論汽車設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用

1、.論汽車設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用隨著社會(huì)的進(jìn)步和生活水平的不斷提高，人們在追求靚麗的車身外形和澎湃動(dòng)力的同時(shí)，也越來越關(guān)注汽車內(nèi)飾。汽車內(nèi)飾產(chǎn)品是人們體驗(yàn)駕駛樂趣、滿足人們消費(fèi)心理需求、體現(xiàn)生活質(zhì)量和品味的主要載體和象征，因此，內(nèi)飾部分的設(shè)計(jì)是否成功已逐漸成為衡量一輛汽車的設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵因素。汽車的座椅是汽車內(nèi)部很重要的組成部分，汽車座椅設(shè)計(jì)主要包括座椅造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、顏色設(shè)計(jì)等。在人體接觸車輛之前，首先給人的是視覺感官?zèng)_擊，好的座椅設(shè)計(jì)能在第一時(shí)間獲得人們的認(rèn)同，因此，一個(gè)好的座椅設(shè)計(jì)能夠給使用者帶來良好的駕駛環(huán)境，營造舒適、安全的駕乘環(huán)境，有效的降低交通事故的發(fā)生。能夠很好的引起消費(fèi)

2、者的關(guān)注。一、 座椅系統(tǒng)安全性 任何系統(tǒng)實(shí)際上都是人機(jī)系統(tǒng)，人機(jī)系統(tǒng)包括人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)方面。顯然駕駛員-座椅也屬于人機(jī)系統(tǒng)研究的范疇。人機(jī)系統(tǒng)的安全模式多以人的行為為主體，即以人為本。對人機(jī)系統(tǒng)的研究始于第二次世界大戰(zhàn)。在設(shè)計(jì)和使用高度復(fù)雜的軍事裝備中，人們逐步熟悉到必須把人和機(jī)器作為一個(gè)整體，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必須考慮人的因素。從駕駛員坐姿方面分析。（1）坐姿時(shí)脊柱形態(tài) 人坐著時(shí)，身體主要由脊柱、骨盆、腿和腳支承。脊柱位于人體的背部中心，是構(gòu)成人體的中軸。人處于不同的坐姿時(shí)，脊柱形態(tài)不同，只有座椅的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)使駕駛員的脊柱形態(tài)接近于正常自然狀態(tài)，才會(huì)減少腰椎的負(fù)荷以及腰背部肌肉的負(fù)荷，防止駕

3、駛疲憊發(fā)生。（2）坐姿體壓分布當(dāng)座椅上的人處于坐姿狀態(tài)時(shí)，人的身體重量作用于座墊和靠背上的壓力分布稱作坐姿的體壓分布?？梢姡梭w壓分布包括座墊上的體壓分布和靠背上的體壓分布兩部分。 座墊上的體壓分布 根據(jù)人體組織的解剖學(xué)特性可知，坐骨結(jié)節(jié)處是人體最能耐受壓力的部位，適合于承重，而大腿下靠近表面處因有下肢主動(dòng)脈分布，故不宜承受重壓。據(jù)此座墊上的壓力應(yīng)按照臀部不同部位承受不同壓力的原則來分布，即在坐骨處壓力最大，向四周逐漸減少，自大腿部位時(shí)壓力降至最低值，這是座墊設(shè)計(jì)的壓力分布不均勻原則。 靠背上的體壓分布靠背上的體壓分布也以不均勻分布，壓力相對集中在肩胛骨和腰椎兩個(gè)部位。從這兩個(gè)部位向外，壓力

4、應(yīng)逐步降低。二、駕駛座椅安全性汽車座椅設(shè)計(jì)中，考慮到不同體形駕駛員作業(yè)的需要，一般設(shè)計(jì)成可調(diào)活動(dòng)式，及座椅可前后左右調(diào)節(jié)，靠背可 角度調(diào)節(jié)。在小型車輛設(shè)計(jì)實(shí)踐中，甚至采用了方向盤全方位可調(diào)。     座椅設(shè)計(jì)涉及到座椅的滑動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、升降、角度調(diào)節(jié)、拆卸，頭枕和扶手的調(diào)節(jié)等。另外，高檔的座椅還有加熱、背托、按摩、模態(tài)記憶復(fù)位等功能，根據(jù)受力和人體局部舒適度的差異，椅面的硬度以及座椅的色彩選擇座椅顏色的選擇也極為重要，汽車的座椅要有一定的提示性作用。例如一輛家用汽車要分小孩的座位和成人的座位，可以從造型和色彩上區(qū)分開。有關(guān)研究表明，人體最敏感的頻率范圍為縱向振動(dòng)48H

5、z，橫向振動(dòng)12Hz。當(dāng)外界振動(dòng)接近器官的共振頻率時(shí)，即產(chǎn)生共振，振幅迅速增大，此時(shí)引起器官的生理反應(yīng)最大。外界振動(dòng)傳進(jìn)人體時(shí)所引起的增大或減弱效應(yīng)與身體在振動(dòng)系統(tǒng)中的姿勢有關(guān)，一般來說，坐姿工作時(shí)，由于人腿的減振作用大大降低，抗振性要比站姿工作時(shí)差，特別是脊柱和胃部受到振動(dòng)的損害，因此坐姿作業(yè)者輕易產(chǎn)生脊柱損傷和胃病這兩種職業(yè)病。 為了保證座墊上公道的體壓分布，座墊應(yīng)堅(jiān)實(shí)平坦。太軟的椅子輕易令使用者曲起身子，全身肌肉和骨骼受力不均，從而導(dǎo)致腰酸背痛的現(xiàn)象的產(chǎn)生。研究表明：過于松軟的椅面，使臀部與大腿的肌肉受壓面積增大，不僅增加了軀干的不穩(wěn)定性，而且不易改變坐姿，輕易差生疲憊。 依據(jù)靠背上體壓

6、分布不均勻原則，在座椅靠背設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證有靠背兩點(diǎn)支承即就是人體背部和腰部的公道支承。汽車座椅設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)提供外形和位置適宜的兩點(diǎn)支承，第一支承部位位于人體第56胸椎之間的高度上，作為肩靠；第二支承設(shè)置在腰曲部位，作為腰靠。肩靠能減輕頸曲變形，腰靠能保證乘坐姿勢下的近似于正常的腰弧曲線。三、座椅材料選擇 座椅材料的選擇主要考慮到以下兩個(gè)方面：振動(dòng)舒適性以及座椅對人體熱環(huán)境的主要影響。 座椅材料是座椅的主要減振元件，要想使座椅獲得較低的振動(dòng)傳遞率，使座椅有較高的振動(dòng)舒適性，必須采用合適的座墊和靠背減振材料。 根據(jù)駕駛室的微天氣環(huán)境，調(diào)整座椅表面的溫濕度特性，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)人體代謝，達(dá)到減輕疲憊的目的。如

7、進(jìn)步座椅材料的呼吸能力，增加材料的透氣性,在不同的季節(jié)條件、溫濕環(huán)境下使用不同的座椅面料，以及在中高檔汽車中采用主動(dòng)透風(fēng)式座椅,消除駕駛員在座墊表面和背部表面所產(chǎn)生的熱量，使人體與座椅接觸區(qū)保持適宜的溫濕度等措施均能改善座椅表面的溫濕度特性，減輕駕駛疲憊。駕駛座椅作為安全部件，是汽車被動(dòng)安全性設(shè)計(jì)的主要考慮部件之一?？紤]進(jìn)步駕駛員的人身安全性，汽車駕駛座椅被動(dòng)安全性設(shè)計(jì)目標(biāo)為：在事故中要保證駕駛員處在自身的生存空間之內(nèi)，并防止其他車載體進(jìn)進(jìn)到這個(gè)空間；要保持駕駛員在事故發(fā)生時(shí)，保持一定的姿態(tài)，以使其他的約束系統(tǒng)能充分發(fā)揮其保護(hù)效能；在事故中，使得事故后果對駕駛員的傷害降低到最小限度。 目前采取的主要安全措施：進(jìn)步座椅骨架強(qiáng)度，達(dá)到汽車駕駛座椅強(qiáng)度的要求值；設(shè)置座椅安全帶，使在緊急制動(dòng)或正面撞車時(shí)不致將駕駛員碰傷；達(dá)到一定的阻燃要求，坐墊和靠背材料應(yīng)達(dá)到汽車內(nèi)飾材料燃燒特性技術(shù)要求的規(guī)定。從人機(jī)工程學(xué)的角度出發(fā)，進(jìn)行汽車駕駛座椅的設(shè)計(jì)，使駕