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        基于人機工程的汽車設(shè)計方法分析

        2016-11-04 19:31:53蘆偉
        企業(yè)文化·下旬刊 2016年10期
        關(guān)鍵詞:人機工程汽車設(shè)計方法分析

        蘆偉

        摘要:本文主要分析了在汽車設(shè)計過程中,基于人機工程設(shè)計理念的設(shè)計方法分析,以此來幫助設(shè)計師在汽車設(shè)計過程中,可以設(shè)計出更滿足乘員使用舒適性的汽車作品,文章著重于介紹人機工程學(xué)主要應(yīng)用方面,其中包括車輛視野設(shè)計、坐姿舒適性、進出方便性、機蓋背門開啟舒適性等重要方面的分析。筆者還根據(jù)自己的設(shè)計工作經(jīng)驗,提出了一些設(shè)計過程要注意的問題。

        關(guān)鍵詞:汽車設(shè)計;人機工程;方法分析

        一、人機工程概述

        人機工程是上世紀五十年代新興的一門邊緣學(xué)科,學(xué)科的主要目的是從人的心理以及生理特點為分析出發(fā)點,以此作為關(guān)鍵因素,用來研究人、機、環(huán)境之間的相互關(guān)系和相互作用。學(xué)科的核心思想是利用對人、機、環(huán)境關(guān)系的研究,為人創(chuàng)造出最合適的作業(yè)環(huán)境和機械設(shè)備,保證人在工作過程中可以減少失誤和疲勞,進而提高工作效率。在汽車設(shè)計開發(fā)領(lǐng)域,人機工程對設(shè)計工作也起著重要的指導(dǎo)作用,設(shè)計師在進行汽車設(shè)計之前,要收集充足的使用人員的數(shù)據(jù),隨后根據(jù)汽車的市場定位,與數(shù)據(jù)分析結(jié)果相互結(jié)合,讓設(shè)計出的汽車作品可以得到最合理的空間布置設(shè)計。汽車中增加人機工程的應(yīng)用,這不僅關(guān)系到車內(nèi)空間的有效利用和提高乘員乘坐的舒適性,而且對汽車的整車尺寸參數(shù)和整車性能高低都有著重要影響,企業(yè)在設(shè)計汽車過程中,若是可以做到利用人機工程來進行汽車設(shè)計,汽車的人性化和特點一定可以從眾多的汽車品牌脫穎而出,提高汽車品牌的競爭力。

        二、汽車車身設(shè)計虛擬人體模型的研究分析

        近幾年,隨著科技的發(fā)展,計算機技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)的廣泛,汽車制造行業(yè)正處在用計算機輔助設(shè)計階段轉(zhuǎn)型為全面計算機設(shè)計的階段,在這樣的大環(huán)境下,汽車設(shè)計的傳統(tǒng)人體實物模式已經(jīng)被數(shù)字模型完全取代,實現(xiàn)了汽車開發(fā)的并行化和協(xié)同化,由于數(shù)字模型建模快和制作經(jīng)費低的特點,在設(shè)計過程中,縮短了汽車產(chǎn)品設(shè)計的開發(fā)周期,節(jié)省了產(chǎn)品開發(fā)過程中的經(jīng)費。但是隨著數(shù)字模型在汽車設(shè)計領(lǐng)域的普遍利用,隨之也帶來了一個基于人機工程汽車設(shè)計的問題,數(shù)字模型反饋回來的效果并不是完全符合人體真實體驗的,導(dǎo)致了設(shè)計人員忽視了設(shè)計過程中實物的人機工程設(shè)計、試驗和檢測,降低了汽車設(shè)計作品的質(zhì)量。

        三、汽車內(nèi)部空間的設(shè)計

        (一)基于人機工程學(xué)的座椅設(shè)計方法分析

        從人機工程學(xué)方面分析,汽車座椅的舒適度受到了人、機、環(huán)境三方面因素的影響,也就是說人自身的行為習(xí)慣、汽車座椅的本身設(shè)計以及座椅所處的環(huán)境都對人體感覺汽車座椅是否舒適存在著重要影響。從人體本身角度分析,人體的自身特點決定了身體是無法適應(yīng)長時間保持端坐姿態(tài)的,在人端坐過程中,人體的姿勢總會不自覺的變?yōu)轳劚郴蛘咛掳妥藙?,如果人體長時間保持這個姿勢,從醫(yī)學(xué)上分析,這種扭曲的姿勢會令脊椎長時間處于彎曲狀態(tài),進而壓迫體內(nèi)橫膈膜的活動,導(dǎo)致人體呼吸變淺,呼吸變淺帶來的就是供氧不足,一旦大腦出現(xiàn)缺氧癥狀,就會造成很嚴重的頭暈眼花癥狀,會嚴重威脅駕駛員的用車安全。目前腰背痛問題正在全世界各地普遍增加,對這種現(xiàn)象最合理的解釋就是,人在長期的工作生活中,沒有使用正確的工作姿勢,對此最關(guān)鍵的影響因素就是如今大部分的座椅,都設(shè)計時只考慮外觀的美觀性,并沒有了解人的生理需求。目前在人體生理學(xué)和人體工程學(xué)方面,都在倡導(dǎo)站坐姿勢交替使用的工作形式,以及對人體的生活姿勢加以引導(dǎo),減少人體不健康情況的出現(xiàn),坐姿的變化知識人體自身可以改正的方面,座椅設(shè)計師可以利用人機工程學(xué)原理對人體坐姿的優(yōu)缺點進行分析,研究表明最良好的坐姿是將最適當?shù)膲毫Ψ植加谌梭w的背脊椎骨之間的椎間盤上,并且還要把最適當?shù)娜梭w靜荷載分布在所附著的肌肉組織上,因此座椅的設(shè)計,其中座椅的舒適性是進行座椅設(shè)計首先要考慮且最重要的設(shè)計因素,一個設(shè)計舒適的座椅可以有效的緩解使用者長期使用座椅過程中產(chǎn)生的腰椎、脊椎、脖子等方面的疾病。從環(huán)境角度分析,就例如沙發(fā)椅人在冬天坐著會感覺到舒適,在夏天反而會感覺到悶熱的感覺,因此機械的使用環(huán)境也是基于人體工程學(xué)設(shè)計汽車過程中重要的考慮方面,在座椅設(shè)計過程中,要全面的從人、座椅舒適度、環(huán)境方向進行考慮,這三方面在設(shè)計時相互依存、相互作用。

        (二)人體駕駛的舒適姿勢

        在基于人機工程的汽車設(shè)計過程中,為了使得車艙內(nèi)布置可以減少駕駛和乘坐時的疲憊程度,設(shè)計理念有必要充分的考慮人體的舒適性要求。準確的駕駛姿勢能保持脊椎的正常生理彎曲,防止人體腰部彎曲變形。脊椎接受的負荷是造成后背不適和疼痛的主要原因,這種負荷和人體的坐姿有著很大的聯(lián)系,不準確的駕駛姿勢可以導(dǎo)致人體疲憊,誘發(fā)駕駛職業(yè)病,并且還會使人體的能量消耗增加,使人的工作效率下降,容易導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。利用人機工程學(xué)科,設(shè)計出優(yōu)質(zhì)的車內(nèi)環(huán)境,引導(dǎo)人體使用最佳的駕駛姿勢,降低駕駛過程中的人體疲倦度。

        (三)人體布置設(shè)計

        車身室內(nèi)的人體布置就是指在二維人體模板在車身布置圖上的安放,從而確定出設(shè)計的H點的方位,并且用H點在設(shè)計過程中代表人體的布置和乘坐位置,規(guī)劃H點作為汽車布置時的規(guī)劃基準點,保證車內(nèi)的一切布置都是為人體舒適設(shè)計,用人機工程學(xué)的知識,來保證人體的布置,設(shè)計出最優(yōu)質(zhì)的汽車作品。

        四、總結(jié)

        在汽車產(chǎn)品設(shè)計過程中,人機工程學(xué)應(yīng)該做到貫穿設(shè)計的全過程,本文通過對人機工程學(xué)相關(guān)知識的介紹和設(shè)計虛擬人體模型的分析,同時還舉出了在設(shè)計過程中的具體應(yīng)用,綜合分析了人機工程學(xué)的重要性,根據(jù)自身的設(shè)計經(jīng)驗,對汽車新車型的設(shè)計開發(fā)提高一定的指導(dǎo)作用。

        參考文獻:

        [1]邵希臣,劉江芬.基于人機工程的汽車座椅設(shè)計[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015,5(33):2739-2740.

        [2]陳旭.論人機工程學(xué)在汽車設(shè)計中的體現(xiàn)[J].河南科技,2013 (21):76.

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