重型商用車駕駛室人機工程優化分析

杜樹枳　姜智勇　張金鳳　劉奇　李陽　李春雨

摘 要：在商用車輛的駕駛室設計過程中，為了使駕駛員操作便利，防止出現由于駕駛員的設備位置角度之間的矛盾造成交通施工，設計人員會對駕駛室之中的儀表位置和角度、操作設備如換擋桿、制動閥以及車門位置等進行合理的設計，使得在駕駛和操作過程中駕駛員操作更為便利。

關鍵詞：重型商用車；駕駛室；人機工程；優化設計

中圖分類號：U462 文獻標志碼：A

0 引言

隨著重型商用車輛使用數量的不斷增加，在未來重型商用車輛的駕駛室設計過程中，其儀器的位置應當更為人性化，結合現代人機工程學的觀念對人機關系進行進一步的優化。

1 實驗研究概述

本文在針對重型商用車輛駕駛室人機工程設計的研究過程中，首先，研究人員采取人機工程主觀駕評方式，即通過具備商用車輛駕駛經驗的主觀測評人員通過駕駛來對駕駛舒適性等研究項目進行評價，較為直觀地反映當前研究中車輛設計不合理之處。其次，研究人員使用CATIA分析工具，從模型上分析了駕駛室設計中引起駕駛舒適性問題的主要原因，并予以合適的優化。最后，通過對人機駕駛關系在優化前后的對比實現對人機關系設計質量的提升，提高當前重型商用車輛在駕駛過程中的舒適性和安全性。

2 人機主觀駕評

2.1 駕評實驗方案概述

在實驗過程中主觀駕評的主要目的是對實驗中研究的重型商用車輛駕駛室的人機設計關系進行評價，通過不同身高的駕駛員的駕駛體驗來對該車型在駕駛室人機關系設計中的不足進行研究，并從實驗人員的反饋之中對設計需求有更深的了解，以便于對設計方案進行優化和改善。

2.2 實驗方案的設計

在主觀駕評人員的選擇上，為了保證其意見具備設計上的參考性，實驗人員可以選擇不同身高的駕評人員進行駕駛，其在駕駛之后可以對實驗采用的重型商用車輛的人機操作關系進行評分，并提出自己的意見。在駕評過程中，主要的駕評內容包括上下車的便利性，儀表、操作設備操作上的便利性和準確性，駕駛視野是否滿足安全駕駛需求，儲物空間是否合適等幾部分。經過駕駛之后，駕評人員可以根據實驗人員所設計的評分條件對駕駛過程中的人機關系進行評價。為了保證評價結果的準確性，在實驗中除了要駕駛重型商用車輛之外，還要對另外兩輛對比車輛進行駕駛。

2.3 實驗結果

實驗人員在駕駛重型商用車輛和對比車輛之后對其駕駛人機關系進行了評價，身高相同的實驗人員在評分上取平均，保證了準確性。最終得出實驗車輛較對比車輛在駕駛人機關系上存在的不足：實驗車輛在上下車過程中較為困難，在駕駛操作上，換擋桿以及制動法操作體驗較差，駕駛中儀表視野較差，影響了安全駕駛過程。表1即為實驗人員在駕駛之后給出的評分。

3 CATIA人機工程分析

3.1 上下車便利性分析

在實際設計過程中，影響上下車便利性的主要因素是上下車踏板的高度設計，針對不同身高的駕駛人員，踏板的位置會直接影響上下車便利性，從而影響駕駛的舒適度。在實際研究之中，實驗人員發現實驗中研究中的重型商用車輛的上下車踏板的偏移量較小，造成了該重型車輛在上下車過程中體驗較差。橫向偏倚量過小使得駕駛員在上下車過程中小腿運動不暢，進而影響上下車的便利性。

3.2 操控舒適性分析

影響操控舒適性的主要設備包括換擋桿、制動閥等積累設備。在重型商用車輛的換擋操作過程中，影響操作舒適性的主要因素是換擋桿擋位操作面積過大，導致駕駛員在駕駛過程中容易出現手臂和手掌的駕駛疲勞，影響舒適性。其次，在制動閥的使用舒適性上，造成制動閥操作不便的原因主要是制動閥位置靠后，導致制動中手臂向后彎曲的幅度較大，影響操作舒適性。

4 人機工程的優化分析

4.1 上下車便利性的優化設計

通過上文的分析我們可以看出，影響重型商用車輛在上下車過程中便利性和舒適性的主要原因是上車過程中踏板之間的距離和橫向偏倚量的設計不合理，進而導致上下車出現不便的情況，因此，在上車過程中，踏板和小腿的間隙過小會造成干涉情況，實驗人員通過對設計參數的調整，發現在間隙為19mm時上下車方便性得到了較大改善。

4.2 操作舒適性優化分析

首先，針對換擋桿在操作過程中面積過大的問題，在換擋桿的優化中，設計人員可以將換擋硬點進行抬高和后移，并結合較為優秀的設計方案對換擋桿的元件結構設計進行優化，通過軟件的模擬可以發現在經過優化之后換擋桿的舒適性大大提升。

其次，針對制動閥進行操作上的優化。當前影響制動閥操作舒適性的主要因素是制動閥位置設計不當，其處于較為靠后的位置，造成操作中舒適性變差。在人機操作優化過程中，設計人員可以考慮將制動閥向前進行移動，優化操作過程。為了保證舒適性且不出現誤操作的情況，制動閥和前方的換擋桿位置間隙至少要保持在40mm左右。優化之后的制動閥操作性得到了有效的提升。

4.3 組合儀表視野優化分析

在實驗之中發現，部分重型商用車輛在駕駛過程中，儀表盤會由于反射出現駕駛人員的倒影，對駕駛安全造成了較大的影響。在優化過程中，實驗人員發現造成反射的原因是玻璃罩的角度設置不當，因此，在優化過程之中，實驗人員可以結合基礎車輛的儀表盤位置以及玻璃罩的角度對儀表設計進行優化，在實驗中將玻璃罩向上旋轉一定角度之后就可以有效避免在駕駛中出現儀表盤倒影，提升了駕駛安全性。

結語

在重型商業車輛的設計過程中，針對駕駛人員在駕駛過程中的便利性、舒適性和安全性進行優化是保證車輛駕駛安全和效率的有效措施，通過對換擋桿、制動閥和儀表盤位置的優化設計，駕駛室中的人機操作關系得到了優化，對于上下車便利性、駕駛舒適性和視野安全性起到了有效地提升作用，推進了車輛駕駛室人機工程設計和優化方案的發展研究。

參考文獻

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