人机工程学理论的汽车驾驶室布置解说

基于人机工程学理论的汽车驾驶室布置系统

1、近来，我在Ｖｉｓｔｅｏｎ网站上收集了一些有关于ＧｅｎＰａｄ的资料，趁此机会想把我这些天来学习的情况给大家汇报一下，希望能给各位设计工程师的设计工作带来帮助，同时有疏漏的地方也请大家及时指正，谢谢！

ＧｅｎＰａｄ是基于人机工程学理论开发的一整套汽车驾驶室布置系统的设计程序。

2、3、

说起“人机工程学”大家并不陌生，随着科学技术的发展，这一学科越来越受到各行各业的重视。传统的设计方法是以机为中心，其指导思想是“人适机”，工程师在设计过程中主要考虑的是机械的结构，操作环境或生活环境等因素在空间和时间上的限制，比如：经济是否可行，技术上的可能性，以及机器本身性能要求的条件（如驾驶室空间的限制）。但随着人机工程学的发展，人们对机械设计提出了“高效”、“安全”、“舒适”、“健康”等要求，逐步倡导以人为中心进行设计，其指导思想是“机宜人”，设计中更多的考虑使用者的生理、心理、生物力学、审美以及社会价值观念等条件的要求。

人机工程学多年来的发展表明，“人适机”是有限度的，而“机宜人”也是有条件的，所以现代人机工程学追求的目标是人-机-环境系统总体性能的最优化。

4、随着经济的发展，汽车的使用越来越普及，汽车设计也越来越受到人们的关注，人们对汽车的要求不仅是代步工具，还希望它美观、操纵方便、驾驶舒适，长期使用不会对驾驶员产生身心伤害。为了减轻驾驶员驾驶姿势时的不适与疲劳，人机工程学专家从多方面进行研究，结果表明，驾驶员的身体各部位之间的夹角应保持在一合理的范围。因此驾驶室作为一个典型的人-机-环境系统的交互界面，是驾驶员与汽车之间进行信息传递的通道，驾驶室设计的优劣，直接影响到整个人机系统的效能、安全、舒适和健康。无疑，最好的设计是让驾驶员有一个最适宜的姿势驾驶。

同时，随着高速公路的发展，汽车的速度也越来越高，汽车的安全性能也越来越受到人们的关注。更需要设计工程师能融入该理论进行车厢设计。

5、早期的汽车行业的设计工程师往往凭借着实践经验来制定汽车内各部件的安装位置，更多的从美学上进行考虑。随着汽车行业的迅猛发展，安全、健康因素成了汽车设计工程师的首要关注的问题。

上世纪40年代SAE(美国汽车工程师协会) The Society of Automotive Engineers 和主要汽车制造厂商根据人机工程学原理开始研究车与人的交互界面等的问题。他们从大量的统计人群中测量并收集了数以万计的特征数据，包括特征点、特征线和包络区域，这些数据被用来评估汽车驾驶室布置的优劣特性。ＰＥＮＰＡＤ正是Visteon公司ＣＡＥ小组在此基础上设计开发出来的应用程序。ＧｅｎＰａｄ是Generic Parametric Design 的缩写，多年来一直受到许多汽车行业的设计人员的广泛的应用。

ＧＥＮＰａｄ通过ＣＡＤ模型的参数化设计克服了这些缺点，这些模型可以被自动化的更新，让长时间的繁杂设计在几秒钟内得以完成。

6、ＧｅｎＰａｄ从驾驶员的安全、健康等出发-人机工程学技术，将驾驶员的不满意因素进行综合考虑，配合工程师对各细节部分作人性化的设计。

造成驾驶员不满意的因素：

仪表盘面板发出的反射光干扰了驾驶员的视线

收音机按钮不在司机伸手所能触及的范围司机

不能随手打开车门

改进方法

控制件均处在司机随手触及的范围内

视线和反光区域都得到了人类工程学理论的校合

各内饰部件的布置均留出了充分的余量，以满足司机的舒适驾驶

7、

大家知道车厢内部空间所布置零部件或控制装置的每个尺寸、控制系统的结构、形状等，都将直接影响到设计，比如：信息显示是否既便于接受，又易于做出判断；控制系统的尺寸，力度，结构，形式是否适合操作者的需求；人所处的作业条件舒适安全，是否有利于身心健康，能否充分发挥人的能力等等。GenPad正是从这些实际的应用出发开发的一套实用的软件系统。然后我们来了解一下GenPad的作用、应用范围、以及操作过程。

8、ＧｅｎＰａｄ的设计流程大致是这样的，设计工程师将客户需求通过统计测量，转换成数据资料后从Ｖｉｓｔｏｅｎ网站的ＧｅｎＰａｄ的网页递交，通过ＧｅｎＰａｄ计算后，输出一个ｉｇｅｓ格式的ｓｕｒｆａｃｅ文件，然后设计工程师将得到的iges文件导入图形软件，如PRO-E、UG等等，从中来判断工程师的设计是否符合要求。下面我们大家看一些例子。

9、GenPad 的主要研究对象是在正常情况下，驾驶员在驾驶室内的触及范围、视野范围、以及碰撞过程中的头部、腿部的碰撞区域等等的问题。它是一个开放性的应用软件。

最大、最小触及范围，腿部移动区域，视觉空间等等

方向盘视线阻挡范围，透镜反射区域，头部碰撞范围

10、手触及范围：

驾驶员手伸及界面是指驾驶员以正常姿势坐在座椅中，身系安全带、右脚支撑与加速踏板踵点上、一手握住方向盘时另一手所能伸及的最大空间廓面。

Reach studies provide zones that define the driver's minimum and maximum reach range. There are several reach studies, including arm reach and finger reach

The manikin is shown for illustrative purposes only - GENPAD generates optimal ergonomic zones for a wide range of the population, as opposed to a specific occupant.

操纵杆地带：

For controls that require pushbutton operation, the center of of the finger pad contact surface shall be rearward of the boundary.

三指区域：

For controls that require a 3 finger operation, the control shall be located rearward of boundary.

抓捏区域：

For controls that require full grip operation, the center face of the control knob shall be located rearward of boundary.

最小触及区域：