关于人机工程在汽车总布置设计中的应用分析

摘 要：随着不断深入的数字化设计的普及，人机工程也能够更加精确的在汽车设计以及制造中得到应用。人机工程学对信息处理的能力越来越重视，更强调的是将人-机-环境三者作为一个整理进行研究，并将系统论等一些新兴学科也运用到人机工程研究中。因此，人机工程的应用，推进了汽车工业的发展，也让汽车为人类提供了更加舒适和安全的服务。

关键词：人机工程;汽车;布置设计;应用分析

1 人机工程的具体含义和应用意义

1.1 含义

人机工程又叫人文工程，它是基于人体需求而产生的一种新兴学科，人机工程主要为了人体的心理和生理的舒适性做出机械部件与人类使用工具的规范性调整。它不仅在汽车领域使用广泛，更在人文领域、装修领域、航天领域等方面均具有广泛的应用。

首先在汽车制造领域，驾驶员在汽车内部空间的舒适性和安全性就要注重考虑。它不仅要求人体的腿部和上肢部位都有充足的空间进行运动，并且要求人身体的活动空间在对车辆的操控上可以发的上力，不能让人体在车辆内部空间内产生使不上力的情况，从而降低了出现事故的风险，并且在驾驶员长时间驾驶或驾驶频率频繁的驾驶疲劳感和压抑感得到了充分的缓解。

其次就是在人文方面上的涵盖，在人文方面上人机工程主要是汽车内部空间设计和座椅设计更加人性化，具体指的就是让消费者实用和舒心。很多汽车在座椅设计和空间设计上华而不实，功能强大但压缩了人活动的空间，有的功能看似高端但很鸡肋，这就需要人机工程的具体设计。

1.2 人机工程应用的意义

汽车是一种服务于消费者的产品，所以应用人机工程的技术提高产品的性能是一项重要内容。汽车的设计主要是为了满足大部分消费者的应用要求，也就是说这种产品应该能被市场上超过90%的人所正常使用。所以在设计时，按照极限值或者平均值进行设计，将会大大降低使用人群的范围，使用极限值来设计，那么我们设计的产品就只能满足一小部分人群的要求，而如果使用平均值设计，这个范围将会更小。在汽车总布置设计中，人机工程学应用的主要意义是：充分了解使用者的能力、特征、限制、动机以及行为，然后应用这些信息进行人-车辆-环境的科学、合理设计，让使用者在使用过程中体验到舒适、安全和高效，而且也能以最佳的方式使用车辆。

2 人机工程在汽车总布置设计中的应用

2.1 应用于整车尺寸设计

在汽车总布置设计中首先要考虑的一项内容是整车尺寸设计，也就是先要确定车内空间，然后秉持由内向外原则逐步展开设计，进行发动机舱和行李箱的设计。人机设计既要保证司乘人员的安全性，还要做到舒适性，同时还应该尽可能保证车体尺寸最小。选择的人体模型为第五百分位时，汽车整体尺寸的设计要根据眼椭圆的盲区情况确定，具体包括发动机舱前端高点和前风窗下沿以及和以及行李箱后端高点和后风窗下沿高点。在前后保险杠的设计中，还要注意符合撞法规的规定。缓冲部分还应该有合适的长度，过长造成浪费，过短又有安全风险。

2.2 应用于离地间隙的最小化设计

汽车设计中，确定了最小离地间隙，就可以更为方便的布置汽车室内空间。汽车最小离地间隙的确定要综合考虑汽车自身用途和道路建筑规范，也就是既要满足实际应用，还应该参考道路边石高度。

2.3 应用于踏板布置

踏板是汽车中的使用性相对频繁的部件，所以踏板的布置要满足舒适性，尤其是长时间操作时，在未踩下加速踏板时，踝关节的角度要确保能在87°以上，并且踩到底时，要保证踝关节的角度低于105°。踏板中心高度的确定要保证驾驶员在驾驶时，其脚部拇指点踩的位置在踏板中心。對于加速踏板来说，要根据踩踏行程确定前后位置，并且在满足所需空间的基础上，尽量选择靠前位置，可以达到节约空间的目的，而且加速踏板布置直接影响了驾驶员操纵的舒适性。另外，踏板表面所具有的倾斜角度是否合理也是一个关键因素，其决定了踩踏踏板时，驾驶员鞋底能否与踏板的表面良好贴合。踏板布置完成后，需要进行下肢舒适性研究，研究选用三种百分位驾驶员，还应该考虑特殊的驾驶情况，比如女士驾车时穿高跟鞋的情况。

2.4 应用于驾驶员H点布置

为了保证驾驶员的前方视野良好，需要合理设置驾驶员的位置，适应整车尺寸，所以驾驶员位置方案要在方案设计之初就确定好。驾驶员位置设计最先应该确认的条件是确保驾驶员具有良好的前方视野，驾驶位极限位置根据极限人体尺寸确定，接下来确定一个群体的位置范围。在设计驾驶员乘坐位置时，要综合考虑车辆的外形、尺寸，还应该满足性能要求。对于驾驶员H点设计，应该综合考虑驾驶员群体确定布置方案和位置分布范围。对于有些座椅，其H点调节是两向行程，这样的H点位置就有最前和最后两个重要设计。对于这种汽车，正常行驶时，驾驶员身材高大，就需要将位置调的偏下、偏后，这样才能获得最佳前方视野，同时顶盖高度降低和避免腿部在进出时受到转向盘干涉;而驾驶员身材矮小的会将乘坐位置调至偏前、偏上，以获得最佳前方视野满足转向盘操作要求，同时保证舒适性。H点调节范围确定的主要依据是95百分位男子和5百分位女子。如果是曲线的调节轨迹，还应该选择其他百分位的驾驶员进行H点位置设计和轨迹形状确定。在对座椅调节机构进行设计时，应该以H点调节轨迹作为参考，其范围不能小于H点调节范围设计量。

3 结束语

当今科学技术发展迅速，其中包括计算机技术和数字技术，在人机工程已经在汽车布置设计中发挥了巨大的作用的时候，我们需要它变得更加准确。未来的人机工程正在向着信息处理能力的方向发展，围绕着人—机—环境不断完善。综上所述，汽车总布置设计中的人机化正是顺应现代社会发展、生产需求的产物。它推动了生产力的增加，节约了人力成本，规范了产品的标准，更是促进了整个社会的进步。所以汽车总布置设计中的人机化的快速发展正是推进汽车制造领域一次新的革命的关键所在。

参考文献：

[1]赵志勇，魏爱思，叶永亮，石相宇，杨佳.汽车门内饰板人机工程校核方法探讨[J].汽车实用技术，2018（22）：81-83.

[2]邵智，段成钰，吕涛，康程鹏.断面设计在汽车人机工程设计中的应用[J].汽车实用技术，2018（18）：173-175.

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