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“人车合一”的奥秘——人机工程学在汽车上的应用
2020-12-23 09:38:09· 来源：BJEV工匠
人机工程 在北美被称为人的因素或人机工程,在欧盟被称为Ergonomics，我国引入此学科较晚，现在处于基础研究层面，领域内各专家的观点也不完全一样，我们通常采用
人机工程 在北美被称为“人的因素”或“人机工程”,在欧盟被称为“Ergonomics”，我国引入此学科较晚，现在处于基础研究层面，领域内各专家的观点也不完全一样，我们通常采用人机工程学 (Ergonomics) 这一说法。这个词由两个希腊词的词根复合组成，意思分别是 “用力”和 “正常”。合起来讲就是指人用力正常化。
W B Woodson 的定义为：“人机工程学所要探讨研究的是人与机器相互关系的合理方案，即对人的知觉显示、操纵控制、人机系统设计和布置、作业系统的组合等进行有效的研究，其目的在于获得最高的效率及人在作业时感到安全和舒适”。
人机工程学的研究和在乘用车领域的应用，主要体现在人体坐姿、手伸及界面、上下车舒适性、视野等几个方面。
01 人体坐姿
人体坐姿——通过研究人体尺寸与汽车内部空间的关系及近似车型的舒适人体坐姿，并根据设计车型的空间综合考虑，得出人体坐姿，并可评价其舒适程度。不同的车型会有不同的舒适性要求，不同车型的人体坐姿可见下图：
图/ 不同类型车辆的人体坐姿
为便于文字表述和技术交流，汽车行业使用一系列代码来表示相关坐姿夹角和尺寸。目前的尺寸代码主要出自美国机动车工程师学会的SAE 1100 Motor Vehicle Dimensions机动车尺寸，和中国的国标GB/T 19234-2003乘用车尺寸代码，下图以国标为基础作为示意：
图/ GB/T 19234-2003规定的坐姿尺寸及夹角示意图
应用过程的基本步骤：
a.按照市场定位和目标人群，选择合适的百分位人体模型，确定R点坐标和靠背角 ；
b.用座椅R点坐标初步确定人体模型位置及坐姿；
c.调整人体坐姿，使其尽量在人体舒适范围内；
d.测量各个关节角度及人机参数，满足舒适性范围。
人体舒适参考范围：
由于驾驶员需要对踏板和转向盘进行操作，因此需要在应用过程中对驾驶员和乘员人体坐姿进行分类校核，相应的应用标准会有部分不同，轿车和SUV类车辆的具体的坐姿范围见下表（目前不同学者对舒适范围的定义略有差别，但总体范围基本相同）：
表/ 人体舒适参考范围
02 手伸及界面
主要用于验证仪表板上的主要操纵开关是否符合人机工程学的设计要求，这项要求的符合与否没有法规要求，但是涉及到人机舒适性和行车安全。
图/ 手伸及界面
03 视野
汽车车身设计时应保证驾驶员具有良好的视觉效果，一方面能减轻驾驶员的负担，提高驾驶时的环境适应性；另一方面也是提高汽车驾驶安全性的根本保证之一，所以，在进行布置设计时就必须考虑视野是否符合法规要求。
图/ 内后视镜后视野 图/ 外后视镜后视野
W B Woodson 的定义为：“人机工程学所要探讨研究的是人与机器相互关系的合理方案，即对人的知觉显示、操纵控制、人机系统设计和布置、作业系统的组合等进行有效的研究，其目的在于获得最高的效率及人在作业时感到安全和舒适”。
人机工程学的研究和在乘用车领域的应用，主要体现在人体坐姿、手伸及界面、上下车舒适性、视野等几个方面。
01 人体坐姿
人体坐姿——通过研究人体尺寸与汽车内部空间的关系及近似车型的舒适人体坐姿，并根据设计车型的空间综合考虑，得出人体坐姿，并可评价其舒适程度。不同的车型会有不同的舒适性要求，不同车型的人体坐姿可见下图：
图/ 不同类型车辆的人体坐姿
为便于文字表述和技术交流，汽车行业使用一系列代码来表示相关坐姿夹角和尺寸。目前的尺寸代码主要出自美国机动车工程师学会的SAE 1100 Motor Vehicle Dimensions机动车尺寸，和中国的国标GB/T 19234-2003乘用车尺寸代码，下图以国标为基础作为示意：
图/ GB/T 19234-2003规定的坐姿尺寸及夹角示意图
应用过程的基本步骤：
a.按照市场定位和目标人群，选择合适的百分位人体模型，确定R点坐标和靠背角 ；
b.用座椅R点坐标初步确定人体模型位置及坐姿；
c.调整人体坐姿，使其尽量在人体舒适范围内；
d.测量各个关节角度及人机参数，满足舒适性范围。
人体舒适参考范围：
由于驾驶员需要对踏板和转向盘进行操作，因此需要在应用过程中对驾驶员和乘员人体坐姿进行分类校核，相应的应用标准会有部分不同，轿车和SUV类车辆的具体的坐姿范围见下表（目前不同学者对舒适范围的定义略有差别，但总体范围基本相同）：
表/ 人体舒适参考范围
02 手伸及界面
主要用于验证仪表板上的主要操纵开关是否符合人机工程学的设计要求，这项要求的符合与否没有法规要求，但是涉及到人机舒适性和行车安全。
图/ 手伸及界面
03 视野
汽车车身设计时应保证驾驶员具有良好的视觉效果，一方面能减轻驾驶员的负担，提高驾驶时的环境适应性；另一方面也是提高汽车驾驶安全性的根本保证之一，所以，在进行布置设计时就必须考虑视野是否符合法规要求。
图/ 内后视镜后视野 图/ 外后视镜后视野
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