人机工程学及其在汽车设计中的应用

定对象的人体参数。在现代社会条

●河北张立斌

件下，想以一种产品规格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，从而减轻操作疲劳和误操作。例如：驾驶员在驾驶汽车的时候采用坐姿，座椅的设计就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。

基于力学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。人体在不同姿态下的最大拉力和最大推力也不相同，例如：坐姿下人腿的蹬力在过臀部水平线下20°左右较大，操纵性也较好，所以制动踏板就安装在这个位置上。人体在不同姿态下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。

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计算。对于协助人及进行工作的计算机，如何进行人机罗布的设计一直是

人机工程学及其在汽车设计中的应用

人机工程学概述

定义

人机工程学是运用生

理学、心理学和医学等有关学科知识，研究组成人机系统的机器和人的相互关系，以提高整个系统工效的新兴边缘科学。人机工程学研究在设计人机系统时如何考虑人的能力以及人与机器、作业和环境条件的限制，还研究人的训练、人机系统的设计和开发以及同人机系统有关的生物学或医学问题。对于这些研究，北美称为人因工程学或人机工程学，俄罗斯称为工程心理学，欧洲、日本和其他国家称为工效学。

特点

在认真研究人、机、环

境等3个要素本身特性的基础上，不单纯着眼于个别要素的优良与否，而是将使用“物”的人和所设计的“物”以及人与“物”所共处的环境作为一个系统来研究。在人机工程学中，将这个系统称为“人-机-环境”系统。这个系统中，人、机、环境等3个要素之间相互作用、相互依存的关系决定着系统总体的性能。

主要研究内容

机器系统中

直接由人操作或使用的部件，应设计成便于操作者有效使用，以保证人机系统的工作效能达到最优；从保证人的安全、健康舒适和高工作效率出发，提出环境控制和安全保护装置的设计要求；人机系统总体设计最优化。

心对象。随着机动车用途的日益扩大、形态的日益多样化、功率和工作速度的不断增长、自动化程度的不断提高，以及道路和交通环境条件的日益复杂化，驾驶员的工作越来越繁重、复杂，因而对改善驾驶员劳动条件的要求越来越迫切，这就使得机动车辆设计和使用中人机工程学的重要性更为突出。能否更多应用人机工程学，是汽车设计是否人性化的一个重要标志。

怎样在汽车设计中体现人性化呢？人与机器共同工作，人有人的特性，机器有机器的特性，要设计出能最大限度与人协调工作的机器，就要充分研究两者的特性，才能设计出良好的人机界面。人机工程学在对人的特性进行详细研究的基础上，设计了一系列的设计准则，用来指导机器产品的设计，主要是人和机器之间的界面设计。其中与汽车设计相关的主要有：

基于人体感官的界面设计例如，人的视觉有视角、视野、可视光波范围、颜色分辨力、视觉灵敏度、定位错觉、运动错觉、视觉疲劳等特性，汽车的挡风玻璃、仪表板和仪表的设计就要充分考虑这些特性，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够明辨的颜色和不易产生错觉的形状。

基于人体形态的界面设计不同地区和不同人种、年龄、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

人机工程学在汽车设计中的应用

在驾驶员-车辆-环境系统

中，驾驶员是人机工程学研究的核

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QICHE

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刘力田

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万用表模块

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软件系统

图1军车电气故障智能检测诊断系统总体结构示意

图2电气故障智能检测诊断系统主控机

主控程序

仿真诊断模块实车诊断模块系统管理模块系统帮助模块工具模块

常规电器仿真诊断

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常规电器诊断

点火系诊断

电控系统诊断

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知识库维护万用表模块示波器模块

图3军车电气故障智能检测诊断系统软件结构示意

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