简介汽车内部空间设计中的运用到的人机工程学

人机 工程 学在 汽车 内部 空间 设计 的应 用07机Y4 07122019 宋增斌

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序言环境是影响安全、健康和舒适的因素，内部空间、光环境、色环境、 空气环境等环境因素均会影响驾驶

员的操作。因此，轿车驾驶室的设计也要从人一环境关系方面加以考 虑。进行汽车内部空间设计时，在 人有可能干涉的地方都应该合理设 计，才能保证乘坐舒适性和撞车安

全性。

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人机工程学简介所谓人机工程学，亦即是应用人体测 量学、人体力学、劳动生理学、劳动 心理学等学科的研究方法，对人体结 构特征和机能特征进行研究，提供人 体各部分的尺寸、重量、体表面积、 比重、重心以及人体各部分在活动时 的相互关系和可及范围等人体结构特 征参数；还提供人体各部分的出力范 围、以及动作时的习惯等人体机能特 征参数，分析人的视觉、听觉、触觉 以及肤觉等感觉器官的机能特性；分 析人在各种劳动时的生理变化、能量 消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负 荷的适应能力；探讨人在工作中影响 心理状态的因素以及心理因素对工作 效率的影响等

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一.车身侧围为保证侧面碰撞时乘员的安全，应设 法将侧碰力有效地转移到车身具有保 护作用的梁、柱、地板、车顶及其他 构件上，使撞击力被这些构件分散、 吸收。为此，可采取以下措施：:① 增加防撞横梁提高车门强度；度；② 合理设计侧围A、B、c柱的截面形状 及增加板厚及相应部位联结刚度，保 证侧碰力有效传递到整个车身； ;③ 增加门槛梁强度，保证将碰击力有效 分散给地板等其他构件；

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④在B立柱及仪表板下面及后风窗下面 安装加强横梁等； ⑤合理设计门锁及门铰，既要防止侧碰 时车门自动打开，又要保证碰撞后车门容 易开启，以利于救护。

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此外，根据人体不同部位的易伤害程度不同，可有效控制侧面变形形式。如， 由于人体头部、胸部和肋骨是最易被伤害

的部分， SAAB公司将侧面结构设计成具有“钟摆式”特点，使B柱底部发生大的 变形，而上部相当于钟摆的“摆心”,使 危险部位降到人的腿部，而减轻侧撞造成 的伤害。在MERCEDES-BENZ 190上采取了 以下防侧撞措施：

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①在各立柱或车顶构架中，采用 了离张力钢板： ②对地板送行了强度改进，并采 用了贯通其左右两端的横梁结构，既 能增加强度，又改善和提高了对冲击 的吸收能力，地板采用中央通道结构 作为传动通道贯通于地板前后，而车 架十字梁把整个地板进行纵向截交， 从而加强地板的刚度；

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③仪表板内侧设有横梁可以减少车身挠 曲，减少车厢变形； ④侧门横梁设计成既可以吸收冲击能量， 而后又能自行断

裂，防止其弯曲后向 车厢内穿刺； ⑤取消座椅扶手，减少内部凸起物； ⑥车门与其内饰间插入缓冲垫，增援横 向缓冲能力。

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二. 膝部空间驾驶员的膝部空间直接影响到操作方 便性和撞车时驾驶员身体的运动轨迹 及伤害程度，膝部空间主要指仪表板 下方与膝部之间的空间，其设计应以

膝部包络线为依据，在包络线与仪表板下方之间留有适当间隙。 膝部包络线是指小腿绕踝点运动操作 踏板时，膝部(特征点)扫过的轨迹形 成的包络线。将95%百分位的膝

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部包络线定位与车身图上，再在包络线与仪表板下方之间留出适当间隙。 除了使用安全带、安全气囊、能

量吸收转向柱(二次伸缩式方向盘)和膝垫等外，为保证碰撞发生时乘员的 安全，车身前部设计还必须满足以下

两点：①尽量缓解乘员受到的冲击，尽可能地 吸收车辆及乘员的运动能量；

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②确保乘员的有效生存空间，并保证碰撞后乘员易于逃脱和进行车外救护。 为此，车身前部(如方向盘)在碰

撞发生时必须能迅速退到规定的范围内，而且受压各部件的变形形式也必 须得到控制，以防止车轮、发动机、

变速箱等刚性部件侵入驾驶室而伤害驾驶入员。此外，还必须保证驾驶室 坚固、不易交形以利于乘员快速逃脱。

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三.光环境驾驶员在驾驶汽车时，中枢神经

系统和视觉器官(眼睛)始终处于注意力集中的紧张状态，不断地进行信息 收集、分析、判断、发出指令等处理

过程，当驾驶时间一长，便会引起视觉疲劳和中枢神经系统疲劳。为了减 少驾驶员的视觉疲劳，汽车驾驶室内 必须要有良好的光环境，以便驾驶员 能够舒适、快速地进行各种信息的识 别和判断。

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对于作业场所的光环境，有天然采光和 人工照明两种。由于汽车车窗玻璃的透 光性比较好，在白天光线较亮时，驾驶 员都能较好地进行观察。所以，在汽车 驾驶室内考虑光环境，主要考虑夜间或 者白天能见度较低时所使用的车内人工 照明。 在轿车驾驶室内，为了创造良好的 视觉工作条件，应有足够的亮度。因为

在亮光下，瞳孔缩小，视网膜上成像更

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为清晰，视物更清楚，并且良好的照明能 提高近视力和远视力。当照明不良时， 因反复努力辨认，易使视觉疲劳，工作 不能持久。视觉疲劳会引起视力下降、 眼球发胀、头痛以及其他疾病而影响健 康，并会引起操作失误。据统计，夜间 发生道路交通事故的可能性比白天高 1.O~l。5倍，而且重大事故多，损失

严重。发生事故的一个主要原因就是照度水平低，驾驶员视认条件差。但是，

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轿车驾驶室内的亮度也不应过高，因为 人眼在亮度对比过大或物体

及其周围背

景发出刺目和耀眼光线时(即在弦光状况下),会因瞳孔缩小而降低视网膜上的 照度，并在大脑皮层细胞间产生相互作 用，使视觉模糊。眩光在眼球介质内散 射，也会减弱物体与背景间的对比，造 成不舒适的视觉条件，进而导致视觉疲 劳。因此，轿车驾驶室内的照明亮度应 适度，不然亮度过高或过低都会造成对 驾驶员驾驶的不良影响。

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此外，在考虑轿车内的照明时， 要特别注意到的是：驾驶员在夜间驾 驶时，首先要从车外进入车内，并且 一般的都是从较暗环境进入到车内进

行驾驶操作，因此当驾驶员开启车内照明系统时，往往有一个视觉上的明 适应过程(人由暗处进入到明亮处， 刚开始看不清物体，需要经过一段适 应的时间后，才能看清物体);而当 驾驶员在夜间从车内走到车外时，同