基于人機(jī)工程學(xué)的新能源汽車座椅設(shè)計(jì)研究芻議

基于人機(jī)工程學(xué)的新能源汽車座椅設(shè)計(jì)研究芻議摘要：在我國汽車行業(yè)發(fā)展過程中，隨著低碳生活、可持續(xù)發(fā)展理念的普及，新能源汽車市場逐漸成熟。目前，新能源汽車的產(chǎn)量和銷量都有大幅度提升。為了促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，汽車設(shè)計(jì)工作至關(guān)重要。其中對新能源汽車作業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)是提高新能源汽車舒適性的重要基礎(chǔ)?；谌藱C(jī)工程學(xué)開展新能源汽車作業(yè)設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要了解人機(jī)工程學(xué)的具體含義，分析新能源汽車對座椅設(shè)計(jì)的新要求，并從設(shè)計(jì)程序、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方案等方面出發(fā)，提高新能源汽車座椅的設(shè)計(jì)水平。關(guān)鍵詞：人機(jī)工程學(xué)；新能源汽車；座椅設(shè)計(jì)前言通過科學(xué)合理的新能源汽車座椅設(shè)計(jì)方案，可以提高新能源汽車的舒適性。因?yàn)檫@也駕乘人員和汽車接觸最直接的部件，也是支撐駕乘人員、減少地面?zhèn)鬟f振動(dòng)和沖擊的重要載體，能夠?yàn)轳{乘人員提供更加舒適和安全的操作調(diào)節(jié)。目前，我國的新能源汽車座椅設(shè)計(jì)仍然遵循的是燃油車座椅設(shè)計(jì)原則，沒有考慮新能源汽車對座椅新要求。因此，需要基于人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)原理，掌握新能源汽車座椅的新要求，設(shè)計(jì)更加舒適可靠的新能源汽車座椅，推動(dòng)新能源汽車行業(yè)的長遠(yuǎn)持續(xù)發(fā)展。1人機(jī)工程學(xué)概述人機(jī)工程學(xué)指的是將解剖學(xué)、生理學(xué)、人體測量、社會(huì)學(xué)以及工業(yè)設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、工作空間設(shè)計(jì)和安全工程、技術(shù)美學(xué)等不同領(lǐng)域的學(xué)科進(jìn)行相互融合形成的以多種基礎(chǔ)學(xué)科為基礎(chǔ)的綜合性交叉學(xué)科。人機(jī)工程學(xué)的學(xué)科名稱比較多，我國也將人機(jī)工程學(xué)稱為人體工程系統(tǒng)。作為一門新興學(xué)科，人機(jī)工程學(xué)從誕生以來就是以機(jī)器為中心的，其主要目的是促進(jìn)人適應(yīng)機(jī)器，在最大限度上挖掘人的工作效率，這是現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的主要形態(tài)之一。隨著各種技術(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)理論也越來越成熟，在上世紀(jì)五六十年代，人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域就已經(jīng)比較廣闊，從軍工領(lǐng)域到民用領(lǐng)域人機(jī)工程學(xué)都有所應(yīng)用。并且學(xué)科思想逐漸演變?yōu)槿藱C(jī)相互適應(yīng)、合理分工的狀態(tài)。現(xiàn)階段，在人機(jī)工程學(xué)發(fā)展過程中融入了生態(tài)設(shè)計(jì)、節(jié)能設(shè)計(jì)以及綠色設(shè)計(jì)等相關(guān)理念，促進(jìn)人機(jī)工程學(xué)朝著可持續(xù)發(fā)展的方向前進(jìn)[1]。2新能源汽車對座椅設(shè)計(jì)的要求在對新能源汽車座椅進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，從人機(jī)工程學(xué)的角度出發(fā)需要探討新能源汽車座椅的新要求。新能源汽車座椅中人、座椅、環(huán)境三要素是影響座椅舒適性的重要基礎(chǔ)。為了提高新能源汽車座椅的設(shè)計(jì)水平，必須保證駕乘人員、座椅、環(huán)境之間的協(xié)調(diào)性，使駕乘人員能夠更加準(zhǔn)確的感知環(huán)境，從而提高駕駛?cè)藛T的操作效率，保證新能源汽車座椅水平。在對座椅進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，其新要求表現(xiàn)在以下方面：第一，靜態(tài)舒適性。根據(jù)靜態(tài)舒適性的相關(guān)要求對座椅進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要以人體尺寸數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對座椅的靜態(tài)幾何參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸等進(jìn)行充分考慮。主要考慮新能源汽車座椅的寬度、高度、深度、椅面傾角、靠背的寬度、高度、傾角等參數(shù)，確保各項(xiàng)參數(shù)與人體尺寸之間的契合性。同時(shí)要根據(jù)某些相對特殊的人員制定個(gè)性化的座椅設(shè)計(jì)方案。除了考慮座椅的尺寸等外，還要考慮人體坐姿的體壓分布情況、座椅本身的舒適等問題。因?yàn)槿梭w在座椅上的身體疲勞是相對分布的，人體由脊柱、盆骨、腿和腳支撐。在這種情況下，需要對座椅坐墊的材質(zhì)進(jìn)行合理選擇，確保體壓分布的合理性。從而提高座椅的靜態(tài)舒適性。第二，動(dòng)態(tài)舒適性。在新能源汽車座椅設(shè)計(jì)中，為了保證其動(dòng)態(tài)舒適性，需要考慮到在汽車行駛過程中，路面不平、車速等都可能會(huì)導(dǎo)致駕乘人員不適。在對座椅進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮汽車振動(dòng)對駕乘人員乘坐舒適性產(chǎn)生的影響。如果汽車振動(dòng)頻率與人體器官振動(dòng)頻率接近，會(huì)導(dǎo)致駕乘人員器官出現(xiàn)生理反應(yīng)，從而產(chǎn)生不適感覺，危及駕乘人員的身體健康。第三，操作舒適性。在新能源汽車座椅設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到座椅空間位置對駕駛員在操作時(shí)產(chǎn)生的影響。為了保證新能源汽車座椅的操作舒適性，需要充分考慮駕駛員方向盤、座椅、制動(dòng)踏板、離合踏板的聯(lián)系，要對這些要素的位置進(jìn)行合理安排，保證駕駛員視野開闊。除此之外，要確保座椅與方向盤與踏板等距離恰當(dāng)。尤其是座椅、按鈕等位置需要與普通人的使用習(xí)慣相適應(yīng)。除此之外，在座椅設(shè)計(jì)時(shí)還要有充足的額外空間，確保可以為駕駛員提供廣闊的操作空間[2]。3基于人機(jī)工程學(xué)新能源汽車座椅設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.1設(shè)計(jì)程序基于人機(jī)工程學(xué)對新能源汽車座椅進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須確保在新能源汽車座椅設(shè)計(jì)過程中始終貫穿人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)理論，保證新能源汽車座椅設(shè)計(jì)不同階段的有效性。目前，在新能源汽車座椅設(shè)計(jì)階段的主要設(shè)計(jì)程序包括以下內(nèi)容：第一，準(zhǔn)備階段。在這一階段必須確定新能源汽車座椅人機(jī)工程學(xué)的理論內(nèi)容，并且需要全面分析新能源汽車的具體特點(diǎn)，了解新能源汽車座椅的新要求。此外，需要考慮座椅、人與環(huán)境之間的關(guān)系，進(jìn)行用戶調(diào)研工作，從而確定設(shè)計(jì)方案。第二，確定設(shè)計(jì)方案。在這一階段需要綜合人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)理論，對比分析新能源汽車座椅的造型、功能。并且需要對不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比分析，選擇最佳設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行建模優(yōu)化。在建模中，必須排查設(shè)計(jì)方案中存在的不足和缺陷進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。最后說明設(shè)計(jì)方案理清設(shè)計(jì)思路。第三，開展技術(shù)設(shè)計(jì)。在這一設(shè)計(jì)階段，要重點(diǎn)考慮座椅造型對人的生理與心理產(chǎn)生的影響，提高座椅設(shè)計(jì)效果。在具體的設(shè)計(jì)工作中，需要先確定座椅的造型與尺寸，可以對比不同的設(shè)計(jì)方案，選擇出最佳方案，并進(jìn)行模型制作。之后需要對制作的模型進(jìn)行綜合評價(jià)，查找座椅應(yīng)用中存在的問題與不足。3.2設(shè)計(jì)原則在研究用戶對新能源汽車座椅的具體需求之后，可以確定目前在新能源汽車座椅設(shè)計(jì)過程中，需要遵循以下設(shè)計(jì)原則：第一，要保證座椅的安全性以及舒適性。在對新能源汽車座椅進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須確保滿足我國的相關(guān)法律法規(guī)要求，要按照機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件、汽車座椅頭枕強(qiáng)度要求。還要保證汽車座椅固定裝置和頭枕強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，新能源汽車座椅的舒適性也至關(guān)重要。第二，要確保具有創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)風(fēng)格。在對新能源汽車座椅進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要遵循簡潔、干凈、清爽的設(shè)計(jì)語言和相關(guān)意象，確保用戶能夠感受到座椅的前衛(wèi)感、科技感以及未來感。第三，要提高座椅的交互性。在對新能源汽車座椅進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以直接利用中控屏幕進(jìn)行操作，能夠提高座椅操作的便捷性，并且科技感更強(qiáng)，可以增強(qiáng)用戶體驗(yàn)。3.3制定設(shè)計(jì)方案在對新能源汽車座椅設(shè)計(jì)方案進(jìn)行制定的過程中，需要從以下角度出發(fā)保證設(shè)計(jì)方案的可靠性。第一，要確定設(shè)計(jì)定位。在人們生活水平不斷提高的過程中，人們對能源短缺和環(huán)境污染等各種問題的認(rèn)識(shí)越來越深入。國家和政府大力支持新能源汽車的發(fā)展，在對小型家用新能源汽車座椅進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以確定汽車的目標(biāo)用戶，將其鎖定為20~34歲之間的年輕一代。這一消費(fèi)群體的生活理念比較時(shí)尚，更加注重高品質(zhì)以及個(gè)性化的生活方式，對于交通代步工具進(jìn)行選擇時(shí)。更加注重環(huán)保性要求。對新能源汽車的購買欲望更強(qiáng)。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到用戶的具體情況，對座椅造型進(jìn)行時(shí)尚個(gè)性化的設(shè)計(jì)，同時(shí)要盡可能對新能源汽車座椅的造價(jià)成本進(jìn)行合理控制。第二，繪制設(shè)計(jì)草圖。在這一階段設(shè)計(jì)師要根據(jù)具體的調(diào)研成果，對各種想法和靈感進(jìn)行繪制。一般情況下，設(shè)計(jì)草圖是帶有思考性質(zhì)的，可以記錄設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路和創(chuàng)意。在草圖繪制與優(yōu)化過程中，可以使設(shè)計(jì)師更加明確產(chǎn)品形態(tài)結(jié)構(gòu)功能，加深設(shè)計(jì)師對產(chǎn)品的理解，激發(fā)設(shè)計(jì)師的靈感。因此，設(shè)計(jì)草圖是新能源汽車座椅設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。完成草圖繪制工作后，可以確定大致幾個(gè)草圖方案。例如以沖浪滑板的輪廓為主體形態(tài)的一體化座椅、以葫蘆輪廓為主體形態(tài)的分體式座椅等。第三，方案對比。確定繪制草圖后，需要對不同的方案進(jìn)行對比分析。一體化座椅的靠背不能調(diào)節(jié)，有腰靠，具有較強(qiáng)的未來感和前衛(wèi)感，細(xì)節(jié)也相對簡潔，色彩上以單色為主，可以顯示出車內(nèi)空間的寬敞度，營造出未來感和科技感。而葫蘆型的座椅靠背可以根據(jù)駕乘人員的實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，將調(diào)節(jié)按鈕設(shè)置在車門上能夠提高座椅調(diào)節(jié)的便捷性。另外，葫蘆形與蛋形座椅具有較強(qiáng)的安全感和科技感[3]。4結(jié)語總而言之，在對新能源汽車座椅進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要以人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)理論為基礎(chǔ)，分析新能源汽車座椅的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)原則，確保新能源汽車座椅的科技感以及舒適感。從而提高新能源汽車專業(yè)的設(shè)計(jì)水平，推動(dòng)我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的持續(xù)創(chuàng)業(yè)發(fā)展。參考文獻(xiàn)：[1]劉喆，張中建.基于人機(jī)工程學(xué)的汽