對車輛人機工程學(xué)的認識(結(jié)課論文).doc

車輛人機工程學(xué)車輛人機工程學(xué)論文題 目： 我對車輛人機工程學(xué)的認識 班 級： 09鐵道車輛2班 姓 名： 屈難平 學(xué) 號: 20097831 摘 要人機工程學(xué)，使人性化的設(shè)計真正體現(xiàn)出對人的尊重和關(guān)心，是一種人文精神的體現(xiàn)，是人與產(chǎn)品完美和諧結(jié)合。通過對車輛設(shè)計具體實例來說明人性化設(shè)計中所包含的人機工程學(xué)因素，預(yù)測未來的產(chǎn)品設(shè)計面臨的新課題。社會的發(fā)展，技術(shù)的進步，產(chǎn)品的更新等等都與人，機，環(huán)境有密切的聯(lián)系，所以要實現(xiàn)“以人為本”人性化設(shè)計思想，必定以人機工程學(xué)為參照。關(guān)鍵詞：人機工程學(xué)；人性化設(shè)計；以人為本這學(xué)期我的選修課是車輛人機工程學(xué)，首先對我來說這門課程是比較陌生的，從字面意思上看和我的主修專業(yè)服裝設(shè)計貌似無關(guān)，但當(dāng)我深入學(xué)習(xí)下去后卻也發(fā)現(xiàn)了這門學(xué)科和我主修專業(yè)的某些共同點，即都是為人服務(wù)，需要關(guān)注的都是人、產(chǎn)品、環(huán)境之間的關(guān)系。所謂人機工程學(xué)，是研究人、機及其工作環(huán)境之間相互作用的交叉技術(shù)學(xué)科,亦即是應(yīng)用人體測量學(xué)、人體力學(xué)、勞動生理學(xué)、勞動心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對人體結(jié)構(gòu)特征和機能特征進行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動時的相互關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)（這和我的服裝設(shè)計專業(yè)有很大的共通之處?。?；還提供人體各部分的出力范圍、活動范圍、動作速度、動作頻率、重心變化以及動作時的習(xí)慣等人體機能特征參數(shù)，分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機能特性；分析人在各種勞動時的生理變化、能量消耗、疲勞機理以及人對各種勞動負荷的適應(yīng)能力；探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素對工作效率的影響等。人機工程學(xué)的顯著特點是，在認真研究人、機、環(huán)境三個要素本身特性的基礎(chǔ)上，不單純著眼于個別要素的優(yōu)良與否，而是將使用“物”的人和所設(shè)計的“物”以及人與“物”所共處的環(huán)境作為一個系統(tǒng)來研究。在人機工程學(xué)中將這個系統(tǒng)稱為“人機環(huán)境”系統(tǒng)。這個系統(tǒng)中，人、機、環(huán)境三個要素之間相互作用、相互依存的關(guān)系決定著系統(tǒng)總體的性能。本學(xué)科的人機系統(tǒng)設(shè)計理論，就是科學(xué)地利用三個要素間的有機聯(lián)系來尋求系統(tǒng)的最佳參數(shù)。說到人機工程學(xué)就不得不說到人性化產(chǎn)品，就如同我所學(xué)的專業(yè)服裝與服飾設(shè)計，服裝就是一個人性化產(chǎn)品。而所謂人性化產(chǎn)品，就是包含人機工程的產(chǎn)品，只要是“人”所使用的產(chǎn)品，都應(yīng)在人機工程上加以考慮，產(chǎn)品的造型與人機工程無疑是結(jié)合在一起的。我們可以將它們描述為：以心理為圓心，生理為半徑，用以建立人與物(產(chǎn)品)之間和諧關(guān)系的方式，最大限度地挖掘人的潛能，綜合平衡地使用人的肌能，保護人體健康，從而提高生產(chǎn)率。僅從工業(yè)設(shè)計這一范疇來看，大至宇航系統(tǒng)、城市規(guī)劃、建筑設(shè)施、自動化工廠、機械設(shè)備、交通工具，小至家具、服裝、文具以及盆、杯、碗筷之類各種生產(chǎn)與生活所創(chuàng)造的“物”，在設(shè)計和制造時都必須把“人的因素”作為一個重要的條件來考慮。若將產(chǎn)品類別區(qū)分為專業(yè)用品和一般用品的話，專業(yè)用品在人機工程上則會有更多的考慮，它比較偏重于生理學(xué)的層面；而一般性產(chǎn)品則必須兼顧心理層面的問題，需要更多的符合美學(xué)及潮流的設(shè)計，也就是應(yīng)以產(chǎn)品人性化的需求為主。 而人機工程學(xué)在地面機動車輛這一特定領(lǐng)域的應(yīng)用分支，它以人（駕駛員和乘客）-車-環(huán)境系統(tǒng)為對象，以改善駕駛員的勞動條件和車內(nèi)成員的舒適性為核心，以人的安全、健康、舒適、高效為目標，力求使這個系統(tǒng)的總體性能達到最優(yōu)。汽車是人的代行工具，與人在日常生活中息息相關(guān)，己形成獨特的汽車文化?！耙欢驯涞匿撹F”是無法滿足現(xiàn)代人精神和文明需要的。車身造型設(shè)計必須以人為本，體現(xiàn)人機協(xié)調(diào)，使用操作方便、舒適，使汽車適應(yīng)人的各種生理和心理要求，從而提高工作效率、保障安全、維護健康。未來的車身造型設(shè)計將在車身外觀設(shè)計、人機工程以及室內(nèi)環(huán)境等方面更加注意人性化的發(fā)展。人機工程學(xué)在對人的特性進行詳細研究的基礎(chǔ)上設(shè)定了一系列的設(shè)計準則，用來指導(dǎo)汽車產(chǎn)品的設(shè)計，主要是人和汽車之間的界面設(shè)計。 1） 基于人體感官的界面設(shè)計 例如，人的視覺有視角、視野、可視光波長范圍、顏色分辨力、視覺靈敏度、定位錯覺、運動錯覺、視覺疲勞等特性，汽車的擋風(fēng)玻璃、儀表板和儀表的設(shè)計就要充分考慮這些特性，使駕駛者能夠得到足夠的視區(qū)，能夠迅速辨認各種信號，減少失誤和視覺疲勞。交通標志的設(shè)計也應(yīng)該采用大多數(shù)人能明辯的顏色和不易產(chǎn)生錯覺的形狀。2） 基于人體形態(tài)的界面設(shè)計 不同地區(qū)和人種、不同年齡和性別都具有不同的身體尺寸，為不同地區(qū)和群體設(shè)計的汽車就要參考特定對象的人體參數(shù)，在現(xiàn)代社會條件下，以一種產(chǎn)品規(guī)格想占有不同地區(qū)的市場是很難的。人在生活和勞動中又具有各種不同的形態(tài)，人體在不同的姿態(tài)下工作，全身的骨頭和關(guān)節(jié)處于不同的相對位置，全身的肌肉處于不同的緊張狀態(tài)，心臟負擔(dān)不同，疲勞程度也不同。設(shè)計一臺機器首先要考慮采用什么身體形態(tài)來操縱，選定姿態(tài)后，還要考慮以最舒適的方式對人體進行支撐，并適當(dāng)?shù)夭贾帽徊僮鲗ο蟮奈恢?，從而減少疲勞和誤操作。例如司機在駕駛汽車的時候采用坐姿，坐椅的設(shè)計要符合人體骨骼的最佳輪廓，儀表的布置應(yīng)在易于看到的地方，操縱桿/板的位置要在人體四肢靈活運動的范圍內(nèi)。3）基于力特性的界面設(shè)計人體在不同的姿態(tài)下，用力的疲勞程度不同，操縱機器所需的力量應(yīng)該選擇在對應(yīng)姿態(tài)下不易引起疲勞的范圍內(nèi)。例如轉(zhuǎn)向助力器就是為了減輕操縱力而設(shè)計的。人體在不同的姿態(tài)下最大拉力、最大推力也不相同，例如坐姿下人腿的蹬力在過臀部水平線下方20度左右較大，操縱性也較好，所以剎車踏板就安裝在這個位置上。人體在不同的姿態(tài)使用不同的肌肉群進行工作，動作的靈活性、速度和最高頻率都不相同，例如腿的反復(fù)伸縮具有較低的頻率，而手指則可以用較高的頻率進行敲擊。因此，對應(yīng)不同的操縱頻率應(yīng)采用不同的動作方式來完成。 4）基于人腦特性的界面設(shè)計人腦對事物的認識和反應(yīng)有自己的特點，體現(xiàn)在他的行為和對外界的反應(yīng)中。人喜歡用直覺處理事情，不善于煩瑣過程和精確的計算。對于協(xié)助人腦進行工作的計算機，如何進行人機界面的設(shè)計一直是熱門的論題。無論是從低級語言到高級語言，到面向?qū)ο蟆⒚嫦蛉蝿?wù)的編程方式的發(fā)展，還是圖形終端、鼠標定位、窗口系統(tǒng)、多媒體、可視化、虛擬現(xiàn)實等方面的進展，都體現(xiàn)了這個主題。近年來，人工智能已經(jīng)在汽車上應(yīng)用，車載電腦可以協(xié)助駕駛者認路、換檔、避碰。最近在東京國際車展上展出的豐田POD概念車，還能記錄車主的生活和駕車習(xí)慣，以便向車主提供更加貼心的服務(wù)。車輛人機工程學(xué)中我們必須理解，明白，并且深切的感悟出人體工程學(xué)與我們專業(yè)，設(shè)計的相關(guān)性，使我們在產(chǎn)品設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮人和所設(shè)計的產(chǎn)品及他們所處的環(huán)境的協(xié)調(diào)及統(tǒng)一，提高產(chǎn)品與人之間的和諧關(guān)系，盡量滿足舒適和安全的使用要求，以實現(xiàn) “ 以人為本 ” 的人性化設(shè)計思想，使我們在設(shè)計方面得到了啟迪和發(fā)展。一、人機工程學(xué)的定義現(xiàn)實中，我們看到有越來越多的廠商將“以人為本”、“人體工學(xué)的設(shè)計”作為產(chǎn)品的特點來進行廣告宣傳，特別是汽車等與人體直接接觸并廣泛運用的產(chǎn)品更為突出。實際上，讓機器及工作和生活環(huán)境的設(shè)計適合人的生理心理特點，使得人能夠在舒適和便捷的條件下工作和生活，人機工程學(xué)就是為了解決這樣的問題而產(chǎn)生的一門工程化的科學(xué)所謂人機工程學(xué)，是指從人的心理和生理特點出發(fā)，研究人、機、環(huán)境的相互關(guān)系和相互作用規(guī)律，以優(yōu)化人-機-環(huán)境系統(tǒng)的一門學(xué)科。在我國，本學(xué)科處于初創(chuàng)階段，名稱尚不統(tǒng)一，有“人機工程學(xué)”，“人類工效學(xué)”、“人體工程學(xué)”和“工效學(xué)”等不同提法。人機工程學(xué)包括“人”與他所對應(yīng)的“物”共處于同一時間及空間時所構(gòu)成的人機系統(tǒng)、“人”與“機”之間能夠相互施加影響、實現(xiàn)相互作用的人機界面和任何一個人機系統(tǒng)都必然是既要盡量做到機宜人,也要設(shè)法做到人適機的人機關(guān)系。二、人機工程學(xué)的研究內(nèi)容人機工程學(xué)的范圍是很廣泛的，其基礎(chǔ)學(xué)科即是應(yīng)用人體測量學(xué)、人體力學(xué)、勞動生理學(xué)、勞動心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對人體結(jié)構(gòu)特征和機能特征進行研究，提供人體各部分的尺寸、重量、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動時的相互關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；還提供人體各部分的出力范圍、活動范圍、動作速度、動作頻率、重心變化以及動作時的習(xí)慣等人體機能特征參數(shù)，分析人的視覺、聽覺、觸覺以及膚覺等感覺器官的機能特性；分析人在各種勞動時的生理變化、能量消耗、疲勞機理以及人對各種勞動負荷的適應(yīng)能力；探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素對工作效率的影響等。人機工程學(xué)以人為最根本、最直接的研究、服務(wù)的對象，并通過人的特性、機的特性和環(huán)境的特性來進行人-機關(guān)系、人-環(huán)境關(guān)系、機-環(huán)境關(guān)系和人-機-環(huán)境系統(tǒng)的總體性能研究，人，機，環(huán)境三個要素之間相互作用，相互依存的關(guān)系決定著系統(tǒng)總體的性能，人機工程是科學(xué)地利用三個要素見的有機聯(lián)系，來尋求系統(tǒng)的最佳參數(shù)。所以一切信息必須從人的自身中去獲得，綜合了這些信息才能做出判斷。人類工程學(xué)是與人相關(guān)的科學(xué)信息在對對象、體系和環(huán)境進行設(shè)計中的應(yīng)用，它涉及到人類生活的方方面面。理想的設(shè)計應(yīng)當(dāng)在工作體系、運動、休閑、健康和安全等諸多方面充分體現(xiàn)人類工程學(xué)的原理。隨著機械化、自動化和信息化的高度發(fā)展，人的因素在產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)中的影響越來越大，人機和諧發(fā)展的問題也就越來越顯得重要，人機工程學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計的地位與作用愈顯出其的重要性。三、人機工程學(xué)的應(yīng)用人機工程學(xué)對于設(shè)計學(xué)科的作用可以概括為以下幾方面：1、為工業(yè)設(shè)計中考慮“人的因素”提供人體尺度參數(shù)：應(yīng)用人體測量學(xué)、人體力學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對人體結(jié)構(gòu)特征和肌能特征進行研究，提供人體各部分的尺寸、體重、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動時相互關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)提供人體各部分的發(fā)力范圍、活動范圍、動作速度、頻率、重心變化以及動作時慣性等動態(tài)參數(shù)分析人的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺以及肢體感覺器官的肌能特征，分析人在勞動時的生理變化、能量消耗、疲勞程度以及對各種勞動負荷的適應(yīng)能力，探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素，及心理因素對工作效率的影響等。人體工程學(xué)的研究，為工業(yè)設(shè)計全面考慮“人的因素”提供了人體結(jié)構(gòu)尺度，人體生理尺度和人的心理尺度等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可有效地運用到工業(yè)設(shè)計中去。2、為工業(yè)設(shè)計中“產(chǎn)品”的功能合理性提供科學(xué)依據(jù)：現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計中，如搞純物質(zhì)功能的創(chuàng)作活動，不考慮人機工程學(xué)的需求，那將是創(chuàng)作活動的失敗。因此，如何解決“產(chǎn)品”與人相關(guān)的各種功能的最優(yōu)化，創(chuàng)造出與人的生理和心理肌能相協(xié)調(diào)的“產(chǎn)品”，這將是當(dāng)今工業(yè)設(shè)計中，在功能問題上的新課題。人體工程學(xué)的原理和規(guī)律將設(shè)計師在設(shè)計前考慮的問題。3、為工業(yè)設(shè)計中考慮“環(huán)境因素”提供設(shè)計準則：通過研究人體對環(huán)境中各種物理因素的反應(yīng)和適應(yīng)能力，分析聲、光、熱、振動、塵埃和有毒氣體等環(huán)境因素對人體的生理、心理以及工作效率的影響程序，確定了人在生產(chǎn)和生活活動中所處的各種環(huán)境的舒適范圍和安全限度，從保證人體的健康、安全、合適和高效出發(fā)，為工業(yè)設(shè)計方法中考慮“環(huán)境因素”提供了設(shè)計方法和設(shè)計準則。以上幾點充分體現(xiàn)了人機工程學(xué)為工業(yè)設(shè)計開拓了新設(shè)計思路，并提供了獨特的設(shè)計方法和理論依據(jù)。社會發(fā)展，技術(shù)進步，產(chǎn)品更新，生活節(jié)奏緊張，這一切必然導(dǎo)致“產(chǎn)品”質(zhì)量觀的變化。人們將會更加重視“方便”、“舒適”、“可靠”、“價值”、“安全”、和“效率”等方面的評價，人機工程學(xué)等邊緣學(xué)科的發(fā)展和應(yīng)用，也必須會將工業(yè)設(shè)計的水準提到人們所追求的那個嶄新高度。四、汽車設(shè)計中和使用的人機工程問題汽車是人的代行工具，與人在日常生活中息息相關(guān)，己形成獨特的汽車文化。“一堆冰冷的鋼鐵”是無法滿足現(xiàn)代人精神和文明需要的。在駕駛員-車輛-環(huán)境系統(tǒng)中，駕駛員是人機工程學(xué)的核心。車身造型設(shè)計必須以駕駛員為本，體現(xiàn)人機協(xié)調(diào)，使用操作方便、舒適，使汽車適應(yīng)人的各種生理和心理要求，從而提高工作效率、保障安全、維護健康。未來的車身造型設(shè)計將在車身外觀設(shè)計、人機工程以及室內(nèi)環(huán)境等方面更加注意人性化的發(fā)展。人機工程學(xué)在對人的特性進行詳細研究的基礎(chǔ)上設(shè)定了一系列的設(shè)計準則，用來指導(dǎo)汽車產(chǎn)品的設(shè)計，主要是人和汽車之間的界面設(shè)計。目前，車輛工程領(lǐng)域的人機工程問題主要有8個方面：1. 機動車輛駕駛操縱人機界面的優(yōu)化匹配 2. 機動車輛的行車安全性及車內(nèi)乘員的人體保護技術(shù) 3. 機動車輛乘員的乘坐舒適性 4. 機動車輛的噪聲控制 5. 機動車輛車內(nèi)小氣候環(huán)境的宜人化控制 6. 機動車輛駕駛員的駕駛適宜性 7. 機動車輛的道路適應(yīng)性 8. 人-車-路系統(tǒng)的綜合優(yōu)化 五、未來車輛人機工程學(xué)面臨的新課題關(guān)于人類文明的發(fā)展趨勢，未來學(xué)家們進行了廣泛的研究和預(yù)測，根據(jù)他們對未來社會的描述，可知未來將向車輛人機工程學(xué)提成很多前所未有的新課題。整個道路交通環(huán)境的改善將使轎車的駕駛者成為整個智能交通運輸系統(tǒng)的組成部分之一, 從而將其控制目標轉(zhuǎn)向于謀求有限的道路通行能力的優(yōu)化利用及整個系統(tǒng)的安全、高效運行。隨著能源與環(huán)境問題的倍受人們關(guān)注,車輛技術(shù)發(fā)展的又一趨勢可能是各種非石油燃料車輛,特別是電動汽車的大量使用,這些新型的車輛將帶給駕駛者許多新的駕駛操縱特性,對車輛設(shè)計和使用提出某些新的人機工程問題。由于信息技術(shù)的發(fā)展和社會生活網(wǎng)絡(luò)化程度的提高，轎車作為通勤交通工具的功能比率將漸趨下降，而用于休閑娛樂的功能比率將漸趨提高, 轎