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摘要：随着科技的进步和社会的发展，安全问题越来越受到人们的重视，交通安全已成为世界各国普遍面临的社会公害。在汽车的设计、制造中应用人机工程学显得尤为重要。
关键词：人机工程学；汽车工程；
1驾驶机构常见的问题的分析
1.1人机匹配问题
人机匹配是指人的特性与机器特性的适当配合。对于驾驶室来说操作空间应与人体外形测量尺寸相适应；操作机构应与人的形体和最佳用力范围相适应，指示仪表及信号应适合人的视觉、听觉和触觉的常规要求等。操作机构是人将信息传给机器的工具。因为人输出信息的部位（口、手、足等）不同和操作要求不同，所以操作机构的种类也很多。汽车上的操作机构比较多，有方向盘，离合器，油门，制动器，等等。在设计时要考虑汽车的动作方向、阻力、速度和安全等因素。如果操纵机构的运动方向与被控制对象的运动方向及仪表显示方向保持一致，操作就会准确及时；也可简化培训过程，改善调节的速度和精度，并减少事故。操作机构存在摩擦、弹性、粘性和惯性等阻力是必要的，这可以产生“操作直接感觉”，使操作连贯，减少振动和过载造成的干扰，保证操作控制的准确性，设计时使汽车操作机构与仪表显示的位移有合适的比率。
1.2人机的功能分配
分析机器的自动化和智能化使其操纵复杂程度提高，对操作者提出了严格要求，操作者的人体功能限制也对机械设计提出了特殊要求。在汽车机构的设计和使用中，这一点体现的尤为明显。人机结合的原则改变了传统的只考虑机械性能的设计思想，提出了同时考虑人与机器两方面因素、以获取最佳技术经济效果的设计思想。人体的功能动作具有对称性及协调性。在对汽车机构操作动作的设计中使操作简便、连贯、协调和省力。通过人机结合的合理设计，有效地提高系统效率。通过对人体特性和机器特性的权衡分析，将人机系统的不同功能恰当地分配给人或机器，称为功能分配。功能分配在汽车机构设计中是提高效率的关键，纵观人类机械设计史可知，造成产品与人体能力之间不甚协调的基本原因有两个，一是在做产品设计时，对人机协调性不够重视，没有认真对待，而是强调人体如何去适应产品。由于人的能力是有限的对产品的适应性也是有限的，所以就不可能达到期望的人机协调性。二是人类对自身生理特点的认识在逐步深化，认识肤浅时则不能提出作为产品设计的约束条件。随着科学技术的发展，使人们从正反两方面的经验教训中认识到人机系统协调关系的重要性。
2人机工程学在汽车设计上的运用
2.1基于人体形态的设计和制造
人体形态方面，不同的性别、不同的人种、不同地区及年龄等都是影响人体形态的因素，人体的身体尺寸、特点各有不同，因此汽车设计时就需要考虑到目标客户的地区、群体的人体形态特点，这也决定了当今社会中，以一种特定的产品规格同时满足不同地区的市场需求是非常困难的。在汽车设计过程中，需要对目标市场的特点和需求确定人体尺寸标准和尺寸范围标准，通常做法是选用5%、50%、95%这三个百分位的人体尺寸（百分位是表示人体尺寸标准小于此值的人数的比例），这三个百分位的人体尺寸分别代表了矮小、中等以及高大这三类人体尺寸特点。而一款产品应该满足5%到95%百分位这部分群体的需求，相应的设计参数也应该跟群体相对应。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如在具体设计中，车身高度的最大值可以按95%百分位的人体尺寸进行设计，这一设计方法已经应用得非常成熟。但是随着汽车业的不断发展，汽车市场也在不断细分，根据不同的细分市场，汽车所需要针对的客户群体也种类繁多，整个车的设计都以目标客户的人体形态特点进行设计，这也体现了设计以人为本的理念。
2.2基于人体感官的设计要求
人的感官包括视觉、听觉、触觉等，而视觉在汽车安全工程中的应用最为重要。在汽车高速行驶时，驾驶员的视角、视野受汽车本身影响，在该过程中人对颜色的分辨力、视物的灵敏度等都将受到影响，因此就需要充分考虑到汽车的前挡风玻璃、仪表板以及仪表的设计，通过具体的设计，保证驾驶者能够拥有足够的视野，帮助驾驶者迅速辨别信号，降低失误等，确保驾驶者的人身安全。第一，根据人的正常视角、视距确定仪表的大小、位置、距离，通常来讲，普通人的正常视距为45-70cm，视觉效率最高的视角为40°左右，其中又以视野中心30°的范围内影像最为清晰。基于此，需要将最重要的、使用频率最高的仪表设计在视野中心30°的范围内，次要及使用频率较低的放在视野中心30°-60°之间。第二，按人的视觉惯性排列仪表的顺序。从空间角度来讲，人的观察顺序一般为从上往下，从左往右以及顺时针转动，因此仪表设计时应遵从这一规律。随着汽车智能化程度的增高，仪表逐渐增多，为了方便驾驶者观察数据，应对仪表进行功能区划，并且仪表的刻度线粗细分明，间距合理。另外，仪表盘上应具备相应的照明装置，改善驾驶者的用眼环境，减轻驾驶者的视觉疲劳。第三，为了提高行车安全性，必须提高汽车的视野性能。汽车的后视野与后视镜的布置、尺寸、可调角度及镜面光学特性有关，还与人眼的视觉规律、人体测量的统计尺寸及驾驶员的眼椭圆等有关，设计时必须考虑这些因素。除了视觉之外，针对听觉、触觉等感官因素，汽车设计和制造中也大量应用了人机工程学的理论。
2.3基于操控性能的汽车设计
要考虑驾驶者在不同的驾驶状态下，尤其要考虑到驾驶者的驾驶姿势不尽相同，因此这要求操控汽车时所需要的力量、距离及反应时间等应该在一定范围内，且尽可能地减少驾驶者的疲劳程度。为实现这一目的，汽车设计也进行了非常多的努力和尝试，如转向助力器的出现就是为了实现减轻操纵力目的，又如大量的研究试验发现，人在采用坐姿的情况下，腿的蹬踏力量在过臀部水平线下方20°左右达到一个较大值，而且此时的操纵性也较为理想，因此汽车的制动踏板设计在这一位置。人体在不同的驾驶姿势时，不同的肌肉群在进行控制，其动作的灵活性、反应速度以及频率都不尽相同，因此，针对不同的操控频率要求，设计与之相对应的动作方式来实现。
2.4基于力学特性的设计要求
人在坐姿不同时，用力的大小不同。比如：转向助力器就是为了操纵轻便而设计的。人体在不同姿态下的最大拉力和最大推力也不相同，人体在不同姿态下使用不同的肌肉群进行工作，动作的速度、灵便性和最高频率都不相同。例如：手指可以较高的频率进行敲击，而腿的反复伸缩具有较低的频率。因此，在操纵频率不同的情况下，要选用不同的动作方式来完成。
总结：随着数字化设计应用的不断深入，人机工程应用在汽车设计和汽车制造中的方法也更加精确，符合人机工程、人性化的设计是最实在，同时也是最前沿的潮流与趋势，是一种人文精神的体现，是人与产品完美和谐的结合。
参考文献：
[1]何海泉.人机工程学在汽车工程中的应用[J].新视野，2013（1）.
[2]李鹏.论人机工程学优化在汽车工程中的应用[J].价值工程，2010.
[3]张立斌.人机工程学及其在汽车设计中的应用[J].汽车运用，2009（07）.
论文作者:祝传森
论文发表刊物:《中国经济社会论坛》学术版2018年第9期
论文发表时间:2019/5/6
标签：人机论文; 汽车论文; 人体论文; 驾驶者论文; 操作论文; 工程学论文; 尺寸论文; 《中国经济社会论坛》学术版2018年第9期论文;