第一篇：人機(jī)工程學(xué)在運(yùn)動(dòng)鞋鞋底設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

人機(jī)工程學(xué)在運(yùn)動(dòng)鞋鞋底設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

學(xué)院： 專(zhuān)業(yè)： 姓名： 學(xué)號(hào)：

關(guān)鍵詞：人機(jī)

運(yùn)動(dòng)鞋

心理學(xué)

磨耗

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品的要求逐漸提高，在運(yùn)動(dòng)鞋的設(shè)計(jì)上也要求我們做到更人性化，才能在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，而對(duì)運(yùn)動(dòng)鞋鞋底的受力分析就是人機(jī)工程學(xué)在運(yùn)動(dòng)鞋設(shè)計(jì)中運(yùn)用的關(guān)鍵，所以本文主要對(duì)運(yùn)動(dòng)鞋主要性能對(duì)鞋底的受力影響進(jìn)行分析。一． 研究的必要性

21世紀(jì)的今天，科技、文化發(fā)展變化日新月異，設(shè)計(jì)趨勢(shì)也發(fā)生了很大的變化，對(duì)物品的理性需求越來(lái)越向感性需求轉(zhuǎn)化。如何面對(duì)要服務(wù)的人群需求變化；如何運(yùn)用高科技手段，對(duì)待情感問(wèn)題；如何適合日益突出的多元化、個(gè)性化、差異化的設(shè)計(jì)思潮等精神屬性上的需要是人體工程學(xué)應(yīng)用的主要問(wèn)題，是設(shè)計(jì)者要深思的問(wèn)題。

但如今運(yùn)動(dòng)鞋的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，且國(guó)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)品牌缺少自己的特色，國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)鞋設(shè)計(jì)要考慮到人的更高層次的心理需求、精神需求，不斷探尋使用者心理和生理的需求，將人文關(guān)懷越來(lái)越多的傾注于設(shè)計(jì)當(dāng)中，整合不同的專(zhuān)業(yè)資源，社會(huì)資源，以洞悉人性為設(shè)計(jì)主軸，體現(xiàn)設(shè)計(jì)的人性化，提升生活的品質(zhì)，最終給人們以美好的生活體驗(yàn)過(guò)程。中國(guó)的設(shè)計(jì)正在走向世界，設(shè)計(jì)的本土化有待我們正視，即設(shè)計(jì)必須融入當(dāng)?shù)氐奈幕腥ゲ趴赡艿玫匠掷m(xù)性的發(fā)展，才能使中國(guó)的藝術(shù)設(shè)計(jì)更具民族性和本土文化的特性,人體工程學(xué)具有較強(qiáng)的民族性和地區(qū)性，開(kāi)展自己民族自己國(guó)家的人體工程學(xué)在鞋類(lèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究顯得更為迫切、重要。

二． 人機(jī)工程學(xué)與運(yùn)動(dòng)鞋簡(jiǎn)介

人機(jī)工程學(xué)是一個(gè)新興的邊緣學(xué)科，它應(yīng)用生理學(xué)，心理學(xué)和其它相關(guān)學(xué)科知識(shí)，研究人與產(chǎn)品和環(huán)境之間的相互關(guān)系，尋找三者的最佳匹配原則，使產(chǎn)品的和人能相互適應(yīng)。從而，創(chuàng)造一個(gè)舒適，安全，美好的工作環(huán)境，給人提供一個(gè)健康的平臺(tái)，提高工作效率。將人機(jī)工程學(xué)融入到鞋類(lèi)設(shè)計(jì)中，可以使鞋子與人和環(huán)境更和諧，更符合人們的需要。

運(yùn)動(dòng)鞋，顧名思義是指在健身或競(jìng)技體育比賽時(shí)所穿的鞋。它能滿(mǎn)足人們運(yùn)動(dòng)的各種需求，保證人腳能夠在運(yùn)動(dòng)中發(fā)揮其基本功能。運(yùn)動(dòng)又分為競(jìng)技體育運(yùn)動(dòng)和健身體育運(yùn)動(dòng)等。無(wú)論是哪一種運(yùn)動(dòng)都需要腳穿上具有保護(hù)作用，提高運(yùn)動(dòng)效果等方面的鞋，因此在運(yùn)動(dòng)鞋的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中應(yīng)充分考慮人機(jī)工程學(xué)在其中的應(yīng)用。三．

從運(yùn)動(dòng)鞋的幾個(gè)主要性能對(duì)鞋底受力影響進(jìn)行分析

眾所周知，運(yùn)動(dòng)鞋鞋底與鞋面不同之處，就是它要承載一個(gè)人全身的體重，在跑步等快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，甚至要受到約2～4倍體重的壓力。不僅如此，還要求它能具備耐磨性、避震性、彈性、防滑性、抗扭傷性、舒適透氣性，軟硬度適宜，重量輕和耐撓曲等功能。那么如何才能達(dá)到這么多的要求呢？這就必須要求制鞋從運(yùn)動(dòng)鞋的定位上進(jìn)行受力分析，通過(guò)檢測(cè)分析手段，為鞋底設(shè)計(jì) 提供依據(jù)?，F(xiàn)就運(yùn)動(dòng)鞋幾個(gè)關(guān)于人機(jī)工程的主要性能對(duì)鞋底受力的影響進(jìn)行分析。1.耐曲撓性

運(yùn)動(dòng)鞋的耐折性是消費(fèi)者優(yōu)先考慮的要素，也是國(guó)內(nèi)質(zhì)量監(jiān)督部門(mén)十分注重的一個(gè)物性

指標(biāo)，其測(cè)試方法是GB/T3903.1 1994的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在鞋底跖趾關(guān)節(jié)處割口5mm長(zhǎng)，以每秒約4次的折撓頻率進(jìn)行測(cè)試，要求極其苛刻。所以，鞋底設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)考慮鞋底彎折溝的厚度和底材的韌性。一般彎折溝的設(shè)計(jì)均以圓弧形為主，可避免應(yīng)力集中，起分散彎折力和延伸力的作用，同時(shí)，在彎折溝背面應(yīng)以加強(qiáng)筋的方式加厚至2.0mm以上。2.耐磨性

在國(guó)內(nèi)還處于較低消費(fèi)水平的現(xiàn)階段，運(yùn)動(dòng)鞋的耐穿性無(wú)疑是消費(fèi)者最關(guān)心的，其中除鞋底的耐折性外，能否耐磨也是耐穿性的決定因素之一。2.1周邊磨耗

一般情況下，鞋底周邊（前掌、中腰、后跟）邊緣向內(nèi)10～15mm是受磨最多的部位，但其受磨程度小于鞋頭和后跟。其原因是，大拇指、小拇指和腳跟三點(diǎn)是主要的受力部位。2.2鞋頭磨耗

鞋頭受磨程度小于后跟，鞋頭外側(cè)受磨小于鞋頭內(nèi)側(cè)。其原因是，走路或跑步時(shí)，都是后跟先著地，腳提離地面時(shí)，大拇指最后提起且向前推進(jìn)并產(chǎn)生摩擦力。2.3后跟磨耗

后跟是受磨耗的主要部位，據(jù)統(tǒng)計(jì)：80%以上人的腳是以腳后跟外側(cè)先著地，又因腳在起步、落地時(shí)，均是朝向內(nèi)心偏移，所以其外側(cè)受磨程度大于內(nèi)側(cè)。2.4耐磨設(shè)計(jì)

根據(jù)以上的受磨分析，一些受磨功能要求高的運(yùn)動(dòng)鞋（如：球鞋），就須選用耐磨性能好的橡膠做大底，如采用意大利超強(qiáng)耐磨的vibra橡膠底?；蛘咴谛^內(nèi)側(cè)和后跟外側(cè)，特意設(shè)計(jì)耐磨的橡膠貼片，目前最佳的測(cè)試方法是以SATRATM174-94進(jìn)行DIN測(cè)試評(píng)估。3.止滑性

在進(jìn)行籃球運(yùn)動(dòng)時(shí)常常有急停、急轉(zhuǎn)動(dòng)作，此時(shí)要求運(yùn)動(dòng)鞋（如：藍(lán)球鞋）具有較高止滑性，否則，不僅會(huì)引起一場(chǎng)精采賽事的失利，還可能會(huì)造成運(yùn)動(dòng)員受傷。然而，在鞋底其他方面條件不變的條件下，耐磨耗性和止滑性卻是成反比的，耐磨耗性越好，就意味著止滑性下降；止滑愈佳，則其耐磨性就差。所以應(yīng)通過(guò)大量的測(cè)試對(duì)比，找到耐磨耗性和止滑性最佳的結(jié)合點(diǎn)，來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)。當(dāng)然，還要從運(yùn)動(dòng)鞋的功能上去考慮鞋底紋路的設(shè)計(jì)，從而確定耐磨耗性和止滑性之間的最佳平衡點(diǎn)。4.透氣性

透氣性不僅只限于鞋面，鞋底同樣也要求有透氣性。因?yàn)樵谡４┯眠\(yùn)動(dòng)鞋時(shí)，人足部皮膚的溫度可達(dá)到34～35℃；而在激烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，其溫度將達(dá)到43～49℃；此外，大底紋路設(shè)計(jì)越粗糙、愈復(fù)雜，與地面摩擦力就愈大，熱度也愈高。因此，鞋底透氣性的設(shè)計(jì)是非常必要的，但同時(shí)要考慮其防水性，一般是在氣窗處涂抹一層能透氣的防水膠，或采用美國(guó)wL.GORE公司的GORE TE×材料。5.支撐力

支撐力是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，具體說(shuō)就是通過(guò)運(yùn)動(dòng)鞋緊縮厚實(shí)的設(shè)計(jì)，來(lái)保證腳對(duì)人體強(qiáng)有力的支撐。這種緊縮的設(shè)計(jì)，可以克服腳向四周分散力量，從而保證向上的支撐力。一般采用硬支撐片（如TPU片）從鞋腰延伸至后跟，插人中底或在大底與中底之間，對(duì)人腳起平穩(wěn)支撐、固定的作用，也可防止運(yùn)動(dòng)中的扭傷。6.避震性

人在負(fù)重的狀態(tài)下徒步行走，每公里約走600～700步。這就意味著每步行一公里，一只腳要承受600～700次的重力沖擊，若是激烈運(yùn)動(dòng)，則其沖擊力就更大。有人做過(guò)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)人在跑步時(shí)，腳觸地的瞬間，受到地面的沖擊力將達(dá)到人體重量的2～4倍。如果鞋沒(méi)有良好的減震系統(tǒng)來(lái)緩解這種沖擊，一定會(huì)使雙腳感到疲憊不堪，還會(huì)對(duì)大腦造成沖擊。一般情況下，采用具有一定彈性的中底（如EVA、PU）或在大底后跟嵌入具有彈性的墊片（如

EVA、PU），以減少?zèng)_擊力。同時(shí)，可以達(dá)到能量回輸?shù)男Ч芰炕剌斒侵感自跊_擊到地面之后，借由受壓變形的彈性體將動(dòng)能吸收，稍后，在它離地之前，因彈性體形狀的回復(fù)而將能量還給穿著者，使穿著者跑得更快、跳得更高）。7.抗扭傷性

人的腳是由26塊骨骼組成。人的行走過(guò)程是一個(gè)很復(fù)雜且科學(xué)的骨骼和肌肉協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，腳從觸地到抬離地面，受到一個(gè)向上的沖力和向前的摩擦力，在腳觸地的瞬間，受到一個(gè)很大的沖力，在抬離地面前，需要對(duì)地面施加一定作用力以得到向前的摩擦力。在這一過(guò)程中，分析人腳的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是這樣的：80%以上人的腳是以腳后跟外側(cè)先著地，此時(shí)腳后跟軸線略向外偏斜，著地時(shí)腳受到一個(gè)很大的沖力，它自然地向內(nèi)翻轉(zhuǎn)，以分散地面沖擊造成的對(duì)腳關(guān)節(jié)的傷害，最后腳后跟軸線從向外偏斜位置轉(zhuǎn)到垂直地面位置；在抬離地面前，各相關(guān)肌肉群及關(guān)節(jié)收縮緊張，以提供對(duì)地面的作用力，此時(shí)腳后跟軸線由垂直地面位置又轉(zhuǎn)到外斜位置，以提供作用力。在這一過(guò)程中，通常會(huì)出現(xiàn)兩種情況：過(guò)度翻轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)不夠。如果腳落地后向內(nèi)翻轉(zhuǎn)時(shí)，腳后跟軸線過(guò)了垂直面向內(nèi)斜，那么在腳離地時(shí)，它來(lái)不及調(diào)整到外斜位置，使肌肉骨骼未能做好充分準(zhǔn)備，易造成運(yùn)動(dòng)扭傷為了克服腳弓下塌的扁平足易出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)扭傷的問(wèn)題，鞋底一般設(shè)計(jì)成雙密度的彈性體，在鞋底后跟內(nèi)側(cè)位置，設(shè)計(jì)一相對(duì)密度高的材料，以抵抗人腳過(guò)度翻轉(zhuǎn)而造成的扭傷。另一種情況是常發(fā)生在高腳弓的人身上的翻轉(zhuǎn)不夠的現(xiàn)象。由于高腳弓人的腳關(guān)節(jié)一般比較僵硬，在腳落地時(shí)，往往不能完全翻轉(zhuǎn)到垂直位置，不足以化解地面對(duì)腳及各關(guān)節(jié)的沖擊，而易造成扭傷，有此類(lèi)腳的人，往往在其整個(gè)鞋外側(cè)，磨損比較厲害，后跟避震好和符合腳型的鞋楦是其最佳的選擇。當(dāng)然，也可從鞋墊的設(shè)計(jì)上，來(lái)增強(qiáng)抗扭力和減輕疲勞感。四． 結(jié)論

有側(cè)重的研究人機(jī)工程學(xué)相關(guān)的運(yùn)動(dòng)鞋的耐磨性、避震性、彈性、防滑性、抗扭傷性、舒適透氣性，軟硬度適宜，重量輕和耐撓曲等功能，有助于我們?cè)O(shè)計(jì)出更有市場(chǎng)，更有競(jìng)爭(zhēng)力的運(yùn)動(dòng)鞋，從而在鞋類(lèi)產(chǎn)品市場(chǎng)占據(jù)更大的市場(chǎng)。

比如說(shuō)鴻星爾克，它10年耕耘，斬獲諸多桂冠：中國(guó)第一網(wǎng)球品牌，北京奧運(yùn)首金贊助品牌，第一家挺進(jìn)世界杯盛宴、第一家在國(guó)外上市的中國(guó)運(yùn)動(dòng)品牌、第一家獲得CNAS國(guó)家級(jí)認(rèn)證的鞋服檢測(cè)中心、第一家在國(guó)內(nèi)倡導(dǎo)以科技為主、第一家航天科技恒溫鞋被國(guó)家級(jí)博物館收藏的運(yùn)動(dòng)品牌。而之所以取得這樣的成績(jī)，都源自于鴻星爾克對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的精益求精，對(duì)于產(chǎn)品的人性化追求。一個(gè)品牌的形成，一方面是有優(yōu)秀的企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理贏得市場(chǎng)，另一方面也需要企業(yè)文化積淀來(lái)累積厚重感。通過(guò)提升產(chǎn)品質(zhì)量，把產(chǎn)品做得更人性化，擴(kuò)充產(chǎn)品種類(lèi)，提供與品牌相應(yīng)的售后保障體系等方式，加之將民族文化融入品牌之中，從而首先贏得本國(guó)民眾的喜歡，然后逐漸推向國(guó)際市場(chǎng)。

所以說(shuō)人機(jī)工程學(xué)在運(yùn)動(dòng)鞋上的應(yīng)用相當(dāng)重要，在新的世紀(jì)里，我們以新的方式來(lái)感知世界，人們?cè)絹?lái)越多的在追求一種新的生存環(huán)境和生存空間，毫無(wú)疑義，未來(lái)的人性化設(shè)計(jì)具有更加全面立體的內(nèi)涵，它將超越我們過(guò)去所局限的人與物的關(guān)系的認(rèn)識(shí)，向時(shí)間、空間、生理感官和心理方向發(fā)展，符合人機(jī)工程學(xué)的人性化設(shè)計(jì)是人與產(chǎn)品完美和諧的結(jié)合，是人性化的設(shè)計(jì)，真正體現(xiàn)出對(duì)人的尊重和關(guān)心。參考文獻(xiàn)：《人機(jī)工程學(xué)》

《人機(jī)工程學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》

《2010運(yùn)動(dòng)鞋市場(chǎng)分析》

《鞋易》

第二篇：人機(jī)工程學(xué)在整體廚房設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

人機(jī)工程學(xué)在整體廚房設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘要

追求安全、健康、舒適和美觀是整體廚房設(shè)計(jì)的目的。本文通過(guò)設(shè)計(jì)調(diào)交 ,建立了整體廚房用戶(hù)模型 ,通過(guò)人機(jī)工 程學(xué)中舒適人體尺寸的運(yùn)用,研究了廚房空間的合理的平面布局方式、整體廚房的平面剖面尺度以及合理的儲(chǔ)藏空間等使用戶(hù)大大提高工作效率和操作的舒適度。

關(guān)鍵詞 : 整體廚房 ； 廚房 ； 櫥柜 ；人機(jī)工程學(xué)

abstract The pursuit of safety, health, comfort and beauty is the overall kitchen design.Through the design, the establishment of the overall kitchen user model, through the use of ergonomics in the comfort of human body size, the space of the kitchen.Reasonable.} plane arrangement, plane and the section sizes of the whole kitchen and reasonable storage space.The user can greatly improve the work efficiency and operating comfort.Key words: integral kitchen;kitchen;cabinet;Ergonomics

一、前言

整體廚房是將櫥柜、抽油煙機(jī)、燃?xì)庠罹?、消毒柜、洗碗機(jī)冰箱、微波爐、電烤箱、各式掛件、水盆、各式抽屜拉籃、垃圾粉碎器等廚房用具和廚房電器進(jìn)行系統(tǒng)搭配而成的一種新型廚房形式。具有儲(chǔ)存、清洗、加工、配俊、烹調(diào)、備俊、交流功能。進(jìn)入21世紀(jì),國(guó)民生活水平得到普遍提高,現(xiàn)代住宅設(shè)計(jì)已把設(shè)計(jì)重 點(diǎn)和 施 工精度放在起居室、洗手間和廚房上來(lái)了。消費(fèi)者的生活行為發(fā)生大的改變 ,廚房的功能不再是過(guò)去單一的滿(mǎn)足烹調(diào)行為要求 ,已發(fā)展為集倉(cāng)儲(chǔ)、加工、清洗、烹飪和配蟹等多功能為一體的綜合服務(wù)空間。人機(jī)工程學(xué)是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的因素;研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用;研究在工作中 家庭生活中與閑暇時(shí)怎樣考慮人的健康、安全、舒適和工作效率的學(xué)科。在整體廚房“人一機(jī)一環(huán)境” 的特定系統(tǒng)中,“ 人” 即操作者,是主要因素;櫥柜、設(shè)備及器具等是“機(jī)”，廚房的室內(nèi)空間尺度、形狀、色彩及聲、光、熱 空氣條件是“環(huán)境”,更設(shè)計(jì)出使操作者使用最好適的“環(huán)境”和最省力的“ 機(jī)”,則首先要分析、了解“人”。

二、設(shè)計(jì)調(diào)查

廚房的空間規(guī)劃需兼具實(shí)用、美觀、安全、易清理及省時(shí)省力。因此,空間的妥善規(guī)劃極為重要,這就必須進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)查,了解用戶(hù)與整體廚房產(chǎn)品有關(guān)的生活方式、行為方式、各種使用環(huán)境和情景、用戶(hù)的想象、用戶(hù)的期待等t31。同時(shí)了解用戶(hù)在廚房中進(jìn)行操作的過(guò)程和思維過(guò)程,從而發(fā)現(xiàn)用戶(hù)需要,獲取這些信息后,建立廚房?jī)?nèi)的用戶(hù)模型。

2.1用戶(hù)模型

廚房用戶(hù)的作業(yè)流程一般是:外購(gòu)、儲(chǔ)存一摘揀—洗滌一調(diào)理一烹飪一配餐一上桌一洗刷的順序進(jìn)行。如圖1為廚房中的操作內(nèi)容及操作路線。按照用戶(hù)的一般操作流程 , 將廚房空間分為四大區(qū),即儲(chǔ)藏區(qū)、洗滌區(qū)、操作區(qū)、烹飪區(qū)、(進(jìn)餐區(qū))。如表2一1所示。依據(jù)流程分區(qū),整體廚房的平面布置順序依次應(yīng)是儲(chǔ)藏區(qū)、洗滌區(qū)、調(diào)理區(qū)、烹飪區(qū)。洗滌、調(diào)理均為濕作業(yè)場(chǎng)所,將后二個(gè)區(qū)域盡里安排在同一臺(tái)面上〔5〕,這樣操作更方便。2.2思維模型

經(jīng)過(guò)調(diào)查分析,用戶(hù)對(duì)整體廚房產(chǎn)品的期待包括以下幾點(diǎn) : 1.櫥柜的尺寸應(yīng)根據(jù)人體尺寸,達(dá)到使用方便、省力、舒適、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率的目的;2.設(shè)備的安排要盡l 縮短人 在廚房操作時(shí)的行走路線;3.水池附近應(yīng)有儲(chǔ)藏區(qū) , 刀、叉、碗等俊具洗好可安放其中;4.盡量縮短廚房與俊桌之間的距離;5.給電器留一定的儲(chǔ)藏及操作空間。

三、整體廚房的平面和剖面尺度設(shè)計(jì)

整體廚房典型設(shè)備、櫥柜的平面、剖面尺度的確定,是依據(jù)人機(jī)工程學(xué)中人的操作機(jī)能來(lái)確定的,其目的在于要讓人使用的“ 機(jī)具”滿(mǎn)足人的各種使用要求,以達(dá)到使用方便、省力、舒適、降 低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率、合符科學(xué)的目的。整體廚房典型設(shè)備、組成有廚房操作臺(tái) 洗滌池、冰箱、爐灶及吊柜等,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其平面、剖面的尺度關(guān)系。3.1整體廚房的平面布局

在整體廚房的功能區(qū)域中,儲(chǔ)藏區(qū)以冰箱為中心,洗滌區(qū)和操作區(qū)以水盆為中心 烹飪區(qū)以爐灶為中心。在20世紀(jì)五十年代進(jìn)行的人體工程學(xué)研究(基于20世紀(jì)二十年代為提高工作效率所做的研究)中,提出一個(gè)“工作三角”的重要原則t6] 調(diào)整冰箱、水盆和爐灶這三個(gè)工作點(diǎn)的相對(duì)位工,達(dá)到使用方便 減輕炊事勞動(dòng)量，提高工作效率的目的,是整體廚房平面布,的基礎(chǔ),三者之間的連線圍成一個(gè)“工作三角”,人在這三個(gè)點(diǎn)之間走動(dòng)自然形成一個(gè)三角形連線。

這項(xiàng)研究確立了這三個(gè)主要廚房活動(dòng)區(qū)域之間的距離,經(jīng)過(guò)l，這個(gè)三角形三條邊長(zhǎng)之和宜在3.6m ~ 6.6 m之間:小于3.6m，則貯藏和工作面很狹窄;大于6.6m,則由于往返距離加大使人疲勞,廚房操作效率降低?？傞L(zhǎng)在4.5m ~ 6.Om 之間的效率最高,稱(chēng)為“省時(shí)省力三 角形”[ 7],其中洗滌池與爐灶之間的聯(lián)系最為頻繁,專(zhuān)家建議宜將它們之間的距離縮到最短,但距離最少為9OOmm。冰箱和水池間的距離 a 在1.2m ~2.lm較好,水池和爐灶間距離b在1.2 m ~ 1.8 m 較為合理,而冰箱和爐灶間距離c在1.2 m ~ 2.7 m 較為恰當(dāng),如圖2同時(shí)廚房交通還須避開(kāi)工作三角形,使作業(yè)光線不致受到千擾。3.2操作臺(tái)設(shè)計(jì) 1.操作臺(tái)高度

目前操作臺(tái)的高度多數(shù)為860mm,二事實(shí)上人在切菜時(shí)上臂和小臂應(yīng)呈一定夾角,這樣可以最大程度地調(diào)動(dòng)身體力量,雙手也可相互配合地工作[8 ]。在抽樣調(diào)查中,讓一組不同身高的人去體驗(yàn)切菜臺(tái)的高度 ,得出數(shù)據(jù),見(jiàn)表2 通過(guò)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),如果身高相差1cm的話,最舒適切菜臺(tái)高度一般相差0.5c m左右。根據(jù)人體尺度的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 可知,成年女子身高的10百分位數(shù)為150.3cm,90百分位數(shù)為164cm ,因此相對(duì)應(yīng)的操作臺(tái) 高度應(yīng)在79 cm ~ 86 cm 之間具體的高度根據(jù)主婦的高度來(lái)調(diào)節(jié),原則即為身高每增加1cm,操作臺(tái)的高度增加 0.5cm,一般將操作臺(tái)高度定為800m m ~ 850mm能適合于大多數(shù)人。如果廚房空間足夠的大,可補(bǔ)充增設(shè)其他所希望高度的操作臺(tái),以滿(mǎn)足不同功能的需要。

2.操作臺(tái)寬度

人在站立操作時(shí)所占的寬度女為66cm,男為70cm ,但從人的心理需要來(lái)說(shuō)，必須將其增大一定的尺寸。根據(jù)手臂與身體左右?jiàn)A角15度時(shí)工作較輕松的原則,操作臺(tái)面寬度應(yīng)以760mm為宜[ 8](見(jiàn)圖3),因此一般來(lái)說(shuō),在條件允許的情況下 , 操作臺(tái)的寬度應(yīng)>=760mm。3.操作臺(tái)深度

如圖3,人使用操作臺(tái)的主要操作區(qū)的深度為45Omm ,而人略探身可觸及的操作案臺(tái)深度為600mm,因此從這方面看操作臺(tái)的深度不宜小于450mm,也不宜大于600mm。

4.操作臺(tái)下柜體的深度

相對(duì)應(yīng)的臺(tái)面下的柜體一般要比臺(tái)面本身要淺5Om m,當(dāng)臺(tái) 面為5 Omm時(shí),柜體的深度為5OOmm的標(biāo)準(zhǔn)柜體深度;而當(dāng)臺(tái)面的深度為 600mm時(shí),柜體的深度選擇55Omm的標(biāo)準(zhǔn)柜體深度。5.操作臺(tái)下柜腳的容腳深度 為了使人身體能靠著案臺(tái)的邊緣、且能垂直站立操作,案臺(tái)的柜腳就需容腳深度，約1OOmm。這樣處理，可以提高案臺(tái)站立操作的舒適性,大大減輕操作者的腰部疲勞。

3.3灶臺(tái)設(shè)計(jì)

一般來(lái)說(shuō),灶臺(tái)是和操作臺(tái)的高度是在同一高度上的。但由于女性平均使用爐臺(tái)的時(shí)間較長(zhǎng),因此為避免烹飪時(shí)胳膊架得很高,造成頸肩酸痛,灶臺(tái)的高度應(yīng)比操作臺(tái)的高度下降約1Ocm ,視線得以輕松俯視煮食,手肘在炒菜時(shí)也可以輕松懸放,不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間處于緊繃狀態(tài)。因 此,放置灶具的臺(tái)面應(yīng)扣除鍋和灶具的高度,對(duì)于臺(tái)式爐灶需要在普通操作臺(tái)的基礎(chǔ)上減去爐灶和鍋的高度20Omm,即灶臺(tái)柜在600mm一65Omm 之間;而對(duì)于嵌吞式爐灶則需要在普通操作臺(tái)高度的基礎(chǔ)上 減去鍋的高度1OOmm ,即灶臺(tái)在700mm ~ 750mm之間。但這種灶臺(tái)和操作臺(tái)不在一個(gè)平面的情況下需要保證：灶臺(tái)一側(cè)至少有23Omm的操作空間,而另一側(cè)操作空間應(yīng)達(dá)到38Omm。3.4 洗滌池設(shè)計(jì)

1.洗滌池高度

一般來(lái)說(shuō),洗滌池的高度偏低,長(zhǎng)期使用會(huì)使用戶(hù)產(chǎn)生腰部勞損,這就需要加高洗滌池的高度,使用戶(hù)在正常站立的情況下就可輕松洗滌。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理,女子50百分位數(shù)的“ 立姿肘高” 為960mm,加穿鞋修正,2Omm ,得980mm;由于立姿下在略低于肘高的位皿操作最適宜,所以取洗滌池的高度為 “立姿肘高”減去180mm ~ 13Om m ,即洗滌池的高度在800mm ~ 85Omm 之間,與操作臺(tái)的高度一致,兩者可用一 個(gè)高度滿(mǎn)足洗滌和切菜的瓣要。2.洗滌池平面尺度

廚房洗滌池不應(yīng)太靠近轉(zhuǎn)角布工,否則沒(méi)有足夠的空間會(huì)影響人的操作,而且也不便于物的放置。一般在廚房洗滌池的一側(cè)保留最小的操作臺(tái)空間為46Omm ,而另一側(cè)保留最小的操作臺(tái)空間為 610mm [“9]。3.吊柜設(shè)計(jì)

在吊柜的設(shè)計(jì)上要考慮吊柜的深度和安裝的高低,以避免碰頭。以人為基準(zhǔn),人向上伸直手臂,指梢高度成年女性五十百分位數(shù)約為18OOmm ,這決定了吊柜最高的擱板不得超過(guò)1800mm ,1800 以上的空間無(wú)法站在地面上取物。因此,吊柜上沿高度應(yīng)220cm。

四、整體廚房的儲(chǔ)藏設(shè)計(jì)

廚房使用方便與否,與儲(chǔ)藏空間的充實(shí)與否密切相關(guān),零碎東西多的廚房必要的東西能夠順利地拿進(jìn)、拿出是關(guān)鍵,根據(jù)所擁有的鍋以及蟹具l的需要,確保足夠的儲(chǔ)藏空間,此外,有固趙姓酬蛛驢、電飯鍋的場(chǎng)所也是十分必要的。頻繁使用的東西應(yīng)收藏在站著就可以夠得到的范圍內(nèi),其中經(jīng) 常使用的調(diào)味品、工具等應(yīng)收藏在與視覺(jué)高度接近的位置,作業(yè)效率會(huì)提高。操作臺(tái)下面(里面)的收藏,使用不浪費(fèi)進(jìn)深空間的、帶滑輪的柜櫥比較方便。抽屜式的柜櫥由于比較深,有些東西會(huì)被埋沒(méi)其中,為便于使用應(yīng)對(duì)所有儲(chǔ)藏物品進(jìn)行分類(lèi)存放 [10]。考慮到廚房的東西還會(huì)有增加的可能,儲(chǔ)藏的空間也應(yīng)留有余地。

五、結(jié)束語(yǔ)

本文就主要通過(guò)了解人在廚房中的操作過(guò)程以及人體尺寸,將整體廚房進(jìn)行人性化設(shè)計(jì),設(shè)備的安排要以盡量縮短人在廚房操作時(shí)的行走路線為目的;而且還要根據(jù)人體的高度進(jìn)行櫥柜的尺寸設(shè)計(jì);除此之外還要合理有效地利用空間,安排必要的貯物空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳波.實(shí)用人機(jī)工程學(xué).中國(guó)水利水電出版社[M].2013.3.[2]李東豈.人際工程學(xué)廚房應(yīng)用[M].2007.3.[3]段曉丹.廚房衛(wèi)生間設(shè)計(jì)布置及裝修技[M].成都: 四月l科學(xué)技術(shù)出版社,2003.3.[4]劉爽.廚房人機(jī)工程社[J].藝術(shù)探索,2002.3

考查課（論文）

題 目名稱(chēng) 人機(jī)工程學(xué)在整體廚房設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

課 程 名 稱(chēng)

人機(jī)工程學(xué) 學(xué)生姓名文龍

學(xué)號(hào)

1341101138 系、專(zhuān)

業(yè)機(jī)械與能源工程系機(jī)電一體化 指導(dǎo)教師

鄧維克

2016年11月03日

第三篇：人機(jī)工程學(xué)在汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

人機(jī)工程學(xué)在汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘要：運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)原理，針對(duì)汽車(chē)駕駛座持，從駕駛員生理特性與作業(yè)環(huán)境兩個(gè)方面分析了影響駕駛舒適性及安全性的原因，在此基礎(chǔ)上從坐姿舒適性，振動(dòng)舒適性，操作舒適性，安全性等四個(gè)方面論述了人機(jī)工程學(xué)在汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，完成了對(duì)汽車(chē)駕駛座椅從分析到設(shè)計(jì)的系列開(kāi)發(fā)過(guò)程。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)駕駛座椅 人機(jī)工程學(xué) 設(shè)計(jì)

一、引言

隨著時(shí)代的發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)已由工業(yè)社會(huì)向信息社會(huì)即后工業(yè)社會(huì)過(guò)渡，人類(lèi)賴(lài)以生存的生活空間和生活方式，處處都是經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)并不斷完善的設(shè)計(jì)世界?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)，作為一種廣泛的文化活動(dòng)，已成為人們生活中的一部分。人們開(kāi)始追求高品質(zhì)的舒適生活,于是按照人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品也就越來(lái)越受到大眾的歡迎。人體工程學(xué)的產(chǎn)品也就成了現(xiàn)代社會(huì)人們追求的目標(biāo)。先以汽車(chē)座椅為例,人體工程學(xué)的家具并不是人們頭腦中所想象的僅有數(shù)據(jù)符合的座椅,它還包括除了人體生理數(shù)據(jù)之外的很多因素。它的設(shè)計(jì)原則除了常見(jiàn)的尺度設(shè)計(jì)原則,人體機(jī)能和環(huán)境設(shè)計(jì)原則,健康設(shè)計(jì)原則外還應(yīng)該講求黃金分割比的設(shè)計(jì)原則。并指出在這些原則的指導(dǎo)下好的人體工程學(xué)座椅是功能與美學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)品,可以為人帶來(lái)身心兩方面的享受。

二、舒適駕乘首要在于座椅設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)中的人機(jī)因素分析,即尺度、形態(tài)、功能、色彩四方面的具體分析,尋求汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)與人機(jī)工程學(xué)的關(guān)系,從而論證目前汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)中人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用的一些局限性,即學(xué)科內(nèi)涵與目標(biāo)的矛盾、共性原則與個(gè)性需求的矛盾、統(tǒng)計(jì)與個(gè)案的矛盾以及合理與合情的矛盾,通過(guò)對(duì)這些應(yīng)用矛盾的透析,探求出汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)中人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用的原則,從而最終為汽車(chē)座椅產(chǎn)品設(shè)計(jì)中人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用探索出一條道路。

而人機(jī)工程學(xué)在汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)中的作用主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1、為確定汽車(chē)空間范圍提供依據(jù)。

2、為設(shè)計(jì)汽車(chē)座椅提供依據(jù)。

3、為確定感覺(jué)器官的適應(yīng)能力提供依據(jù)。

三、汽車(chē)座椅人機(jī)工程學(xué)分析

1、人體坐姿生理特性分析（1）坐姿時(shí)脊柱的形態(tài)

人坐著時(shí)，身體主要由脊柱、盆骨、腿和腳支撐。脊柱位于人體的背部中央，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)接近于正常自然形態(tài)，才會(huì)減少腰椎的負(fù)荷以及腰背部肌肉的負(fù)荷，防止駕駛疲勞發(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(chēng)作坐姿的體壓分布?？梢?jiàn)，坐姿體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。

（3）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(lái)分布，即在坐骨處壓力最大，自大腿部位時(shí)壓力降至最低，這是座墊設(shè)計(jì)的壓力分布不均勻原則。圖1為坐姿時(shí)座墊上的體壓分布。

（4）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(duì)集中在肩胛骨和腰椎兩個(gè)部位。從這兩個(gè)部位向外，壓力應(yīng)逐步降低。

2、環(huán)境分析

把駕駛員——座椅組成的系統(tǒng)看作一個(gè)典型人機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)所處的環(huán)境對(duì)系統(tǒng)中的駕駛員的影響主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面，具體分析如下：

（1）振動(dòng)

駕駛員坐在行使中的汽車(chē)上所承受的振動(dòng)屬于全身振動(dòng)的范疇。有關(guān)研究表明，人體最敏感的頻率范圍為縱向振動(dòng)4~8Hz，橫向振動(dòng)1~2Hz。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。

振動(dòng)對(duì)駕駛員操作的影響主要表現(xiàn)為視覺(jué)作業(yè)效率的下降和操作動(dòng)作準(zhǔn)確性變差。當(dāng)振動(dòng)頻率低于2Hz時(shí)，由于眼肌的調(diào)節(jié)補(bǔ)償作用，使視網(wǎng)膜上的映像相對(duì)穩(wěn)定，因此對(duì)視覺(jué)的干擾作用不大，但當(dāng)振動(dòng)頻率大于4Hz時(shí)，視覺(jué)作業(yè)效率將受到嚴(yán)重的影響，振動(dòng)頻率為10~30Hz時(shí)，對(duì)視覺(jué)的干擾最大，振動(dòng)頻率為50Hz、加速度為2m/s2時(shí)，視覺(jué)下降約50%。振動(dòng)對(duì)操作動(dòng)作準(zhǔn)確性的影響，主要是由于振動(dòng)降低了手（或腳）的穩(wěn)定性，從而使操縱動(dòng)作的準(zhǔn)確性變差，而且振幅越大，影響越大。

（2）溫濕度

研究表明，駕駛員在駕駛狀態(tài)下的舒適溫度為18℃～23℃，舒適濕度為40%～60%，代謝量為1.0～2.0met。座椅對(duì)人體熱環(huán)境的主要影響因素有：座椅表面的溫度和濕度。座椅表面的溫濕度特性將影響人體背部、臀部、下體等部位的散熱性能及皮膚的呼吸功能，當(dāng)其溫濕度特性與人體生理機(jī)能不適應(yīng)時(shí)將引起人體局部不快感，從而加速人體疲勞的形成。

四、汽車(chē)座椅的人機(jī)工程設(shè)計(jì)

汽車(chē)駕駛座椅的人機(jī)工程學(xué)分析，安全舒適的汽車(chē)駕駛座椅的設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足以下要求：意識(shí)坐姿舒適性（靜態(tài)舒適性）；二是振動(dòng)舒適性（動(dòng)態(tài)舒適性）；三是操作舒適性；四是安全性（包括主動(dòng)安全性及被動(dòng)安全性?xún)蓚€(gè)方面）。

上述要求具體到駕駛座椅的設(shè)計(jì)中滿(mǎn)足駕駛員坐姿舒適性的座椅尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、滿(mǎn)足駕駛員振動(dòng)舒適性的座椅抗振減振設(shè)計(jì)、滿(mǎn)足操作舒適性的座椅空間位置設(shè)計(jì)以及滿(mǎn)足駕駛員的安全性的汽車(chē)駕駛座椅主動(dòng)安全性及被動(dòng)安全性的設(shè)計(jì)。

1、座椅尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

駕駛座椅尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究把注意力集中在人體生理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)駕駛舒適程度的影響上，尋求最佳的座椅結(jié)構(gòu)形式、尺寸、輪廓形狀及材料選擇。

（1）座椅尺寸設(shè)計(jì)

座椅尺寸設(shè)計(jì)主要參數(shù)包括：椅面高度、寬度、深度、椅面傾角；靠背的高度、寬度和傾角。座椅尺寸設(shè)計(jì)涉及主要參數(shù)如圖2所示。

椅面高度A：椅面高度定義為椅面前緣至駕駛員踵點(diǎn)的垂直距離。在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮到兩點(diǎn)：椅面過(guò)高會(huì)使大腿肌肉受壓，椅面過(guò)低就會(huì)增加背部肌肉負(fù)荷，駕駛座椅的椅面高度應(yīng)低些。

椅面寬度B：在空間允許的條件下，以寬為好。但對(duì)于汽車(chē)駕駛座椅來(lái)講，駕駛員坐姿單一，不涉及變換姿勢(shì)，通常設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足最寬人體需要為準(zhǔn)。

椅面深度C：指椅面前緣至靠背前面水平距離。其尺寸應(yīng)滿(mǎn)足：腰部得到靠背的支撐；椅面前緣與小腿之間留有適當(dāng)距離，以保證大腿肌肉不受擠壓，腿彎部分不受阻礙。

靠背高度D及寬度：靠背的高度和寬度與坐姿肩高和肩寬有關(guān)，對(duì)于汽車(chē)駕駛座椅靠背的高度應(yīng)采取高靠背，最好加靠枕。

靠背傾角α：靠背傾角是指靠背與椅面水平方向的夾角。

椅面傾角β：指椅面與水平之間的夾角。主要考慮到為了防止人體臀部向前滑動(dòng)而是椅面前緣向后傾。此角不易過(guò)大，否則會(huì)增加大腿下平面與座墊前緣的壓力，從而減少雙腳著地的負(fù)荷，阻礙血液循環(huán)，引起身心疲勞。

通過(guò)以上座椅尺寸參數(shù)的確定，以保證駕駛員人體脊柱曲線更接近于正常生理脊柱曲線。舒適坐姿的各關(guān)節(jié)的角度應(yīng)該滿(mǎn)足圖3中所示的要求角度。

（2）座椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了保證座墊上合理的體壓分布，座墊應(yīng)堅(jiān)實(shí)平坦。太軟的椅子容易令使用者曲起身子，全身肌肉和骨骼受力不均，從而導(dǎo)致腰酸背痛現(xiàn)象的產(chǎn)生。研究表明：過(guò)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，容易產(chǎn)生疲勞。

依據(jù)靠背上體壓分布不均勻原則，在座椅靠背設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證有靠背兩點(diǎn)支撐，即就是人體背部和腰部的合理支撐。汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)提供形狀和位置適宜的兩點(diǎn)支撐，第一支撐不位位于人體第5—6胸椎之間的高度上，作為肩靠；第二支撐設(shè)置在腰曲部位，作為腰靠。肩靠能減輕頸曲變形，腰靠能保證坐姿下的近似于正常的腰弧曲線。

（3）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(duì)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)駕駛室的微氣候環(huán)境，調(diào)整座椅表面的濕溫度特性，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)人體代謝，達(dá)到減輕疲勞的目的。

2、座椅舒適性設(shè)計(jì) 通過(guò)查閱相關(guān)資料并對(duì)當(dāng)前市民針對(duì)汽車(chē)座椅舒適性的市場(chǎng)調(diào)查考證，由生物動(dòng)力學(xué)研究表明，長(zhǎng)時(shí)間地承受高強(qiáng)度的全身振動(dòng)對(duì)于人體健康的損害是相當(dāng)嚴(yán)重的。主要是腰脊和相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)受到影響。新陳代謝以及源于機(jī)體內(nèi)部的一些其他因素會(huì)惡 化這個(gè)影響，通常認(rèn)為環(huán)境因素，如身體姿勢(shì)、低溫及氣流會(huì)引起肌肉疼痛。由本小組研究人員取證分析，得到以下結(jié)論：

（1）、座椅舒適度的指標(biāo)

根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理,為保證良好的舒適度，針對(duì)靜態(tài)舒適度，設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循以下原則：① 座椅尺寸應(yīng)與人體測(cè)量尺寸相適宜；②座椅應(yīng)可調(diào)節(jié)，能使乘坐者變換姿勢(shì)，并最大范圍 滿(mǎn)足各類(lèi)人體的乘坐要求；③座椅應(yīng)能使乘坐者保持舒適坐姿，靠背結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)給腰部 充分的支撐,使脊柱接近于正常彎曲狀態(tài)。

（2）、座椅舒適度的影響因素 座椅的幾何尺寸是影響座椅舒適度的因素，但研究發(fā)現(xiàn)這并非唯一最主要的影響因素。許多 文獻(xiàn)都提及腰部支撐的重要作用。腰托的形狀和位置，對(duì)于是否能使人保持良好坐姿，減少 人體疲勞具有重要作用。從人機(jī)工程學(xué)的角度來(lái)講，腰部是體現(xiàn)座椅功能的關(guān)鍵部位。因此，座椅的腰托是影響舒適性的關(guān)鍵因素。腰托的安裝位置在座椅靠背結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中十分重要。

（3）、座椅舒適度的研究方法 從汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)及改善的角度出發(fā)，消除座椅不舒適性最理想的方法是能建立定量模型，預(yù)測(cè)座椅的不舒適性。國(guó)內(nèi)外研究中,建立的模型主要有如下3種：利用模糊理論建立的模型、線性模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

目前，國(guó)內(nèi)在座椅舒適度的研究上還存在一些缺陷：①?zèng)]有針對(duì)中國(guó)人體特征尺寸的座椅舒 適性研究；②對(duì)于座椅靜態(tài)舒適性評(píng)價(jià)還沒(méi)有形成一套客觀系統(tǒng)的體系；③在應(yīng)用神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)建模方法評(píng)價(jià)舒適性中，對(duì)輸入量的界定還不夠清晰明確，有待進(jìn)一步研究。

3、座椅空間位置設(shè)計(jì)

座椅空間位置設(shè)計(jì)就是為了達(dá)到操作舒適性的目標(biāo)，而進(jìn)行駕駛室座椅空間位置設(shè)計(jì)以確保駕駛員有良好的視野，同時(shí)對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向盤(pán)、腳踏板等操作部件有恰當(dāng)?shù)牟僮饕缶嚯x，以達(dá)到操作舒適性的最終目的。

圖4列出了駕駛作業(yè)空間設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)。

4、座椅安全性設(shè)計(jì)

座椅安全性設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:座椅強(qiáng)度的設(shè)計(jì)、座椅結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計(jì)、靠 背的設(shè)計(jì)、坐墊的設(shè)計(jì)、頭枕的設(shè)計(jì)。

（1）座椅強(qiáng)度的設(shè)計(jì)

座椅強(qiáng)度的設(shè)計(jì)是安全性設(shè)計(jì)的首要內(nèi)容。汽車(chē)行駛中，座椅要承受復(fù)雜的載荷。汽車(chē)座椅 必須有足夠的強(qiáng)度，以確保座椅上的人所受的傷害最??；座椅的壽命應(yīng)足夠長(zhǎng)，不致過(guò)早變 形或損壞；受沖擊載荷作用時(shí)，座椅不應(yīng)發(fā)生斷裂、嚴(yán)重變形等損壞現(xiàn)象。所以設(shè)計(jì)座椅時(shí) 必須對(duì)汽車(chē)座椅的強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，盡量以最少的材料、最小的質(zhì)量滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。

（2）座椅結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計(jì)

座椅整體結(jié)構(gòu)的安全性設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的是其對(duì)其他約束系統(tǒng)效能的影響及與其他約束系統(tǒng)之間 的連接方式等。

（3）靠背的設(shè)計(jì)

靠背的安全性設(shè)計(jì)應(yīng)考慮靠背的強(qiáng)度、傾角、基本尺寸及其形狀?？勘车膹?qiáng)度設(shè)計(jì)不但應(yīng)該 在“追尾”等后部碰撞時(shí)給乘員提供良好的保護(hù)，而且也要考慮側(cè)碰時(shí)對(duì)乘員的保護(hù)。而靠 背傾角、基本尺寸及其形狀對(duì)尾部碰撞的嚴(yán)重程度有很大影響。

（4）坐墊的設(shè)計(jì)

坐墊一般不會(huì)造成對(duì)乘員的直接沖擊傷害，但坐墊的結(jié)構(gòu)可以影響到乘員運(yùn)動(dòng)過(guò)程、約束力 加到乘員身體上的方式及外部載荷(加速度、力等)的絕對(duì)值大小。坐墊深度設(shè)計(jì)的原則是在 充分利用靠背的情況下，使臀部得到合理的支撐。坐墊深度不應(yīng)該超過(guò)人的大腿長(zhǎng)度。（5）頭枕的設(shè)計(jì)

頭枕是一種用以限制乘員頭部相對(duì)于軀干向后移位的彈性裝置，其作用是在發(fā)生碰撞時(shí)，減 輕乘員頸椎可能受到的損傷。尤其是在汽車(chē)受到追尾碰撞時(shí)，可抑制乘員頭部后傾，防止或 減輕頸部損傷。現(xiàn)多采用模擬計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的研究方法，該方法重復(fù)性好、存儲(chǔ)信 息量大、開(kāi)發(fā)周期短且開(kāi)發(fā)費(fèi)用低。

五、汽車(chē)座椅人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用

所謂人機(jī)工程學(xué)，亦即是應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)、人體力學(xué)、勞動(dòng)生理學(xué)、勞動(dòng)心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對(duì)人體結(jié)構(gòu)特征和機(jī)能特征進(jìn)行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動(dòng)時(shí)的相互關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；還提供人體各部分的出力范圍、活動(dòng)范圍、動(dòng)作速度、動(dòng)作頻率、重心變化以及動(dòng)作時(shí)的習(xí)慣等人體機(jī)能特征參數(shù)，分析人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)以及膚覺(jué)等感覺(jué)器官的機(jī)能特性；分析人在各種勞動(dòng)時(shí)的生理變化、能量消耗、疲勞機(jī)理以及人對(duì)各種勞動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)能力；探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素對(duì)工作效率的影響等。

人機(jī)工程學(xué)的顯著特點(diǎn)是，在認(rèn)真研究人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)要素本身特性的基礎(chǔ)上，不單純著眼于個(gè)別要素的優(yōu)良與否，而是將使用“物”的人和所設(shè)計(jì)的“物”以及人與“物”所共處的環(huán)境作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)研究。在人機(jī)工程學(xué)中將這個(gè)系統(tǒng)稱(chēng)為“人——機(jī)——環(huán)境”系統(tǒng)。

六、結(jié)束語(yǔ)

從人機(jī)工程學(xué)的角度出發(fā)，進(jìn)行汽車(chē)駕駛座椅的設(shè)計(jì)，是使駕駛座椅具有良好坐姿舒適性、振動(dòng)舒適性、操作舒適性和安全性的必要手段。

目前，雖然已有企業(yè)在利用人機(jī)工程學(xué)的研究成果來(lái)設(shè)計(jì)駕駛員座椅了，但對(duì)設(shè)計(jì)出來(lái)的駕駛座椅還不夠完善，因此建立一個(gè)從分析——設(shè)計(jì)的系列開(kāi)發(fā)過(guò)程有著非常重要的意義。參考文獻(xiàn)

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[4]李少波 《汽車(chē)車(chē)身計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析》[碩士論文] 貴州工業(yè)大學(xué)，1999年 [5]吳翔 《產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000年

第四篇：人機(jī)工程學(xué)在汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

題目 人機(jī)工程學(xué)在汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

熊雯

湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院 機(jī)械工程系,湖北 十堰,442002 摘要：駕駛員駕駛姿勢(shì)直接影響著駕駛員的舒適和健康，關(guān)系著是否能夠安全、高效準(zhǔn)確地駕駛。同時(shí)它還決定著舒適程度，以及長(zhǎng)期駕駛是否對(duì)駕駛員造成生理和心理上的有害的影響。本文結(jié)合人機(jī)工程學(xué)的知識(shí)，從人的心理，生理特點(diǎn)出發(fā)并結(jié)合汽車(chē)振動(dòng)特性，視野范圍以及空間分布來(lái)分析人與座椅的相互關(guān)系和相互作用，從而得出能符合人機(jī)工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的，并將舒適性、安全性都考慮到位的汽車(chē)座椅的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：人機(jī)工程學(xué)、座椅，舒適度、設(shè)計(jì)

Ergonomics application in automobile seat design

xiongwen hubei automotive industry institute department of Mechanical Engineering,Hubei shiyan,442002 Abstract: Driving position directly influences the driver's comfortable and healthy, relationship with whether can be safe, efficient accurately driving.At the same time it also determines the comfort levels, and long-term driving to drivers whether caused by physical and mental harmful effects.Combining with the ergonomics knowledge from man's psychology, physiology characteristics and combined with auto vibration characteristics, the vision scope and empty room distribution to analyze the relationship between man and seat and interaction, thus developed can accord with standard of ergonomics and will comfort, safety is considered the car seat in the Keywords: Ergonomics, seat, comfort, design

正文：

一個(gè)性能優(yōu)良的汽車(chē)座椅主要取決于以下五個(gè)方面：①座椅與人體的人機(jī)界面能否為人提供舒適而穩(wěn)定的坐姿。②駕駛員(或乘坐)——座椅——車(chē)輛系統(tǒng)能否有效的隔離或衰減來(lái)自路面不平度的激勵(lì)而產(chǎn)生的震動(dòng)以及駕駛員或乘坐員所承受的全身震動(dòng)負(fù)荷低于規(guī)定限值。③駕駛員(或乘坐員)——座椅——駕駛室系統(tǒng)的幾何位置

關(guān)系能否為駕駛員提供良好的視野。④能否為駕駛員提供一個(gè)相對(duì)于各種操縱機(jī)構(gòu)的合適位置，使他能方便地進(jìn)行操作。⑤能否提高駕駛員的人身安全性，當(dāng)發(fā)生翻車(chē)或撞車(chē)事故時(shí)，將駕駛員約束在駕駛座椅上面，下面就從這四個(gè)方面來(lái)分析人機(jī)工程學(xué)在汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)上的運(yùn)用。

1.舒適坐姿的生理特征

坐姿是人體較自然的姿勢(shì)，坐姿將以腳支撐全身的狀況轉(zhuǎn)變?yōu)橐酝尾恐稳?，有利于發(fā)揮腳的作用，特別是能夠利用靠背來(lái)增大腿腳的蹬力這一特點(diǎn)，來(lái)控制操縱力較大的裝置。但如果坐姿不正確，座椅設(shè)計(jì)不合理，也會(huì)給身體帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p害。1.1坐姿生理學(xué) 1.1.1脊柱結(jié)構(gòu)

坐姿狀態(tài)下，支撐身體的是脊柱、骨盆、腿和腳。脊柱是人體的主要支柱，由24節(jié)椎骨以及5塊骶骨和4塊尾骨連接組成，如圖1-1所示，其中椎骨自上而下又分為頸椎（共7節(jié)）、胸椎（共12節(jié)）、腰椎（共5節(jié)）三部分，每?jī)晒?jié)椎骨之間由軟骨組織和韌帶相聯(lián)系，使人體得以進(jìn)行屈伸、側(cè)曲和扭轉(zhuǎn)動(dòng)作等有限度的活動(dòng)。頸椎支撐頭部，胸椎與肋骨構(gòu)成胸腔，腰椎、骶骨和椎間盤(pán)承擔(dān)人體坐姿的主要負(fù)荷。

圖1-1 脊柱的構(gòu)造

從圖中可以看出脊柱呈現(xiàn)頸、胸、腰、骶四個(gè)彎曲部位，其中頸曲和腰曲凸向前，胸曲和骶曲凸向后。1.1.2腰曲弧線

與坐姿舒適性直接相關(guān)的是腰曲。圖1-2為各種不同姿勢(shì)下所產(chǎn)生的腰曲弧線，人體正常腰曲弧線是松弛狀態(tài)下側(cè)臥的曲線，如圖中曲線B所示；軀干挺直坐姿和前彎時(shí)的腰弧曲線會(huì)使腰椎嚴(yán)重變形，如圖中曲線F和G所示；欲使坐姿能形成幾乎正常的腰曲弧線，軀干與大腿之間必須有大于90度的角度，且在腰部有所支撐，如圖中曲線C所示?？梢?jiàn)保證腰弧曲線的正常形狀是獲得舒適性的關(guān)鍵。

圖1-2 不同姿勢(shì)下所產(chǎn)生的腰椎曲度

1.1.3腰椎后突和前突

正常的腰線曲線是微微前突。為使坐姿下的腰弧曲線變形最小，座椅應(yīng)在腰椎部提

供所謂兩點(diǎn)支撐。無(wú)腰靠或腰靠不明顯將會(huì)使正常的腰椎成圖1-3（a)中的后突形狀。而腰靠過(guò)分凸出將會(huì)使腰椎呈圖1-3（b）中的前突形狀。腰椎后突和過(guò)分前突都是非正常狀態(tài)，合理的腰靠應(yīng)該是使腰弧曲線處于正常的生理曲線。

圖1-3 腰椎后突和前突

1.2坐姿生物力學(xué)

1.2.1肌肉活動(dòng)度

脊椎骨依靠其附近的肌肉和腱連接，椎骨的定位借助于肌腱的作用力。一旦脊椎偏離自然狀態(tài)，肌腱組織就會(huì)受到相互壓力(拉或壓)的作用，使肌肉活動(dòng)度（活動(dòng)量）增加，招致疲勞酸痛。在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活動(dòng)度高，因?yàn)檠登跋蚶笔辜∪饨M織緊張受力。提供靠背支承腰椎后，活動(dòng)力則明顯減??；當(dāng)軀干前傾時(shí)，背上方和肩部肌肉活動(dòng)度高。1.2.2體壓分布

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，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(lái)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。圖1-4是較為理想的坐墊體壓分布線。

圖1-4 體壓分布曲線

1.2.3骨盤(pán)受力分析

人體結(jié)構(gòu)在骨盤(pán)下面有兩塊圓骨，稱(chēng)為坐骨結(jié)節(jié)。如圖1-5所示。坐骨結(jié)節(jié)下面的底座呈近似水平時(shí)，可使兩坐骨結(jié)節(jié)外側(cè)的股骨處于正常的位置而不受過(guò)分的壓迫，如1-5（a）。當(dāng)坐面呈斗形時(shí)，會(huì)使股骨向上轉(zhuǎn)動(dòng)，這種狀態(tài)會(huì)使肘部和肩部受力，從而引起不舒服。所以在座椅設(shè)計(jì)中，斗形坐面是應(yīng)該避免的。

圖1-5 座面對(duì)股骨的影響

1.2.4椎間盤(pán)受力分析 當(dāng)坐姿腰弧曲線正常時(shí)，椎間盤(pán)上受的壓力均勻而輕微，幾乎無(wú)推力作用于韌帶，韌帶不拉伸，腰部無(wú)不舒適感，如圖1-6（a）所示。但是，當(dāng)人體處于前彎坐姿時(shí)，椎骨之間的間距發(fā)生改變，相鄰兩椎骨前端間隙縮小，后端間隙增大，如圖1-6（b）。這會(huì)引起腰部的不舒適感，長(zhǎng)期積累作用，可造成椎間盤(pán)病變。

圖1-6 不同坐姿時(shí)椎間盤(pán)受力分析

1.3坐姿人體測(cè)量尺寸

坐姿人體測(cè)量尺寸是座椅靜態(tài)尺寸設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。與座椅設(shè)計(jì)相關(guān)的人體測(cè)量主要尺寸見(jiàn)圖1-7，具體測(cè)量數(shù)值如表1-8所示。

圖1-7 對(duì)座椅設(shè)計(jì)有用的人體尺寸

表1-8坐姿人體尺寸

綜合來(lái)看，從坐姿生理學(xué)角度，應(yīng)保證要弧線正常，腰背肌肉處于松弛狀態(tài)，從上體通向大腿的血壓不受壓迫，保持血液正常循環(huán)。因此，最舒適的坐姿是臀部稍離靠背向前移，使上體略微向后傾斜，保持腿夾角在90度到115度之間，小腿向前伸，大腿與小腿，小腿與腳面之間也有合適的夾角。如圖1-9所示：

圖1-9 大腿、小腿和腳面的夾角

2.人體對(duì)乘坐振動(dòng)的反應(yīng)

座椅及懸架等部件隔離、吸收、緩和、衰減行駛中所產(chǎn)生的各種沖擊和振動(dòng)激勵(lì)如果超出了人體承受振動(dòng)的舒適性界限，就會(huì)使人產(chǎn)生不舒服感。車(chē)輛駕駛員所受的機(jī)械震動(dòng)分為全局振動(dòng)和全身震動(dòng)兩大類(lèi)。局部振動(dòng)是指作用于人體特殊部位（如頭部和四肢）的震動(dòng)，一般不會(huì)給駕駛員造成損害，但是對(duì)操縱的精確度有影響。全身震動(dòng)是指通過(guò)人體支撐表面作為整體傳給人體的震動(dòng)。車(chē)輛駕駛員承受的乘坐振動(dòng)屬于全身震動(dòng)，是對(duì)駕駛員可能造成嚴(yán)重傷害的主要震動(dòng)形式。人體承受全身震動(dòng)將產(chǎn)生機(jī)械的、生理、病理的和心理的效應(yīng)。2.1乘坐振動(dòng)的機(jī)械效應(yīng)

乘坐振動(dòng)通過(guò)駕駛員的臀部、腰部傳給駕駛員，激起人體的全身震動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)激勵(lì)頻率接近人體的主要器官的固有頻率時(shí)，將引起相應(yīng)器官的共振而產(chǎn)生相對(duì)位移，從而使人感到不舒適。

在正常重力情況下，人體對(duì)4～8Hz頻率的震動(dòng)的能量傳遞最大，其生理效應(yīng)也最大，稱(chēng)為第一共振峰。10 12Hz的震動(dòng)頻率時(shí)出現(xiàn)第二共振峰，其生理效應(yīng)僅次于第一共振峰。在20 25Hz時(shí)出現(xiàn)第三共振峰，其生理效應(yīng)較第二共振峰稍低。以后隨著頻率的增高，震動(dòng)在人體內(nèi)的傳遞逐步衰減，其生理效應(yīng)也相應(yīng)減弱。如圖2-1所示。

圖2-1 坐姿時(shí)人體對(duì)垂直振動(dòng)的傳遞率

坐在駕駛座上的駕駛員承受垂直振動(dòng)時(shí)，人體各主要器官的固有頻率如圖2-2所示。

圖2-2 人體器官的固有頻率 將人置于震動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行各種典型工況下的激振試驗(yàn)，測(cè)得人體的坐姿震動(dòng)特性如圖2-

3、2-

4、2-5所示。圖2-3 人體坐姿承受垂直振動(dòng)的傳遞特性

圖2-4 人體坐姿承受左、右水平振動(dòng)的傳遞特性

圖2-5 人體坐姿承受前、后水平振動(dòng)的傳遞特性

2.2乘坐振動(dòng)的生理效應(yīng)

全身振動(dòng)引起的主訴癥狀及生理反應(yīng)與振動(dòng)頻率有關(guān)。低于10Hz的震動(dòng)，主要引起胸脯部不適；高于10Hz的振動(dòng)，引起頭部癥狀的增強(qiáng)。全身振動(dòng)英氣的生理效應(yīng)如圖2-6所示：

圖2-6 全身振動(dòng)的生理效應(yīng)

全身振動(dòng)最明顯的生理反應(yīng)時(shí)人體姿勢(shì)的變化，低頻高強(qiáng)度的振動(dòng)使人難以保持

穩(wěn)定的姿態(tài)。

2.3全身振動(dòng)的病理效應(yīng)

研究表明，駕駛員?；嫉膬煞N職業(yè)病：胃病和脊椎損傷。圖2-7為拖拉機(jī)駕駛員的胃病患病率。主要原因是因?yàn)榧眲〉某俗駝?dòng)對(duì)胃的消化功能產(chǎn)生了有害影響。

圖2-7 拖拉機(jī)駕駛員的胃病患病率

圖2-8為拖拉機(jī)駕駛員為脊椎病與年齡的關(guān)系。由此可以看出，駕駛員的脊椎畸形的發(fā)病率都很高，主要原因是因?yàn)轳{駛員承受劇烈的乘坐振動(dòng)和不方便的乘坐姿勢(shì)。

圖2-8 拖拉機(jī)駕駛員脊椎患病率與年齡的關(guān)系

實(shí)線——男人；虛線——女人

2.4乘坐振動(dòng)的心理效應(yīng)

對(duì)車(chē)輛駕駛員來(lái)說(shuō)，乘坐振動(dòng)的心理效應(yīng)主要表現(xiàn)為操作能力的變化。讓人在座椅上用振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行各種典型情況下的激振試驗(yàn)，測(cè)得振動(dòng)對(duì)人的操作能力的影響如圖2-9至2-11所示。

圖2-9 人體坐姿承受垂直振動(dòng)時(shí)的實(shí)力降低情況

（a）加振中；（b）加振終了時(shí)

2-10 人體坐姿承受水平振動(dòng)時(shí)腳踩加速踏板壓

力保持不變的能力

左邊—振動(dòng)頻率的影響；右邊—振動(dòng)加速度的影響圖2-11 坐姿人體承受垂直振動(dòng)時(shí)的平衡能力降

低情況（a）加振時(shí)；（b）加振終了時(shí)

圖2-12 人體坐姿承受橫向水平振動(dòng)時(shí)跟蹤誤差

圖2-13 人體坐姿承受橫向水平振動(dòng)選擇時(shí)的反應(yīng)時(shí)間

圖2-14 人體坐姿承受垂直振動(dòng)的手眼協(xié)調(diào)平均動(dòng)作時(shí)間

根據(jù)受振者的感覺(jué)，《人體承受全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)指南》即ISO2631—1982把振動(dòng)劃分為三個(gè)不同的認(rèn)為界限：

（1）保持舒適性界限：在此振動(dòng)界限內(nèi)，沒(méi)有不舒服的感覺(jué)，受振者能順利的完成讀、寫(xiě)、吃等動(dòng)作。

（2）保持工作效率界限：在此振動(dòng)界限內(nèi)，操作人員能在規(guī)定的時(shí)間保持正常的工作效率。超過(guò)此界限，則因疲勞而降低工作效率。

（3）保持健康與安全界限：它是身體所能承受振動(dòng)的上限。超過(guò)此界限將使受振者的健康受到損害。

一般對(duì)于小轎車(chē)和旅游車(chē)，選取保持舒

適性界限作為評(píng)價(jià)振動(dòng)舒適性的標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于拖拉機(jī)、工程機(jī)械和各種越野車(chē)輛，宜選擇保持工作效率界限作為評(píng)價(jià)振動(dòng)舒適性的標(biāo)準(zhǔn)。

3.座椅空間位置的設(shè)計(jì)

座椅空間位置設(shè)計(jì)就是為了達(dá)到操作

舒適性的目標(biāo)，而進(jìn)行駕駛座椅空間位置設(shè)計(jì)以確保駕駛員有良好的視野，同時(shí)對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向盤(pán)、腳踏板等操作部件有恰當(dāng)?shù)牟僮饕缶嚯x，以達(dá)到操作舒適性的最終目的。

好的駕駛設(shè)計(jì)必須要保證駕駛員在連續(xù)幾個(gè)小時(shí)操作的情況下，身體能夠得到很好的支持。并且座椅必須有額外的空間，允

許駕駛員坐在座椅上的任一邊或改變?cè)谧紊系慕嵌?，以便暫時(shí)使他的肌肉放松。

確定駕駛座椅在車(chē)輛上的安裝位置之前，必須先確定坐著的駕駛員與座椅結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置。美國(guó)汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)SAE已將車(chē)輛駕駛座椅設(shè)計(jì)的參考點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化，這個(gè)參考點(diǎn)稱(chēng)為座椅標(biāo)志點(diǎn)，即SIP，其位置如圖3-1所示。圖3-1 人體H點(diǎn)與座椅標(biāo)志點(diǎn)之間的關(guān)系 圖3-2為轎車(chē)駕駛座椅的作業(yè)空間布置和尺寸推薦數(shù)據(jù)。

圖3-3為載貨汽車(chē)的駕駛座椅的作業(yè)空間布置和尺寸推薦數(shù)據(jù)。

圖3-2 轎車(chē)駕駛座椅的推薦設(shè)計(jì)

圖3-3 載貨汽車(chē)的駕駛座椅的操作位置尺寸

4.汽車(chē)座椅的尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

座椅尺寸設(shè)計(jì)的合適與否，直接影響到駕駛員能否有一個(gè)舒適而穩(wěn)定的坐姿和合適的操縱位置。4.1汽車(chē)座椅的主要尺寸

座椅尺寸設(shè)計(jì)主要參數(shù)包

括:椅面高度、寬度、深度、椅面傾角;靠背的高度、寬度和傾角。如圖4-1所示：

圖4-1 座椅尺寸設(shè)計(jì)主要參數(shù)

椅面高度A：為椅面前緣至駕駛員踵點(diǎn)的垂直距離。在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮到兩點(diǎn):椅

面過(guò)高會(huì)使大腿肌肉受壓，椅面過(guò)低就會(huì)增加背部肌肉負(fù)荷。駕駛座椅的椅面高度應(yīng)低些。

椅面寬度B :在空間允許的條件下，以寬為好。但對(duì)于汽車(chē)駕駛座椅來(lái)講，駕駛員坐姿單一，不涉及變換姿勢(shì)，通常設(shè)計(jì)應(yīng)以滿(mǎn)足最寬人體需要為準(zhǔn)。

椅面深度C :指椅面前緣至靠背前面水平距離。其尺寸應(yīng)滿(mǎn)足:腰部得到靠背的支承;椅面前緣與小腿之間留有適當(dāng)距離，以

保證大腿肌肉不受擠壓，腿彎部分不受阻礙。

靠背高度D及寬度:靠背的高度和寬度與坐姿肩高和肩寬有關(guān)，對(duì)于汽車(chē)駕駛座椅靠背的高度應(yīng)采取高靠背，最好加靠枕。

靠背傾角α:靠背傾角是指靠背與椅面水平方向的夾角。椅面傾角β :指椅面與水平之間的夾角。主要考慮到為了防止人體臀部向前滑動(dòng)而是椅面前緣向后傾。此角不易過(guò)大，否則會(huì)增加大腿下平面與座墊前緣的壓力，從而減少雙腳著地的負(fù)荷，阻礙血液循環(huán)，引起身心疲勞。

通過(guò)以上座椅尺寸參數(shù)的確定，以保證駕駛員人體脊柱曲線更接近于正常生理脊柱曲線。舒適坐姿的各關(guān)節(jié)的角度應(yīng)該滿(mǎn)足圖4-2中所示的要求角度。

圖4-2 舒適坐姿的關(guān)節(jié)角度

4.2汽車(chē)座椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

現(xiàn)代汽車(chē)座椅的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由頭枕、靠背、座墊、滑道等總成組成。4.2.1汽車(chē)座椅枕墊的設(shè)計(jì) 頭枕是一種用以限制乘員頭部相對(duì)于軀干向后移位的彈性裝置，其作用是在發(fā)生碰撞時(shí)，減輕乘員頸椎可能受到的損傷。尤其是在汽車(chē)受到追尾碰撞時(shí)，可抑制乘員頭部后傾，防止或減輕頸部損傷。如圖4-3所示：

圖4-3 汽車(chē)座椅的枕墊

4.2.2汽車(chē)座椅的靠背的設(shè)計(jì)

靠背的安全性設(shè)計(jì)應(yīng)考慮靠背的強(qiáng)度、傾角、基本尺寸及其形狀。靠背的強(qiáng)度設(shè)計(jì)不但應(yīng)該在“追尾”等后部碰撞時(shí)給乘員提供良好的保護(hù)，而且也要考慮側(cè)碰時(shí)對(duì)乘員的保護(hù)。而靠背傾角、基本尺寸及其形狀對(duì)尾部碰撞的嚴(yán)重程度有很大影響。

依據(jù)靠背上體壓分布不均勻原則，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合理支承。汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)提供形狀和位置適宜的兩點(diǎn)支承，第一支承部位位于人體第5 一 6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(shì)下的近似于正常的腰弧曲線。如圖4-4所示： 圖4-4 汽車(chē)座椅的靠背 4.2.3汽車(chē)座椅座墊的設(shè)計(jì) 坐墊一般不會(huì)造成對(duì)乘員的直接沖擊傷害，但坐墊的結(jié)構(gòu)可以影響到乘員運(yùn)動(dòng)過(guò)程、約束力加到乘員身體上的方式及外部載荷(加速度、力等)的絕對(duì)值大小。坐墊深度設(shè)計(jì)的原則是在充分利用靠背的情況下，使臀部得到合理的支撐。坐墊深度不應(yīng)該超過(guò)人的大腿長(zhǎng)度。

為了保證座墊上合理的體壓分布，座墊應(yīng)堅(jiān)實(shí)平坦。太軟的椅子容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。研究表明間：過(guò)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，容易產(chǎn)生疲勞。如圖4-5所示：

圖4-5 汽車(chē)座椅的坐墊

5.駕駛座椅設(shè)計(jì)的安全性

座椅安全性設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性。5.1坐椅主動(dòng)安全性

主動(dòng)安全性是指汽車(chē)駕駛座椅防止事故的能力。汽車(chē)駕駛座椅的主動(dòng)安全性設(shè)計(jì)主要從減輕駕駛員的疲勞人手進(jìn)行分析設(shè)

計(jì)，以滿(mǎn)足主動(dòng)安全性要求。主動(dòng)安全性主要考慮合理的座椅尺寸設(shè)計(jì)、座墊上合理的體壓分布、靠背上理的體壓分布等為駕駛員提供一個(gè)舒適的作業(yè)環(huán)境，減輕駕駛員的疲勞，從而保證駕駛座椅主動(dòng)安全性的設(shè)計(jì)要求。

5.2坐椅被動(dòng)安全性

被動(dòng)安全性是指事故發(fā)生時(shí)，保護(hù)乘員的能力。駕駛座椅作為安全部件，是汽車(chē)被動(dòng)安全性設(shè)計(jì)的主要考慮部件之一?？紤]提高駕駛員的人身安全性，汽車(chē)駕駛座椅被動(dòng)安全性設(shè)計(jì)目 標(biāo)為： ①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(chē)載體進(jìn)人到這個(gè)空間;②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；③在事故中，使得事故后果對(duì)駕駛員的傷害降低到最小限度。5.3安全措施

目前采取的主要安全措施：提高座椅骨架強(qiáng)度，達(dá)到汽車(chē)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(chē)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(chē)內(nèi)飾材料燃燒特性技術(shù)要求的規(guī)定。

現(xiàn)在越來(lái)越多的汽車(chē)座椅都開(kāi)始利用人機(jī)工程學(xué)的知識(shí)及其研究成果進(jìn)行設(shè)計(jì)了。只有從人機(jī)工程學(xué)的角度出發(fā)，進(jìn)行汽車(chē)駕駛座椅的設(shè)計(jì)，才能使駕駛座椅具有良好坐姿舒適性、振動(dòng)舒適性、操作舒適性及安全性。

參考文獻(xiàn)：

【1】周一鳴，毛恩榮.《車(chē)輛人機(jī)工程學(xué)》，北京理工大學(xué)出版社，1999.【2】丁玉蘭.《人機(jī)工程學(xué)》，北京理工大學(xué)出版社，2004.【3】許 英，楊宏剛.汽車(chē)駕駛座椅的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)，機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，第21卷第1期.【4】朕 勛.汽車(chē)座椅的舒適性評(píng)價(jià)，汽車(chē)科技1995（6）.【5】安田滋.車(chē)輛用座椅舒適度評(píng)價(jià)，國(guó)外鐵道車(chē)輛，1995年第一期.【6】穆春虹，孔姍姍.車(chē)輛駕駛座椅的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)，科技論壇，第15卷第2期.【7】馮飛燕，侯俊杰.基于人機(jī)工程學(xué)的抗疲勞汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)，機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，第25卷第3期，2010（6）.

第五篇：人機(jī)工程學(xué)在汽車(chē)設(shè)計(jì)中應(yīng)用

題目:

人機(jī)工程學(xué)在汽車(chē)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

學(xué) 生 姓 名：

學(xué) 生 學(xué) 號(hào)： 專(zhuān) 業(yè) 名 稱(chēng)： 機(jī)械工程

所 屬 學(xué) 院： 機(jī)械工程

2015年6月

人機(jī)工程課程論文

人機(jī)工程學(xué)在汽車(chē)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)工程學(xué)理論在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中占有越來(lái)越高的地位。而作為與人類(lèi)生活息息相關(guān)的汽車(chē)，人機(jī)工程學(xué)在汽車(chē)設(shè)計(jì)之中的應(yīng)用顯得尤為重要。無(wú)論是以駕駛員為中心還是以乘坐人員為中心，都應(yīng)最大限度地滿(mǎn)足人們的需求。并且各種主、被動(dòng)保護(hù)措施也使人們?cè)谕话l(fā)危險(xiǎn)時(shí)，能最大限度地減小傷害，確保人的安全?？傊?，汽車(chē)設(shè)計(jì)中的各種設(shè)計(jì)都應(yīng)該將人的因素考慮其中，確保了以人為主的設(shè)計(jì)原則，使汽車(chē)更完美地服務(wù)于人們。本文主要闡述了人機(jī)工程學(xué)概念以及人機(jī)工程理論在汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)、汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)、安全方面的設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵字：人機(jī)工程學(xué)；汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)；汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)；安全性設(shè)計(jì)

Abstract：With the development of science and technology, ergonomics theory occupies more and more high status in the product design.As a car is closely related to human life, the application of ergonomics in automobile design is particularly important.Both for the center with the driver to take people as the center, should be maximally satisfy people’s needs.And all sorts of main and passive measures also make people safety and minimize harm in immediate danger, Anyhow, all sorts of design should consider including the human factor, to ensure that the design principle is given priority to people and make the car perfectly serve the people.This article mainly expounds the concept and the theory of ergonomics in the automobile body design, automotive seat design, the application of the safety aspects of the design.Key word：ergonomics;automobile body design;automotive seat design;security design

人機(jī)工程課程論文

0.緒論

人機(jī)工程學(xué)是工業(yè)工程研究的眾多重要學(xué)科領(lǐng)域之一。所謂的人機(jī)工程學(xué)，亦即是應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)、人體力學(xué)、勞動(dòng)生理學(xué)、勞動(dòng)心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對(duì)人體結(jié)構(gòu)特征和機(jī)能特征進(jìn)行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動(dòng)時(shí)的相互關(guān)系以及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；還提供人體各部分的出力范圍、以及動(dòng)作時(shí)的習(xí)慣等人體機(jī)能特征參數(shù)，分析人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)以及膚覺(jué)等感覺(jué)器官的機(jī)能特性；分析人在各種勞動(dòng)時(shí)的生理變化、能量消耗、疲勞機(jī)理以及人對(duì)各種勞動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)能力；探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素對(duì)工作效率的影響等。在汽車(chē)設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)稱(chēng)為車(chē)輛人機(jī)工程學(xué)，它是以改善駕駛員的勞動(dòng)條件和車(chē)內(nèi)人員的舒適性為核心，以人的安全、健康、舒適為目標(biāo)，力求使整個(gè)系統(tǒng)總體性能達(dá)到最優(yōu)[1]。

1.人機(jī)工程學(xué)在車(chē)身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

主動(dòng)安全性是指汽車(chē)防止事故的能力。車(chē)身的主動(dòng)安全性能包括：照明燈、信號(hào)燈的性能，汽車(chē)的前，后視野性能，實(shí)現(xiàn)操縱穩(wěn)定性及制動(dòng)性等。

1.1照明燈

前照燈的燈光強(qiáng)弱，照射距離及防炫目裝置就是根據(jù)人眼的生理特點(diǎn)和人機(jī)工程學(xué)原理設(shè)計(jì)而成。為了滿(mǎn)足不同駕駛環(huán)境(雨，霧和雪等)，路面狀況，交通密集以及駕駛條件（高速，轉(zhuǎn)彎等）下自動(dòng)控制前照燈的光束模式，日KOITO公司研究的智能燈光系統(tǒng)，歐洲研究的先進(jìn)前照燈系統(tǒng)，本田等公司的可動(dòng)式前照燈系統(tǒng)、博世公司的光線疊加自適性前照燈系統(tǒng)以及VALEO公司的燈光系統(tǒng)等都能根據(jù)不同的外界條件自動(dòng)控制前照燈所發(fā)出的光束形狀，強(qiáng)度和發(fā)光方向[2]。此外，霧燈，示寬燈，倒車(chē)燈，牌照燈，踏步燈，檢修用燈以及轉(zhuǎn)彎指示燈等也都是根據(jù)駕駛員的不同需要而設(shè)計(jì)的。

1.2汽車(chē)的前、后視野

為保證駕駛?cè)藛T有盡可能寬廣的視野，前支柱（A柱）中央支柱（B柱）和后支柱（C柱）的粗細(xì)及位置很重要。設(shè)計(jì)上，必須根據(jù)駕駛員的眼橢圓范圍確定風(fēng)窗玻璃掛掃面積和部位，并在滿(mǎn)足翻車(chē)安全保障和前窗振動(dòng)抑制要求的前提下，以最細(xì)的支柱來(lái)減小視野死角。提供后視野的后視鏡也要保證駕駛員有足夠的后視范圍。FIAT公司的MULTIPLA采用的雙片可調(diào)式小圓鏡后視鏡不僅可以使駕駛員看到車(chē)后其它車(chē)輛的行駛

人機(jī)工程課程論文

狀況，而且也可觀察后車(chē)胎與路面的接觸情況。

圖1 普通后視鏡與采用雙片可調(diào)式小圓鏡后視鏡

1.3操作的穩(wěn)性定與制動(dòng)性

制動(dòng)踏板和手柄的行程和位置，必須滿(mǎn)足一般身材人體的需要，踏板力，手柄等也應(yīng)適應(yīng)一般人群，因?yàn)檫@些都對(duì)制動(dòng)性能影響較大，據(jù)報(bào)道，美國(guó)有5%的女性司機(jī)由于身材矮小為踩上腳踏板而使身體與方向盤(pán)的距離小于2cm，當(dāng)氣囊膨脹時(shí)脖子常受到傷害。此外，車(chē)身總質(zhì)量大小及軸荷分配，整體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，車(chē)身空氣動(dòng)力學(xué)特性，車(chē)身重心高度和相關(guān)部件剛度等也都對(duì)操作穩(wěn)定性有一定影響。

2.人機(jī)工程學(xué)在座椅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

汽車(chē)的座椅是汽車(chē)內(nèi)部很重要的組成部分，汽車(chē)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(chē)輛之前，首先給人的是視覺(jué)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(lái)良好的駕駛環(huán)境，營(yíng)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)者的關(guān)注。

2.1座椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了保證座墊上合理的體壓分布，座墊應(yīng)堅(jiān)實(shí)平坦。太軟的椅子容易令使用者曲起身子，全身肌肉和骨骼受力不均，從而導(dǎo)致腰酸背痛現(xiàn)象的產(chǎn)生。研究表明：過(guò)于松軟

人機(jī)工程課程論文 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，容易產(chǎn)生疲勞。

依據(jù)靠背上體壓分布不均勻原則，在座椅靠背設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證有靠背兩點(diǎn)支撐，即就是人體背部和腰部的合理支撐。汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)提供形狀和位置適宜的兩點(diǎn)支撐，第一支撐點(diǎn)位于人體第5—6胸椎之間的高度上，作為肩靠；第二支撐設(shè)置在腰曲部位，作為腰靠。肩靠能減輕頸曲變形，腰靠能保證坐姿下的近似于正常的腰弧曲線。

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)駕駛室的微氣候環(huán)境，調(diào)整座椅表面的濕溫度特性，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)人體代謝，達(dá)到減輕疲勞的目的。

圖2.1 汽車(chē)座椅的結(jié)構(gòu)

2.2座椅舒適性設(shè)計(jì)

根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理,為保證良好的舒適度，針對(duì)靜態(tài)舒適度，設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循以下原則：① 座椅尺寸應(yīng)與人體測(cè)量尺寸相適宜；②座椅應(yīng)可調(diào)節(jié)，能使乘坐者變換姿勢(shì)，并能最大范圍滿(mǎn)足各類(lèi)人體的乘坐要求；③座椅應(yīng)能使乘坐者保持舒適坐姿，靠背結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)給腰部 充分的支撐,使脊柱接近于正常彎曲狀態(tài)[3]。

座椅的幾何尺寸是影響座椅舒適度的因素，但研究發(fā)現(xiàn)這并非唯一最主要的影響因素。許多 文獻(xiàn)都提及腰部支撐的重要作用。腰托的形狀和位置，對(duì)于是否能使人保持良好坐姿，減少 人體疲勞具有重要作用。從人機(jī)工程學(xué)的角度來(lái)講，腰部是體現(xiàn)座椅功能的關(guān)鍵部位。因此，座椅的腰托是影響舒適性的關(guān)鍵因素。腰托的安裝位置在座椅靠背結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中十分重要。乘員正常入座時(shí)，人體身軀與大腿的連接點(diǎn)—胯點(diǎn)(hip point)簡(jiǎn)稱(chēng)H點(diǎn)，H點(diǎn)的位置是決定 駕駛員操作方便、乘坐舒適性相關(guān)的車(chē)內(nèi)尺寸的基準(zhǔn)。此外，座椅的調(diào)節(jié)特性對(duì)座椅的舒適度影響很大，已成為座椅舒適度設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考

人機(jī)工程課程論文

慮的因素。壓力分布是導(dǎo)致不舒適的最主要的 生物力學(xué)因素，通過(guò)界面壓力對(duì)座椅舒適度進(jìn)行評(píng)價(jià)是一種重要客觀、有效的方法。

消除座椅不舒適性最理想的方法是能建立定量模型，預(yù)測(cè)座椅的不舒適性。國(guó)內(nèi)外研究中,建立的模型主要有如下3種：利用模糊理論建立的模型、線性模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

目前，國(guó)內(nèi)在座椅舒適度的研究上還存在一些缺陷：①?zèng)]有針對(duì)中國(guó)人體特征尺寸的座椅舒 適性研究；②對(duì)于座椅靜態(tài)舒適性評(píng)價(jià)還沒(méi)有形成一套客觀系統(tǒng)的體系；③在應(yīng)用神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)建模方法評(píng)價(jià)舒適性中，對(duì)輸入量的界定還不夠清晰明確，有待進(jìn)一步研究[4]。

2.3座椅空間位置設(shè)計(jì)

座椅空間位置設(shè)計(jì)就是為了達(dá)到操作舒適性的目標(biāo)，而進(jìn)行駕駛室座椅空間位置設(shè)計(jì)以確保駕駛員有良好的視野，同時(shí)對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向盤(pán)、腳踏板等操作部件有恰當(dāng)?shù)牟僮饕缶嚯x，以達(dá)到操作舒適性的最終目的。圖2列出了駕駛作業(yè)空間設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)。

圖2.2 駕駛作業(yè)空間設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)

3.人機(jī)工程學(xué)在安全設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

隨著生活水平的提高，人們對(duì)所乘坐汽車(chē)的安全性也提出了更高的要求。而ABS（剎車(chē)防抱死系統(tǒng)），ESP（電子穩(wěn)定系統(tǒng)），以及EBD（電子助力轉(zhuǎn)向）等的發(fā)明標(biāo)志著車(chē)輛的安全性能得到提高，并且在人機(jī)工程學(xué)方面也起到了一定的作用[5]。預(yù)緊式安全帶確保了車(chē)輛在發(fā)生交通事故時(shí)使人們的身體一直與座椅保持接觸狀態(tài)，防止了因身體的過(guò)度前傾而使身體受傷害，因?yàn)樵诖蟛糠值氖鹿手校蛉说纳眢w過(guò)分前傾而造成的傷害太多了。我們都知道在戰(zhàn)斗機(jī)中，飛行員頭盔前面的玻璃既起到保護(hù)作用，也同時(shí)起到

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了顯示屏的作用。寶馬公司發(fā)明的抬頭顯示系統(tǒng)便和這個(gè)大同小異。通過(guò)投影技術(shù)將相關(guān)信息顯示在風(fēng)擋玻璃上，在保證不影響駕駛員視野的同時(shí)提供了豐富的信息，使駕駛員不用低頭，只需變化一下焦點(diǎn)就能做到“一切盡收眼底”，從而避免了注意力的分散，駕駛安全性得到了保證，同時(shí)也確保了人機(jī)信息的快速交換，相應(yīng)的操作效率也得到大幅度的提升。在光線進(jìn)入人眼的管線瞬間出現(xiàn)變化時(shí)，人眼會(huì)出現(xiàn)瞬間無(wú)法看清面前的物體，往往需要一段時(shí)間才能看清物體，這被稱(chēng)為適應(yīng)。在夜間駕車(chē)的過(guò)程中，當(dāng)兩車(chē)相對(duì)行駛的過(guò)程中，由于雙方的車(chē)燈亮度不同，較亮的一方的車(chē)燈就會(huì)使對(duì)方瞬間失明，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重事故。現(xiàn)在人們開(kāi)始對(duì)車(chē)燈進(jìn)行了改良，采用了冷光車(chē)燈，并且加入了轉(zhuǎn)向隨動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，燈光的照射方向也隨之發(fā)生改變，這種設(shè)計(jì)使夜間行車(chē)變得安全，危險(xiǎn)系數(shù)也變低了[8]。雖然在夜間有了車(chē)燈，但人眼的視覺(jué)范圍是有限的，距離較遠(yuǎn)是仍無(wú)法看清遠(yuǎn)處的物體。而車(chē)載夜視系統(tǒng)的出現(xiàn)無(wú)疑解決了這一問(wèn)題，這樣，即使是在大霧天氣下也能看清周?chē)磺?，而這也同樣保障了人身安全，確保了在不良視野下的安全駕駛。在未來(lái)的汽車(chē)安全方面的設(shè)計(jì)中，智能安全氣囊，倒車(chē)影像，ESC電子穩(wěn)定控制，胎壓低壓報(bào)警和側(cè)氣簾會(huì)漸漸成為主流配置。此外，車(chē)內(nèi)緊急呼叫、智能巡航等也會(huì)被采用，利用雷達(dá)和傳感器在保證車(chē)距的同時(shí)預(yù)測(cè)危險(xiǎn)并在駕駛員做出反應(yīng)之前剎車(chē)，避免事故發(fā)生[10]。

4.結(jié)論

隨著汽車(chē)在日常生活中的廣泛應(yīng)用，人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)就顯得更加重要，而在今后的汽車(chē)設(shè)計(jì)中，越來(lái)越多的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)將被采納。體現(xiàn)了更多的人性化的設(shè)計(jì)元素。舒適、安全正被更多的人所重視，符合安全人機(jī)工程學(xué)的產(chǎn)品必然會(huì)獲得成功。而那些符合人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，能給人們創(chuàng)造一種舒適的環(huán)境，讓人們的駕駛過(guò)程變得更加愉快，將會(huì)成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

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