公共汽车驾驶室人机分析和改良.docx
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公共汽车驾驶室人机分析和改良
平安人机
课程设计
课程平安人机课程设计
题目公共汽车驾驶室的人机工程分析与改良
院系平安与环境工程系
专业班级平安技术治理安专0901班
学生姓名周珂
学号005
指导教师刘爱群
完成时刻2020年11月30日
公共汽车驾驶室的人机工程分析与改良
平安技术治理:
周珂
指导教师:
刘爱群
【摘 要】:
平安人机工程是从平安的角度和着眼点,研究人与机的关系的一门工程技术,其立足点是平安,以对在活动进程中的人实行爱惜为目的,要紧论述人与机应维持什么样的关系才能保证人的平安。
本次平安人机课程设计,依据人机工程学的原理,从“机宜人”的角度对汽车驾驶室作业空间设计的宜人性进行综合评判与改良设计。
以求在本次平安人机课程设计进程中发觉存在的隐患问题,并提出相应的改良设计方法,同时不断丰硕自己的专业知识,提高专业知识应用能力,为尔后的进展奠定基础。
【关键字】:
机宜人、宜人性、分析、改良设计
【Abstract】:
Safeman-machineengineeringfromsafeAngleandfocusofhumanandmachinerelationshipisanengineeringtechnology,itsfootholdissafe,tothepersonintheprocessoftheprotectionforthepurpose,mainlyexpoundsthehumanandmachineshouldkeepwhatkindofrelationshiptothesurety'ssafety.Thesafeman-machinecurriculumdesign,basedonthetheoryofhuman-computerengineering,from"angerperson"Angletoautomobilecabinassignmentsofspatialdesignagreeablenesscomprehensiveevaluationandimprovementdesign.Forinthissafeman-machinecurriculumdesignprocessfoundthehiddentroubleinproblemsandputsforwardthecorrespondingimprovementmeasuresdesigned,andconstantlyenrichtheirknowledge,improvetheirprofessionalknowledgeapplicationability,layingthefoundationforthefuturedevelopment.
【keywords】:
anger,agreeableness,analysisandevaluation,designimprovement
1、引言
随着我国加入WTO和经济全世界化,我国汽车企业面临着庞大的挑战,其竞争的核心是如何充分知足顾客的需要。
而调查说明,随着我国经济的进展和人民生活水平的不断提高,人们对汽车的性能(诸如:
动力性、经济性、舒适性和平安性等)要求愈来愈高。
其中,舒适性和平安性更是最近几年来的热点,而这两项性能与驾驶室设计的宜人性有专门大的关系。
驾驶室设计的宜人性不仅关系到驾驶员舒适、平安和身心健康,而且进一步阻碍到整车性能和市场竞争力。
因此,本次平安人机课程设计将在参阅有关资料、进行实地测量的基础上,开展对公共汽车驾驶室设计的宜人性评判研究,并以平安、和谐舒适为目标,针对有关问题,提出建议和相关改良设计方法。
汽车驾驶室的宜人性,即“机宜人”,指的是驾驶室的设计要充分考虑驾驶员的体质、生理、心理、智力、审美和社会价值观念等素养条件的要求,包括:
信息显示既便于同意又易于做出判定;操纵元件的尺寸、力度、位置、结构、形式均适合操作者的需要;座椅的设计应保证驾驶员的乘坐舒适性;工具、用品、器具的利用驾轻就熟,能充分发挥利用效率;驾驶员所处的作业环境舒适平安,有利于身心健康,能充分发挥人的功能等。
在公共汽车驾驶室的平安人机关系研究中,要紧针对驾驶员的驾驶进行分析评判和研究。
驾驶员在驾驶时,手握方向盘坐于座椅上,维持驾驶姿势,眼睛注视车内外信息,同时通过其他感觉器官来同意信息,然后通过大脑的加工、决策,然后通过手、脚来操纵操纵系统做出反映,来改变汽车的行驶状态。
本章将运用平安人机工程学的原理和方式对阻碍驾驶员作业的平安性、准确性、舒适性、靠得住性的要紧因素座位、显示面板、操纵机构、脚踏板等几个方面对公共汽车驾驶室进行评判和改良设计。
2、座椅设计的人机分析及改良
座椅设计的宜人性评判指标选择要紧考虑:
座椅的尺寸是不是适合人体的测量值;是不是能保证人体具有良好的作业姿势;座面是不是舒适。
依据GB/T14774—1993《工作座椅一样人类工效学要求》,评判指标为座椅结构参数(包括座高、座宽、座深、座面倾角、腰靠长、腰靠宽、腰靠厚、腰靠高、腰靠圆弧半径、倾覆半径、腰靠倾角)和座面舒适性。
座椅设计中相关人体尺寸
阻碍人体座椅的尺寸如下:
1()坐高
2()坐姿眼高
3()坐姿膝高
4()坐姿肘高
5()小腿加足高
6()坐姿大腿厚
7(臀膝距
8()坐深
表1人体尺寸参数
年龄分组
百分位数
测量项目
男(18~60岁)
女(18~55岁)
1
5
10
50
90
95
99
1
5
10
50
90
95
99
坐高
836
858
870
908
947
958
979
789
809
819
855
891
901
920
坐姿颈椎点高
591
615
624
657
691
701
719
563
579
587
617
648
657
675
坐姿眼高
729
749
761
798
836
847
868
678
695
704
739
773
783
803
坐姿肩高
539
557
566
598
631
641
659
504
518
526
556
585
594
609
坐姿肘高
214
228
235
263
291
298
321
201
215
223
251
277
284
299
坐姿大腿厚
103
112
116
130
146
151
160
107
113
117
130
146
151
160
坐姿膝高
441
456
464
493
523
532
549
410
424
431
458
485
493
507
小腿加足高
372
383
389
413
439
448
463
331
342
350
382
399
405
417
坐深
407
421
429
457
486
494
510
388
401
408
433
461
469
485
臀膝距
499
515
524
554
585
595
613
481
495
502
529
561
570
587
坐姿下肢长
892
921
937
992
1046
1063
1096
826
851
865
912
960
975
1005
座椅设计中相关尺寸
椅面高度A:
椅面高度概念为椅眼前缘至驾驶员踵点的垂直距离。
在设计时要紧考虑到两点:
椅面太高会使大腿肌肉受压,椅面太低就会增加背部肌肉负荷。
驾驶座椅的椅面高度应低些。
椅面宽度B:
在空间许诺的条件下,以宽为宜。
但关于汽车驾驶座椅来讲,驾驶员坐姿单一,不涉及变换姿势,通常设计应以知足最宽人体需要为准。
椅面深度C:
指椅眼前缘至靠背前面水平距离。
其尺寸应知足:
腰部取得靠背的支承;椅眼前缘与小腿之间留有适当距离,以保证大腿肌肉不受挤压,腿弯部份不受阻碍。
靠背高度D及宽度:
靠背的高度和宽度与坐姿肩高和肩宽有关,关于汽车驾驶座椅靠背的高度应采取高靠背,最好加靠枕。
靠背倾角α:
靠背倾角是指靠背与椅面水平方向的夹角。
椅面倾角β:
指椅面与水平之间的夹角。
要紧考虑到为了避免人体臀部向前滑动而是椅眼前缘向后倾。
此角不易过大,不然会增加大腿下平面与座垫前缘的压力,从而减少双脚着地的负荷,阻碍血液循环,引发身心疲劳。
通过以上座椅尺寸参数的确信,以保证驾驶员人体脊柱曲线更接近于正常生理脊柱曲线。
座椅设计的人机分析
座椅是阻碍驾驶与乘坐舒适程度的重要设施,而驾驶员的座椅就更为重要。
舒适而操作方便的驾驶座椅,能够减少驾驶员的疲劳程度,降低故障的发生率。
驾驶员座椅设计好坏与否直接关系到驾驶质量。
司机的座位----工作状态1
司机的座位----工作状态2
座椅的改良设计
针对公共汽车驾驶室座椅的设计,其理想座椅的设计要求有如下几个方面:
1结构形式使操作者躯体舒适、稳固,能准确进行操作;
2座高和腰高便于调剂,并能进行靠得住的紧固;调剂范围从女子5百分位数到男子95百分位数。
座高:
360~~480mm,无级或20mm一档,有级调剂;腰高:
165~~210mm,无级调剂;
3外露部份没有易伤人的尖角、锐边、突头等;
4结构材料无毒,阻燃,耐用;坐垫、腰靠材料柔软,防滑,透气,吸汗不导电。
如图所示是轻便小汽车驾驶座椅的形式。
图中给出的尺寸是以身高1690-1800mm的人体形为基础,关于比这种身材高或低的人,能够调剂座椅位置,在水平面上能够调剂±100mm,在垂直面上能够调剂±40mm。
3、显示装置设计的人机分析及改良
汽车驾驶室的显示装置包括各类转速表、(水温、油压等)检测仪表、指示灯等,其设计的宜人性是指其设计和布置应符合人的视觉特性,使信息显示既便于同意又易于做出判定。
在评判显示装置时,要紧的评判指标为视距、视角、显示装置的形状、排列、显示对象的大小、颜色匹配、照明成效。
显示装置设计中相关参考尺
一样音响装置的强度范围和要紧频率如下表:
一般音响显示装置的强度范围和主要频率
使用范围
装置形式
平均声压级(dB)
可听到的主要频率(Hz)
距装置处
距装置1m处
用于较大区域(或高噪声场所)
4英寸铃
65-77
75-83
1000
6英寸铃
74-83
84-94
600
10英寸铃
85-90
95-100
300
角笛
90-100
100-110
5000
汽笛
100-110
110-121
7000
用于较小区域(或低噪声场所)
低音翁鸣器
50-60
70
200
高音翁鸣器
60-70
70-80
400-1000
1英寸铃
60
70
1100
2英寸铃
62
72
100
3英寸铃
63
73
650
钟
69
78
500-1000
.显示装置设计的人机分析
显示装置是为了使驾驶员能够进行高效、平安的驾驶作业,公共汽车驾驶室内的视觉显示装置,应能够迅速、方便、准确地给人提供视觉信息。
因此,在进行视觉显示装置设计时,应该选择合理的传递信息和数据的形式,并依照人的视觉特点,按最正确观看方式来进行整体布置。
仪表。
在汽车系统中,仪表作为要紧的视觉显示设备。
它设计的好坏直接关系到行车平安。
因此,在设计进程中要充分考虑人的视觉特点,从而正确地进行视觉显示器的设计。
⑴视野。
视野指人的眼球不动的情形下不能够看见的范围,其中包括最正确视觉区(度~20度)、有效视觉区(左右为15度~20度;上30度,下40度)、最大视野区(左右120度;上55度~60度,下70度~75度)。
1视距。
视距是指人的眼睛的正常观看距离。
一样为700mm为最正确视距,过远和过近都会令人的认读速度和准确性降低。
最大视距为760mm,最小视距300mm。
②色视。
人眼对各种颜色的视野范围是不相同的,实验说明,人眼对白色的视野最大,对绿色的视野最小。
③运动特点。
眼睛的水平运动比垂直运动快;眼睛的垂直运动比水平运动更易疲劳;对周围运动物体的感知力比静止物体容易。
汽车仪表设计最经常使用的为模拟显示的指针式仪表。
由于汽车的利用特点,迅速而又准确的识别信息显得尤其重要。
因此要设计和选择好度盘、指针、字符、颜色等视觉内容并使它们之间彼此和谐,以符合人读信息的同意能力。
⑵光信号。
光信号器包扩信号盘、仪表盘上的光色显示器、信号灯等。
汽车仪表板的灯光要求能使驾驶员快速准确的识读信息且不阻碍驾驶员的前方视线,因此,必需选择适合的的灯光颜色和亮度。
汽车灯光设备中除用于照明的前大灯、雾灯、牌照灯、阅读灯还有信号灯如:
转向灯、刹车灯、示宽灯、危险信号灯。
信号灯用于提示道路上其他驾驶员或行人注意,灯光颜色知足适应上的约定、而且达到警示的目的。
红色表示危险警报、黄色表示警告有危险的可能性,因此刹车利用高亮度红色灯光、转向利用黄色频闪灯。
⑶声音信号。
车用声音要紧用于警报、提示驾驶员和其他人员注意。
车辆故障或运行状况恶化时,常采纳光信号和声信号一起作用。
经常使用的音响显示装置有:
蜂鸣器、铃、角笛、报警器等。
显示装置的改良设计
为了实现以上要求,驾驶室的视觉显示器的设计和选用必需遵循以下原那么:
⑴依照利用要求,选用最适宜的视觉刺激维度作为传递信息的代码,并将视觉代码的数量限制在人的绝对判别能力许诺的范围内;
⑵使显示精度与人的视觉识别特性同系统要求相适应。
显示精度太低,不足以提供能保证系统正常运行的信息;显示精度太高,会提高认读难度和增大工作负荷;
⑶尽可能采纳形象直观的和与人的认知特点相匹配的显示格式;
⑷目标和背景之间要有适宜的对照关系;
⑸具有良好的照明性质和适宜的照明水平;
⑹所在平面与人的正常视线接近垂直;
⑺按从左到右、从上到下、顺时针方向布置。
听觉显示器设计必需遵循以下原那么:
⑴采纳声音的强度、频率、持续时刻等维度作信息代码时,应幸免利用极端值。
代码数量不该超过利用者的绝对分辨能力。
⑵信号的强度应高于噪声背景。
⑶尽可能利用间歇或可变的声音信号等。
这是公共迈腾系列的精美仪表盘,强烈的奢华感对照色,易于识别,浅色的主色调配合传统的棕褐色桃木纹给人更多的商务气息。
4、操纵装置设计的人机分析及改良
驾驶室内的操纵装置包括手操纵装置[转向盘、变速杆、手制动、旋(按)钮、开关等]和脚操纵装置(制动踏板、聚散踏板、油门踏板),参照GB/T14475—1993《操纵器一样人类工效学要求》,其宜人性设计的评判指标为:
操纵装置的形状、大小、安装位置、操纵力、操纵位移、运动方向、显示操纵比及操纵装置编码。
操纵装置设计中相关参考人体尺寸
人体相关尺寸
年龄分组
百分位数
测量项目
男(16~60岁)
女(18~55岁)
1
5
10
50
90
95
99
1
5
10
50
90
95
99
身高
1543
1583
1604
1678
1754
1775
1814
1449
1484
1503
1570
1640
1659
1697
体重/kg
44
48
50
59
71
75
83
39
42
44
52
63
66
74
上臂长
279
289
294
313
333
338
349
252
262
267
284
303
308
319
前臂长
206
216
220
237
253
258
268
185
193
198
213
229
234
242
大腿长
413
428
436
465
496
505
523
387
402
410
438
467
476
494
小腿长
324
338
344
369
396
403
419
300
313
319
344
370
375
390
操纵装置设计参考图
人体在人体在座姿状态操控范围和力度如图二:
踏板布置示用意
踏板间距示用意
操纵件的伸及性
下图列出了立姿、坐姿和立、坐姿交替操作时的脚踏板设计参数,可供设计和选历时参考。
在使劲大小、速度和准确度方面,一样人的右脚都优于左脚。
可是,关于操作频繁、容易疲惫,且不是很重要的操作,应考虑两脚能交替操作。
当操纵力过大时,工作座椅也应作相应改动,见以下图。
操纵装置设计的人机分析
操纵装置是人与机交互进程中的重要装置。
当操纵者通过显示装置取得机械设备或环境的显示信息后,就要通过操纵装置将人的信息传输给机械。
操纵器按操纵方式可分为手动和脚动。
汽车操纵系统要紧包括:
手操纵的方向盘、制动器和各类开关;脚操纵的刹车装置、加速装置等。
这些操纵装置设计的好坏直接阻碍汽车的运行平安。
手操纵的方向盘和行驶中需要常常操作的一些操纵装置,要以人的操纵方便的位置来进行合理的布局。
为减少手的运动、节省空间和减少操作的复杂性,宜采纳复合多功能的操纵装置。
下图为公共汽车中方向盘和各类操纵器的综合设计形式。
汽车中刹车装置、加速装置等脚操纵器,主若是在空间的位置直接阻碍脚的施力和操纵效率。
合理的空间布局会给操作带来极大的方便性。
脚踏板可分为双脚操作和单脚操作两种。
双脚操作的脚踏板要紧有往复式和回转式两种形式。
单脚操作的脚踏板要紧有脚踏式和脚踩式两种。
双脚操作的脚踏板单脚操作的脚踏板
汽车操控系统的设计要符合人体工程学的要求
操纵装置的改良设计
⑴手控操纵装置的设计
①必需有效地实现预定的功能
②需要与操驾驶员的躯体成适当比例,使驾驶员发挥最大效率
③依照驾驶员的力度和作业能力设计,因此能够适本地考虑到性别、训练程度和躯体素养的不同
④驾驶员作业时姿势不能引发过度疲劳
⑤好把手应具有较大接触面,使压力能散布于较大的手掌面积上,减小应力;或使压力作用于不太灵敏的区域,如拇指与食指之间的虎口位。
⑥如没有特殊的作用,最好不留指槽,因人体尺寸不同,不适合的指槽会造成某些驾驶员手指局部的应力集中。
⑵脚踏装置的设计
①关于汽车脚踏板的位置,应将其设置在驾驶员的大、小腿维持舒适夹角进行操纵的距离范围内,最好是能使操作者的大、小腿间夹角为120度
②设置多个踏板时,应保证驾驶员能以最短的距离、不受干扰地进行快速、准确的操纵。
一样将聚散器踏板、制动踏板、油门踏板按从左到右的顺序排列
③制动踏板在油门踏板后-5cm时,驾驶员的脚移动时刻最短,能够不用把脚提起来,能提高驾驶员的刹车的操作速度
④在脚踏板的下部安装有转动转子。
当女性驾驶员穿高跟鞋驾驶车时,需要踩刹车或聚散器时,鞋的后跟能够在转动转子来回滑动,幸免了鞋后跟被卡在脚踏板下而带来的车失去操纵的危险性,同时也使女司机免去换平底鞋的麻烦。
能够解决汽车上脚踏板容易卡鞋后跟的问题
5、驾驶室内部空间设计的人机分析及改良
进行汽车内部空间设计时,在人和车有可能发生干与的地址都应该合理设计,确保乘坐舒适性和撞车平安性。
驾驶室内部空间设计的人机分析
在驾驶员驾驶汽车的进程中,一直处于驾驶室有限的空间内,因此,驾驶室内的环境关于驾驶员工作的效率、平安性、舒适性等也有着专门大的阻碍。
驾驶室内环境宜人性的评价指标为振动、噪声、湿热条件、照明与色彩。
关于驾驶室内环境因素的考虑,除光环境、色彩环境、空气环境之外,还有振动环境、噪声环境、热环境等。
关于这些环境因素的考虑,也都是考虑各自环境因素对人的生理、心理的不良阻碍减少到最小,以便驾驶员在驾驶进程中能维持较长时刻舒适、平安和高效的作业。
驾驶室内部空间的改良设计
⑴驾驶室顶棚的高度应保证驾驶员坐在座椅上时头部与顶棚间有必然间隙
⑵后风窗与驾驶员头部间留有活动空间
⑶驾驶员的膝部空间直接阻碍到操作方便性和撞车时驾驶员躯体的运动轨迹及损害程度,膝部空间要紧指仪表板下方与膝部之间的空间,其设计应以膝部包络线为依据。
因此所选的指标为:
顶棚高度、膝部空间高度、宽度。
6、总结
本文对驾驶室作业空间设计宜人性的评判研究,是为汽车的研究和设计提供一种思路,确实是要以人为本、充分考虑人的需求的设计思想。
汽车生产企业只有重视运用人机工程学原理对驾驶室进行宜人性设计,才能增强产品的竞争力,企业才能更好地生存与进展。
我想说,设计确实有些辛苦,但苦中也有乐,在现在单一的理论学习中,很少有机遇能有实践的机遇。
通过这次课程设计使我知道了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会效劳,从而提高自己的实际动手能力和独立试探的能力。
在设计的进程中碰到问题,能够说得是困难重重,这毕竟第一次做的,不免会碰到过各类各样的问题,同时在设计的进程中发觉了自己的不足的地方,对以前所学过的知识明白得得不够深刻,把握得不够牢固。
这次课程设计终于顺利完成了,在设计中碰到了很多专业知识问题,最后在教师的辛勤指导下,终于游逆而解。
同时,在教师的身上咱们学也到很多有效的知识,在次咱们表示感激!
同时,对给过我帮忙的所有同窗和列位指导教师再次表示忠心的感激!
这次课程设计,学到了很多课内学不到的东西,比如独立试探解决问题,显现过失的随机应变,和与人合作一起提高,都受益非浅,对人机关系有了更深层次的熟悉,尔后的课程设计应该做得更好。
在此,感谢于教师的细心指导,也一样谢谢其他同窗的帮忙!
7、致谢
在这次的课程设计进程中,为了多平安人机工程学相关知识有进一步了解和把握,丰硕自己的专业知识,自己进行了一些资料查找,为整个课程设计提供了一些相关的资料,在那个地址对那些对我提供帮忙的同窗表示感激;同时要感激刘爱群教师,她在这次课程设计中对我提出了许多宝贵的意见和建议,指导我顺利完成了这次的平安人际课程设计。
从中,我也学到了很多。
加倍受到了一些启发,在那个地址对刘教师表示衷心的感激,并希望教师在检查进程中批评和改良其中的不足和错误,我会踊跃更正,虚心学习,尽力提高自己的专业知识,实践能力,增加实践体会,是自己进一步提高!
参考文献
【1】国家标准GB/T12547-1992
【2】国家标准GB10000-1988
【3】廖可兵、张力,等.平安人机工程[M]徐州:
中国矿业大学出版社,
【4】张力,廖可兵.平安人机工程学.北京:
中国劳动社会保障出版社,2007
【5】郭清山、汪元辉.人机工程设计.天津:
天津大学出版社,1994
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