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汽车仪表板的人机工程设计

来源:用户分享 时间:2025/10/23 12:21:44 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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这些特性,使驾驶者能够得到足够的视区,能够迅速辨认各种信号,减少失误和视觉疲劳。交通标志的设计也应该采用大多数人能明辩的颜色和不易产生错觉的形状。

2)基于人体形态的界面设计

不同地区和人种、不同年龄和性别都具有不同的身体尺寸,为不同地区和群体设计的汽车就要参考特定对象的人体参数,在现代社会条件下,以一种产品规格想占有不同地区的市场是很难的。人在生活和劳动中又具有各种不同的形态,人体在不同的姿态下工作,全身的骨头和关节处于不同的相对位置,全身的肌肉处于不同的紧张状态,心脏负担不同,疲劳程度也不同。设计一台机器首先要考虑采用什么身体形态来操纵,选定姿态后,还要考虑以最舒适的方式对人体进行支撑,并适当地布置被操作对象的位置,从而减少疲劳和误操作。例如司机在驾驶汽车的时候采用坐姿,坐椅的设计要符合人体骨骼的最佳轮廓,仪表的布置应在易于看到的地方,操纵杆/板的位置要在人体四肢灵活运动的范围内。 3)基于力特性的界面设计

人体在不同的姿态下,用力的疲劳程度不同,操纵机器所需的力量应该选择在对应姿态下不易引起疲劳的范围内。例如转向助力器就是为了减轻操纵力而设计的。人体在不同的姿态下最大拉力、最大推力也不相同,例如坐姿下人腿的蹬力在过臀部水平线下方20度左右较大,操纵性也较好,所以刹车踏板就安装在这个位置上。人体在不同的姿态使用不同的肌肉群进行工作,动作的灵活性、速度和最高频

率都不相同,例如腿的反复伸缩具有较低的频率,而手指则可以用较高的频率进行敲击。因此,对应不同的操纵频率应采用不同的动作方式来完成。

4)基于人脑特性的界面设计

人脑对事物的认识和反应有自己的特点,体现在他的行为和对外界的反应中。人喜欢用直觉处理事情,不善于烦琐过程和精确的计算。对于协助人脑进行工作的计算机,如何进行人机界面的设计一直是热门的论题。无论是从低级语言到高级语言,到面向对象、面向任务的编程方式的发展,还是图形终端、鼠标定位、窗口系统、多媒体、可视化、虚拟现实等方面的进展,都体现了这个主题。近年来,人工智能已经在汽车上应用,车载电脑可以协助驾驶者认路、换档、避碰??。最近在东京国际车展上展出的丰田POD概念车,还能记录车主的生活和驾车习惯,以便向车主提供更加贴心的服务 2.人机工程学在汽车内室领域中的实际应用

近年来,轿车作为高档消费品,已逐渐走入了中国人的日常生活中。人们在购车时,除了注意汽车的款式、性能之外,对汽车内室的设计与装饰也比较关心。而汽车内室设计的成功与否,很大程度上取决于对“人机系统工程学”的合理应用。 “人机系统工程学”(简称“人机学”)是一门以满足工业产品设计需要为主,以人与环境为研究对象的学科。它的应用领域比较广泛,现在就其汽车内室领域中的实际应用作一下探讨与分析。

一、汽车乘坐性与相关的人机关系人们在乘坐汽车时,首要需求

就是生理上的舒适感觉,要满足这一需求,直接取决于座椅设计的合理性。而座椅要想设计的合理、科学,就必须按照人机学的理念进行设计。我们知道,人在坐下时,各个生理关节,如肘、腕、膝关节等,都有各自的活动限值或叫做生理角度。( A1:20°~30°;A2 :95°~120°;A3:95°~135°;A4:90°~110°;A5:10°~45°;A6 :80°~120°;A7:170°~190°)合理的设计座椅,以确保人在自然的坐姿情况下,各生理关节处于舒适状态,成为座椅设计的关键。另外,不同地区、国家、种族的人具有不同的身高、体重与身长比例,所以在设计上会根据不同的情况在座椅的比例上做出调整。 在实际设计中,汽车设计师巧妙的利用了统计学规律,将人体尺寸按男女及大小数值分类(5%、50%、95%),并且将人体按上述统计规律规范出一种模拟工具“2V H点人体样板”及“30RAMSIS人体模型”代替“人”的真实活动来进行布置与设计。随着时代的发展,紧密围绕着乘坐舒适性这一主题,并结合人的生理机能及操作需求考虑,现代汽车的座椅设计在功能上已做了很大提高和调整。1.可调高度及角度的靠枕; 2.可移动的肩部缓冲垫; 3.电动式角度调节机构; 4.矫形靠背; 5.宽度可调式座椅; 6.前后可调式软垫; 7.滑动部位; 8.气动式支撑; 9.座垫暖风(选装)。

二、汽车的驾驶性与相关的人机关系驾驶员驾驶汽车既用眼又用手,还需用脚。所以涉及了驾驶员的视野、手操作范围及脚活动范围。同时,也涉及了仪表板、中控板、方向盘、脚踏板等机构的设计。

(一)视野性驾驶员在驾驶过程中,80%的信息来自视觉。可见,

视野性对汽车驾驶的重要性。涉及与视野有关的人的生理机能就是眼的生理视角。我们知道人在观察事物时,是靠转动眼球与头部的扩大其视野的。“自然转动”时,人无不什么舒适感。而“勉强转动”时,眼睛和头部都会明显的不适。这些现象将都是在汽车设计中与视野有关的部件时的重要参考。驾驶员眼睛的位置是怎样定位的?这原本是很复杂的问题,但汽车设计师又是利用统计规律将千变万化因人而异的,眼睛位置的分布规律规范出一椭圆形球体,即国际标准所规定的“眼椭圆”。这一模板解决了汽车驾驶员的眼睛定位设计问题,从而使汽车的仪表板设计、前风窗边界线的确定及刮扫面积,除霜面积的确定,还有方向盘盲区的校核等,都有了可靠的视点依据。 (二)驾驶员的手伸及范围驾驶员在进行驾驶操作时,需要对各种控制机构进行操作,而这些控制机构的安装位置必须在驾驶员的手能伸及到的界面之中。这也就是汽车标准中所说的“驾驶员手伸及界面”。其定义是“驾驶员在汽车行驶中,身系安全带,右脚支撑在加速器踏板是重点上,一支手握方向盘,而另一支手所能伸及的最大空间廓面”。该标准给出了不同驾驶室的综合因子G值及不同男女驾驶比例的手伸及界面的具体数据。这将对有关的各控制构件的定位起到规范的作用。

(三)操作系统及信息传达系统的人性化因素 1.方向盘

(1)方向盘的空间定位应适于各种身材的驾驶员的需要,即:方向盘可高可低,可近可远,可因人而异。再加上座椅的可调性,这即

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