試論人機工程學在汽車造型設計中的應用

周毅

摘 要：一個完美的汽車造型設計，需要實現汽車的優越性能，還要兼具美學的感受。汽車造型設計是一門綜合性的學科，包含了藝術設計、人機工程學、機械制造等諸多領域，同時還要具有非常好的實用性能，汽車造型設計最根本的目的，是為了實現其經濟價值。因此汽車設計師必須要明確，通過精心設計，最終汽車會呈現什么樣的效果，這些設計會對駕駛人員形成怎樣的駕駛感受，所以汽車造型設計要以人為本，利用人機工程學理論知識，營造駕駛的舒適性、實用性以及安全性。

關鍵詞：人機工程學 汽車造型 汽車設計

On the Application of Ergonomics in Automobile Model Design

Zhou Yi

Abstract：A perfect car styling design needs to achieve the superior performance of the car， and it must also have an aesthetic feeling. Car styling design is a comprehensive subject， including art design， ergonomics， mechanical manufacturing and other fields， but also has very good practical performance; the most fundamental purpose of car styling design is to achieve its economy value. Therefore， car designers must be clear about what kind of effect the final car will present through careful design， and how these designs will form the driving experience for the driver. Therefore， the car styling design should be people-oriented and use theoretical knowledge of ergonomics to create driving comfort， practicality and safety.

Key words：ergonomics， car styling， car design

汽車是為了方便人們活動而制造的，汽車的整體造型都與人體尺寸脫不了關系，尤其是汽車內部空間。所以在汽車造型設計中，設計人員要熟知人體工程學知識，并且可以熟練的運用，有些汽車造型獨特美觀，這些概念汽車的造型設計，對駕駛員的身形會有一定的限制，但是大多數汽車在汽車造型設計中，會全面的考慮駕駛人員的身體尺寸，構建一個良好的駕駛條件，實現汽車的產品價值。

1 人機工程學對汽車造型設計的作用

1.1 汽車造型設計中人體尺寸的應用

1.1.1 人體百分位的應用

汽車造型設計是以市場需求為設計的原則，需要對人的身體尺寸進行調查研究，制定科學合理的人體尺寸百分位標準。尺寸選取的原則是95%的高大型人體尺寸;50%中等型身體尺寸;5%矮小型身體尺寸，采取三方面百分位的人體尺寸。所以汽車造型設計要符合以上人體百分位的標準，汽車造型設計要有一定的彈性空間，可以進行區間的調節。比如，車身長度，其中高大型身體尺寸的群體，對車身長度提出了非常明確的要求，汽車在造型設計階段會采納消費者的建議，設計出符合消費者需求的汽車造型。

1.1.2 汽車造型設計的針對性

現階段汽車的種類越來越多，針對不同類型的消費人群，設計出不同風格，不同造型的汽車，以滿足消費者對汽車的不同需求。例如，我們常見的SUV系列汽車，作為一種比較大型的汽車，是高大型群體的首選，矮小型群體選擇此類車型非常少見。所以，在汽車造型設計階段，要結合不同身材類型的人群進行針對性的設計，避免汽車內部空間資源的浪費，在設計上使用設計調節，設計初期首先要做到的是確定汽車造型設計，所要面向的身體尺寸群體，然后進行針對性的設計調節。

1.2 人機工程學對汽車操作設計的影響

汽車造型設計要以人為本，不同類型的汽車有著不同的功能。例如，箱式貨車具有很好的空間資源，汽車設計者改變設計理念，設計出房車;船式汽車具有很好的功能性，用途廣泛，汽車設計師在形式上進行很大的改動，有些向著空氣動力性上發展，有些朝著居家代步小車方向發展。

1.2.1 二維人體模型的運用

在汽車造型設計中，要運用人體百分位標準，進行二維人體模型的制作，用來保證人體工程學的準確運用。二維人體模型包括了軀干、大腿、小腿、靠背角基準桿等，使用人體模型，結合駕駛人員的駕駛姿勢，對人體模型進行開展調節，汽車如果有后座，采取同樣的方法，進行開展調節，確定在人體百分位標準內，使汽車的空間設計符合人機工程學的標準，防止設計過程中，人體百分位標準應用出現偏差。

1.2.2 操控臺設計

汽車內部操控臺設計時，需要考慮人體操作的狀況，每項操作內容都要進行實際的確認，保證人體操縱的覆蓋面積，對操控臺的高度和長度進行人體工程學的確認，確保駕駛條件的尺寸，符合駕駛員在操作過程中的實際需求，在空間上以及操作的便利性上，滿足駕駛的實際需要，確保汽車駕駛的安全性。

1.3 駕駛視野人機工程學設計

汽車造型設計中，要充分的考慮駕駛者的視野，也是保證汽車行駛安全最重要的設計環節之一，利用人機工程學對駕駛人員的肉眼視野、肉眼特征進行綜合分析，確定駕駛人員在駕駛位置的視覺信息，以及駕駛視野對位置的要求，獲取準確的數據信息后，才可以對汽車造型進行相應的尺寸設計，一個非常優秀的駕駛視野設計，需要具有足夠的視野范圍，視覺上不受車體結構的干擾，同時具備非常好的視覺適應能力。

汽車設計者在利用人機工程學設計汽車外形過程中，要將駕駛人員的人車視野作為車體造型的切入點，對汽車的視覺成效進行綜合的研究分析，完成一個科學合理的駕駛視野設計方案，與汽車駕駛視野相關的汽車結構，主要有車窗、后視鏡、汽車內部結構。汽車駕駛視野主要是指，駕駛人員在駕駛位置，對汽車進行操作，以自身肉眼可以觀察到汽車外部所處的駕駛環境，人車視野主要包括了直接、間接、儀表、雨刷視野等，通過對視野內容的研究分析，最后形成對視覺成效的評估。

2 人機工程學在汽車造型設計中的實際應用

2.1 人機工程學在車身設計中的應用

2.1.1 汽車照明的人機工程學設計

汽車的照明在汽車外形設計中，使用了人機工程學的知識，在駕駛的操控臺，需要對前后車燈的按鍵進行設置，車燈亮度要符合肉眼的生物學特征，照射距離要在肉眼可觀察的范圍內，以及防炫目設備也是為了使肉眼適應強光的照射，以上幾點內容，都結合了人機工程學的理論知識。例如，汽車在行駛過程中，駕駛人員要時刻注意自己所處的駕駛環境，對汽車行駛的路面、交通狀況，都要進行細致的觀察，需要合理的駕駛視野，以及前照車燈的支持，當下汽車前照燈可以自動控制光束，日本汽車品牌本田公司開發出前照燈的自動控制系統，法國雷奧公司開發一款前照燈系統，可以根據外部環境變化自動調節光束，實現燈光強度、大小、形狀以及方向的智能化調節。

2.1.2 駕駛前后視野人機工程學設計

汽車的前、后、中三個位置的支柱設計，支柱的位置以及粗細，都是汽車駕駛視野設計中的關鍵點，主要依據駕駛員肉眼可觀測到的橢圓范圍，在汽車造型設計中，支柱設計盡可能的細一些，來減少支柱造成的視野死角。前車窗在設計時，要考慮振動抑制的標準，以及翻車后的安全保障措施。汽車后視鏡在視野設計時，要確保有足夠大的后視視野。比如，意大利菲亞特公司設計出一款優質的后視鏡，它使用的是雙片，并且可以調式的小圓鏡，除了具備后視鏡的基本功能外，在駕駛過程中，駕駛員可以看到汽車的后輪胎，以及輪胎和地面的接觸情況，后視視野范圍非常的充足。

2.2 汽車座椅人機工程學設計

汽車座椅在造型設計中，要考慮人體重量對汽車坐墊的壓力分布，需要選擇具有一定硬度的坐墊，座椅不可太軟，太軟的座椅會使人體有一定的彎曲，導致人的身體不適，長時間的駕駛會引起腰酸背痛的感覺。根據研究發現，人坐在松軟的沙發中，人的臀部和大腿肌肉的受壓面積被增大，調整坐姿比較吃力，坐的時間越長，身體軀干平穩不好控制，會引起身體疲勞。所以在汽車座椅設計時，要按照身體所受壓力不均衡的標準，背部需要兩處支撐，主要是腰部和背部的支撐，背部支撐一般設計在人體5～6胸椎之間的位置，可以緩解人體頸部受到的壓力;腰部支撐要設計在人體腰曲的位置上，確保人體處于坐姿的情況下，保持腰部的正常曲線。

2.3 座椅空間位置的人機工程學設計

駕駛位置座椅，主要是為了保證駕駛人員駕駛汽車時的方便性和舒適性，汽車座椅設計要保證充足的駕駛視野范圍，同時還要考慮汽車方向盤、油門、剎車的位置，以及與人體之間的距離設置，滿足駕駛人員對操作距離的需求。

2.4 汽車內部環境的人機工程學設計

2.4.1 內部顏色

顏色由肉眼觀察進入人的大腦，形成人們對顏色的認識，可以影響到人的心理以及行為動作，好的顏色環境可以緩解人的心理壓力以及精神緊張，降低操作的失誤率，還可以緩解人的疲勞，有利于事物的判斷，對信號燈和交通標志會有很好的判斷力，理清人的大腦思路。如果處于不好的顏色環境，會增加人的心理壓力，影響人的正常視覺。比如，在下雨的天氣中，人們都會有心理沉悶的感覺，會想起不開心的事情。汽車造型內飾設計中，汽車內部的顏色設計一般都是透明度較低，并且顏色偏冷，可以在心理上安撫駕駛員的情緒，營造一個安靜、柔和的駕駛氛圍，愉悅駕駛員的心情，保障駕駛員的安全駕駛。

2.4.2 內部空氣環境

空氣的質量可以給人最直接的感受，如果在一個空氣流通不好的空間，人會感受到呼吸不順暢、頭疼、心跳加快、疲倦，汽車內部空間有限，空氣質量直接影響到駕駛人員的情緒，所以在汽車造型設計時，要考慮到空氣調節裝置的設計，保持車內空氣的流通，對汽車內部空氣環境進行濕度、溫度、清潔的調節，改善車內的空氣質量，為駕駛員營造一個舒適的駕駛環境。當下空氣調節裝置設計的非常人性化，具有自動感應能力，可以檢測汽車內部的空氣質量，當空氣質量下降到設定的標準值之外時，設備自動開啟，對車內空氣進行優化，直至達到空氣質量標準，同時可以降低汽車的能源消耗，更具環保性能。

3 結語

汽車已經成為人們出行的重要交通工具，普及率越來越高，汽車使用的安全性、舒適性是人們選擇汽車的基本要求，同時汽車外形也是消費者關注的重點，人機工程學是汽車造型設計中必不可少的重要元素，在汽車設計中，人機工程學得到了廣泛的應用，在駕駛視野設計、座椅設計、汽車前照燈設計中，都需要考慮人的身體對汽車內部空間的適應性，以及視覺的要求，汽車是為人設計制造的，人是汽車的操作者，在設計中，要做到以人為本的基本原則，滿足消費者對汽車的實際需求。

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