1、安全工程人機課程設計主題設計 汽車駕駛室座椅和方向盤的人機關系 隨著我國加入WTO和經濟全球化，我國汽車企業面臨巨大的挑戰，其競爭的焦點是怎樣充分滿足顧客的需要。而調查表明，隨著我國經濟的發展和人民生活水平的不斷提高，人們對汽車的性能（諸如：動力性、經濟性、舒適性以及安全性等）要求越來越高。其中，舒適性和安全性更是近年來的熱點，而這兩項性能與駕駛室設計的宜人性有很大關系。駕駛室設計的宜人性不僅關系到駕駛員的舒適、安全和身心健康，而且進一步影響到整車性能和市場競爭力。因此，開展汽車駕駛室設計的宜人性評價研究，確定宜人性的評價指標，建立規范化的分析與評估方法，為車輛駕駛宜人性提供理論性依據，具有十

2、分重要的意義。 1.人體尺寸參數 汽車駕駛室進行人機設計數據 于GB/T 100001988和GB/T 135471992工作空間人體尺寸。所運用的數據如下表所示： 表2-1 人體主要尺寸 單位：mm 第1/14頁 第2/14頁 2.座椅和方向盤的整體設計 汽車駕駛室的宜人性，即是“機宜人”，指的是駕駛室的設計要充分考慮駕駛員的體質、生理、心理、智力、審美以及社會價值觀念等素質條件的要求，包括：信息顯示既便于接受又易于做出判斷；操第3/14頁 縱元件的尺寸、力度、位置、結構、形式均適合操作者的需要；座椅的設計應保證駕駛員的乘坐舒適性；方向盤的適用得心應手，能充分發揮適用效率；駕駛員所處的作業環

3、境舒適安全，有利于人的身心健康，能充分發揮人的功能。 駕駛室內部空間設計時，在人和車有可能發生干涉的地方都應該合理設計，確保乘坐舒適性和撞車安全性。為此，要求：駕駛室頂棚的高度應保證駕駛員坐在座椅上時頭部與頂棚間有一定間隙；后風窗與駕駛員頭部間留有活動空間；駕駛員的膝部空間直接影響到操作方便性和撞車時駕駛員身體的運動軌跡及傷害程度，膝部空間主要指儀表板下方與膝部活動的空間，其設計應以膝部包絡線為依據。因而所選指標為：頂棚高度，膝部空間高度、寬度。 3.座椅的整體設計 座椅是駕駛員直接接觸的必備物件，所以座椅的舒適性將直接影響到駕駛員的心理及生理是否得到滿足以及舒適。座椅設計的宜人性評價指標選擇

4、主要考慮：座椅的尺寸是否適合人體的測量值；是否能保證人體具有良好的作業姿勢；座面是否舒適。依據GB/T147741993工作座椅一般人類工效學要求，評價指標為座椅結構參數（包括坐高、坐深、座面傾角、腰靠長、腰靠寬、腰靠厚、腰靠高、腰靠圓弧半徑、傾覆半徑、腰靠傾角）和座面舒適性。椅面高度應使駕駛員大腿接近水平、小腿自然放直，即保證不因椅面過高而使大腿肌肉受壓，又保證不因椅面過低而增加背部肌肉負荷。 第4/14頁 4.座椅的局部設計 4.1坐深 坐墊前端至靠背表面之間的距離。該尺寸不能太大。正確的座深應使靠背方便的支持腰椎部位。如座深大于身材矮小者的大腿長（臀部至膝窩距），座面前緣將壓迫膝窩處壓力

5、敏感部位，這樣若要得到靠背的支持，則必須改變腰部正常曲線；否則作者必須向前緣處移動以避免壓迫膝窩，卻得不到靠背的支持。這兩種坐姿都是不舒服的。為適應絕大多數駕駛員，座深應當按照較小百分位的群體設計，這樣身材矮小者坐著舒適，身材高大的人只要小腿能得到穩定的支持，也不會在大腿部位引起壓力疲勞。 4.2座寬 座寬必須能容納身材粗壯的人。參考尺寸時臀寬，以女性群體尺寸上限為設計依據；為使駕駛員能調整坐姿，座寬取適當大于臀寬。座寬已不能太大，否則肘部必須向兩側伸展以尋取支撐，這樣會引起肩部疲勞。另外座寬受車寬的限制。 4.3座面傾角 指座面與水平面所夾角度。座面后傾的作用有亮點：一是由于重力，軀干后移，

6、使背部抵靠靠背，獲得支持，可以降低背肌靜壓。二是防止坐者從座緣滑出座面，這對于經常處于震動顛簸環境中的駕駛員座椅非常重要。但是如果座面過分后傾，進行駕駛操作時，脊椎因身體前屈而會被拉直，破壞正常的腰椎曲線，形成一幀費力的姿勢，同時還會壓迫腹部，長期駕駛會造成生理上的傷害。因此請教不能太大，一般為4 8度。坐墊表面最好有與臀部形態相適應的曲面。 4.4椅墊 坐姿狀態下，與座面緊密接觸的實際上只是臀部的兩塊坐骨結節，其上只有少量肌肉，人體重量的75%左右由約25平方厘米的坐骨周圍的部位來支承，這樣久坐足以產生壓力疲勞，導致臀部痛楚麻木感。若在座面上加上軟硬適度的坐墊，則測試研究表明，座與坐墊上的臀

7、部壓力值大為降低，而接觸支承面積也由900平方厘米增達到1050平方厘米，使壓力分散。坐墊的另一優點是能使身體采取一種較穩定的姿勢，因為身體可以適度的陷入坐墊。坐墊的軟硬要適度。過硬的坐墊不足以起到預想的作用；太軟則是身體陷入其中，無法得到應有的支持，造成坐姿不穩，而身體為了維持一定的姿勢，不得不使肌肉緊張，疲勞則很快產生。 5座椅材質 汽車座椅調節大致可分為手動與電動兩種，而面料材質的不同才是座椅的真正差距所在。一般家用車座椅分三類：1.針織面料和化纖面料2.仿真皮座椅3.真皮座椅。 5.1電動真皮座椅 首先給大家介紹一下奢華的電動真皮座椅。高檔車的真皮座椅做工非常講究，一般來說材質的選擇決

8、定了整車的檔次與品位。 頂級豪華車一般都選用整張的小牛皮作為標準配置。這種面料柔軟舒適，透氣性好，長時間使用也不會變硬及退色。經過特殊工藝處理后防水防燙，排列均勻的散熱孔讓駕駛者在炎熱的夏天也不會感到第6/14頁 悶熱。所有頂級車的座椅都帶有自動加熱功能，在冬天和寒冷的地區，這種配置的作用更加突出，駕駛者足不出戶就可以通過智能駐車加熱，為自己提供了一個溫暖的環境。同時，豪華車的座椅都帶有電動調節功能，也就是座椅的前后、上下、仰合角度和腰部支撐等都是電動的。包括頭枕的高低，都是只需要一個按鈕來完成。而且個別車還帶有座椅記憶功能。當您上車后，選擇好自己習慣的座椅角度及高度，電腦會自動將數據儲存起來

9、，無論誰來駕駛這輛車，只需要您手指頭一動，就恢復到您的習慣位置了。并且，當發動機熄火后，座椅會自動退到后邊，方便乘客下車，而開啟發動機的同時，座椅又“忠實”地回到了您所想要的位置，人性化的設計配合高科技的制作工藝，就形成了這種奢華的汽車座椅。當然，好馬配好鞍，這種頂級座椅只配給了那些豪華車，一般的家庭轎車和中級車就很少有這種配置了。 真皮座椅也有貴賤之分，普通真皮座椅的特點是在選擇材質上有別于高檔真皮座椅。一般普通座椅通常采用的也是牛皮，但選擇的部位不同，而且為了節省成本，通常也是分開裁剪而成。一張牛皮按照不同尺寸裁減成合適的部位，并且和其他的牛皮縫在一起，如靠背或頭枕等并不是出自一張牛皮，仔

10、細觀察能看到皮座椅連接處的皮革表面紋路不同，事實上這一點這并不影響使用。因為普通真皮座椅與人造麂皮座椅之間的差距不大，但考慮到環保和成本等因素，在將來普通真皮座椅必將被取代。 5.2針織面料和化纖面料 針織面料和化纖面料的座椅。一般這種面料的座椅被廣泛用于中第7/14頁 低擋家用車，這種面料的特點是透氣性好，重量輕，價格便宜等特點，10萬元以下的家用車配備的基本上都是這種產品。缺點是在夏天這種面料會吸汗，相對清潔起來就有難度了。但是很多人在夏天加一層涼席，這樣就好很多。這種面料的清潔很簡單，只需要購買專用的清潔劑，定期清潔即可。現在市面上的清潔劑種類很多，以泡末清潔劑最為常見。很多消費者在買完

11、后怕臟，精心挑選了自己喜愛的坐套，也為自己的愛車增加了幾分情調。 5.3 仿真皮座椅 仿真皮座椅也分為兩種：人造麂皮和人造革材質。高檔的仿真皮座椅是由什么做成的呢？隨著人們對大自然生態環境的關注，很多國家已經禁止使用真正的動物皮毛作為服裝面料或皮革制品，取而代之的是人造麂皮。這種材質被廣泛應用于造鞋業、工業等廣泛的領域。同時也大量用于汽車制造業。目前很多高檔轎車也選用此類產品。它的特點是柔軟性好，透氣性好，易于清潔，無異味，使用壽命長和價格低廉等特點。它唯一與真皮座椅的區別就是透氣性比真皮質地略遜一籌，但這點差距幾乎是感覺不到的。 廉價的仿真皮座椅實際上就是人造革質地的面料，它的特點是比針織面

12、料“顯得”有檔次，但是質地堅硬，絲毫沒有真皮座椅的柔軟性，透氣性更是不敢恭維。夏天就象塑料布一樣絲毫沒有散熱性可言，而冬天又像坐在金屬上一樣寒冷。時間長了，還會出現表面龜裂等現象發生。但由于成本低廉，新車的人造革仿皮座椅外加上塑料的仿桃木內飾讓這些車看上去“夠檔次”，所以仍有部分汽車還在使用這種第8/14頁 質地的座椅。隨著汽車產品的增多，目前很多消費者已經逐漸放棄了那些華而不實的仿真皮座椅，取而代之的則是針織面料座椅。目前仿真皮座椅在許多家用車中已經逐漸被淘汰。識別這種面料的關鍵是人造革質地的仿皮座椅在很多折疊處都有死褶，如果在購買時將部分面料折疊一下，就很容易出現死褶，摸上去手感質地堅硬，

13、那么基本上就可以認定這種是人造革仿真皮座椅了。筆者建議消費者在選擇汽車時切記不要選用此類產品。 5.4特殊類座椅 很多年輕人喜歡將自己的愛車進行改裝，以達到突出自己個性的目的。絢麗的車貼，轟鳴的排氣管，方向盤改和裝賽車用的桶式座椅成為了他們的首選。賽車用的桶式座椅有哪些特點呢？和普通的座椅又有哪些區別呢？下面我將為大家介紹一下比賽用的桶式座椅的特點。 一般專業的桶式座椅比普通的高度要低很多，并且沒有仰合及前后調節，因為真正的賽車是為了一個車手所設計，座椅位置也是完全按照他的身材量身定制，完全焊死在車底部的鋼架上。多余的調節系統不僅會增加重量，且容易出現故障。賽車座椅通常由硬塑料或碳纖維為骨架，

14、外邊包上輕質的防滑面料，靠背的上方通常有用于專業安全帶通過的孔，并且在腰部及頭部兩側都有保護支撐，這樣可以將賽手完全捆綁在座椅上，防止急速過彎時離心力對車手的影響。靠背和坐墊基本是呈90度夾角固定死的，可想而知這樣的座椅是毫無舒適性可言的，它的目的只有一個，那就是安全第一。當然如富士翼豹等第9/14頁 專業賽車在出廠時就把賽車座椅作為了標準配置。廠家在滿足大家對賽車產品渴望的同時，也配備了可調節的賽車座椅，因為畢竟不是每一個人都要去參加比賽。賽車座椅中如世界著名品牌SPARCO等，作為專業賽車座椅為喜好運動的消費者提供了多款式多品種的選擇。一流的質量當然價位也是一流的，基本上一個座椅的價位在1

15、萬元人民幣以上。 5. 5兒童安全座椅 兒童汽車安全座椅在國外已經是普及到家庭的用品了，但是在我國，很多車主跟本不知道兒童安全座椅的存在。很多人都認為，乘車時將孩子抱在懷里是最安全的，但實際上這樣做是非常危險的！根據可靠數據， 如果按照40公里/小時的速度緊急剎車，一個10斤重的兒童會相當于200斤！所以在此情況下，如果把孩子抱在懷中，家長是根本無法保護孩子的。據美國高速公路交通安全局的統計，使用安全座椅可以將沖撞以外事故中孩子的死亡率降低71%。正確使用兒童安全座椅就變得尤為重要。首先，兒童安全座椅應安裝在汽車的后座上。如果放在前座，發生碰撞時前風擋玻璃會傷到孩子，而在后座上的兒童座椅還可以

16、讓前排座椅的后部當作撞擊時的緩沖。很多車輛的前排安全氣囊可以很好地保護乘客，但是對于那些骨骼上未發育完全的孩子來說，這無疑是可以致命的殺手。如果兒童的身高低于汽車座椅或體重超過座椅的最大安全承重，兒童安全座椅就應該后向安裝。如果采用前向式安裝，幼小的孩子頸部極易受到過大的沖擊力而變形。后向式安裝最大限度地吸收了撞擊沖力，使孩子脆弱的頸部得到保護。但當孩子的身高超過座椅或體重超過安全標準后，這樣的后向安裝就相對不安全了。總之，后向安裝和前向安裝取決于孩子的大小，同時在購買的時候也應該咨詢專業的技術人員，詳細了解后再進行安裝。所以，筆者提醒那些帶著孩子的年輕父母，在您帶孩子外出的時候，一定不要忘記給心愛的小寶寶配備一個兒童安全座椅，只有這樣才能夠避免意外的發生。 6.方向盤的設計 6.1方向盤造型美觀、手感更好；方向盤可實現高度±25mm高度調節，前后±5傾角調節，以適應不同身高駕駛者的駕駛習慣 6.2方向盤設計要求 1. 事故發生時，對駕駛員造成的傷害最小。（出于安全性的考慮） 2. 不妨礙駕駛員對以表的觀察。 3. 良好的耐磨性，不易磨損，有良好的壽命。（出于可靠性的考慮） 4. 不易燃燒。（出于安全性的考慮） 5. 不易反光。（出于生理考慮） 6. 有良好的舒適性，減少駕駛員的疲勞程度。（出于生理考慮）