《汽车驾驶室人机学分析2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车驾驶室人机学分析2（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、安全人机工程学 课程设计设计人员：安全08-3班 丁兴超（0805020301） 丁怀对（0805020302） 于志金（0805020303） 马岚 （0805020304） 牛訦琛（0805020305） 王才丰（0805020306） 汽车驾驶室人机学分析摘要：人机工程学是近几十年才发展起来的一门新兴边缘科学。它主要研究工程技术设计如何与人体尺寸、生理和心理特性相适应的问题，其目的在于获得最高效率及作业时的安全和舒适。机车驾驶室是机车乘务员的作业场所，在机车驾驶室的设计中，应用人机工程学，其目的就是使所设计的机车驾驶室不仅能满足机车乘务员的作业要求，而且能使机车乘务员操作方便、舒适、安全
2、，减少体力疲劳和精神负担。笔者主要从人-机关系和人- 环境关系两个方面来分析机车驾驶室的设计，使其更适宜于人的操作，有效地发挥机车乘务员和设备的作用，从而使人- 机-环境系统总体性能达到最优。随着轿车在人们生活中的普及、高速公路的发展，汽车速度的提高，驾驶室设计如何适应人体机构的要求，确保人-机系统的高效和安全、乘坐的舒适等已经成为目前汽车车身设计中的一个突出问题本文以人机工程学理论为基础，通过对人体特性的研究，详细阐述了国内确定座椅设计的理论依据，通过一系列运算公式和方法得到H点水平行程调整和靠背角调整时的人体机构运动规律，并对靠背曲线进行了优化，为轿车驾驶座椅的设计提供了科学依据；提出能降
3、低识别疲劳和减少误读率、合理优化仪表显示装置形式；对轿车手操纵装置和脚操纵装置进行人机分析，得出了方向盘、脚踏板等的合理设计形式；提出部分优化轿车内驾驶环境设计的建议，为驾驶室环境安全性、舒适性和宜人性的设计提供了参考。总结以往的设计经验，从人.机关系和人-环境关系两个方面对轿车驾驶室进行设计分析，人不再是被动地去适应汽车，而是与汽车共同完成一个目标，使其更适宜于人的操作。充分考虑人的因素，确保轿车更舒适、更安全，最大限度适应最终用户，从而使轿车驾驶室的人-机-环境系统总体性能达到最优.关键词：驾驶室 人机工程学 环境 设计人机学发展人体工程学起源于欧美，原先是在工业社会中，开始大量生产和使用
4、机械设施的情况下，探求人与机械之间的协调关系，作为独立学科有40多年的历史。第二次世界大战中的军事科学技术，歼始运用人体工程学的原理和方法，在斑兜、飞机的内舱设计中，如何使人在舱内有效地操作和战斗，并尽可能使人长时闻地在小空间内减少疲劳，即处理好人一机一环境的协调关系。及黧第二次世界大战后，各国把人体工程学的实践和研究成果，迅速肖效她运用到空闻技术、工业生产、建筑及室内设计中去，1960年麓建了嚣嚣久俸王耧学貉会。入援工稳技零是2l藿纪镕惑领域篱要簿决豹耋大课题。溺外在应用人枫工穰学原理进行轿车驾驶室及酣俘的设计方嚣已进行了长麓卓有成效的工作，但主要研究成果多集中在提离驾驶舒适性方面，如：应用
5、人体H点模型确定率身内部座椅的位鬣、高度及相关尺寸；根据驾驶员眼椭劂范围确定风窗玻璃刮扫面积和部位；根据驾驶员的手伸及界面确定操作按钮、仪袭板的布置等。献20毽纪50年代并戆，荚、欧、基先爱露l定7 FMVSS、ECE葶鞋傺安基准法等各耱安全法规，美国还子1971年提出实验安全肇(ESV)计划，遥道大量撞车试验改善车身构造、提高汽车安全性。他们通过到安在被撞试验车上安装“假人”来改进与提高车身保护乘员的能力，使率身结构的布置、强度和刚度分布与乘员或行人被撞部位的身体结构特点相适应，达到攀半功倍之效。遴入20世纪90年代以来，美国、日本籁欧溅各大汽车公司按照“以人兔本”黢设诗理念，毙瑷往更重稷瘦
6、掰久税工程学熬磅究戏莱，萁琢理不仪瘸予提高汽车熬搽作方便性和乘坐舒适性，而鼠雁越来越多地被引入安全性车身结构设计中。中国在应用人机工程学设计轿车车身结构方面与国外发然国家差距很大。我国973、S-863、十五计划及未来的十一赢计划均将人机交置列为主要内容。中国人机工程学研究是从本世纪三十年代开始斡，绲琢统和深入的歼鼹煲f在改革开放以嚣。1980冬4秀，聱家耘准鼹簸立了全壅人类工教学标准纯技术委瑟会。1984年，鬻防科工委成立了国家军用入一机一环境系统工耩标准化技术委员会。这两个技术委员会的建立，有力地推动了我翻人机工程学研究的发展。1989年又成立了中国人类工效学学会，褥在1995年9月创刊了
7、学会会刊人类工效学季刊。如北京航空航天大学设立了人帆环境专业的教学和科研；北京医科大学公共卫生学院也开展了包括坐姿传监导致懿飘凌鸯髓劳损、耪尘污染致癌等职篷瘸学瓣磷究，霜露龟裁涉及到作耍姿势，作盟环境评价等方面的入枫工程学的磺究。入枫工程学在中国的避惩和发达国家福眈有相当大的距离。随着我国科技和经济的发展，人们对工作条件、生活品质的要求也逐步提高，对产品的人机工程特性也会日益重视。目前市场上很多的产品，也是充分考虑了人性化的需求。目前，人机工程学在我国不仅有待研究和提黼，更需宣传和普及。尤其在应爱人极工程学设计赣车车身结构帮驾驶室方蘧与雪努发这国家差距缀大。1.1研究意义驾驶室设计是轿车设计中
8、非常重要的部分，设计是否合理直接影响到驾驶员的安全、效率、舒适和健康。传统的设计方法主要是以经验设计为主，而人机工程学理论和计算机技术的发展，为依据人机工程学理论和利用计算机手段进行驾驶室设计提供了条件，使设计方法程序化，从而缩短了设计周期；更重要的是可依据我国人体尺寸进行设计，使设计的结果更加合理。随着现代社会的发展，汽车已不再只是一种简单的代步工具。人们对汽车的性能(诸如：动力性、经济性、舒适性以及安全性等)要求越来越高。其中，舒适性和安全性更是近年来的热点，而这两项性能与人体结构有很大的关系。所以，国内外都越来越注重用人机工程学的原则来设计汽车。本文将阐述人机工程学在汽车驾驶室设计中的作
9、用。人机工程学是研究“人一机一环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系，对人的知觉显示、操作控制、人机系统的设计及其布置、作业系统的组合等进行有效的研究，目的在于获得最高效率及作业时感到安全和舒适，为解决系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学。应用于车驾驶室中则是研究人汽车驾驶环境三个要素的关系。人一机一环境系统设计的目的就是创造最优的人机关系、最佳的整体系统工作效益、最舒适的工作环境。在系统设计时，由于人和机各自的特点不同，都有各自的能力和限制，因此，应考虑充分发挥各自的特长，合理分配人与汽车的功能，使其取长补短、相互协调、有机结合，以保证系统的整体功能最优。在人一汽车一环境系统中，
10、人与汽车系统是主体。人与汽车相互作用的过程，就是利用人机界面上的显示器和控制器，实现人与机的信息交换过程。在开发研制任何产品时，都存在人机界面设计的问题。而且随着信息技术的高度发展，操作者面对的是快速传递和高度复杂的信息，要求操作时精度高而且快速准确。同时，由于计算机技术的日益更新，人机界面开始由硬件人机界面向软件人机界面转移，这是人与机都进入了一个新的阶段。研究人机界面的组成并使其优化匹配，产品就会在质量、造型、外观、功能及产品可用性等方面得到改善和提高，同时也会增加产品的技术含量和附加值。论文研究的内容本文利用人机工程学的基本原理和理论，对轿车驾驶室设计进行了全面分析。主要研究人汽车一环境
11、系统中的三要素之间的相互作用和相互关系。该论文的主要内容包括：1人体特性的研究，包括人体形态特征参数、感知特性、反映特点以及在工作和生活中的心理特性、人体模板等。2座椅的设计。在轿车驾驶中，驾驶员采用坐姿工作，人与汽车的重要接1：3就是座椅。座椅的设计与布置直接影响到驾驶员与其他乘务员的乘坐舒适性和室内其它相关设施的布置。合理安置座椅，改善人与座椅之间的关系，对于给驾驶员创造一个舒适安全的工作环境起至关重要的作用。3运用人机工程学基本理论对操纵装置和显示装置进行设计分析。4视野的设计。汽车行驶时，驾驶员更需要获取路况和前后左右的行车情况，所以，如何保证驾驶员的视野是至关重要的。5从照明、色彩、
12、空气环境等方面对轿车驾驶室的环境进行理论分析。本论文研究的目的：通过对人体测量数据、人的视觉特性及人体的生物力学特性的研究，吸收国外的先进成果，合理地迸行轿车座椅、操纵装簧、显示装置和驾驶视野等的设计，缩小与国外在这一领域的差距；减少驾驶员操作的疲劳性，提高汽车的主动安全性，使得驾驶员操作方便、舒适、安全，推进我国汽车支柱产业的生产发展。人体特性的研究人的生理、心理特性和能力限度，是人一机一环境系统最优化的基础。对于人体特性的研究有：人体形态特征参数、感知特性、反映特点以及在工作和生活中的心理特性等。研究的目的是解决轿车驾驶室的设计如何与人的生理、心理特征相适应，从而为驾驶者创造高效、安全、健
13、康、舒适的驾驶条件。人体形态特征参数由于个体的差异，对一定量的样本进行人体测量所得测量值是离散的随机变量，为了便于应用，通常用统计分析方法得出特征参数，如均值，方差，百分位数等。在人机系统设计中，多用人体测量百分位数。百分位数是一种位置指标，以符号P。表示，一个百分位数将全部测量值分为两部分，K的测量值等于或小于此百分位数，(100一K)的测量值大于百分位数。最常用的是P5、P。、P9。3个百分位数，其中P。代表“小”身材的人群，代表“中”身材的人群，P蝣代表“大”身材的人群。国标GBl000088中国成年人人体尺寸提供了我国成年人人体尺寸的基础数据，为我国人机系统设计提供了依据。GB 100
14、0088是1989年7月开始实施的我国成年人人体尺寸国家标准。该标准根据人机工程学要求提供了我国成年人人体尺寸的基础数据，它适用于工业产品设计、建筑设计、军事工业以及工业的技术改造、设备更新及劳动安全保护。该标准共提供了七类共47项人体尺寸基础数据，标准中所列出的数据是代表从事工业生产的法定中国成年人(男1860岁，女1855岁)人体尺寸，并按男、女性别分开列表。为了应用方便，各类数据中的各项人体尺寸数值均列出其相应的百分位数。根据人体身高尺寸的分布将人群分为大身材、中等身材、小身材三个身高等级。所以数据分组中只列出最常用的P5、P50、P95三个百分位数。人体主要尺寸4国标GB 100008
15、8给出身高、体重、上臂长、前臂长、大腿长、小腿长共六项寸及部位见图坐姿人体尺寸人体水平尺寸标准中提供的人体水平尺寸是指：胸宽、胸厚、肩宽、最大肩宽、臀宽、坐姿臀宽、坐姿两肘间宽、胸围、腰围、臀围共十项，其部位如图23所示，我国成年人人体水平尺寸见表人的视觉晌应特性在人机系统中，机器通过界面将信息传递给人的感觉器官(如眼睛、耳朵等)，感觉器官接受的信息经传人神经传给大脑皮层并进行信息处理，神经中枢发出指令并经传出神经下达给运动器官(如手、脚等)作出运动响应，从而实现对机器操纵装置的操作，改变机器的运行状态。在人一车系统中，起主导作用的是驾驶员视觉器官的视觉特性。在汽车主动安全系统设计中应用的主要视觉特性如下。1视角：由瞳孔中心到被观察对象两端所张开的角度。在一般照明条件下，正常人的眼睛能辨别5m远处两点间的最小距离，其相应的视角为l。被定义为最小视角。人眼辨别物体细部的能力随着照度及物体与背景亮度的对比度的增大而增大。2视力：人眼对物体细部识别能力的生理尺度，被定义为临界视角的倒数。
