摘要：人体工程学在汽车总装配中的应用越来越被人们所重视，在进行工艺设计时，就要注意到人体的诸多因素和人的生理等方面的知识，实现工位最佳化设计。研究人和生产工具、工作环境、工作制度等方面的关系，设计适应于人的特性的生产工作系统。充分发挥人的劳动能量，提高生产效率，改善工作环境和劳动条件，增进工人健康，改进生产组织和制度，从而使企业获得好的经济效益。本文对汽车装配工艺设计中人体工程学的应用做了简要的概述。
关键词：人体工程系；汽车；装配工艺设计
人体工程学是20世纪70年代初迅速发展起来的一门新兴学科，它从人的生理和心理出发，研究人-机-环境相互关系和相互作用的规律，并使人-机系统工作效能达到最佳。人体工程学在汽车设计中的应用，国已有多项成果，研究内容也日趋深广。其中的一些研究对解决汽车设计如何适应人体要求，从而提高人机系统的工作效能具有重要作用
1 汽车人体工程学的研究内容
汽车人体工程学是一门综合性的科学。就其理论体系而言，它具有人体科学与技术科学相结合的特征。就其内容来说，它与汽车工程技术科学不可分割之外，上与工程心理学、生理学、人体解剖学、人体测量学、信息论及色彩学等学科还有着致密的关系。例如工程心理学及信息论中有关人的信息传递理论的基本原理乃是人-汽车-环境系统之间信息传递设计的依据；生理解剖学中关于人体脊椎结构的生理特点施汽车乘员的驾驶员舒适坐姿设计的根据；人体测量学中有关肢体静态和动态测量结果是汽车驾驶室乘客尺寸、操纵杆件动作力、踏板行程等合理选择的必须资料。人的色彩视觉规律在很大程度上可以认为施车内涉及车身色彩设计的指南，等等。由此可知，汽车人体工程学的研究内容涉及到很多个学科。
为了加速我国汽车事业的发展，有计划有步骤的开展以下内容的汽车人体工学的应用作用，作者认为是必要的。这些内容包括：
(1) 人的信息传递理论在人-汽车-环境系统中的应用研究；
(2) 驾驶员眼椭圆与汽车视野性能的研究；
(3) 坐姿下驾驶员肢体的操作力和伸及界面与驾驶室操作空间合理设计的研究；
(4) 人的视觉特征在仪表板显示系统设计中的应用研究；
(5) 我国人体腰曲弧线与驾驶员及乘员舒适坐姿的研究；
(6) 人体的振动体觉与汽车悬挂座椅系统设计的研究；
(7) 人的耐冲击能力与撞车安全装置的研究；
(8) 驾驶员传递函数及人-汽车系统稳定性分析的研究；
(9) 色彩学在汽车车身造型及车身内饰设计中的应用研究；
(10) 车内小环境宜人性的研究。
2人体尺寸
人体尺寸决定了人体所占据的几何空间大小和人体的活动范围，是确定车身室内有效空间和进行内饰布置的主要依据。汽车车身设计主要是以人为中心进行的，但是在实际设计过程中，为了避免身体伤害，灵活调整驾驶员驾驶姿势，节约设计经费与时间，工程上引进了更加直观的人体模型代替真人进行汽车车身设计。
2.1 百分位
百分位表示人体的某项基础数据对于使用对象中有百分之几的人可适用，它是人体工程学中一条基本的设计原则。百分位最简单分为三档，即第5百分位、第50百分位、第95百分位。有时，由于地域辽阔、自然环境复杂、人体差异较大等原因，百分位的档数需要适当增多。车身设计中一般采用5%、50%和95%三种百分位的人体尺寸，分别代表矮小身材、平均身材和高大身材的人体尺寸。
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2.2 我国人体尺寸
1989年7月1日我国正式实施了国家标准《中国成年人人体尺寸》，分7档公布数据，即第1、第5、第10、第50，第90、第95、第99百分位，以方便使用。但此标准无关节之间的尺寸，对车身内部布置的使用意义不大，1993年11月我国标准化与信息分类编码研究所提供了人体模板和人体尺寸，为车身内部布置提供了中国人体数据依据。
2.3 操作时的基本姿势
在汽车装配过程中，尽量不采用D、E和F三种姿势，这三种工作姿势除了正常的能量消耗外，还得消耗附加在肌肉的能量，同时稚间盘所承受的负担过重。所以要很好地应用人体工程学对操作姿势进行研究和分析，以便更好地设计装配工艺。在正常工作情况下，平均能量消耗不要超过人最大需氧量的33%，平均心跳速度要小于nZ次/分。因此，在汽车装配操作工艺设计时必须注意下列因素：
1）汽车装配零部件的质量和装配位置的难易程度。
2）操作的频率、延续时间和操作速度。
3）操作时身体姿势和用力技巧。
4）躯干和四肢的运动量及操作形式。
5）操作者的性别身体高低和体力状况。以上五点，在汽车装配工艺设计中，都要很好地考虑，以设计出良好的装配工艺和装配过程。
2.4 驾驶员的手伸及界面
驾驶员手伸及界面系指驾驶员以正常驾驶姿势坐在汽车座椅上、身系安全带、一手握住方向盘时另一手所能伸及的最大空间范围.试验结果表明，驾驶员手伸及界面是一形似橄榄的椭球面。因此，有时也称为手伸及椭球不同身材的男女驾驶员的手伸及能力不同，因此对应有不同百分位的手伸及界面。
车内一切由驾驶员直接操作的杆件和仪表板上的各种控制钮件的位置，均应在手伸及界正常驾驶姿势就可以顺利操作。
3 工艺设计中的实际应用
在汽车装配工艺设计中应用人体工程学，是近几年才开始有所认识，有所应用的。联邦德国弗朗霍夫学会对总装厂的技术咨询和在汽车装配混流生产线工艺联合设计中，要求操作工位设计考虑人体工程学。工艺装备的设计、工具的吊挂、设备的控制系统等都要以适应到操作者的使用为原则。工艺设计原则：
1）减轻工具质量，采用弹性绳悬吊起来。人的肌肉疲劳时间是随手工工具质量成指数下降，采用悬吊方式和减轻工具质量可使操作者肌肉用力程度减到最低限度。
2）避免操作者长时间弯腰、身体侧曲的工作姿势。
3）操作工位的设计应使操作者的头部旋转不超过30。，否则会引起操作者脖颈伸张疲劳。
4）膀臂离开下垂位置的角度要小于30。，使肘部紧靠身体，以减少肩关节的疲劳。同时，要避免经常性的前伸、侧抬和士举动作。
5）使用手工工具应该设计得使手和前臂在一根轴线上，避免腕肘尺骨的弯曲操作。
6）其它因素：装配工位的照明度要求，大、中零部件装配为300勒克斯；小件装配或分装地要求亮度为500勒克斯。又裨音的要求，一般不超过85分贝，高于90分贝时要戴上防护罩。还应注意到车间里通风、室温等环境。以上几点在工艺设计时都应考虑到。
4 结语
人体工程学在汽车装配中的应用，国外在本世纪50年代开始研究和应用，而我国还处于初级阶段，堕待开发、应用和完善提高.从而使汽车装配的工具、设备、工装和操作工位的工艺设计适合人体的因素，使工作效率达到最佳化。
参考文献：
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[2] 李璐伶.论汽车设计中人体工程学的应用[J].探索科学，2016（3）.
[3] 卢志文，庞兴华，赵书展.基于人体工程学约束的汽车驾驶员动态H点人体机构的研究[J].交通信息与安全，2006（24）.
论文作者:田尧
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/10
标签：人体论文; 汽车论文; 工程学论文; 驾驶员论文; 操作论文; 工艺论文; 百分论文; 《基层建设》2017年第15期论文;