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工业设计应用人机工程学在汽车设计上的应用--第1页

工业设计应用人机工程学在汽车设计的体现

一、外型上的设计

在现在大多数人的印象当中，车的外形是很重要的。在现在人的购车观念中，首先是外

形。不同的人对汽车的外形要求不一样，这是不同人的性格、心理需求不同。一般喜欢刺激、

动感的人则喜欢选择有外形动感、线条分明，有较低的风阻系数的轿跑车或跑车外形的车，

如法拉利、奔驰的C系；而一些成功人士和商人则注重外表和自身的地位的展现，这些人一

般会选择外形大气，车身较长，能显示其地位的行政级或办公级的豪华轿车，如宝马的7

系，奔驰的S系。在外形上，车身颜色也很重要。在人们的心理上，通常认为黑色或灰色车

身给人以稳重；一些鲜艳颜色如红色，让人感觉这车富有运动性能，有动感；而绿色的小车

则让人感觉贴近自然，给人一种清新感。

二、人体测量与数据、作业空间布置以及坐姿生物力学的应用

人体测量学是一门新兴学科，它是通过测量人体各部分尺寸来确定个体之间和群体之间

在人体尺寸上的差别，用以研究人的形态特征，从而为各种工业设计和工程设计提供人体测

量数据。人机工程学范围内的人体形态测量数据主要有两类，即人体构造尺寸和功能尺寸的

测量数据。人体构造上的尺寸是指静态尺寸；人体功能上的尺寸是指动态尺寸，包括人在工

作姿势下或在某种操作活动状态下测量的尺寸。本文着重从坐姿状态下人体尺寸测量数据在

汽车驾驶室设计中的应用分析。

驾驶室的分析人在驾驶车辆时几乎所有的动作都是在坐姿状态下完成的，因此驾驶室

是坐姿活动空间。坐姿活动空间的人体尺寸见图-1(a)为正视图，零点在正中央矢状面上。

图-1（b）为侧视图，零点在经过臀点的垂直线上，并以该垂线与脚底平面的交点作为零点。

图-1

在汽车的坐姿活动空间设计时，放松坐高是确定驾驶室高度的主要参考依据，但在设计时要

综合考虑座椅的倾斜、座椅垫的弹性、衣服的厚度以及人坐下和站起来的活动等重要因素。

驾驶室的视线设计是设计问题的一个重点，只有在一个很好的视觉条件下才能保证人机的安

全。因此，坐姿眼高是确定视线和最佳视区时所需要考虑的重要因素。臀部宽度和臀部至腿

弯长度的综合考虑来确定座椅面尺寸。肘部平方高度和大腿厚度是方向盘设计的一个依据，

而容膝空间的设计则离不开膝盖高度和腿弯高度尺寸。

汽车座椅分析脊椎骨依靠其附近的肌肉和腱连接，椎骨的定位正是借助与肌腱的作用

力。一旦脊椎偏离自然状态，肌腱组织就会受到相互压力（拉或压）的作用，使肌肉活动度

增加，导致疲劳酸痛。肌腱组织受力时，产生一种活动电势。根据肌电图记录结果可知，在

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挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活动度高，因为腰椎前向拉直使肌肉组织紧张受力。在提供靠背

支撑腰椎后，活动力则明显减小；当躯干前倾时，背上方和肩部肌肉活动度高。因此在汽车

设计时，汽车座椅的靠背缓解了肌腱组织之间的压或拉力，使人处于一种低能耗状态。

在汽车的坐垫设计时，通常采用压力不均匀的原则。这是因为人体坐骨粗壮，与其周围

的肌肉相比，能承受更大的压力。而大腿的底部有大量的血管和神经系统，压力过大会影响

血液循环和神经传导而感到不适。所以坐垫上的压力应按照臀部不同的部位承受不同的压力

原则来设计，即在坐骨处压力最大，向四周逐渐减小，之大腿部位时压力降为最低值。在汽

车座椅设计时，避免斗形坐面设计，提高座椅的舒适感。

当坐姿腰弧曲线正常时，椎间盘上受的压力均匀而轻微，几乎无推力作用于韧带，韧

带不拉伸，腰部无不舒适感。但是，当人体处于前弯坐姿时，椎骨之间的间距发生变化，相

邻两椎骨前端间隙缩小，后端间隙增大。椎间盘