汽車設(shè)計中的安全人機工程學(xué)因素分析

汽車設(shè)計中的安全人機工程學(xué)因素分析第1頁/共32頁汽車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀我國汽車工業(yè)經(jīng)過近30年的努力，特別是過去10多年國家汽車生產(chǎn)和消費政策的調(diào)整，我國汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。目前我國已躍居世界第二大汽車消費國和第三大汽車生產(chǎn)國。第2頁/共32頁汽車行業(yè)發(fā)展前景中國汽車行業(yè)前景廣闊，預(yù)計我國汽車產(chǎn)量2010、2011年將持續(xù)保持增長，預(yù)計增長率在19%至20%之間。在2015年左右國內(nèi)汽車銷售有望超過美國，成為第一大汽車消費市場。到2020年，中國本土汽車產(chǎn)量將達到2000萬輛左右，其中兩成產(chǎn)品將進入國際市場。第3頁/共32頁我國交通安全現(xiàn)狀然而，在驕傲和自豪的同時，我們也必須清楚地認識到中國每年因交通死亡的人數(shù)在10萬人左右，占全世界的五分之一。中國汽車擁有量僅占全球的1.9%，死亡人數(shù)卻占20%，中國是已成為世界上因交通死亡人數(shù)最多的國家。第4頁/共32頁交通事故的原因分析交通事故的原因主要有以下幾方面：司機因素、車輛因素、管理因素、環(huán)境方面的因素。第5頁/共32頁汽車設(shè)計中的安全人機工程學(xué)因素分析項目車身顏色的安全人機工程學(xué)因素分析人機工程學(xué)在汽車信號系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用人機工程學(xué)在汽車控制系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用汽車駕駛座椅安全人機工程學(xué)因素分析安全帶及安全氣囊的安全人機工程學(xué)因素分析第6頁/共32頁車身顏色的安全人機工程學(xué)因素分析汽車色彩不僅美化了汽車，而且與交通安全密切相關(guān)，不同的色彩對人的生理和心理產(chǎn)生不同影響。澳大利亞最大的汽車保險公司——NRMA公司研究表明：深色以及容易與道路環(huán)境相混合的黑、金、綠、藍等顏色的汽車發(fā)生交通事故的幾率遠高于明亮的嫩黃、米色、奶色和白色汽車。第7頁/共32頁車身顏色的安全人機工程學(xué)因素分析首先，顏色是有進退性的，即所謂的前進色和后退色。若保持相同的距離，你就會覺得紅色車和黃色車要離自己近一些，是前進色；而藍色和黑色的轎車看上去較遠，是后退色。前進色的視覺效果要比后退色好，看起來要近一些，車主就會早一點時間察覺到危險情況。第8頁/共32頁車身顏色的安全人機工程學(xué)因素分析其次，顏色有脹縮性。將相同車身涂上不同的顏色，會產(chǎn)生體積大小不同的感覺。如黃色看起來感覺大一些，是膨脹色，不論遠近都很容易引起注意；而同樣體積的黑色、藍色感覺小一些，是收縮色。第9頁/共32頁車身顏色的安全人機工程學(xué)因素分析最后，人對不同顏色的視野范圍的不同，也對安全有著很大的影響。第10頁/共32頁人機工程學(xué)在汽車信號系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用（儀表）在汽車系統(tǒng)中，儀表作為主要的視覺顯示設(shè)備。它設(shè)計的好壞直接關(guān)系到行車安全。因此，在設(shè)計過程中要充分考慮人的視覺特征，從而正確地進行視覺顯示器的設(shè)計。第11頁/共32頁人機工程學(xué)在汽車信號系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用視野。視野指人的眼球不動的情況下不能夠看見的范圍，其中包括最佳視覺區(qū)（1.5度~20度）、有效視覺區(qū)（左右為15度~20度；上30度，下40度）、最大視野區(qū)（左右120度；上55度~60度，下70度~75度）。第12頁/共32頁人機工程學(xué)在汽車信號系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用視距。視距是指人的眼睛的正常觀察距離。一般為700mm為最佳視距，過遠和過近都會使人的認讀速度和準確性降低。最大視距為760mm，最小視距300mm色視。人眼對各種顏色的視野范圍是不相同的，實驗表明，人眼對白色的視野最大，對綠色的視野最小。第13頁/共32頁人機工程學(xué)在汽車信號系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用運動特征。眼睛的水平運動比垂直運動快；眼睛的垂直運動比水平運動更易疲勞；對周圍運動物體的感知力比靜止物體容易。第14頁/共32頁人機工程學(xué)在汽車信號系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用（聲音信號）車用聲音主要用于警報、提醒駕駛員和其他人員注意。車輛故障或運行狀況惡化時，常采用光信號和聲信號共同作用。常用的音響顯示裝置有：蜂鳴器、鈴、角笛、報警器等。第15頁/共32頁人機工程學(xué)在汽車信號系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用（控制系統(tǒng)）汽車控制系統(tǒng)主要包括：手操縱的方向盤、制動器和各種開關(guān)；腳操縱的剎車裝置、加速裝置等；各種顯示儀表盤。這些控制裝置設(shè)計的好壞直接影響汽車的運行安全。第16頁/共32頁人機工程學(xué)在汽車信號系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用（控制系統(tǒng)）手操縱的方向盤要以人的操縱方便的位置來進行合理的布局。為減少手的運動、節(jié)省空間和減少操作的復(fù)雜性，宜采用復(fù)合多功能的控制裝置。這樣才能滿足安全人機的基本要求。第17頁/共32頁人機工程學(xué)在汽車信號系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用（控制系統(tǒng)）汽車中剎車裝置、加速裝置等腳操縱器，在空間的位置直接影響腳的施力和操縱效率。合理的空間布局會給操作帶來極大的方便性。第18頁/共32頁汽車駕駛座椅安全人機工程學(xué)因素分析

座椅的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計應(yīng)使駕駛員的脊柱形態(tài)接近于正常自然狀態(tài)，才會減少腰椎的負荷以及腰背部肌肉的負荷，防止駕駛疲勞發(fā)生。所以靠背應(yīng)在腰椎倚靠的部位適度隆起，使人后靠在上面時能與腰椎段的自然彎曲狀恰貼，并使上體前傾。第19頁/共32頁汽車駕駛座椅安全人機工程學(xué)因素分析

座墊上的壓力應(yīng)按照臀部不同部位承受不同壓力的原則來分布，即在坐骨處壓力最大，向四周逐漸減少，自大腿部位時壓力降至最低值，這是座墊設(shè)計的壓力分布不均勻原則。第20頁/共32頁汽車駕駛座椅安全人機工程學(xué)因素分析

人體對振動的反應(yīng)（汽車振動頻率范圍約為0.5~25Hz）

振動對駕駛員操作的影響主要表現(xiàn)為視覺作業(yè)效率的下降和操作動作準確性變差。當振動頻率低于2Hz時對視覺的干擾作用不大，但當振動頻率大于4Hz時，視覺作業(yè)效率將受到嚴重的影響，振動頻率為10~30Hz時，對視覺的干擾最大。振動對操作動作準確性的影響，主要是由于振動降低了手（或腳）的穩(wěn)定性，從而使操縱動作的準確性變差，而且振幅越大，影響越大。另外人體在振動環(huán)境中會加速疲勞過程。第21頁/共32頁汽車駕駛座椅安全人機工程學(xué)因素分析

微氣候

研究表明,駕駛員在駕駛狀態(tài)下的舒適溫度為18℃～23℃，舒適濕度為40%～60%，代謝量為1.0～2.0met。座椅對人體熱環(huán)境的主要影響因素有：座椅表面的溫度和濕度。座椅表面的溫濕度特性將影響人體背部、臀部、下體等部位的散熱性能及皮膚的呼吸功能，當其溫濕度特性與人體生理機能不適應(yīng)時將引起人體局部不快感，從而加速人體疲勞的形成。第22頁/共32頁汽車駕駛座椅安全人機工程學(xué)因素分析

座椅材料選擇

座椅材料是座椅的主要減振元件，要想使座椅獲得較低的振動傳遞率，使座椅有較高的振動舒適性，必須采用合適的座墊和靠背減振材料。根據(jù)駕駛室的微氣候環(huán)境，調(diào)整座椅表面的溫濕度特性，可以適當調(diào)節(jié)人體代謝，達到減輕疲勞的目的。如提高座椅材料的呼吸能力，增加材料的透氣性,在不同的季節(jié)條件、溫濕環(huán)境下使用不同的座椅面料，以及在中高檔汽車中采用主動通風(fēng)式座椅,消除駕駛員在座墊表面和背部表面所產(chǎn)生的熱量，使人體與座椅接觸區(qū)保持適宜的溫濕度等措施均能改善座椅表面的溫濕度特性，減輕駕駛疲勞。

第23頁/共32頁汽車安全帶在汽車遇到意外情況緊急制動時，它可以將駕駛員或乘客束縛在座椅上，以免前沖，從而保護駕駛員和乘客避免二次沖撞造成的傷害。安全帶是最有效的防護裝置，可以大幅度地降低碰撞事故的受傷率和死亡率。安全帶的安全人機工程學(xué)因素分析第24頁/共32頁安全帶的系帶方式一定要正確，否則不但不會起到保護作用，反倒會對人生命安全產(chǎn)生威脅。安全帶的安全人機工程學(xué)因素分析第25頁/共32頁安全帶的安全人機工程學(xué)因素分析有些司機使用卡扣或錯誤系帶安全帶。我國安全帶使用教育任重而道遠。第26頁/共32頁安全氣囊的安全人機工程學(xué)因素分析安全氣囊作為座椅安全帶的輔助用具為成員提供了更好的安全裝備。一般都是在車輛的駕駛和副駕駛位置（兩個、四個或多個），用來保護前排成員在車輛發(fā)生猛烈撞擊時對胸部和腦部的有效保護。第27頁/共32頁

氣囊在汽車正面碰撞時能防止乘員與其前方的物體撞擊。氣囊平時折疊在轉(zhuǎn)向盤轂內(nèi)或儀表板內(nèi)，必要時可在極短時間(碰撞開始后0.03～0.05s)內(nèi)充滿氣體而呈球形，以填補乘員與室內(nèi)物體之間的空間安全氣囊的安全人機工程學(xué)因素分析第28頁/共32頁安全氣囊的安全人機工程學(xué)因素分析安全氣囊的缺陷：據(jù)計算，若汽車以60km的時速行駛，突然的撞擊會令車輛在0.2秒之內(nèi)停下，而氣囊則會以大約300km/h的速度彈出，而由此所產(chǎn)生的撞擊力約有180公斤，這對于頭部、頸部等人體較脆弱的部位就很難承。因此，如果安全