一种基于人机工程的汽车门护板拉手盒设计

张华 施秀娟

摘 要：文章针对常见汽车门护板拉手盒设计中存在的舒适性问题进行探讨，目前汽车门护板拉手盒的设计很多仅仅局限于能够满足关门时的使用要求，存在使用时人手的保持力大，手持拉手盒时不舒适的问题，文章基于人机工程角度提出了一种新的符合人机工程的拉手盒设计，可以很好地提升汽车门护板拉手盒的使用舒适性。

关键词：汽车门护板拉手盒;舒适性;人机工程

中图分类号：U462  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2019）12-37-02

Abstract： This paper discusses the comfort problems about door panel handle box. At present， the design of door panel handle box is only limited to satisfy the requirements when closing the door. This solution has some problems， such as the strong holding power of the hand and the discomfort when handle box is used. this paper proposes a new handheld box solution which is Based on ergonomics design，. The design can improve the comfort of the door panel handle box.

Keywords： Door panel handle box; Comfort; Ergonomic design

隨着汽车普及程度的提升，汽车技术的完善，人们对汽车的要求也越来越高。汽车已摆脱了作为代步工具的单一概念，汽车产品的设计更提倡人和车的融合，为乘客设计舒适而方便的产品变得原来越重要。汽车门护板拉手盒作为车门系统门内护板上的关键件，一方面要作为门内护板的一部分起到整体的装饰作用，另一方面作为一个功能件要提供顾客关门操作时使用，此拉手盒不但要外观美观，还要结构强度好，操作方便舒适。因此，我们在设计汽车门内护板拉手盒时不但要考虑实现装饰和关门的基本功能需求，同时还要考虑乘客使用过程中的感受。

2 目前市场主流门内护板拉手盒设计方案

目前市场主流拉手盒设计为封闭式，开口为整车坐标Z向方向，乘客在操作门内护板拉手盒关门时，受力情况如图1所示，乘客操作力为F，由于门内护板拉手盒通常为Z向出模，为了保证拉手盒满足出模角度要求（5～7度），F加载的拉手盒受力面通常和Z向有α度的角度，从乘客操作的力F分析，F在受力面上分别有垂直于受力面的F1（F1=F*sinα）和平行于受力面的F2（F2=F*cosα）两个分力，F2分力会导致乘客的手有滑出拉手盒的趋势，f为拉手盒侧面和乘客手指的摩擦力f=μ*F1（μ为摩擦系数），当摩擦力f小于分力F2时，乘客的手在进行关门操作时存在手从拉手盒内滑出的情况，从而导致无法正常关门或关门费力的问题。

影响上述操作舒适性和操作便利性的因素：

2.1 操作受力面和Z向角度α的大小

角度α直接决定了乘客操作力F在受力面上的分力F2的大小，减小α角度可以直接降低乘客手从拉手盒内滑出的风险

2.2 乘客手部和拉手盒操作受力面之间的摩擦力f的大小

摩擦力f的大小在乘客手部和操作力F不变的情况下，取决于拉手盒受力面的粗糙度，拉手盒受力面的表面粗糙度主要受皮纹深度、是否喷漆、人手是否干燥等情况影响，尤其是人手湿滑时，操作时很容易出现手部打滑的问题

2.3 操作受力面的形状

当操作受力面为平面时，手操作受力是按照图1所示的操作力和受力情况进行分解，直接决定了使用便利性和舒适性，如果操作受力面形状发生变化，则乘客操作时的受力情况就发生了很大变化。

3 提高乘客使用舒适性的方案

此方案从出模方向和受力面两个方向，对拉手盒进行了全新思维的设计，具体设计方案如下：

如图2-4所示，此门内护板拉手盒方案包括门内钣金和装配于门内钣金上的门内护板，门内护板中部设有一V型凹槽，拉手盒置于凹槽内，拉手盒形状为内侧敞口、外侧S型的一体型结构;拉手盒内侧敞口的边缘有用来和门内护板本体链接的翻边，拉手盒的S型外侧的上端的内凹部布置有固定点，此固定点用来连接拉手盒和门护板扶手，翻边和拉手盒内凹部位均布置有螺钉固定点，通过此固定点将拉手盒固定于门内护板上;装配有拉手盒的门内护板通过螺钉装配于门内钣金上。

门内护板和门内板金连接具体结构如下：门内钣金上安装塑料螺钉座，门内护板通过螺钉固定在门内钣金上，此螺钉固定点保证了拉手盒在乘客操作Y向受力时拉手盒的整体强度，门内护板的固定点方向为斜向上，采用此方案是为了保证门内护板安装和拆卸的可行性及便利性。

拉手盒通过内凹处的螺钉固定点固定到门护板扶手上，此安装点通过门内护板扶手固定，安装后，再安装扶手装饰条，装饰条能够起到装饰和遮盖螺钉的作用。

门内护板拉手盒总体在模具制造工艺上定义为Y向出模。拉手盒操作面部分也为Y向出模，可以实现拉手盒尺寸口窄内宽，从设计上将拉手盒受力面改变成和人手弯曲以后形状相似的内凹形状。

说明：1、拉手盒;2、门内护板;3、门内钣金;4、翻边;5、固定点;

6、螺钉;7、螺钉座;8、堵盖;9、扶手装饰条

此门内护板拉手盒内侧敞口，拉手盒外侧S型结构，可以使拉手盒变成上凸下凹的形状，变得口窄内宽，彻底改变了拉手盒上大下小的结构特征，按照乘客手指弯曲的形状来制作仿形拉手盒，从而改变手部施力方向，可以很好地提升乘客对于拉手盒的抓握感，有效防止关门过程中的手部打滑，明显提升人机舒适度。

基于人机工程的内凹仿形拉手盒从设计上改变了角度α和受力面摩擦力对拉手盒操作舒适性和便利性的影响，从根本上提高了乘客舒适性。

4 结论

主流的门内护板拉手盒虽然在结构上比较简单，但是在目前以客户为中心的汽车市场中，满足客户需求，提升乘客满意度，给乘客带来舒适和便利才是赢得市场的关键，上述基于人机工程设计的门内护板拉手盒，从根本上解决了乘客在关门操作时存在的费力，操作不易抓握，易打滑的问题。

相比较而言，基于人机工程设计的门内护板内凹式拉手盒才是未来汽车拉手盒的设计趋势，才能更好的提升门内护板拉手盒的操作舒适性和便利性。

参考文献

[1] 汽车内外饰设计与实战[M].机械工业出版社，曹渡， 2011.

[2] 张润朝，李红松.浅谈汽车门护板与周边配合设计要点.[J]科技创新与应用， 2015年18期.