基于人机工程的汽车设计方法分析

芦伟

摘要：本文主要分析了在汽车设计过程中，基于人机工程设计理念的设计方法分析，以此来帮助设计师在汽车设计过程中，可以设计出更满足乘员使用舒适性的汽车作品，文章着重于介绍人机工程学主要应用方面，其中包括车辆视野设计、坐姿舒适性、进出方便性、机盖背门开启舒适性等重要方面的分析。笔者还根据自己的设计工作经验，提出了一些设计过程要注意的问题。

关键词：汽车设计;人机工程;方法分析

一、人机工程概述

人机工程是上世纪五十年代新兴的一门边缘学科，学科的主要目的是从人的心理以及生理特点为分析出发点，以此作为关键因素，用来研究人、机、环境之间的相互关系和相互作用。学科的核心思想是利用对人、机、环境关系的研究，为人创造出最合适的作业环境和机械设备，保证人在工作过程中可以减少失误和疲劳，进而提高工作效率。在汽车设计开发领域，人机工程对设计工作也起着重要的指导作用，设计师在进行汽车设计之前，要收集充足的使用人员的数据，随后根据汽车的市场定位，与数据分析结果相互结合，让设计出的汽车作品可以得到最合理的空间布置设计。汽车中增加人机工程的应用，这不仅关系到车内空间的有效利用和提高乘员乘坐的舒适性，而且对汽车的整车尺寸参数和整车性能高低都有着重要影响，企业在设计汽车过程中，若是可以做到利用人机工程来进行汽车设计，汽车的人性化和特点一定可以从众多的汽车品牌脱颖而出，提高汽车品牌的竞争力。

二、汽车车身设计虚拟人体模型的研究分析

近几年，随着科技的发展，计算机技术的应用愈发的广泛，汽车制造行业正处在用计算机辅助设计阶段转型为全面计算机设计的阶段，在这样的大环境下，汽车设计的传统人体实物模式已经被数字模型完全取代，实现了汽车开发的并行化和协同化，由于数字模型建模快和制作经费低的特点，在设计过程中，缩短了汽车产品设计的开发周期，节省了产品开发过程中的经费。但是随着数字模型在汽车设计领域的普遍利用，随之也带来了一个基于人机工程汽车设计的问题，数字模型反馈回来的效果并不是完全符合人体真实体验的，导致了设计人员忽视了设计过程中实物的人机工程设计、试验和检测，降低了汽车设计作品的质量。

三、汽车内部空间的设计

（一）基于人机工程学的座椅设计方法分析

从人机工程学方面分析，汽车座椅的舒适度受到了人、机、环境三方面因素的影响，也就是说人自身的行为习惯、汽车座椅的本身设计以及座椅所处的环境都对人体感觉汽车座椅是否舒适存在着重要影响。从人体本身角度分析，人体的自身特点决定了身体是无法适应长时间保持端坐姿态的，在人端坐过程中，人体的姿势总会不自觉的变为驼背或者抬下巴姿势，如果人体长时间保持这个姿势，从医学上分析，这种扭曲的姿势会令脊椎长时间处于弯曲状态，进而压迫体内横膈膜的活动，导致人体呼吸变浅，呼吸变浅带来的就是供氧不足，一旦大脑出现缺氧症状，就会造成很严重的头晕眼花症状，会严重威胁驾驶员的用车安全。目前腰背痛问题正在全世界各地普遍增加，对这种现象最合理的解释就是，人在长期的工作生活中，没有使用正确的工作姿势，对此最关键的影响因素就是如今大部分的座椅，都设计时只考虑外观的美观性，并没有了解人的生理需求。目前在人体生理学和人体工程学方面，都在倡导站坐姿势交替使用的工作形式，以及对人体的生活姿势加以引导，减少人体不健康情况的出现，坐姿的变化知识人体自身可以改正的方面，座椅设计师可以利用人机工程学原理对人体坐姿的优缺点进行分析，研究表明最良好的坐姿是将最适当的压力分布于人体的背脊椎骨之间的椎间盘上，并且还要把最适当的人体静荷载分布在所附着的肌肉组织上，因此座椅的设计，其中座椅的舒适性是进行座椅设计首先要考虑且最重要的设计因素，一个设计舒适的座椅可以有效的缓解使用者长期使用座椅过程中产生的腰椎、脊椎、脖子等方面的疾病。从环境角度分析，就例如沙发椅人在冬天坐着会感觉到舒适，在夏天反而会感觉到闷热的感觉，因此机械的使用环境也是基于人体工程学设计汽车过程中重要的考虑方面，在座椅设计过程中，要全面的从人、座椅舒适度、环境方向进行考虑，这三方面在设计时相互依存、相互作用。

（二）人体驾驶的舒适姿势

在基于人机工程的汽车设计过程中，为了使得车舱内布置可以减少驾驶和乘坐时的疲惫程度，设计理念有必要充分的考虑人体的舒适性要求。准确的驾驶姿势能保持脊椎的正常生理弯曲，防止人体腰部弯曲变形。脊椎接受的负荷是造成后背不适和疼痛的主要原因，这种负荷和人体的坐姿有着很大的联系，不准确的驾驶姿势可以导致人体疲惫，诱发驾驶职业病，并且还会使人体的能量消耗增加，使人的工作效率下降，容易导致交通事故的发生。利用人机工程学科，设计出优质的车内环境，引导人体使用最佳的驾驶姿势，降低驾驶过程中的人体疲倦度。

（三）人体布置设计

车身室内的人体布置就是指在二维人体模板在车身布置图上的安放，从而确定出设计的H点的方位，并且用H点在设计过程中代表人体的布置和乘坐位置，规划H点作为汽车布置时的规划基准点，保证车内的一切布置都是为人体舒适设计，用人机工程学的知识，来保证人体的布置，设计出最优质的汽车作品。

四、总结

在汽车产品设计过程中，人机工程学应该做到贯穿设计的全过程，本文通过对人机工程学相关知识的介绍和设计虚拟人体模型的分析，同时还举出了在设计过程中的具体应用，综合分析了人机工程学的重要性，根据自身的设计经验，对汽车新车型的设计开发提高一定的指导作用。

参考文献：

[1]邵希臣，刘江芬.基于人机工程的汽车座椅设计[J].城市建设理论研究（电子版），2015，5（33）：2739-2740.

[2]陈旭.论人机工程学在汽车设计中的体现[J].河南科技，2013 （21）：76.