1、1目录1.设计任务书.31.1 需求分析.31.2 设计目的.31.3 设计要求.32.设计思路.42.1 座椅舒适性.42.2 显示装置布置合理性.52.3 操纵装置可操作性.52.4 操纵空间布局合理性.62.5 驾驶室安全设计.63.座椅的设计.73.1 座椅设计依据.73.2 座椅的设计.74.显示装置的设计.114.1 设计要求.124.2 仪表盘设计特点.1324.3 仪表盘设计.135.操纵装置的设计.165.1 脚踏板的布置设计.165.2 换挡装置的设计.175.3 方向盘的设计.186.驾驶室空间的设计.206.1 坐姿作业范围.206.2 手的水平平面作业范围.216.3
2、 脚垂直平面内的作业范围.217.驾驶室安全性设计.227.1 安全带.227.2 安全气囊.237.3 头枕.237.4 安全玻璃.237.5 门锁与门铰链.247.6 室内其它构件.257.7 出入阶梯设计.2538.参考资料.261.设计任务书1.1 需求分析随着社会生活的不断进步，卡车行业不断发展。重型卡车多用于长途运输，物流市场的快速发展使得重型卡车的需求量越来越大。同时，人们对重型卡车驾驶室的舒适性，安全性的要求也不断提高。因此，伴随着科学技术的发展，也为进一步保护乘客的生命安全，为驾驶员提供合理舒适的驾驶空间已经成为汽车行业的热门话题。4人们希望在驾驶室的设计，加工上更符合人机工
3、程学原理。 1.2 设计目的利用学到的人机工程学的知识，根据驾驶员的身体特征和人体基本驾驶习惯，对重型卡车的驾驶室中的座椅、仪表盘面板、控制部件以及空间布局做出合理的设计，保证驾驶员在驾驶过程中能更加敏捷、舒适地对车辆进行操控。完成市重型卡车的驾驶室中的座椅、仪表盘面板、控制部件以及空间布局设计，保证驾驶员在驾驶过程中的舒适感和便利性，从而进一步降低在日益拥挤的交通中的事故发生率，保证广大驾驶员的生命安全。1.3 设计要求1.3.1 座椅要求 （1）各部贴合感：要求座椅靠背和坐垫的形状与人体背部、臀部及大腿底面的形状相贴合。贴合感强的座椅将有利于改进接触面积和部位。 （2）横向稳定性：汽车转弯
4、时，人体承受横向加速度，为了提高乘员的身体保持性，要求座椅的侧面稍加高，以便两跨和大腿部能轻轻支承身体。 （3）背部和腰部的合理支承：汽车座椅设计时应提供形状和位置适宜的两点支承，第一支承位于人体第 56 胸椎之间的高度上，5作为肩靠能减轻颈曲变形；第二支承设置在腰曲部位，作为腰靠，能保证乘坐姿势下近似于正常的腰曲弧线。 （4）各部合适的软硬感：座椅最重要的作用是支撑乘员的身体，不能只是一把安乐椅，表面硬一些的座椅不易使人疲劳，但与身体不是特别贴合的硬座椅会压迫身体的某一部分，使疲劳感倍增。 （5）振动舒适性：需要设计好座椅的静态刚度、共振频率及衰减特性。 1.3.2 控制部件、面板、空间的设
5、计要求 （1）座椅、 室内空间设计要满足人体的舒适性设计数. （2）方向盘、 控台、 扶手、 脚踏板等要满足操作性设计参数以及安全性设计参数。 （3）空间布置要满足注意国家道路交通法规规定和汽车设计规范，特别是满足视野的需要。 2.设计思路2.1 座椅舒适性在其具体设计方面要求座椅各个部分的位置是可以调节的,同时应当有不同密度的适宜座垫和靠背垫来支持身体的敏感部位。在满足工作需要的同时,又能满足休息要求。座椅必须有额外的空间 ,以便驾驶员改变在座椅上的角度或位置,以便使他的肌肉暂时放松。62.2 显示装置的设计为了使得驾驶员注意力集中,操作方便、快捷、准确 ,仪表板及其周围的控制按钮、手柄及开
6、关的位置、空间分布以及仪表和指示、警告灯的辨认识别等都应符合人机工程学的基本要求,必须布置在驾驶员的手伸及界面以内。这样驾驶员才能在不必大幅度改变正常驾驶姿态.的情况下方便的操纵这些钮件。这是保证驾乘舒适和行驶安全不可缺少的条件。2.3 操纵装置可操作性驻车制动手柄操作时的基本姿态。因为制动手柄操作要求反应准确高效,启动时间必须短暂。操纵方式与开关式操纵器基本相同, 但布置的位置应远离普通的幵关式操纵器,避免紧急操纵时的误动作。加减档操作杆操作时的基本姿态。加减档是需要驾驶员反复操作的人机界面之一,他直接影响着车辆的行驶速度 ,对于行驶的安全性至关重要,在这个人机交互界面之中,要尽量避免操作杆
7、和手心之间的接触面,使手在此界面上达到舒适状态。能有效地避免误操作和手疲劳。能很大程度上提高人的操作效率。工作台按钮操作时的基本状态。驾驶员在正常操作姿态下,人手对于按钮的可操作性应尽量分布于人手的可触及范围内的环形区域,可以有效增加驾驶员的操作效率。同时操作按钮合理的人机分布,也能相应的减少误操作率,给驾驶员的操作带来更舒适、快捷和方便。7各种不同效果的按钮,如空调、收音机、点烟器、雨刮、车前大灯等等,应该根据其不同的需求以及不同的效果来选择各式不同的开关, 这样才能更好的人性化设计,使得驾驶员在驾驶过程中更舒适、便捷。离合器、加速踏板、脚制动操作时的基本形态。脚踏板适用于动作简单、快速、需
8、要的操纵力较大的调节。能长时间保持在调节位置上,可用于两个或几个工位的调节和无级调节。2.4 操纵空间布局合理性通常,对不同类型的元件,一般是按以下顺序布置:主显示器一与主显示器相关的主操纵器一有协调性要求的操纵器与显示器一按顺序使用的元件一将使用频繁的元件置于方便观察、操纵的部位一按布局一致的原则协调本系统内及其他相关系统的布置方案之间的关系。作业空间在布置时优先考虑对于实现系统目标最为重要的元件,即使其使用频率不高,也要将其中最重要的元件布置在离操作者最近或最方便的位置。这样可以防止或渐少因误操作引起的意外事故或伤害。经常使用的元件应按使用频率的大小划分优先级,重要的装置应置于驾驶员易见,
9、易及的部位。在驾驶作业中 ,应按功能的相关对仪表操纵器、显示器甚至机器进行适当的分区排列。在设备的操作中,为完成某动作,应按顺序使用显示器与操纵器。8这时,元件应按使用顺序排列布置,以使作业方便、准确。2.5 驾驶室安全性设计驾驶室安全性设计主要是安全装置的设计，包括安全带、安全气囊、安全玻璃、以及出入安全性设计等，根据我国的成年人人体尺寸,上下车梯的最低一级踏板的离地高度不宜超过 550mm,最高一级踏板与门滥的垂直距离不宜超过 300mm,相邻两踏板间的垂直距离不宜超过 300mm,车梯各踏板的内侧宽度不宜小于 250mm。3.座椅的设计3.1 座椅设计依据3.1.1 坐姿生理学（1）脊柱
10、结构（2）腰曲弧线（3）腰椎后突与前突3.1.2 坐姿生物力学（1）肌肉活动度（2）体压分布（3）股骨受力分析（4）椎间盘受力分析9综合起来，从坐姿生理学角度，应保证腰弧曲线正常；从坐姿生物力学角度，应保证肢体免受异常力作用。3.1.3 坐姿人体测量尺寸坐姿人体测量尺寸是座椅静态尺寸设计的主要依据，设计时应尽量避免扶手过宽和坐面过高，过深等，从而减少驾驶员的疲劳与不适感。3.2 座椅的设计3.2.1 座椅设计要点（1）座椅的结构形式应可能与坐姿工作的各种操作活动要求相适应。（2）座椅的座高与腰靠高必须是可调节的。（3）座椅可调节部分的结构构造，必须易于调节，必须保证在椅子使用过程中不会改变已调
11、节好的位置并不得松动。（4）座椅各零件的外露部分不得有易伤人的尖角锐边。（5）无论驾驶员坐在座椅的前部，中部或向后靠，座椅坐面与腰靠均应使其感到安全，舒适。（6）座椅腰靠结构应有一定的弹性与足够的刚度。（7） 座椅一般不设扶手。10（8）座椅的结构材料与装饰材料应耐用，无毒，阻燃。3.2.2 座椅结构形式主要构件有：坐面，腰靠，支架。扶手依据情况而定。3.2.3 座椅主要参数（1）座高座高指地面至座面上坐骨支承处的高度座椅高度应该使驾驶员大腿接近水平，小腿自然放置如果座面过高，就会导致小腿悬空，使大腿肌肉受椅面前缘压迫，腿部血液循环受阻，小腿麻木肿胀；座面过低会增加背部肌肉负荷所以座高的设计先
12、要考虑较小身材的操作者。（2）座宽座宽应满足臀部就坐所需的尺度，使人能自如地调整坐姿，座宽取值时应适当大于臀宽通常以大身材女性的臀宽尺寸上限为设计依据，以满足能容纳身材粗壮者的需要由于驾驶室空间的限制，座宽尺寸不能太大，以免影响变速操纵杆、停车制动杆等的尺寸和操作。（3）座深座深是指椅面的前后距离正确的设计应使臀部、腰部都得到支持，座面前缘与小腿间应留有适当的距离，保证小腿可自由活动座深不宜太大，防止矮小身材的人坐上之后，座面前缘压迫膝窝处的压力敏感部位，迫使人前移，背部得不到靠背支持，产生极度不适如果要得到靠背的支 持，则必须改变腰部正常曲线，也会产生不舒适 为了满足大多数人的需求，座深应按较小百分位
