內部空間和舒適性的方式，實現對汽車所具有綜合競爭力的增強。

3在汽車布置過程中人機工程學的具體應用

在汽車布置過程中對人機工程學加以應用的前提，是對人機工程布置具有的核心要求進行明確，即舒適駕駛和方便操縱，工作人員需要在最大程度上滿足駕駛者對娛樂、操縱或駕駛等方面具有的要求。現階段，人機工程學通常被應用在以下幾個方面：其一，安全性。安全性包括所有的主動以及被動安全，還包括對車內人員的保護；其二，方便性。方便性包括兩個方面的內容，首先是駕駛員的操縱，指的是運動包絡、三踏板位置、手操縱零部件等，其次是上下車的過程，指的是車門高度、寬度、厚度以及通道的、尺寸等；其三，視野設計。交通燈視野、儀表視野、前方地面視野以及后視鏡視野等；其四，空間尺寸。包括頭部、臀部、腿部、膝部、膝部空間，以及后排乘坐和儲物的空間。

3.1視野校核

對視野進行校核的目的是保證在汽車布置過程中，杜絕由于駕駛員視野存在問題導致汽車安全性或是使用過程舒適度下降等問題的出現，也就是說，工作人員在對汽車進行布置時，需要保證駕駛員視野和使用要求相符。

3.1.1交通燈

我國針對駕駛者交通燈視野提出的要求時，汽車需要能夠準確看到距離自身12m外、高5m的信號燈，并且保證交通燈視野不被車頂等零件遮蓋。

3.1.2前方地面

在對駕駛員前方地面的視野進行校核時，工作人事首先需要做一條和發動機艙蓋以及眼橢圓下邊沿相切的視野線，并保證該視野線和設計地面線存在交點，前方視野盲區對應的部分就是該交點和汽車前保險杠前端之間存在的縱向距離，視野盲區的范圍應在保證設計質量和要求的前提下盡量縮小，后方視野盲區同理可證。

3.2坐姿校核

對坐姿進行校核的目的是保證在汽車布置過程中，工作人員可以根據不同情況對人體姿態加以選擇，保證駕駛者能夠用最舒適且放松的狀態完成駕駛工作。

坐姿校核工作需要從兩個方面分別展開，首先是對駕駛員的坐姿進行校核，測量內容包括：方向盤直徑、頭部有效空間、膝蓋角、靠背角、踝角等；其次是對后排乘客的坐姿進行校核，針對后排乘客所開展的相關工作，不包括方向盤直徑等駕駛員專屬測量內容，但頭部有效空間、膝蓋角、踝角等仍舊是測量內容。

3.3應用校核

對手及界面應用進行校核的第一步是確定三指所及范圍，工作人員需要通過對手及界面進行繪制的方式，在CATIA中對各個點進行直接生成，然后再利用所生成的點繪制出相應的圓弧面，該圓弧面對應的區域就是三指所及范圍[2]。

對駕駛者而言，在三指所及范圍內應當包括的部件有：大燈開關、空調旋鈕、音響旋鈕、點煙器以及后視鏡的開關旋鈕；通過三指所及范圍向外偏移50mm所得到的單指所及范圍，應當包括：電控單元、空調系統、觸屏娛樂系統以及中控開關等；通過三指所及范圍向內偏移50mm所得到的五指所及范圍，應當包括換擋手柄和內后視鏡。

3.4方向盤校核

對方向盤盲區進行校核的過程主要是應用眼橢圓對駕駛者的可見曲面進行檢查，縮小盲區范圍，降低方向盤與需要駕駛者看到的曲面范圍之間存在障礙的可能性。

工作人員首先需要對方向盤對應的障礙區域進行定義，對方向盤而言、輪盤視野障礙指的是，經過輪圈截面正中的左、右眼橢圓對應中心點在障礙區呈現出的投影，雙眼障礙區域指的是，經過輪圈截面正中且相切于中央眼橢圓的切線在可視區呈現出的投影；然后對輪輻障礙區域進行定義，輪輻障礙區域指的是，將中間眼橢圓所對應極限點生成的障礙區進行合并最終形成的區域；最后對方向盤盲區進行定義，將方向盤障礙區和輪輻障礙區進行合并即可。

結論：綜上所述，上文以視野、坐姿、應用和方向盤幾項重要內容的校核工作作為切入點，針對汽車布置過程中人機工程學的具體應用展開了探討，并結合實際情況提出了具體的校核方案與步驟，希望可以在某些方面為相關工作的開展提供幫助，實現我國汽車行業的快速發展。

參考文獻：

[1]吳光淮，朱甲旺，徐俊波，姜宇. 基于人機工程學的汽車點云處理方法[J]. 汽車實用技術，2017，04：54-61.

[2]孫成秀. 基于人機工程學的轎車總布置研究[D].吉林大學，2013.endprint