车辆人机工程学
汽车构造中的人机工程学与人性化设计
汽车构造中的人机工程学与人性化设计现代汽车作为人们日常交通工具之一，其构造中的人机工程学和人性化设计起着至关重要的作用。
人机工程学研究了人与机器之间的交互关系，旨在提高人们使用汽车时的舒适度、效率和安全性。
而人性化设计则强调根据人类行为和需求来设计汽车，以提供更愉悦的驾驶体验。
本文将探讨汽车构造中人机工程学和人性化设计的重要性以及相关的应用。
第一部分：人机工程学人机工程学是一门跨学科的科学，研究人与工作环境、工具、系统之间的交互关系。
在汽车构造中，人机工程学考虑到驾驶员与汽车之间的交互动作和信息传递，旨在提高驾驶员的操作效率、准确性和舒适度。
以下是人机工程学在汽车构造中的应用之一：1. 座椅设计：座椅是驾驶员与汽车之间最直接的接触点，其舒适性对驾驶员的体验至关重要。
人机工程学研究了座椅的形状、材质、调节功能等方面，以确保驾驶员在长时间驾驶中的舒适感和支持性。
2. 仪表板布局：仪表板是驾驶员获取车辆信息的重要工具。
合理的仪表板布局可以使驾驶员在驾驶过程中更容易获取所需信息，减少分散注意力的情况。
人机工程学研究了仪表板上的控制按钮、指示器位置等因素，使其布局更加合理化。
3. 操控装置设计：操控装置包括方向盘、刹车踏板、油门踏板等。
人机工程学考虑了驾驶员的操作习惯和便捷性，对这些操控装置的形状、尺寸和位置进行了研究，以提高驾驶员的操作感觉和精确度。
第二部分：人性化设计人性化设计关注驾驶员的需求和行为特征，将人的因素纳入汽车设计中。
人性化设计旨在提供更智能化、舒适化和便捷化的驾驶体验。
以下是人性化设计在汽车构造中的应用之一：1. 智能驾驶辅助系统：智能驾驶辅助系统通过采用先进的传感器和计算技术，实现自动驾驶、自动泊车、车道保持等功能，大大减轻了驾驶员的负担。
这些系统不仅能提高驾驶安全性，还能为驾驶员带来更轻松的驾驶体验。
2. 信息娱乐系统：人性化设计将考虑驾驶员对信息娱乐的需求。
例如，通过与智能手机连接，驾驶员可以在车内获取导航、音乐、电话等功能，从而提供更便捷的娱乐体验。
汽车人机工程学
THANKS.
自动驾驶对人机工程学的挑战
自动驾驶的安全性
自动驾驶技术的发展对人机工程学提出了新的挑战。如何确 保自动驾驶系统在各种路况和交通环境下的安全性和可靠性 ，是亟待解决的问题。
人机协同驾驶
在自动驾驶技术逐渐普及的背景下，人机协同驾驶将成为一 种新的驾驶模式。如何实现人车之间的顺畅交互，提高驾驶 的安全性和舒适性，是未来人机工程学研究的重点。
人机工程学在新能源汽车的应用
用户体验优化
新能源汽车在环保和节能方面具有优势，但同时也面临着续航里程、充电设施等 方面的挑战。人机工程学可以通过优化用户体验，提高新能源汽车的市场接受度 。
人机协同控制
新能源汽车的驾驶控制与传统汽车有所不同，人机工程学可以通过研究人车协同 控制，提高新能源汽车的驾驶安全性和舒适性。
车载娱乐系统
音频系统
01
提供高品质的音响效果，满足驾驶员和乘客的音乐、广播和电
影等娱乐需求。
视频系统
02
通过车载显示屏播放电影、电视节目和游戏等内容，增加行车
途中的娱乐性。
网络连接
03
提供车载Wi-Fi和蓝牙连接功能，方便驾驶员和乘客上网、听歌、
导航和语音通讯等。
汽车人机工程学挑战
05
与未来发展
汽车人机工程学原理
02
人体测量学
人体测量学定义
人体测量学是一门研究人体尺寸、形态、活动范围和生物 力学特性的科学，为汽车人机工程学提供基础数据。
人体尺寸测量
通过测量不同年龄、性别和地区的人体尺寸，为汽车设计 提供参考，确保座椅、方向盘、踏板等部件适应不同人群 的需求。
人体姿态与运动
研究人体在坐姿、立姿和运动状态下的姿态和运动特性， 为座椅、踏板和操作界面设计提供依据，提高驾驶的舒适 性和安全性。
车辆人机工程学的研究现状和未来发展趋势的了解
车辆人机工程学的研究现状和未来发展趋势的了解
车辆人机工程学是研究如何设计和优化车辆的人机界面，以提高驾驶员的安全性、舒适性和效率。
它涉及到人与车辆之间的交互方式，包括车辆驾驶控制系统、车辆信息娱乐系统以及车辆中的人员布局和工作环境等方面。
目前，车辆人机工程学的研究主要集中在以下几个方向：
1. 驾驶员辅助系统和自动驾驶技术：随着自动驾驶技术的不断发展，驾驶员辅助系统的研究也日益重要。
研究人员致力于开发更加智能化和协同化的驾驶员辅助系统，以提高驾驶员的驾驶安全性和舒适性。
2. 人机界面设计：人机界面设计是车辆人机工程学的核心内容之一。
研究人员致力于设计直观、易用且符合人类认知特点的车辆人机界面，以提高驾驶员的操作效率和用户体验。
3. 驾驶员行为研究：通过研究驾驶员的行为特征和行为决策过程，可以更好地理解驾驶员的需求和行为模式。
这为改进车辆人机界面设计和驾驶员辅助系统的开发提供了重要参考。
4. 引入新技术：车辆人机工程学的未来发展还将引入新的技术和方法。
例如，虚拟现实技术、人工智能和机器学习等技术将为车辆人机工程学带来更多的创新和突破，进一步提升车辆的驾驶安全性和用户体验。
总的来说，车辆人机工程学的研究现状主要集中在驾驶员辅助
系统、人机界面设计和驾驶员行为研究等方面，未来发展趋势则是引入新技术和方法，进一步提升车辆的安全性、舒适性和用户体验。
第四章 车辆人机工程学
4.1 人机工程学的研究内容
McCormick 和 Sanders 在《Human Factors in Engineering and Design》一书中给出人机工 程学的简要定义为： “为人的使用而设计” 和 “工 作 和 生活条件的最优化”。 Kroemer, Kroemer, Kroemer-lbert 等人在 《Ergonomics--How to Design for Ease and Efficiency》 一书中给出人机工程学的简要定义为： “为适当地设 计人的生活和工作环境而研究人的特性” 和 “工作的宜人化”。
5. 人-机关系的研究
（1）人机系统功能分配 （2）人机界面优化匹配 （3）人机系统特性协调 （4）人机系统可靠性 （5）人机系统安全性
4.1 人机工程学的研究内容
6.人-环境关系的研究 7. 机-环境关系的研究 8. 人-机-环境系统总体性能的研究
经验的 科学的
4.2 人机工程学 发展简史
现代的
4.1 人机工程学的研究内容
在我国，本学科处于初创阶段，名称尚不统 一，有“人机工程学”，“人类工效学”、“人 体 工 程学”和“工效学”等不同提法。 “Ergonomics” = “Ergon” + “Nomos”
“Ergon”的意思是 “出力”、“工作”， “Nomos”的意思是 “正常化、规律”。 “ Ergonomics” 的含意就是 “人出力正常化” 或 “人的工作规律”。
基于人脑特性的人机界面
人脑对事物的认识和反应有自己的特点，体现在他的行为和对外 界的反应中。人喜欢用直觉处理事情，不善于烦琐过程和精确的计 算。 对于协助人脑进行工作的计算机，如何进行人机界面的设计一直 是热门的论题。无论是从低级语言到高级语言，到面向对象、面向 任务的编程方式的发展，还是图形终端、鼠标定位、窗口系统、多 媒体、可视化、虚拟现实等方面的进展，都体现了这个主题。 近年来，人工智能已经在汽车上应用，车载电脑可以协助驾驶者 认路、换档、避碰……。 在东京国际车展上展出的丰田POD概念车，还能记录车主的生活 和驾车习惯，以便向车主提供更加贴心的服务。
(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
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ppt课件
车辆 人 机 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
工
程
学
百分位数
百分位数Pk将随机变量的总体或样本 的全部观测值分为两部分，有k%的观测 值等于和小于它，有(100- k) %的观测值 大于它。
百分位数是一种位置指标、一个界值。 人体尺寸用百分位数表示时，称人体 尺寸百分位数。
工
程
学
1.4 人机工程学的发展史
➢ 人机学的萌芽期：
《考工记》：“凡兵无过三其身。过三其身，弗能用也，而无己， 又以害人。”“故攻国之兵欲短，守国之兵欲长。”“凡兵，句 兵欲无弹，刺兵欲无蜎，是故句兵椑，刺兵抟。”“凡为弓，各 因其君之躬志虑血气。丰肉而短，宽缓以荼，若是者为之危弓， 危弓为之安矢。骨直以立，忿埶以奔，若是者为之安弓，安弓为 之危矢。”
车辆 人 机 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
工
程
学
“人机工程学” ➢ Ergonomics （欧）/工效学、人类工效学 ➢ Human Engineering（美）/人体工程学 ➢ Human Factors Engineering /人因工程学、人因学 ➢ Human Factors （美） /人因工程学、人因学 ➢ 人间工学(日） ➢ 工程心理学 ➢ 人机工程学、人机学、
车辆 人 机 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
工
程
学
人－机关系
➢ 人机系统功能分配研究：系统中人的功能与机
的功能之间的联系和制约条件，研究人、机之 间的功能分配方法。
汽车人机工程学13
《汽车人机工程学》教学大纲一、课程性质与任务1．课程性质：本课程是车辆工程专业的专业选修课。
2．课程任务：本课程研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和汽车及环境的相互作用；研究在汽车设计、行驶过程中统一考虑工作效率，人的健康、安全和舒适等问题的学科。
使学生了解解决设计中人与汽车的关系为主的产品造型设计十分重要。
二、课程教学基本要求本课程要求学生了解人机工程的研究内容、基本原则、基本原理以及在汽车造型设计中的意义；全面了解与汽车设计相关的人的因素，包括结构特征（人体解剖、人体测量）、功能特征（信息感知、处理与执行）、心理特征、环境适应性等；掌握显示与控制设计、作业域设计，座椅与手握工具设计等典型汽车人机设计问题。
了解人机系统功能和类型，人机系统的分配，人机系统中人的失误产生的原因，车辆碰撞事故中车内乘员的人体保护技术，车辆行驶中车内乘员的乘坐舒适性，车辆驾驶员的驾驶适宜性，车辆噪声控制的必要性和如何保持车厢内的小气候环境。
通过课程的学习培养学生以人为本的设计观以及在以感性为主的形态设计过程中理性地分析问题解决问题的能力。
成绩考核形式：末考成绩（闭卷考试）（70%）＋平时成绩（平时测验、作业、课堂提问、课堂讨论等）（30％）。
成绩评定采用百分制，60分为及格。
三、课程教学内容第一章概述1.教学基本要求让学生了解人机工程学的发展、人机工程学的研究领域、人机工程学的相关学科、人机工程学的研究方法。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学使学生了解人机工程学的发展阶段、人机工程学的研究领域、人机工程学的相关学科、人机工程学的研究方法。
3.教学重点和难点教学重点是人机工程学的发展阶段、人机工程学的研究方法。
教学难点是人机工程学的研究方法。
4.教学内容第一节人机工程学的发展1.经验人机工程学阶段2.科学人机工程学阶段3.现代人机工程学阶段第二节人机工程学的研究领域第三节人机工程学的相关学科第四节人机工程学的研究方法1.机具2.作业研究3.环境4.研究模型第五节汽车人机工程问题——汽车人机工程学1.汽车人机工程设计的主要工作任务2.汽车人机工程设计所涉及的研究范围第二章汽车人机工程学中的人体因素1.教学基本要求让学生了解汽车人机工程学中的人体因素。
汽车人机工程学
概论
人机工程学的具体应用 ☆ 通过测量、统计、分析人体的尺寸，以此为依据确定车内 的有效空间以及各部件、总成的布置位置和尺寸关系。 ☆ 通过对人体生理结构的研究，以使座椅设计以及人体坐姿 符合人体乘坐舒适性的要求 ☆ 根据人体操纵范围和操纵力的测定，确定各操纵装置的布 置位置和作用力的大小，以使人体操纵自然、准确、轻便，并 降低操纵疲劳程度。 ☆ 通过对人眼的视觉特性、视野效果的研究、试验，校核驾 驶员的信息系统，以保证驾驶员获得正确地驾驶信息。 ☆ 根据人体的动力学，研究汽车碰撞时对人体的合理保护， 正确确定安全带的铰接点位置和对人体的约束力；研究振动时 对人体乘坐舒适性的影响；研究人体上下车的方便性，以确定 车门的开口部位与尺寸。 ☆ 研究人体的生理要求，合理确定和布置空调系统。
图7
内后视野示意图
驾驶员视野设计
后方视野 2、驾驶员一侧外后视镜的视野 驾驶员借助外后视镜必须能在水平路面上看见一段宽度至 少为2.5m的视野区域，其右边与汽车纵向基准面平行。且与 汽车左边最外侧点相切，并从驾驶员眼点后10 m外延伸至地 平线（见下图） 。 3、乘客一侧外后视镜的视野 对于总质量小于2000kg的M1和N1类汽车，驾驶员借助外 后视镜必须能在水平路面上看见一段宽度至少为4m的视野区 域，其左边与汽车纵向基准面平行，且与汽车右边最外侧点 相切，并从驾驶员的眼点后20m处延伸至地平线（见下图）。
人体尺寸与人体模型
H点人体模型
图1 H点人体模型
人体尺寸与人体模型
汽车实际H点 汽车实际H点是指当H点三维人体模型按规定的步骤安放在汽车 座椅上时，人体模型上左右两H点标记连接线的中点。 ☆ 汽车实际H点是与操纵方便性极坐姿舒适性相关的车内尺寸 的基准点； ☆ 汽车实际H点是确定眼椭圆在车身重位置的基准点； ☆ 汽车实际H点也是确定座椅参考点R（H点与R点重合）的基 准； ☆ 汽车实际H点的位置影响到驾驶员的手伸及界面。
人机工程学汽车设计
座椅设计
座椅设计需考虑人体坐姿和受力分布， 通过人机工程学原理优化座椅形状、材 质和调节功能，提高乘坐舒适性。
人机工程学的重要性
提高安全性
01
通过优化人机界面，降低驾驶员操作失误和疲劳驾驶的风险，
提高道路交通安全。
提高舒适性
02
优化座椅和驾驶室环境，提高驾驶员和乘客的乘坐舒适感，增
强驾驶体验。
提高效率
特点
人机工程学强调人因工程和人机交互 的重要性，注重从人的生理、心理和 认知特点出发，实现人与机器的最佳 配合。
人机工程学在汽车设计中的应用
驾驶舱设计
显示与控制系统设计
人机工程学在汽车设计中广泛应用于 驾驶舱布局和操作界面优化，以提高 驾驶员的驾驶体验和安全性。
人机工程学在汽车显示与控制系统设 计中，注重信息的清晰度和可读性， 以及控制装置的易用性和可靠性。
解决方案
在某些情况下，安全气囊可能会误触发，给乘客带来不必 要的困扰。
通过优化安全气囊系统的传感器和算法，降低误触发的可 能性，提高乘客的安全性。
05 未来人机工程学汽车设计 的趋势
智能化人机交互
语音识别与控制
通过语音识别技术，实现 驾驶员对汽车的简单控制， 如导航、音乐播放等。
触控与手势控制
利用触摸屏和手势识别技 术，提供直观、自然的交 互方式，提高驾驶安全性。
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04 人机工程学在汽车设计中 的挑战与解决方案
驾驶员视野优化
视野盲区
在汽车设计中，驾驶员的视野盲区是一个常 见问题，可能导致驾驶安全风险。
解决方案
通过优化汽车A柱、后视镜等设计，减少驾 驶员视野盲区，提高驾驶安全性。
操作界面简化与人性化
汽车人机工程学
汽车人机工程学汽车人机工程学是研究驾驶员与车辆的交互与配合关系的学科。
它通过优化车内空间布局、控制界面、座椅安全布局等来改善驾驶员的操控性、舒适性与安全性。
汽车人机工程学的发展使得现代汽车更加人性化,也为汽车的智能驾驶奠定人因学基础。
首先,优化车内空间布局。
合理的空间布局可以最大限度发挥车内空间,为驾驶员创造宽敞舒适的驾驶环境。
主要包括方向盘、座椅位置的确定、中控台功能布置以及后座空间扩展等。
需要考虑到驾驶员的人体尺寸数据与避免疲劳驾驶的空间要求,使驾驶员处于最佳驾驶与操作位置。
同时结合车辆类型与功率,在满足操控性的基础上扩展内部空间。
其次,简便易操作的控制界面。
汽车控制界面包括方向盘、仪表、中控屏幕等,其设计要以驾驶员的认知与操作习惯为中心。
要选择易于识别的标识、简明直观的功能布局、手感舒适的控制按键等,使驾驶员迅速熟练掌握并安全操作。
同时界面设计也需要考虑辅助驾驶与自动驾驶的需求,为驾驶员提供更丰富的车载信息及操控方式。
再者,舒适安全的座椅系统。
座椅是驾驶员与车辆接触的主要部件,其设计质量直接影响乘坐舒适度与安全性。
座椅要根据人体工程学数据设计,提供适当的靠背倾斜角度、座面弧度、凹陷度与高度等。
同时要选择符合人体支撑的材料,并设置安全带与安全气囊等保护装置。
现代汽车座椅设计更加强调舒适性与体验,实现自动调节、加热、按摩等辅助功能。
最后,人因要素的考量。
这需要综合研究驾驶员的操作习惯、视觉习惯、认知水平与反应时间等人体特征。
要在界面显示、操作逻辑、安全预警等方面做出人性化设计。
比如高亮显示最关注的车载信息,避免复杂难以理解的功能与过多的警示。
同时需要对不同人群的人因差异进行分析,提出差异化的人机配合方案。
考虑人因要素可以最大限度发挥人的潜能,降低驾驶操作难度与错误率。
综上,汽车人机工程学通过多角度研究驾驶员与车辆的互动关系,使得现代汽车更加人性化。
它要达到空间最大化、界面简便化、座椅舒适化与人因配合化的设计目标。
车辆人机工程学
车辆人机工程学
车辆人机工程学指的是将人体工程学、心理学和工程学原理应用
于汽车、卡车、摩托车及其他车辆的设计和开发过程中，以实现更好
的人机交互性能和操作的可靠性，提高驾驶员的安全和舒适性。
车辆人机工程学的主要目标是让驾驶员在车辆驾驶过程中感到舒适、安全和易于操作，从而减少疲劳、提高驾驶效率和遵从交通规则
的意愿。
在车辆设计阶段，人机工程学的应用可以减少舒适性和安全
性方面的问题，提高驾驶员的操作效率。
具体而言，车辆人机工程学
包括以下方面：
1. 控制系统设计：根据人体工程学原理设计控制器、仪表盘、按
钮和开关等，在车辆操作时容易操作、易于理解和记忆。
2. 座椅设计：根据人体工程学原理设计座椅的高度、角度、深度、腰部支撑和头枕等，以适应驾驶员的身体比例，减少疲劳和不舒适。
3. 车窗和后视镜设计：根据视觉心理学原理设置车窗和后视镜，
以确保驾驶员可以更清晰地看到周围环境和其他车辆的情况。
4. 灯光设计：在夜间或恶劣天气下，正确设置车灯和信号灯，以
确保驾驶员能够正确地看到路面情况和道路的标志。
总之，车辆人机工程学是一门涵盖广泛且十分重要的学科，它对
于车辆的设计和开发至关重要，可以使驾驶员在驾驶过程中感到更加
舒适和安全。
汽车设计中的人机工程学原理
汽车设计中的人机工程学原理人机工程学是一门研究人类与机器交互的科学，也被广泛应用于汽车设计领域。
在汽车设计中，人机工程学原理有助于提升汽车的人性化、便利性和舒适性。
本文将探讨汽车设计中应用的人机工程学原理，并分析其对汽车设计的影响。
一、人体工学设计原则人体工学设计原则是人机工程学的核心原理之一，旨在确保汽车内部的布局、控制和操作与人的身体特征和功能相匹配。
比如，汽车座椅的设计应考虑人体工程学，确保舒适度和支持度，减少驾驶员在长时间驾驶时的疲劳感。
此外，车门、按钮、调节杆等控制组件的位置和形状也需要符合人体工学原则，以方便驾驶员和乘客的实际操控。
二、可用性设计原则可用性是指汽车的设计是否易于操作和理解，符合用户的认知和期望。
人机工程学原理可以帮助设计师进行用户界面设计，以确保操作面板的布局和标识符合人类相关的认知规律。
例如，汽车仪表盘的设计应该清晰直观，信息显示简明，驾驶员能够迅速获取所需信息，避免分散注意力。
此外，人工智能辅助系统、语音识别和手势控制等技术的应用，也是提升汽车可用性的重要手段。
三、驾驶员注意力与认知负荷管理原则驾驶员注意力与认知负荷管理原则是人机工程学在汽车设计中的重要应用。
合理的汽车设计应将驾驶员的注意力集中在驾驶任务上，减少分散驾驶员注意力的因素。
例如，尽可能减少驾驶过程中需要进行频繁操作的控制件数量，避免通过复杂的操作流程完成简单的操作。
此外，智能驾驶、自动辅助系统等新技术的引入，也有助于降低驾驶员的认知负荷，提升驾驶安全性。
四、人机界面交互设计原则人机界面交互设计原则旨在确保用户与汽车的交互过程简单、高效、直观。
例如，触摸屏和旋钮控制的设计应该符合人的触觉感知和手指灵活性，使用界面的布局应简明易懂，标识符和按钮大小合适，以便用户能够轻松操作。
五、可访问性设计原则可访问性设计原则是人机工程学原理中的一个重要方面，强调汽车应该适应各类用户的需求，包括身体障碍、运动能力受限、视觉或听觉障碍等。
第4章车辆人机学介绍
<133 mm
P2 39.2 +20.6 –20.6 –20.5 P3 175.0 –11.2 +11.2 +22.5
P4 175.0 +11.2 –11.2 +22.5 注：X的正号向后；Y的正号向右；Z的正号向上。
车辆 人 机 工 程 学
视线
➢ 从E点、V点到目标点、或按给定角度的， 代表驾驶员视线的直线。
车辆 人 机 工 程 学
➢ 视点的选择 按双边视野的定义，在远离车窗边缘的眼椭圆上作视线，即视 野的左、右边界线分别由右、左眼椭圆作出。 眼点的选择按保证满足度的原则，即使得所作视野最小。 在眼椭圆的靠近车窗边缘侧作切线，即左眼点选在左眼椭圆 的右侧，右眼点选在右眼椭圆的左侧。
车辆 人 机 工 程 学
通常需确定间接双边视野。 ➢ 间接视野障碍
指在间接视野内的，使得其后有 一左右眼都不能看到的区域的物 体。
间接视野障碍包括间接双目障碍 和间接单目障碍。
➢ 直接边缘视野 驾驶员注视后视镜时，左（右） 后视镜左（右）端外侧的90°的 区域。
A：只是眼睛转动的直接视野角； A＋B：头部转动的直接视野角； C：直接双目障碍角； D：间接双边视野角； E：间接视野障碍角； F：边缘视野。
车辆 人 机 工 程 学
第4章 驾驶员的视野和视野障碍
4.1 视野与视野障碍源自 视野➢ 视野是头部和眼睛在规定的条件下，眼睛可觉察到的空间范围。 ➢ 视野用角度表示。
光刺激的左眼、右眼和双眼的 直接视野（GB/T 12984)
色觉视野
车辆 人 机 工 程 学
视区
将视野按辨认清晰度和速度，分为4个视区。
车辆 人 机 工 程 学
4.2 驾驶员的直接双边视野
车辆人机工程学(0103024)
一、单选题1.对于人来说，只有频率为( )Hz的振动，才能产生声音的感觉。
A、50～10000B、100～20000C、20～20000D、20～10000答案： C2.控制台作业面设计时,基于第 2. 5 百分位的女性作业者的视觉舒适区半径是（）A、57.5cmB、56.5cmC、54.5cmD、53.5cm答案： D3.坐姿作业岗位不需用手搬移物品的平均高度超过工作面以上（）的作业。
A、10cmB、15cmC、20cmD、25cm答案： B4.对单个信号灯,提请注意的信号灯用（）A、红色B、绿色C、橙色D、黄色答案： D5.坐立姿两用控制台设计时,从操作者视水平线以上 10毅-45毅的区域,设置斜度为（）的面板,配置最重要的显示器和控制器。
A、40°B、60°C、45°D、50°答案： B6.感觉器官经持续刺激一段时间后,在刺激不变的情况下,感觉会逐渐减少以致消失,这种现象称为（）。
A、余觉B、适应C、明适应D、暗适应答案： B7.国际人类工效学学会于 1961 年成立,英文简称是“（）”A、IEEAB、IKEAC、IEAD、IES答案： C8.在正常人着装身材尺寸修正值中，因为裤厚的原因，坐姿高的尺寸修正量是( )mm。
A、3B、36C、13D、25~38答案： A9.对于站姿作业，我国女性肘高均值为( )cm。
A、102B、100C、96D、110答案： C10.短时记忆一般是指保持( )min以内的记忆。
A、1B、2C、3D、4答案： A11.对于表面运动的小开窗仪表,其数码应按是（）排列。
A、逆时针B、垂直C、水平D、顺时针答案： D12.（）对情绪的影响最大。
A、明度B、色调C、饱和度D、色度答案： B13.两种颜色配在一起使用时,最易辨认的两种颜色是（）A、黑底白字B、黄底黑字C、蓝底白字答案： B14.人机工程学的发展的第二阶段是在( )A、第一次世界大战B、第二次世界大战前C、第二次世界大战后D、第二次世界大战期间答案： D15.在工作座椅的腰靠设计中，其腰靠长的推荐值是( )mm。
汽车设计中的人机工程学分析
汽车设计中的人机工程学分析一、概述人机工程学可以定义为研究人与机器或系统之间交互的科学和技术领域。
在汽车设计中的人机工程学分析中，研究人与汽车之间的交互，着重于汽车设计和人的人体工学特性的匹配。
人机工程学可通过减少人员疲劳、错误和增加工作效率、安全性以及用户满意度，从而提高汽车的质量和可用性。
二、人体测量汽车设计时需要考虑人的身体尺寸变化。
密集的人体测量以确保汽车的舒适和安全性是必需的，这方面已经有了许多研究。
最普遍的方法是通过人类模型进行人体测量和建模。
使用这种方法，汽车制造商可以捕捉不同族裔和文化之间的尺寸差异。
人体测量也可以用于确定座椅高度、踏板高度和方向盘高度以及其他控制面板的位置，通常使用因人体尺寸而异的平均值。
三、人的行动汽车的设计必须考虑到人的行动。
例如，将机器部件放到人可以方便访问的位置，同时保持安全。
控制面板的位置和配置必须适合驾驶员的身体类型和位置，以确保对所有人具有较好的可访问性和易用性。
汽车也必须尽可能地减少司机的分心。
四、人的感知在设计中需要对人的感知做出考虑，这可以帮助产生最能满足人类需求的产品。
例如，材料质地、颜色和视觉效果等可以影响最终的汽车印象。
而且，音响、香气和触感等因素也可以影响汽车到达用户的整体感知。
五、综合评价在进行人机工程学分析后，需要进行综合评价，以确保汽车的设计最终能够满足人们的需求。
这样能够降低驾驶员的错误率和疲劳感，并使汽车变得更加舒适和易用。
汽车制造商通常会进行试乘试驾和模拟测试来评估汽车设计的人机工程学。
六、结论人机工程学在汽车设计中起着极其重要的作用。
在整个设计阶段，汽车制造商都应该特别关注驾驶员和其他乘客的需求。
通过毫不妥协地将人机工程学原则应用于汽车设计中，可以减少疲劳和错误率，促进安全和舒适性，并增加用户满意度。
汽车设计中的人机工程学研究
汽车设计中的人机工程学研究在现代社会，汽车已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
随着科技的不断进步和人们对舒适性、安全性及便利性要求的提高，汽车设计中的人机工程学愈发受到重视。
人机工程学旨在研究人、机器及其工作环境之间的相互关系和相互作用，以实现系统的高效、舒适和安全。
在汽车设计领域，运用人机工程学原理可以优化车内空间布局、驾驶操作界面、座椅舒适度等方面，从而提升驾驶者和乘客的体验。
汽车座椅的设计是人机工程学在汽车领域的重要应用之一。
一个好的汽车座椅应当能够为驾驶者和乘客提供良好的支撑，减轻长时间乘坐带来的疲劳感。
座椅的形状、尺寸和材质都需要经过精心考量。
座椅的靠背角度和高度应可调节，以适应不同身材的人群。
同时，座椅的坐垫长度和宽度也要合适，能够均匀地支撑腿部，避免局部压力过大。
此外，座椅的材质应具有良好的透气性和吸湿性，以保持舒适的坐感。
驾驶操作界面的设计也是人机工程学研究的重点。
仪表盘、中控台、方向盘等部件的布局和操作方式应符合人体的生理特征和操作习惯。
仪表盘上的信息显示要清晰易读，重要的信息如车速、转速、油量等应位于显眼位置。
中控台的按键和旋钮应易于操作，避免驾驶者在操作时分散注意力。
方向盘的握感要舒适，其直径和转向力度也要适中，以保证驾驶者能够轻松准确地控制车辆的行驶方向。
车内空间的布局同样离不开人机工程学的指导。
车门的开启角度和门槛高度要方便乘客上下车，尤其是对于老年人和儿童。
车内的头部空间、腿部空间和肩部空间要足够宽敞，以避免乘客感到压抑和局促。
此外，储物空间的设计也要合理，方便乘客存放物品。
人机工程学还在汽车的视野设计方面发挥着重要作用。
良好的视野对于行车安全至关重要。
挡风玻璃的尺寸和形状应能够提供广阔的前方视野，减少盲区。
后视镜的位置和角度应经过精心调整，确保驾驶者能够清晰地观察到车辆后方和侧方的情况。
A 柱的设计也需要在保证车身结构强度的前提下，尽可能减小对视野的遮挡。
除了舒适性和便利性，人机工程学在汽车的安全性设计方面也有着不可替代的作用。
车辆和交通设计中的人机工程学
车辆和交通设计中的人机工程学人机工程学是一门关于人类和机器交互的学科，它研究如何设计和改进人类与技术系统的交互界面，以提高效率、安全性和用户体验。
在车辆和交通设计领域，人机工程学起着至关重要的作用。
本文将探讨人机工程学在车辆和交通设计中的应用和影响。
人机工程学在车辆设计中的应用主要体现在驾驶舱布局和控制界面的设计上。
驾驶舱布局需要考虑驾驶员的可视性和舒适性，以提供良好的驾驶体验和操作安全性。
例如，合理布置仪表板、座椅、方向盘和踏板，使驾驶员能够舒适地坐在驾驶位置上，并进行各种操作。
在车辆控制界面的设计中，人机工程学考虑了驾驶员的认知能力和操作习惯，追求简单直观的操作界面，减少操作失误的可能性。
人机工程学也对交通系统的设计和规划产生了重要影响。
交通系统需要相应的道路标志、信号灯和交通指示，以向驾驶员传达信息并引导交通流动。
人机工程学研究了如何设计合理的标志和信号灯，使驾驶员能够迅速、准确地理解并遵循道路规则。
人机工程学还研究了道路布局和交通流动的优化，以提高交通系统的效率和安全性。
通过合理的道路设计和信号优化，可以减少交通堵塞和事故发生的可能性。
人机工程学在车辆和交通设计中还关注驾驶员的心理和生理特征。
驾驶过程中，驾驶员可能会面临疲劳、分散注意力或情绪波动等问题，这些都可能影响驾驶行为和安全。
人机工程学通过研究驾驶员的认知和情绪特征，设计出相应的辅助系统，以帮助驾驶员保持集中注意力和稳定心态。
例如，一些车辆装备了疲劳驾驶提醒系统或注意力监测装置，当驾驶员出现疲劳或注意力分散时，系统会发出警示，提醒驾驶员休息或集中精力。
人机工程学在车辆和交通设计中还关注一些特殊人群的需求，如老年驾驶员和残障人士。
老年驾驶员可能面临视力和听力下降、反应能力减退等问题，人机工程学可以通过改进驾驶界面和提供相应的辅助功能，帮助他们保持独立出行的能力。
同时，对于残障人士来说，人机工程学可以通过改进车内设施和控制界面，使其更好地适应驾驶操作或提供无障碍的公共交通服务，以实现平等的出行权利。
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特点：
研究核心是最大限度地挖掘人的操作效率。 要求人适应于机器，以机器为核心进行设计；研究的主要目的是 选拔与培训操作人员。（“人适机”）
人机学的诞生：
二战时期，认识到武器装备必须充分考虑人的特性，生理医学 家、心理学家参与武器装备的设计。 特点： 以机器为中心转变为以人为中心，强调机器的设计应适合人的因 素。 （“机宜人”）
车辆人机工程学
参考教材：毛恩荣 等编著，《车辆人机工程学》，北京理工大学出版社
车辆 人 机 工 程 学
第1章 概论
什么是人机工程？人机工程学研究什么内容？人机工 程学的地位？ 1.1 人机工程学
人机学问题的举例 单肩挎书包与双肩背书包——人体受力→健康 1个枕头嫌低，2个枕头嫌高——人体姿态→舒适 装配线上将电动螺丝刀悬挂——省力→ 效率 桌、椅尺寸——人体尺寸→ 舒适 车床操作件的位置，适合1370mm高、肩宽640mm、臂展 2000mm的人使用——人体尺寸→ 效率 护栏高度、栏杆间隔——人体尺寸→安全 叫壶——信息传递 标志牌的颜色、字体大小、符号——信息传递 阅览室对坐，对视的尴尬——心理→ 舒适 在寝室、餐厅、浴室、商场、教室、实验室、运动场、公交 车、工厂、公园… …，随处可见人机学问题。
人－环境关系
机－环境关系
人－机－环境系统总体性能
车辆 人 机 工 程 学
人机分工
人机的机能 比较 把笨重、 快速、单调、 规律性强、 高阶运算及 在严酷、危 险条件下的 工作分配给 机器。 制约人机分 工的主要因 素： 科技水 平 社会、 经济条 件
车辆 人 机 工 程 学
第2章 人体尺寸与人体模型
2.1
人体尺寸
人体尺寸是一离散的随机变量。
人体尺寸随机变量的特征
正态分布； 数字特征：均值μ，标准差σ。
例：中国男性成年人身高的分布曲线：
车辆 人 机 工 程 学
百分位数
百分位数Pk将随机变量的总体或样本 的全部观测值分为两部分，有k%的观测 值等于和小于它，有(100- k) %的观测值 大于它。 百分位数是一种位置指标、一个界值。 人体尺寸用百分位数表示时，称人体 尺寸百分位数。 如：中国成年男子身高的第50百分位数为1678mm，记为P50=1678mm。 常用P1 或 P5代表“小”身材的人群， P95 或 P99代表“大”身材的人 群。 若已知某项人体测量数据的均值μ、标准差σ，可计算任一百分 位的人体尺寸百分位数： P k ＝ μ± σ K 式中K为转换系数，可根据不同的百分位数查表确定。
产品功能尺寸的设定
车辆 人 机 工 程 学
产品尺寸设计
Ⅰ型产品尺寸设计（双限值设计）： 需要两个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值和下限值的设计依据。 如尺寸可调节的产品：汽车座椅高度；腰带长度；麦克风高度。 Ⅱ型产品尺寸设计（单限值设计）： 只需要一个人体尺寸百分位数作为尺寸上限值或下限值的设计依据。 ⅡA型产品尺寸设计（大尺寸设计）： 只用代表“大个”的人体尺寸百分位数作为尺寸上限值的设计依据。 如门框高度；防护栏杆高度；把手孔圈大小；床的长度。 ⅡB型产品尺寸设计（小尺寸设计）： 只用代表“小个”的人体尺寸百分位数作为尺寸下限值的设计依据。 如防护罩间距；搁物架上层高度；汽车踏步高度；读报栏高度。 Ⅲ型产品尺寸设计（折中设计、平均尺寸设计）： 用第50百分位人体尺寸作为产品尺寸设计的依据。 如座椅高度；门把手及门锁高度；工具尺寸。 指所设计的产品在尺寸上能满足多少人使用，以合适地使用的人占 使用者群体的百分比表示。 满足度可由设计依据的人体百分位算得。
研究对象：人－机－环境 研究目的：高效、安全、健康、舒适
研究的基本内容：人的生理特性、心理特性
“考虑”：不是唯一的，也未必是优先的。
人机工程学是从人的生理和心理特点出发，研究人、机、环 境的相互关系和相互作用规律，以优化人－机－环境系统的一门 学科。
车辆 人 机 工 程 学
―人机工程学” Ergonomics （欧）/工效学、人类工效学 Human Engineering（美）/人体工程学 Human Factors Engineering /人因工程学、人因学 Human Factors （美） /人因工程学、人因学 人间工学(日） 工程心理学 人机工程学、人机学、
特点：
车辆 人 机 工 程 学
人机学的孕育期：
泰勒开创了时间与动作研究。铁锹作业实验、砌砖作业实验等。 英国“工业保健研究部”开展工效问题的广泛研究。作业姿势、 负担限度、男女工体能、工间休息、工作场所光照、环境温湿 度、工作中播放音乐的效果等等。 一战时期，心理学家和医生参与特殊兵种、特种人员的选拔和 训练，解决军工生产中的作业疲劳问题。
车辆 人 机 工 程 学
GB/T 10000《中国成年人人体尺寸》
人体主要尺寸6项
立姿人体尺寸6项
坐姿人体尺寸11项
人体水平尺寸10项
人体头部尺寸7项
人体手部尺寸5项
人体足部尺寸2项
车辆 人 机 工 程 学
人体主要尺寸(mm)
立姿人体尺寸(mm)
车辆 人 机 工 程 学
GB13547《工作空间人体尺寸》
车辆 人 机 工 程 学
1.3 人机工程学的研究内容
“人”的特性
人体尺寸及人体测量技术：静态尺寸和动态尺寸。其基础学科是人 体测量学。 人体的力学性能：人在各种状况下，其质量特性、质心位置、肢体 运动速度、人体各部分的体力和耐力等参数的变化规律。其基础学 科是人体生物力学。 人的劳动生理功能：人的体力负荷、脑力负荷、人体反应与疲劳机 制等。其基础学科是劳动生理学。 劳动中人的心理过程：心理调节的特点、心理反射的机制、心理负 荷及疲劳的心理机制等。其基础学科是劳动心理学。 人的信息传递能力：人对信息的接受、传递、存储、加工和输出的 能力及其机制。其基础学科是工程心理学。 人的可靠性：人在劳动中产生失误的可能性。 人员的选拔和训练研究：人的基本素质的测试与评价、人员的选拔 和训练等。 人的动作时间研究：人的操纵动作的有效性，寻求改善作业的途径， 进行人的操纵动作的合理设计。 人体模型研究：人的数学模型、物理仿真模型、人体模板等。
如：精致－粗糙、高雅－低俗、安全－危险、柔和－硬朗、庄重 －轻浮、轻巧－笨重、厚重－浅薄、朴素－奢侈、华丽－朴实、 时尚－落伍、简洁－复杂、现代－古典、柔软－坚硬、丑陋－美 丽、活跃－稳重、奇异－平庸、个性－大众、张扬－压抑
提炼感性词汇：选择有代表性的几个词汇。 明确设计要素： 感性反馈
车辆 人 机 工 程 学
车辆 人 机 工 程 学
―机”的特性
信息传达技术：仪表显示、声音信息传达、触觉信息传达、图形符 号传达、编码方法等。 操纵控制技术：操纵装置、控制装置、控制系统、键盘技术等。 安全保障技术：冗余性系统、机器保险装置、防止人的操作失误及 失职的设施、事故预警预防方法、救援方法、安全保护措施、机器 的防错设计等。 动力学仿真技术：受控对象的动力学建模、数学仿真技术、物理仿 真技术等。 宜人化技术：改善人的舒适性及使用方便性的技术，如振动及噪声 的控制和隔离，坐椅及用具的宜人化设计等。 作业空间：场地、厂房、机器布局、作业线布置、道路及交通、紧 急脱险方法等。 物理环境：噪声、振动、照明、温度、湿度、气压、辐射等各种物 理因素。 化学环境：有毒物质、化学性有害气体及水质污染等。 生物环境：细菌污染及病原微生物污染等。 美学环境：造型、色彩、背景音乐等。
在车辆人机工程设计中，主要考虑的人体因素：
人体尺寸：乘坐空间、操作空间、乘坐（包括进、出）姿势、操作 （包括装、卸）姿势等； 人体的生物力学特性：手操纵力、足操纵力、门窗开闭力、操纵速 率、操纵位移、操纵节拍和操纵准确度等； 人的感知响应特性：视觉、听觉；显示、报警；照明； 人的反应特性：感觉通道、刺激方式与刺激强度、操纵器负荷、反 应动作等； 人体的耐受性：振动、噪声、车内气候、紧张等引起的疲劳、不舒 适等； 人的安全性：人体伤害极限、安全防护装置。 人的感性需求：（见1.4节）
车辆 人 机 工 程 学
1.2 人机系统
人机系统的构成
“人”：所研究的系统中参与系统 过程的人； “机“：泛指一切人造的，供人使 用的物品； “环境”： “人”、“机”共处的、 对“人”和“机”有直接或间接影 响的周围外部条件。 显示器：机器通过显示器将机器的 运转信息传递给人。 控制器（操纵器）：人通过机器上 的操纵装置对机器传达控制指令。 直接作用型人机界面：“人”与“机”直接相互作用。如座椅、家具、 服装、手动工具等。 间接作用型人机界面：“机”的输出通过对环境的影晌，间接作用于人 的生理、心理过程。如照明、振动、噪声、小气候等。
人机界面
车辆 人 机 工 程 学
人机界面举例 剪刀 把手形状、把手尺寸、把手材料、颜色、… … 不同的人机界面，使有不同的握姿、增（减） 力效果、使用方式、… …
车辆 人 机 工 程 学
人机界面举例 手机 显示器？控制器？ 直接作用型？间接作用型？ 汽车 人机工程设计主要是人机功能分配和人机界面设计。
坐姿
跪姿
立姿
俯卧姿
爬姿
车辆 人 机 工 程 学
立姿人体尺寸（女 ）(mm)
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的通则》： 尺寸修正量