试论人机工程学在汽车造型设计中的应用

周毅

摘 要：一个完美的汽车造型设计，需要实现汽车的优越性能，还要兼具美学的感受。汽车造型设计是一门综合性的学科，包含了艺术设计、人机工程学、机械制造等诸多领域，同时还要具有非常好的实用性能，汽车造型设计最根本的目的，是为了实现其经济价值。因此汽车设计师必须要明确，通过精心设计，最终汽车会呈现什么样的效果，这些设计会对驾驶人员形成怎样的驾驶感受，所以汽车造型设计要以人为本，利用人机工程学理论知识，营造驾驶的舒适性、实用性以及安全性。

关键词：人机工程学 汽车造型 汽车设计

On the Application of Ergonomics in Automobile Model Design

Zhou Yi

Abstract：A perfect car styling design needs to achieve the superior performance of the car， and it must also have an aesthetic feeling. Car styling design is a comprehensive subject， including art design， ergonomics， mechanical manufacturing and other fields， but also has very good practical performance; the most fundamental purpose of car styling design is to achieve its economy value. Therefore， car designers must be clear about what kind of effect the final car will present through careful design， and how these designs will form the driving experience for the driver. Therefore， the car styling design should be people-oriented and use theoretical knowledge of ergonomics to create driving comfort， practicality and safety.

Key words：ergonomics， car styling， car design

汽车是为了方便人们活动而制造的，汽车的整体造型都与人体尺寸脱不了关系，尤其是汽车内部空间。所以在汽车造型设计中，设计人员要熟知人体工程学知识，并且可以熟练的运用，有些汽车造型独特美观，这些概念汽车的造型设计，对驾驶员的身形会有一定的限制，但是大多数汽车在汽车造型设计中，会全面的考虑驾驶人员的身体尺寸，构建一个良好的驾驶条件，实现汽车的产品价值。

1 人机工程学对汽车造型设计的作用

1.1 汽车造型设计中人体尺寸的应用

1.1.1 人体百分位的应用

汽车造型设计是以市场需求为设计的原则，需要对人的身体尺寸进行调查研究，制定科学合理的人体尺寸百分位标准。尺寸选取的原则是95%的高大型人体尺寸;50%中等型身体尺寸;5%矮小型身体尺寸，采取三方面百分位的人体尺寸。所以汽车造型设计要符合以上人体百分位的标准，汽车造型设计要有一定的弹性空间，可以进行区间的调节。比如，车身长度，其中高大型身体尺寸的群体，对车身长度提出了非常明确的要求，汽车在造型设计阶段会采纳消费者的建议，设计出符合消费者需求的汽车造型。

1.1.2 汽车造型设计的针对性

现阶段汽车的种类越来越多，针对不同类型的消费人群，设计出不同风格，不同造型的汽车，以满足消费者对汽车的不同需求。例如，我们常见的SUV系列汽车，作为一种比较大型的汽车，是高大型群体的首选，矮小型群体选择此类车型非常少见。所以，在汽车造型设计阶段，要结合不同身材类型的人群进行针对性的设计，避免汽车内部空间资源的浪费，在设计上使用设计调节，设计初期首先要做到的是确定汽车造型设计，所要面向的身体尺寸群体，然后进行针对性的设计调节。

1.2 人机工程学对汽车操作设计的影响

汽车造型设计要以人为本，不同类型的汽车有着不同的功能。例如，箱式货车具有很好的空间资源，汽車设计者改变设计理念，设计出房车;船式汽车具有很好的功能性，用途广泛，汽车设计师在形式上进行很大的改动，有些向着空气动力性上发展，有些朝着居家代步小车方向发展。

1.2.1 二维人体模型的运用

在汽车造型设计中，要运用人体百分位标准，进行二维人体模型的制作，用来保证人体工程学的准确运用。二维人体模型包括了躯干、大腿、小腿、靠背角基准杆等，使用人体模型，结合驾驶人员的驾驶姿势，对人体模型进行开展调节，汽车如果有后座，采取同样的方法，进行开展调节，确定在人体百分位标准内，使汽车的空间设计符合人机工程学的标准，防止设计过程中，人体百分位标准应用出现偏差。

1.2.2 操控台设计

汽车内部操控台设计时，需要考虑人体操作的状况，每项操作内容都要进行实际的确认，保证人体操纵的覆盖面积，对操控台的高度和长度进行人体工程学的确认，确保驾驶条件的尺寸，符合驾驶员在操作过程中的实际需求，在空间上以及操作的便利性上，满足驾驶的实际需要，确保汽车驾驶的安全性。

1.3 驾驶视野人机工程学设计

汽车造型设计中，要充分的考虑驾驶者的视野，也是保证汽车行驶安全最重要的设计环节之一，利用人机工程学对驾驶人员的肉眼视野、肉眼特征进行综合分析，确定驾驶人员在驾驶位置的视觉信息，以及驾驶视野对位置的要求，获取准确的数据信息后，才可以对汽车造型进行相应的尺寸设计，一个非常优秀的驾驶视野设计，需要具有足够的视野范围，视觉上不受车体结构的干扰，同时具备非常好的视觉适应能力。

汽车设计者在利用人机工程学设计汽车外形过程中，要将驾驶人员的人车视野作为车体造型的切入点，对汽车的视觉成效进行综合的研究分析，完成一个科学合理的驾驶视野设计方案，与汽车驾驶视野相关的汽车结构，主要有车窗、后视镜、汽车内部结构。汽车驾驶视野主要是指，驾驶人员在驾驶位置，对汽车进行操作，以自身肉眼可以观察到汽车外部所处的驾驶环境，人车视野主要包括了直接、间接、仪表、雨刷视野等，通过对视野内容的研究分析，最后形成对视觉成效的评估。

2 人机工程学在汽车造型设计中的实际应用

2.1 人机工程学在车身设计中的应用

2.1.1 汽车照明的人机工程学设计

汽车的照明在汽车外形设计中，使用了人机工程学的知识，在驾驶的操控台，需要对前后车灯的按键进行设置，车灯亮度要符合肉眼的生物学特征，照射距离要在肉眼可观察的范围内，以及防炫目设备也是为了使肉眼适应强光的照射，以上几点内容，都结合了人机工程学的理论知识。例如，汽车在行驶过程中，驾驶人员要时刻注意自己所处的驾驶环境，对汽车行驶的路面、交通状况，都要进行细致的观察，需要合理的驾驶视野，以及前照车灯的支持，当下汽车前照灯可以自动控制光束，日本汽车品牌本田公司开发出前照灯的自动控制系统，法国雷奥公司开发一款前照灯系统，可以根据外部环境变化自动调节光束，实现灯光强度、大小、形状以及方向的智能化调节。

2.1.2 驾驶前后视野人机工程学设计

汽车的前、后、中三个位置的支柱设计，支柱的位置以及粗细，都是汽车驾驶视野设计中的关键点，主要依据驾驶员肉眼可观测到的椭圆范围，在汽车造型设计中，支柱设计尽可能的细一些，来减少支柱造成的视野死角。前车窗在设计时，要考虑振动抑制的标准，以及翻车后的安全保障措施。汽车后视镜在视野设计时，要确保有足够大的后视视野。比如，意大利菲亚特公司设计出一款优质的后视镜，它使用的是双片，并且可以调式的小圆镜，除了具备后视镜的基本功能外，在驾驶过程中，驾驶员可以看到汽车的后轮胎，以及轮胎和地面的接触情况，后视视野范围非常的充足。

2.2 汽车座椅人机工程学设计

汽车座椅在造型设计中，要考虑人体重量对汽车坐垫的压力分布，需要选择具有一定硬度的坐垫，座椅不可太软，太软的座椅会使人体有一定的弯曲，导致人的身体不适，长时间的驾驶会引起腰酸背痛的感觉。根据研究发现，人坐在松软的沙发中，人的臀部和大腿肌肉的受压面积被增大，调整坐姿比较吃力，坐的时间越长，身体躯干平稳不好控制，会引起身体疲劳。所以在汽车座椅设计时，要按照身体所受压力不均衡的标准，背部需要两处支撑，主要是腰部和背部的支撑，背部支撑一般设计在人体5～6胸椎之间的位置，可以缓解人体颈部受到的压力;腰部支撑要设计在人体腰曲的位置上，确保人体处于坐姿的情况下，保持腰部的正常曲线。

2.3 座椅空间位置的人机工程学设计

驾驶位置座椅，主要是为了保证驾驶人员驾驶汽车时的方便性和舒适性，汽车座椅设计要保证充足的驾驶视野范围，同时还要考虑汽车方向盘、油门、刹车的位置，以及与人体之间的距离设置，满足驾驶人员对操作距离的需求。

2.4 汽车内部环境的人机工程学设计

2.4.1 內部颜色

颜色由肉眼观察进入人的大脑，形成人们对颜色的认识，可以影响到人的心理以及行为动作，好的颜色环境可以缓解人的心理压力以及精神紧张，降低操作的失误率，还可以缓解人的疲劳，有利于事物的判断，对信号灯和交通标志会有很好的判断力，理清人的大脑思路。如果处于不好的颜色环境，会增加人的心理压力，影响人的正常视觉。比如，在下雨的天气中，人们都会有心理沉闷的感觉，会想起不开心的事情。汽车造型内饰设计中，汽车内部的颜色设计一般都是透明度较低，并且颜色偏冷，可以在心理上安抚驾驶员的情绪，营造一个安静、柔和的驾驶氛围，愉悦驾驶员的心情，保障驾驶员的安全驾驶。

2.4.2 内部空气环境

空气的质量可以给人最直接的感受，如果在一个空气流通不好的空间，人会感受到呼吸不顺畅、头疼、心跳加快、疲倦，汽车内部空间有限，空气质量直接影响到驾驶人员的情绪，所以在汽车造型设计时，要考虑到空气调节装置的设计，保持车内空气的流通，对汽车内部空气环境进行湿度、温度、清洁的调节，改善车内的空气质量，为驾驶员营造一个舒适的驾驶环境。当下空气调节装置设计的非常人性化，具有自动感应能力，可以检测汽车内部的空气质量，当空气质量下降到设定的标准值之外时，设备自动开启，对车内空气进行优化，直至达到空气质量标准，同时可以降低汽车的能源消耗，更具环保性能。

3 结语

汽车已经成为人们出行的重要交通工具，普及率越来越高，汽车使用的安全性、舒适性是人们选择汽车的基本要求，同时汽车外形也是消费者关注的重点，人机工程学是汽车造型设计中必不可少的重要元素，在汽车设计中，人机工程学得到了广泛的应用，在驾驶视野设计、座椅设计、汽车前照灯设计中，都需要考虑人的身体对汽车内部空间的适应性，以及视觉的要求，汽车是为人设计制造的，人是汽车的操作者，在设计中，要做到以人为本的基本原则，满足消费者对汽车的实际需求。

参考文献：

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