汽车人机工程学-2解析
汽车人机工程学 (2)
汽车人机工程学引言汽车人机工程学是研究汽车与人机交互的多学科领域，主要涉及人类工程学、心理学、计算机科学和汽车工程等方面的知识。
随着科技的不断进步，人们对汽车的需求也越来越多样化，因此人机工程学在汽车设计和生产中起着至关重要的作用。
本文将探讨汽车人机工程学的基本概念、应用和未来的发展方向。
基本概念汽车人机工程学旨在提高汽车的人机交互效果，使驾驶者更加舒适和安全地操控汽车。
它涉及的主要概念和原理如下：人类工程学人类工程学是研究人与机械系统相互作用的科学，将人的生理和心理特征与机械系统的设计原则相结合。
在汽车人机工程学中，人类工程学的原理被应用于汽车仪表盘、座椅、操纵杆等部件的设计，以提高驾驶者的舒适度和操作便利性。
心理学心理学在汽车人机工程学中扮演着重要的角色。
通过研究驾驶者的认知和决策过程，可以了解他们对车辆信息和操作的感知和处理能力。
这些心理学原理被用于设计仪表盘显示界面、车辆警示和提示系统，以及驾驶员信息反馈等方面，以提高驾驶者的注意力和反应时间。
计算机科学随着计算机科学的发展，汽车人机工程学中的计算机技术也得以广泛应用。
计算机技术被用于设计交互界面、智能驾驶系统和车载娱乐系统等。
通过人机界面的设计和优化，可以实现更方便的操作和更智能化的驾驶体验。
汽车工程汽车工程是汽车人机工程学的重要组成部分。
了解汽车的结构和性能特点，可以更好地理解驾驶者与汽车之间的交互关系。
在设计汽车人机界面时，需要考虑车辆的操控性能、安全性和舒适度等因素。
应用汽车人机工程学的应用广泛存在于汽车制造业和汽车技术研发领域，其具体应用如下：1.车辆仪表盘设计：根据人类工程学原理，优化仪表盘布局和显示，以提供准确而易于理解的车辆信息。
2.车辆警示和提示系统：通过心理学原理，设计警示和提示系统，提醒驾驶者注意车辆的安全状况。
3.驾驶员信息反馈：通过计算机技术，设计反馈系统，及时向驾驶员提供操作指导和建议。
4.车辆人机交互界面设计：结合人类工程学和计算机科学原理，设计易于操作和高效的界面，提供更好的驾驶体验。
浅谈车辆人机工程学之
浅谈车辆人机工程学之——人的皮肤感觉特性皮肤感觉（cutaneous sense ）是由皮肤感受器官所产生的感觉。
皮肤感觉包括触觉、压觉、振动觉、痛觉、冷觉和温度觉。
人的皮肤感受器中的神经感受器有环层小体，触压感受器等。
1897年弗雷（M．von．Frey）首先阐明皮肤感觉是包括数种感觉，并证明存在有各自不同的感受器。
这些感受器距皮肤表面的深度各不相同，在形态上也有差别。
皮肤感觉具有所谓体感觉的特性，与深部感觉协同，参与内部的辨别，特别是体部的相互位置和运动的感觉。
例如当前臂的触觉发生麻痹时，便会失去正常的位置感。
体内的本体感受器在本质上大多不外是触感受器，或压感受器（例如肌鞘和内脏壁的帕氏小体），在节肢动物中，参与附肢姿势感觉的钟形感觉体和位毛（德Stellun－gshaar）等，原来都不过是体表的压感受器和触刚毛。
此外，呵痒感（tickling）、痒感（itching）、性感等可以看作是皮肤感觉特别是触感觉的变态或复合物，也许带有器官感觉的性质。
皮肤感觉是一个笼统的称呼，皮肤上能分辨出来的感觉包括触觉、压觉、振动觉、温觉、冷觉和痛觉。
刺激作用于皮肤，未引起皮肤变形时产生的是触觉，引起皮肤变形时便产生压觉。
触觉、压觉都是被动的触觉；触觉和振动觉结合产生的触摸觉则是主动的触觉。
人体皮肤内分布着多种感受器，能产生多种感觉。
主要的感受器是：触觉感受器、温度感受器和痛觉感受器。
一、触觉1、触觉的分类通常把触觉分为两类：（1）触-压觉触-压觉按所受刺激的强度不同，又可分为接触觉和压觉，轻轻的刺激产生接触觉；刺激强度增大就产生压觉。
触-压觉没有人手主动的参与，故称为被动触觉（2）触-摸觉触-摸觉是皮肤感觉与肌肉运动感觉的结合，也称为皮肤-运动觉或触觉-运动觉。
触-摸觉是在高级神经支配下，通过手的运动感觉和皮肤感觉把信息传给大脑综合分析后，判别出人体与被触摸物体之间的相对空间位置。
由于触-摸觉有人手主运动参与，故称为主动触觉。
(完整)车辆人机学课件精品PPT资料精品PPT资料
用数第字5特0征百：分均位值人μ体，尺标寸准作差为σ产。品尺寸“设计按的”依据。减12mm 、“推”和“搬”减25mm，“取”（卡、票等） 确定了正常驾驶或乘坐的座椅最后位置减；20mm 。
➢ 心理修正量
考虑心理因素（如压抑感、恐惧感、美观等）而加的尺寸修正量。
产品功能尺寸的设定
产品最小功能尺寸＝人体尺寸百分位数＋功能修正量
车辆 人 机 工 程 学
人体尺寸在设计中的应用举例 城市客车扶手横杆高度的确定：
1.按乘客“抓得住”设计 男女通用，小尺寸设计（ⅡB型产品尺寸设计），选P5女， 由GB/T 13547查得“双臂功能上举高”(18~55岁）为1741mm， 加穿鞋修正量20mm，横杆高度应小于1761mm。
2.按乘客“不碰头”设计 男女通用，大尺寸设计（ⅡA型产品尺寸设计），选P95男， 由GB/T 10000查得“身高”(18~60岁）为1775mm， 加穿鞋修正量25mm、横杆半径15mm，横杆高度应大于1815mm。
车辆 人 机 工 程 学
GB/T 12985《在产品设计中应用人体尺寸百分位数正量：考虑穿鞋、戴帽、穿衣后的尺寸变化量。 考 模虑拟心胸理 部因 的素 部（ 分如 尺压 寸抑 、感质、 量恐 及惧 皮感 肤如、 的美 力：观 学着等 响） 应衣而 特修加 性的 。正尺量寸修：正坐量。姿的坐高、眼高、肩高、肘高加6mm,胸厚加 只用代表“小个”的人体尺寸百分位数10作m为m尺,臀寸下膝限距值的加设2计0依m据m。。
满模穿足拟鞋度 人 修可体正由坐量设姿：计的立依姿H点据的位的身置人高。体、百眼分高操位、作算肩得高4修4。、m正肘m高量、。：手功考能虑高、不会同阴高操等作，男动子作加2（5m如m，用女手子加指20、mm手。掌、手臂操作）引
人机工程学汽车驾驶员座椅2讲解
（2）椭圆中心计算：椭圆中心三坐标分量Xc , Yc和Zc分别以PRP，y零平面和过AHP 水平面为定位基准计算公式为
Xc
664
0.587L6 - 0.176H30 -12.5t
CM 2
CF
cos
Ycl W 20 32.5
Ycr W 20 32.5
H
驾驶员室内操作手伸及最大空间界面的确定
手伸及界面的形状
驾驶员室内操作手伸及最大空间界面的确定
汽车驾驶员的手伸及界面
手伸界面（曲面表格示范）
驾驶员室内操作手伸及最大空间界面的确定
与手伸及界面有关的驾驶室内尺寸
检验驾驶员手伸及界面的步骤：
1)测量驾驶室的以下几项尺寸(图3-36)。 H30、A40、W9、A18、L11、H17、A42
x97 .5 x95
936 .6 0.613879 913 .7 0.672316
z 0.00186247 z 0.00195530
z2 z2
x90 x50
885 .0 0.735374 793 .7 0.968793
z 0.00201650 z 0.00225518
-1 10
五：座椅的构成
头枕
安全带固定点
汽车人机工程学
第六章 汽车人机 工程学
人体模型和工具
相关定位基准和 尺寸代号
造型和内饰设计 相关工作 概述
H点二维人体模 型
H点三维人体模 型
眼椭球
头廓包络
驾驶员手伸及界 面
其它人体工具
头廓包络
头廓包络是指不同身材的驾驶员和乘员在适意的驾驶和乘坐姿势时 ，他们头部的空间分布范围，用以确定车身内部顶棚的高度。根据 其用途，头廓包络只取其上半部分，其基本形状为椭球面。
A类车和B类车的区别主要就是：H30-座椅高度，TH17、TL23－座椅行程，A40－靠 背角，这几个参数取值范围的不同。
如表，是G小于-1.25、50%性别构成、使用盆骨和肩部安全带约束条件下的手伸及 界面数据表
其它人体工具
在方向盘、仪表台以及安全带的设计中，需要考虑驾驶员膝 盖、小腿和腹部占据的空间范围，对应的人体工具是驾驶员 对离合器踏板和加速踏板的胫膝位置、驾驶员腹部位置。在 SAE标准中，针对载货汽车驾驶员给出这两种工具，表现为二 维曲线轮廓，都为一定大小的圆弧。其尺寸和定位参数具体 参见SAE J1521和SAE J1522标准。
第六章 汽车人机 工程学
人体模型和工具
相关定位基准和 尺寸代号
造型和内饰设计 相关工作 概述
H点二维人体模 型
H点三维人体模 型
眼椭球
头廓包络
驾驶员手伸及界 面
其它人体工具
界面的定义及三 种操作任务
界面的定位基准 界面的数据表达
驾驶员手伸及界面是驾驶员 前方的空间曲面。根据操纵 任务的不同，表现为三个曲 面。 • 三指抓握方式的伸及界面 • 指按的伸及界面 • 手握方式的伸及界面
H点三维数字模型： H点设计工具 HPD（H-Point Design Tool） 进行乘员的布置设计
车辆人机工程学
各国量产车内饰色彩
德国奥迪A6的内饰色彩设计有黑色、浅灰、米色。黑色显得沉稳，浅灰稍显低调，米色显得高 贵大气。而奥迪A8内饰色彩有梧桐灰色和大理石灰色两种搭配。 日系车新逍客红黑内饰搭配使内饰空间更加灵活、时尚和精致。新天籁内饰均采用了黑色，彰 显高贵和大气。 美国雪佛兰爱唯欧内饰色彩有两款颜色：保守银灰色和彩色砖红色，配合个性时尚的中控和仪 表造型，特别强调科技感，彩色内饰搭配了砖红色，使人感觉更有活力，符合年轻人的审美。 目前中国的汽车内饰色彩选择比较单一，如长安逸动就只有一款米色的内饰颜色。
这款概念车运用了液态金属蓝，使其轮廓更加明显。
保时捷PST金属蓝车身
内饰颜色整体都是棕红色，真皮座椅和方向盘以棕红色为主，形成鲜明的 立体感，棕红色和亮银色金属双色包围着驾驶室，塑造出保时捷特有的美感， 内饰色彩感能让人感觉到：特别韵味，品质无暇，空间宽敞。
保时捷PST内饰色彩设计
宝马BMW
宝马BMW i8概念车蓝色的装饰曲线把车门踏板的动态体现得淋漓尽致。这种设计 突显概念车的动态理念，完美流线更是体现车的轻盈之态。而车门与顶棚独特透明设 计更是使得概念车的内外完美结合。
色彩构成
色彩构成是艺术设计的基础理论之一，它与平面构成及立体构成有着不可 分割的关系，色彩不能脱离形体、空间、位置、面积、肌理等而独立存在。
色彩要素
色彩的三要素： 色相，用来区分各种颜色，如红绿蓝等。 纯度，代表色彩的深浅。 明度，代表色彩的明暗。
色彩地位
色彩在汽车制造中的地位越来越重要： 色彩营销对汽车营销而言是十分重要的，利用色彩使产品和服务更有价值， 充分考虑消费者的情感和个体等方面。在对品牌进行设计以及提供产品服务时 ，将品牌文化展示出来。
消费7秒钟定律：通常人们在决定购卖商品买和不买之间做出的决定的时间。
人机工程学测试题附答案解析
人机工程学测试题附答案解析二、简答题（30分）1、人机工程学主要研究的是人、机、环境三者之间的关系，简述这三者的含义。
答：人——指操作者或使用者（1分）；机——泛指人操作或使用的物，可以是机器。
也可以是用具、工具或设施、设备等；（2分）环境——是指人、机所处的周围环境，如作业场所和空间、物理化学环境和社会环境等；（2分）人—机—环境系统——是指由共处于同一时间和空间的人与其所使用的机以及它们所处的周围环境所构成的系统。
（1分）2、在设计室空间的灯具安装位置时，有空腔和空腔率的概念。
请简述空腔的种类及各类所包含的围。
答：空腔类型：顶棚空腔、房间空腔、地板空腔。
（0.5分／项）顶棚空腔：天花板到灯具下母线之间的空间围；（1.5分）房间空腔：灯具下母线到操作面之间的空间围；（1.5分）地板空腔：操作面到地板之间的空间围。
（1.5分）3、简述舒适性的类型，并解释。
答：类型：行为舒适性（2分）、知觉舒适性（2分）。
解释（2分）。
4、使图形稳定、清楚的条件有哪些？（答出一点得1分，总分6分）答：1）面积小的部分比大的部分容易形成图形；2）同周围环境的亮度差别大的部分比差别小的部分容易形成图形。
3）亮的部分比暗的部分容易形成图形；4）含有暖色色相的部分比冷色色相部分容易形成图形；5）向垂直、水平方向扩展的部分比向斜向扩展的容易形成图形；6）对称的部分比带有非对称的部分容易形成图形；7）具有幅宽相等的部分比幅宽不等的部分容易形成图形；8）与下边相联系的部分比上边垂落下来的部分容易形成图形；9）与活动着的部分比静止的部分容易形成图形。
5、什么是旷奥度？答：空间的旷奥度：空间的开放性与封闭性。
（2分）旷：开放性（2分）奥：封闭性（2分）三、论述题（40分）1、知觉的基本特性有哪些？并举图例说明。
答：整体性、选择性、理解性、恒常性、错觉（4分，少一项扣一分），举例说明（4分，少一项扣一分）2、分析图2中的色视野图，在空白位置填上合适的色觉，并对色视野图进行分析，最后举出在实际设计中的应用实例。
汽车的人机工程学
汽车的人机工程学汽车驾驶座椅布置设计H 点人体模型中的H点是人体身躯与大腿的连接点,即跨点(Hip Point) ,它是与操作方便性及坐姿舒适性相关的车内尺寸的基准点。
驾驶员以正常姿势入座后,其体重的大部分通过臀部由座椅和坐垫来支撑,一部分通过背部和腰部由靠背来承受,另一部分通过左右手作用于方向盘上。
在这种特定的约束坐姿下,驾驶员在操作时身躯上部的活动必然是绕过实际H 点的横向水平轴线的转动。
人机工程学专家从多方面研究表明为了减轻驾驶员驾驶时的疲劳,驾驶员身体各部分之间的夹角应当保持在某一合理的范围之内, 这些角度称为舒适角(见图1 )H 点的分布区域的约束条件有如下几方面:( 1 ) 下肢舒适性约束：以驾驶员下肢的关节角度的舒适性作为约束来计算H点分布区域。
( 2 ) 上肢舒适性约束：以驾驶员上肢的关节角度的舒适性作为约束来计算H 点分布区域。
( 3 ) 视野约束：以保证驾驶员视野舒适性为约束条件计算H 点分布区域。
根据人体关节与驾驶室之间的几何关系,推导出舒适角计算公式, 以舒适角在舒适范围内和方向盘与身体不发生干涉为约束条件,确定合理的跨点高度、座椅水平调节量、靠背椅调节范围和方向盘位置及倾角, 然后利用计算结果绘制驾驶员上下视野极限,进行校正,找到合适点, 如图2 所示。
驾驶员在驾驶室中的坐姿几何关系如图3 所示。
A 点为驾驶员的脚和地面的接触点, B 点为人的膝关节点, C 点为人的肩关节点, H 点为人的胯关节点, D 点为人的肘关节点, E点为人的腕关节点, F 点为方向盘的中心,α1 为小腿和脚的夹角,α2 为大腿和小腿的夹角,α3 为大腿和躯干的夹角,α4 为躯干和铅垂线的夹角,α5 为大臂和小臂的夹角,αk 为大臂和躯干的夹角, X 为踏板和胯关节点距离, Z 为胯关节点的高度, L 为转向杆的长度, XE 和ZE 分别为腕关节到转向器的水平和垂直距离, XF 和ZF 分别为方向盘中心到转向器的水平和垂直距离,αF 为转向杆和水平线的夹角,人体尺寸对于特定的百分位是常量。
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别表示项目的部位,相应用 13 张表分别列出各
年龄段、各常用百分位的各项人体尺寸数据。
人体主要尺寸
男（18～60岁） 1 5 10 50 90 95 99
1.1 身高/mm 1.2 体重/kg 1.3 上臂长 /mm 1.4 前臂长 /mm 1.5 大腿长 /mm 1.6 小腿长 /mm
女（18～55岁） 1 5 10 50 90 95 99 1149 1484 1503 1570 1640 1659 1697 39 42 44 52 63 66 74 252 262 267 284 303 308 319 185 193 198 213 229 234 242 387 402 410 438 467 476 494 300 313 319 344 370 376 390
第2章 人体参数
1 3 2
人体测量 人体尺寸
人体测量数据的应用 人体模型
3 4
人体测量
分 类
参照系
项目/方法
统计特征
回到目录
人体测量的分类
1. 静止形态参数的测量
2. 活动范围参数的测量
3. 生理学参数的测量 4. 生物力学参数的测量
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人体测量的参照系
测量基准轴： 1. 铅垂轴 2. 矢状轴 3. 冠状轴 测量基准面： 1. 矢状面 2. 冠状面 3. 水平面 4. 眼耳平面
立姿人体尺寸
男（18～60岁） 1
2.1 眼高 /mm 2.2 肩高 /kg 2.3 肘高 /mm 2.4手功 能高/mm 2.5 会阴 高/mm 2.6胫骨 点高/mm
女（18～55岁） 99 1 5 10 50 90 95 99
5
10
50
90
95
1436 1471 1495 1568 1643 1664 1705 1244 1281 1299 1367 1435 1455 1494 925 954 968 1024 1079 1096 1128 656 680 693 741 787 801 828 701 728 741 790 840 856 887 394 409 417 444 472 481 498
337 1371 1388 1454 1522 1541 1579 1166 1195 1211 1271 1333 1350 1385 873 899 913 960 1009 1023 1050 630 650 662 704 746 757 778 648 673 686 732 779 792 819 363 377 384 410 437 444 459
人体测量的项目和方法
测量方向
1.人体上下方向 上方称为头侧端,下方 称为足侧端。 2.人体左右方向 靠近正中矢状面的方向 称为内侧,远离正中矢状面的方向称为外侧。 3.四肢方向 靠近四肢附着部位的方向称 为近位,远离四肢附着部位的方向称为远位。 4.上肢方向 指向桡骨侧的方向称为桡侧, 指向尺骨侧的方向称为尺侧。 5.下肢方向 指向胫骨侧的方向称为胫侧, 指向腓骨侧的方向称为腓侧。
5
10
50
90
95
836 858 870 908 599 615 624 657 729 749 761 798 539 557 566 598 214 228 235 263 103 112 116 130 441 456 464 493 372 383 389 413 407 421 429 457
人体测量的项目和方法
测量项目
我国国家标准 GB 3975-83 《人体测量术
语》中规定了人体测量参数的测点和测量项目, 其中 ,头部测点 16 个、测量项目 12 项；驱干 和四肢部位的测点22 个、测量项目 69 项。
GB 5703-85 《人体测量方法》中规定了适 用于成年人和青少年的人体参数测量方法。
1543 1583 1604 1678 1754 1775 1814 44 48 50 59 71 75 83 279 289 294 313 333 338 349 206 216 220 237 253 258 268 413 428 436 465 496 505 523 324 338 344 369 396 403 419
坐姿人体尺寸
坐姿人体尺寸
男（18～60岁） 1
3.1 坐高/mm 3.2 颈锥点高 /mm 3.3 坐姿眼高 /mm 3.4 坐姿肩高 /mm 3.5 坐姿肘高 /mm 3.6坐姿大腿厚 /mm 3.7 坐姿膝高 /mm 3.8 小腿加足高 /mm 3.9 坐深/mm 3.10 臀膝距 /mm
女（18～55岁） 99 979 719 868 659 312 160 1 5 10 50 90 95 99
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人体挺胸直立,头部以眼耳平面定位 ,眼睛平视 前方,肩部放松,上肢自然下垂,手伸直,手掌朝向 体侧 , 手指轻贴大腿侧面 , 膝部自然伸直 , 左、右 足后跟并拢,前端分开,使两足大致呈 45°夹角, 体重均匀分布于两足。 2.坐姿 被测者挺胸坐在被调节到腓骨头高度的平面上 , 头部以眼耳平面定位 ,眼睛平视前方,左、右大腿 大致平行 , 膝弯屈大致成直角 , 足平放在地面上 , 手轻放在大腿上。
回到上一级
人 体 尺 寸
1 2 3
我国成年人的
人体结构尺寸
我国成年人的
人体功能尺寸
人体参数的
计算方法
回到目录
我国成年人的人体结构尺寸
国家标准GB 10000-88《中国成年人人体尺 寸》按照人机工程学的要求提供了我国成年人 人体尺寸的基础数据。标准中总共给出 7 类 47 项人体尺寸基础数据。标准中用 7 幅图分
人体测量的项目和方法
支撑面和衣着 立姿测量时站立的地面或平台、坐姿测量 时的座椅平面应当是水平、稳固、不可压缩的。 要求被测者裸体或穿着尽量少的内衣(例如,只 穿内裤和汗背心)进行测量。
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人体测量的统计特征
常用的统计特征参数有均值、方差、标准 差、百分位数等。人体测量的数据常以百分位 数来表示人体尺寸的等级,百分位数是一种位臵 指标,一个界值,以符号 PK表示。一个百分位数 将总体或样本的全部测量值分为两部分,有K%的 测量值等于或小于此数,有(100-K)%的测量值大 于此数。最常用的是第 5、50、95 三个百分位 数,分别记作 P5 、P50、P95。