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人机工程学在轿车驾驶室设计中的应用

摘要：文章从人机工程学的观点出发，以人体参数为基础对国产轿车驾驶室
的设计原则进行了较为详细的阐述，为轿车驾驶室设计提供了一定的参考依据。

关键词：人机工程学；人体参数；驾驶室设计

随着轿车在人们生活中的普及、高速公路的发展，汽车速度的提高，驾驶室
设计如何适应人体机构的要求，确保人一车系统的高效和安全、乘坐的舒适等已
经成为目前汽车驾驶室设计中的一个突出问题。从人一机一环境的关系对轿车驾
驶室进行设计分析，人不再是被动地去适应汽车，而是使其与汽车融合共同完成
一个目标。充分考虑人的因素对轿车的设计理念予以更新确保轿车更舒适、更安
全，更大限度满足驾驶者的需要，从而使轿车驾驶室的人一机一环境系统总体性
能达到最优。

1国内外研究现状

国外在应用人机工程学研究轿车的驾驶室以及附件的设计方面已经进行了
长期而卓有成效的工作，但是研究的成果主要集中在提高轿车驾驶舒适度方面。
进入20世纪90年代以来，美国，日本和欧洲各大汽车公司按照以人为本的设计
理念比以往更加注重人机工程学的研究成果，其原理不仅用于提高汽车的操作便
捷性和乘坐舒适性，而且越来越多的被引入安全车身的结构设计中，中国在这一
方面的设计与发达国家差距还很大。

中国人机工程学研究从上纪30年代开始，但是系统的和深入的研究则在改
革开放以后，目前人机工程学在我国不仅需要研究和提高，更需要大力的宣传和
善及，尤其是在轿车车身与驾驶室设计方面与国外发达国家有很大的距离。随着
我国科技和经济的发展，对产品的人机工程特征也日益重视，我国的973，$863，
十五和十一五计划均将人机交互列为主要内容。

2驾驶人体特性的研究

人机工程学要求人一机一环境能形成一个和谐统一的整体，更加方便、舒适、
安全、高效的为人类服务，人体特性参数是驾驶室设计的基础。由于群体中的个

体与个体之间存在着差异，使用统一的尺寸作为标准则会显得不太妥当。一般来
说，某一不具有代表性的特殊个体的尺寸是不能作为驾驶室设计依据的。为使设
计的驾驶室适合于一个群体的使用，设计中需要的是能代表一个群体的测量尺
寸。然而，对群体中的每个个体的尺寸一一进行测量又是不现实的。根据统计学
的知识通常是通过测量群体中较少量的取样个体尺寸，经数据整理分析后获得较
为精准的所需群体尺寸。GB10000-88根据人机工程学的要求提供了我国人体主
要尺寸，坐姿人体尺寸，人体水平尺寸。坐姿是驾驶的主要姿势，以坐姿人体尺
寸作为驾驶室设计的研究基础。

3人机工程在驾驶室设计中的应用

3.1座椅的设计中的应用

座椅作为驾驶者的主要载体，舒适和便捷是设计得终极目标。舒适性通常包
括震动舒适性、坐姿舒适性和操作舒适性。而便捷则必须考虑到司机的一些具体
动作，比如伸腿，胸至方向盘的距离等问题。

通过对人体特性参数的研究，利用生物力学和人体工学等知识对这些特性参
数进行分析，明显的可以看出驾驶坐椅的靠背与座面的夹角及座面与水平面的夹
角是影响司机驾驶作业的关键，研究表明最舒适的坐姿是臀部稍离靠背向前移，
使上体略向上后倾斜，保持上体与大腿间角在90°～115°。同时，小腿向前伸，
大腿与小腿、小腿与脚掌之间也达到一定角度。汽车坐椅设计中，考虑到不同体
形驾驶员作业的需要，座椅一般设计成可调活动式，即坐椅可前后左右调节，靠
背可角度调节。座椅的尺寸结构参数可参考驾驶或乘坐姿势下人体尺寸的测量值
加以确定，使座椅的设计最大限度的满足驾驶过程中的便捷性需要。

3.2操纵装置设计中的应用

操纵装置设计中需要考虑的人机工程问题主要是：操纵器的形状大小安装位
置操纵力口操纵位移运动方向显示一操纵比及操纵器编码等。操纵器的形状同它
的功能之间最好有逻辑上的联系，以利于辨认和记忆。操纵装置的式样应便于使
用，要有利于操作者用力。操纵器的大小应适合于人的手或脚进行协调操作，尺
寸应符合GBl0000-88中有关操作者动作肢体的人体测量学指标。常用操纵器的
尺寸范围及优先选用规范，可查阅GB/T14775-93《操纵器一般人类工效学要求》
中的5.2节及相应图表数据。一般推荐最优操纵力的范围为：手操纵5～20N；
手指操纵2～5N；脚尖操纵20～45N。

3.3视野和显示装置设计中的应用

视野是轿车行驶安全中一个十分重要的因素，驾驶员在驾驶过程中80％以
上的信息要靠视觉得到，听觉及其他感觉仅接受不到20％的信息，视野的盲区
造成了无以数计的交通事故。驾驶室在设计上必须充分考虑到视觉区的范围划
分，将能反应最重要信息的机构放置在最佳视觉区，能反应次重要的信息构件放
置与有效视觉区，尽可能的扩大视觉区的范围，使驾驶员尽可能多尽可能容易的
接受到有价值的信息。