汽車座椅布置時需要運用到哪些人體工程學的東西?


汽車的座椅布置是人機工程學的重要應用之一,SAE 對這一塊有專門的規格以及介紹(參見SAE_J826_2008)。我對這方面的知識也僅僅停留在課本的初步介紹上,那麼就把我上課的所學到的一些最簡單的設計思想以及筆記分享給大家,希望能提供給大家一些最基本的思路。也同時希望有汽車設計前輩指出更加專業的答案(回答確實有一些概況不夠具體)。其中一部分由於不知道確切的中文專業名詞是什麼沒有給出,如有恰當的翻譯,請留言。註:文中圖片來自於我的教授 Urs stemmle。 在此,感謝老師。文中如有錯誤,請指出。

首先,上一張汽車座椅的布置總覽圖(Fiesta package)。

需要指出的是,對於座椅的布置,每個公司都有自己的產品標準以及側重點(Every company has their own principlesWhat is important/what is

not)。其次,設計依據的數據與公司的歷史以及其所在國家標準法規又有不同(Owndata

linked to its own history and country
It evolves due

to new data availability and legislation
)。 但總的來說,主要是依據三個因素:

1.

舒適性 Comfort

  • 座椅的貼合感以及軟硬感
  • 轉彎時的橫向穩定性(兩側面加高來支撐身體)
  • 腰部以及背部的合理支撐
  • 汽車振動舒適性(共振頻率,衰減特性)

2.

駕駛員或乘客的視野範圍以及反射 Vision/reflections

3.

駕駛員所能夠及的區域的操作便利性 Reach/operation

of controls

按身高分布的百分位表示的人體尺度稱為百分位身高。車身設計中,採用的人體尺度是5%百分位和95%百分位,為的是能保證90%(從5%百分位到95%百分位)的駕駛者以及乘客能在所設計的汽車座椅調節範圍內獲得最適合於自身尺度的乘坐空間和操作空間。 其中50%百分位的人體尺度(人體平均尺度)用於大部分的駕駛者。

例如,French approach for useful real-life ergonomics 是這樣定義的:

-

50% male (173cm) as basic data &> most drivers

-

check with small woman (153cm) &> more more female drivers

-

check with tall man (190cm) &> people get bigger and bigger

-

rear passengers: depending on level of

comfort desired

即:173cm 作為基本身高數據,同時兼顧越來越多的女性車主(153cm)以及相對高的男性車主(190cm)。而後排乘客則根據不同程度的舒適需要以及汽車的外形尺寸由廠家自行定製。

通常,人體所能接受的最舒服的角度區間(comfort angle ranges)變化如下圖所示:

註:不同品牌與類型的車輛其駕駛室內部空間尺寸和設計的外形是不同的,相應的對應其各操縱件、調節件等硬體位置,其舒適角度範圍也是不同的。

三個標準尺度的假人(dimensions of common manikins)數據如下:

下圖是對於大部分的駕駛者最常見的角度活動區域basicsetup

H點(H點是指人體軀幹與大腿的連接中心點;在車身布置圖上,,H點是人體坐姿定位的基準點。且)高於腳後跟的高度對汽車駕駛艙的高度有很大影響,同樣也影響到汽車內部的分布比例。

上視野角度Forward vision angles

同樣還有與前擋風玻璃與前方後視鏡的間距

下視野角度Rear vision angles

- Direct by head turning for lower minimum of 5° down

- Interior

mirror (from theoretical mirror point,

situated usually somewhere on the bonnet outside of the car)

「Shirt」 Reflections (reflection of yourself in the

instruments)

-

利用眼睛的焦點或者眼橢圓 eye point or

ellipse

-

also check for triple reflections (IP in the rear glass via the mirror)

-

IP in the windshield (length of IP cover)

-

IP in the side glass at night!

-

Treat reflected surfaces in matt black if possible

對上下視野的最基本的要求就是:讓高身材駕駛員不太低頭能看到交叉路口懸掛的信號燈(停車線前方12m,高5m處),而矮身材駕駛員能從方向盤上方看到車前方8m以外的路面。

駕駛員所能夠及區域Reach zones

手部間距Hand Clearance

周圍50mm「禁區」(no-go zone

around)

- 換擋桿 (同時考慮到置物盒,CD托盤之類)

-

點火鑰匙

100mm between (碰撞情形)

-

方向盤邊緣與儀錶板

-

轉向桿必須可以劃入

方向盤區域Steering wheel area

低於視野範圍6°,高於大腿骨線85mm (below 6° vision, 85 mm above femur line)。其主要影響背靠角。例如:在方向盤轉動180°時,手不得脫離方向盤(軀幹太靠後)或肘不得碰胸部(軀幹太靠前)。一般而言,手握在轉向盤輪緣左右兩側時,上肢關節角應在舒適範圍內。

頭部間距Head Clearance

前座椅的靠背角度最小範圍是23-25°。

側向間距Lateral Clearances

踏板間距Pedal Clearances

說的還不是很細緻,希望有更多有經驗的學長來做補充。


摺疊吧


前面都答的很好,簡單的說一下自己的理解~

在產品開發過程中,設計部定義車身形狀和車內參數,車身形狀決定了乘客和零件的空間。根據人體工程學,把假人放進車身,定義腳跟點,軀幹角和H點。然後就可以開始設計其他特徵和零件啦~

每個車型都需要進行人體工程設計:

一般極限5%的女性,95%男性列舉一下

1、乘客的坐標,如軀幹角,大腿角,膝蓋角等

2、方向盤角度

3、擋風玻璃位置

4、各種功能開關和控制開關的位置

5、頭頂高度

6、剎車

7、油門踏板

8、膝部空間

9、進出空間

10、扶手位置

總之,在座椅設計過程中,評估產品設計是否滿足人機工程學,評估座椅上可觸及部位上是否有尖角。檢查按鈕手柄的手部操作空間,手部操作力的定義,是否在合理的觸及範圍內等等


謝邀

關於座椅@呂勇智 已經回答的很詳細了…我不是汽車專業的我就不班門弄斧了:D

不過看到有人說公交車沒有人體工程…還有人點贊! 忍不住過來插幾句…

其實公交車處處存在著人體工程學(以下我會用人機工程-Ergonomics代替):

車頂扶手設計的時候要考慮到人群的身高,拉環要考慮手部尺寸、抓握力,台階要考慮人體步態特徵,整車要考慮人體的振動承受能力,座椅要考慮人體尺寸和體重(在符合人體工學的前提下盡量經濟…包括節省設計製造的成本和提升承載能力),就連一個小小的破窗錘都要考慮到Hand Ergonomics...人機工程學不代表說會讓每個人都舒適,但是完全不考慮人體工程的設計是不具可用性的。

不過看不出也很正常…因為牽扯到人機工程學的設計是在太多…太過平常才沒有人去注意吧


首先感謝邀請,另外說實話,樓主這個問題確實有點太大了,所以回答採取概述列舉技術文檔中的要點,再具體的就涉及到技術保密了,另外樓上講的也很多了,再細緻的技術問題知乎上似乎無法討論。

只引用「
ergonomics」涉及部分

The packaging team is most concerned with
driver visibility (sight lines), including forward visibility, visibility to
the side, mirrors, to the rear, driver controls, gauges and instruments. Other considerations include:

· Access to
controls

· Seat track
travel

· Seat back
articulation

· Comfort
issues

Interior space ergonomics are worked out
for each type of vehicle. This includes
defining items such as:

A. Front Compartment - 5th percentile
female to 95th percentile male

1.
Windshield and "A" Pillar position

2.
Instrument panel height

3.
Position of instruments and controls

4.
Steering wheel attitude

5.
Occupant coordinates, such as torso, hip and knee angle, D-Point to heel point, etc.

6. Cowl height

7. Visibility to mirrors, controls, gages, etc.

8. Wiper pattern

9. Belt line height

10.
Door armrest height

11.
Seat belt system and position

12.
Seat controls

13.
Brakes - standard and emergency

14.
Accelerator pedal

B. Rear passenger compartment - 5th
percentile female to 95th percentile male

1.
Knee room

2.
Entry room

3.
Rear controls - dome light, window, etc.

4.
Rear visibility

5.
Rear armrest position

6.
Rear foot room

7.
Rear seat belt system

8.
Rear heel point


為什麼公交車看不出有任何有任何人體工程學的東西


我告訴你用到人機工程學裡哪些東西吧

,工作空間測量(說白了就是讓你伸腿,操縱方便),體型契合(這個是最難的,簡單的說就是讓你坐著舒服,當然省錢也要考慮到),氣味控制也屬於人機工程學的,安全啦,震動啦這些都不僅僅取決於座椅的人機工程


人機也是有個經驗傳承和數據積累的過程。座椅的人機很重要。


好高深的問題啊


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