王 新

（重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院，重慶 402160）

工程機械儀表板設(shè)計中眼橢圓的應(yīng)用分析

王 新

（重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院，重慶 402160）

文章詳細(xì)分析了工程機械儀表板中所存在的問題，并對儀表板設(shè)計中的內(nèi)容進(jìn)行了概括，還介紹了工程機械儀表板設(shè)計中眼橢圓的應(yīng)用，最后根據(jù)人機工程學(xué)理論得出了關(guān)于儀表板設(shè)計的方法。

儀表板；駕駛室；眼橢圓；裝載機

1 儀表板設(shè)計中存在的問題

通過對各個工程機械生產(chǎn)廠家的儀表板設(shè)計進(jìn)行分析，了解到，在目前的儀表板設(shè)計中主要存在以下問題：①利用鋼板而組成的儀表板，造型生硬、簡陋，完全和內(nèi)部的駕駛室設(shè)計不搭調(diào)；②在轉(zhuǎn)動方向盤的過程中，方向盤的輪輻與輪毅妨礙了人觀看儀表板，進(jìn)而對人機之間的信息傳遞造成了影響；③駕駛員對儀表板的觀察視角太小，不利于駕駛員判斷；④操作按鈕、儀表等布置太凌亂。因此，為了減輕駕駛員的疲勞，所設(shè)計的視野一定要好，操作要簡便、舒適，主次分明，功能醒目，才能滿足駕駛員的需求，也是目前儀表板設(shè)計的發(fā)展趨勢。

2 儀表板布置的內(nèi)容

（1）一般情況，只有當(dāng)駕駛室的總布置與基本尺寸確定了之后，才會進(jìn)行儀表板的布置，而儀表板布置主要涉及到了幾點參數(shù)：眼橢圓的定位、方向盤與踏板的位置、座椅參考點、前風(fēng)窗的尺寸、報警裝置、儀表板上的手動開關(guān)與儀表等等。

（2）確定儀表板的總體布置范圍，根據(jù)座椅參考點與內(nèi)部駕駛室寬度的位置確定儀表板的Y的方向，如果儀表板是長方形，那么儀表板的Y方向則是短邊。而前風(fēng)窗的尺寸能夠確定儀表板的X方向，如果儀表板是長方形，那么儀表板的Y方向則是長邊。

（3）布置顯示儀表。利用儀表的使用次數(shù)與視野定位儀表的位置。此外，一定要根據(jù)駕駛員的舒適度來制定合適的按鈕區(qū)域。

（4）充分考慮駕駛員的安全。儀表板下部必須要有足夠的空間，以滿足人體的需求，進(jìn)而減少因安全導(dǎo)致的傷害。

3 儀表板的布置

（1）眼橢圓的定位。首先，找到相關(guān)的座椅參數(shù)；其次，確定座椅點的相對位置；再次，確定眼橢圓的中心位置；然后在依據(jù)一定的數(shù)值確定眼橢圓左右的中心位置；最后，確定眼橢圓的尺寸，而眼橢圓的尺寸主要是根據(jù)L23選取的。

（2）儀表板的位置。在操作工程機械的過程中，駕駛員會頻繁觀察儀表板的顯示，以此獲取相關(guān)工作狀態(tài)的信息。所以說，駕駛員對儀表板視覺的要求十分嚴(yán)格。根據(jù)人機工程學(xué)了解到，正面觀看儀表板的數(shù)據(jù)誤差最低，而從側(cè)邊所觀看到的數(shù)據(jù)誤差最大，如40%左右看到的數(shù)據(jù)，比在正面看到的大3倍左右。由此可知，儀表板一定要布置在容易看到的區(qū)域，且盡可能地在駕駛員的眼橢圓的視野范圍中。此外，由研究可知，當(dāng)觀察物與視線垂直時，所讀到的數(shù)據(jù)誤差最小，反之，觀察物在視線斜面，數(shù)據(jù)誤差最高。所以說，必須要將儀表板布置在駕駛員視線的前方，最起碼不能小于60°。在實際的布置中，一定要根據(jù)相關(guān)的尺寸確定最終的視覺距離，以保駕駛員在操作的過程中舒適、方便。并且儀表板的中心一定要在駕駛員能夠觀察到的區(qū)域，這樣的話，駕駛員在不用轉(zhuǎn)頭的情況下，就可觀察到儀表的數(shù)據(jù)。另外，還要重視裝載機的前方視野不會受到儀表板的影響，所以，根據(jù)經(jīng)驗了解到，最佳的下視野為30°，那么眼橢圓的中心與儀表板的中心的水平面的夾角則應(yīng)該在30°以內(nèi)的范圍中。最終確定了眼橢圓中心、儀表板中心、目視距離、水平面夾角值后，儀表板的中心位置就可定位。

4 操縱、操縱顯示布置

（1）駕駛員手伸及界面的確定。對于駕駛員而言，操縱性是非常重要的一個因素，不僅影響著駕駛員的行車安全，同時對駕駛員的操作方面與疲勞程度都有著一定的影響。在正常的坐姿下，由于受方向盤的影響，駕駛員的伸及能力也非常有限，所以一定要重視這一點，另外，還與內(nèi)部的駕駛室尺寸有一定程度的關(guān)系。

（2）操縱、顯示裝置布置。當(dāng)儀表板中心位置與駕駛員的手伸及界面確定后，操縱與顯示的布置需要重視如下三方面：①儀表板的操作按鈕。盡可能的做成模塊化，按照功能劃分好，不同的功能以方向盤為中心分布好，避免有失誤操作的發(fā)生。②常用的燈開關(guān)與按鈕布置在駕駛員手伸及界面中，而備用開關(guān)與雨刮布置在手可以伸及的區(qū)域即可。③在行駛中，操作的儀表板的按鈕以及開關(guān)一定要布置在離方向盤500mm之內(nèi)的區(qū)域中。

5 結(jié)語

工程機械設(shè)計中，儀表板的設(shè)計是最關(guān)鍵的一環(huán)節(jié)，只有滿足人機工程學(xué)設(shè)計理念，才能最大程度地降低駕駛員的疲勞程度，以保駕駛員的生命財產(chǎn)安全。文章重點分析了工程機械儀表板中眼橢圓的應(yīng)用，而且還提出了相關(guān)的顯示、操縱的布置方法。該方法也適合應(yīng)用在同類的工程機械中。所以，一定要重視工程機械的作用，并將眼橢圓有效到應(yīng)用到其中，讓工程機械中所存在的不足得到最好的解決，從而為駕駛員提供安全的保障。

[1]駱闖.眼橢圓在汽車設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 科研，2015，（10）.

王新（1967-），女，黑龍江雞西人，副教授，高級工程師，主要研究方向：機械CAD/CAM/CAE。