工程机械仪表板设计中眼椭圆的应用分析

王 新

（重庆科创职业学院，重庆 402160）

工程机械仪表板设计中眼椭圆的应用分析

王 新

（重庆科创职业学院，重庆 402160）

文章详细分析了工程机械仪表板中所存在的问题，并对仪表板设计中的内容进行了概括，还介绍了工程机械仪表板设计中眼椭圆的应用，最后根据人机工程学理论得出了关于仪表板设计的方法。

仪表板；驾驶室；眼椭圆；装载机

1 仪表板设计中存在的问题

通过对各个工程机械生产厂家的仪表板设计进行分析，了解到，在目前的仪表板设计中主要存在以下问题：①利用钢板而组成的仪表板，造型生硬、简陋，完全和内部的驾驶室设计不搭调；②在转动方向盘的过程中，方向盘的轮辐与轮毅妨碍了人观看仪表板，进而对人机之间的信息传递造成了影响；③驾驶员对仪表板的观察视角太小，不利于驾驶员判断；④操作按钮、仪表等布置太凌乱。因此，为了减轻驾驶员的疲劳，所设计的视野一定要好，操作要简便、舒适，主次分明，功能醒目，才能满足驾驶员的需求，也是目前仪表板设计的发展趋势。

2 仪表板布置的内容

（1）一般情况，只有当驾驶室的总布置与基本尺寸确定了之后，才会进行仪表板的布置，而仪表板布置主要涉及到了几点参数：眼椭圆的定位、方向盘与踏板的位置、座椅参考点、前风窗的尺寸、报警装置、仪表板上的手动开关与仪表等等。

（2）确定仪表板的总体布置范围，根据座椅参考点与内部驾驶室宽度的位置确定仪表板的Y的方向，如果仪表板是长方形，那么仪表板的Y方向则是短边。而前风窗的尺寸能够确定仪表板的X方向，如果仪表板是长方形，那么仪表板的Y方向则是长边。

（3）布置显示仪表。利用仪表的使用次数与视野定位仪表的位置。此外，一定要根据驾驶员的舒适度来制定合适的按钮区域。

（4）充分考虑驾驶员的安全。仪表板下部必须要有足够的空间，以满足人体的需求，进而减少因安全导致的伤害。

3 仪表板的布置

（1）眼椭圆的定位。首先，找到相关的座椅参数；其次，确定座椅点的相对位置；再次，确定眼椭圆的中心位置；然后在依据一定的数值确定眼椭圆左右的中心位置；最后，确定眼椭圆的尺寸，而眼椭圆的尺寸主要是根据L23选取的。

（2）仪表板的位置。在操作工程机械的过程中，驾驶员会频繁观察仪表板的显示，以此获取相关工作状态的信息。所以说，驾驶员对仪表板视觉的要求十分严格。根据人机工程学了解到，正面观看仪表板的数据误差最低，而从侧边所观看到的数据误差最大，如40%左右看到的数据，比在正面看到的大3倍左右。由此可知，仪表板一定要布置在容易看到的区域，且尽可能地在驾驶员的眼椭圆的视野范围中。此外，由研究可知，当观察物与视线垂直时，所读到的数据误差最小，反之，观察物在视线斜面，数据误差最高。所以说，必须要将仪表板布置在驾驶员视线的前方，最起码不能小于60°。在实际的布置中，一定要根据相关的尺寸确定最终的视觉距离，以保驾驶员在操作的过程中舒适、方便。并且仪表板的中心一定要在驾驶员能够观察到的区域，这样的话，驾驶员在不用转头的情况下，就可观察到仪表的数据。另外，还要重视装载机的前方视野不会受到仪表板的影响，所以，根据经验了解到，最佳的下视野为30°，那么眼椭圆的中心与仪表板的中心的水平面的夹角则应该在30°以内的范围中。最终确定了眼椭圆中心、仪表板中心、目视距离、水平面夹角值后，仪表板的中心位置就可定位。

4 操纵、操纵显示布置

（1）驾驶员手伸及界面的确定。对于驾驶员而言，操纵性是非常重要的一个因素，不仅影响着驾驶员的行车安全，同时对驾驶员的操作方面与疲劳程度都有着一定的影响。在正常的坐姿下，由于受方向盘的影响，驾驶员的伸及能力也非常有限，所以一定要重视这一点，另外，还与内部的驾驶室尺寸有一定程度的关系。

（2）操纵、显示装置布置。当仪表板中心位置与驾驶员的手伸及界面确定后，操纵与显示的布置需要重视如下三方面：①仪表板的操作按钮。尽可能的做成模块化，按照功能划分好，不同的功能以方向盘为中心分布好，避免有失误操作的发生。②常用的灯开关与按钮布置在驾驶员手伸及界面中，而备用开关与雨刮布置在手可以伸及的区域即可。③在行驶中，操作的仪表板的按钮以及开关一定要布置在离方向盘500mm之内的区域中。

5 结语

工程机械设计中，仪表板的设计是最关键的一环节，只有满足人机工程学设计理念，才能最大程度地降低驾驶员的疲劳程度，以保驾驶员的生命财产安全。文章重点分析了工程机械仪表板中眼椭圆的应用，而且还提出了相关的显示、操纵的布置方法。该方法也适合应用在同类的工程机械中。所以，一定要重视工程机械的作用，并将眼椭圆有效到应用到其中，让工程机械中所存在的不足得到最好的解决，从而为驾驶员提供安全的保障。

[1]骆闯.眼椭圆在汽车设计中的应用[J]. 科研，2015，（10）.

王新（1967-），女，黑龙江鸡西人，副教授，高级工程师，主要研究方向：机械CAD/CAM/CAE。