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人机工程学在电动摩托车设计中的应用

来源:环境技术 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-07-08

1 电动摩托车的概况

世界上第一辆由电机驱动的车辆诞生于1834 年,是美国人托马斯·达文波特(Thomas Davenport)制造的一辆由直流电机驱动的电动车,见图1。当时的这辆电动车只是实现了以电池作为动力来源,能够驱动车辆前进,速度很慢,车速最高不超过6km/h,并且不能充电。现在看来,当时这辆车简陋的外观造型让驾乘者很难接受,更谈不上舒适性,但该车的诞生在电动车的发展史上具有重要意义。

1990~1995 年是中国电动摩托车行业的起步阶段。当时的电动摩托车续航里程小,电池寿命短,只是能够满足于基本功能,毫无外观造型美观和骑行体验之说。直到2017 年,随着机动车数量激增、交通拥堵、环境污染等问题日益严重,节能减排、绿色出行等因素的影响,电动摩托车再一次被重视起来。新出台的国标对电动摩托车的电器、安全、速度及试验方法等进行了明确规定,更多从骑行体验和安全性的角度对电动摩托车的设计进行了规范,以人-机-环境法则设计出的新一代电动摩托车已成为广大消费者的代步工具。

随着设计能力和生产工艺的不断提高,在满足基本功能和设计需求的同时,更多符合人机工程学,既能满足功能,又符合人-机-环境法则,外形美观,安全舒适的电动摩托车不断涌现。

图1

2 人机工程学与设计的关系

2.1 人机工程学的概念

人机工程学作为一门研究人-机-环境之间相互关系的学科,通过人体测量学、工程力学、解剖学、心理学、生理学等多学科在产品设计中的综合运用,尤其是经过对人体结构和机能特征进行综合研究,人机工程学在交通工具设计领域现在已经成为一门必修的学科。人-机-环境之间的关系见图2。

图2

2.2 人体尺寸与电动摩托车设计的关系

根据人机工程学原理,通过测量、统计、分析中国成年人人体主要尺寸和对人体生理结构的研究,为确保人体坐姿和驾驶的舒适性,来确定电动摩托车的架势空间和整体尺寸,对车高、手把、鞍座、仪表板以及驻车可操作性的参数进行准确设计。人体尺寸参数决定了人体的活动空间和占据的几何空间,是设计师在设计过程中重要的参考依据。中国成人人体参数见表1。

表1 中国成人人体参数

在进行设计前,首先要了解即将设计车型的开发目的、产品定位、目标用户、销售区域、目标成本价格等。然后进行充分的市场调研,了解该车型的消费群体,适用地域特征,明确设计目标,在设计的过程中才能少走弯路。在产品设计中,本着“以人为本”的设计理念,无论是新产品的研发还是老产品的改进,都要处处考虑人的可操作性行、驾乘体验。针对电动摩托车来说,整个驾乘过程中,所有操作均由上肢完成,所以设计时充分考虑上肢的参数在设计过程中尤为重要。另外,从人-机-环境角度出发,要充分考虑人的生理、心理、安全、方便、高效等因素的影响,以更有利于驾驶者操作和乘坐者的体验。

2.3 图形符号、信号装置与电动摩托车设计的关系

仪表板面是驾驶者与车辆信息交流的平台,在实现驾驶者与车辆信息传递过程中发挥着举足轻重的作用。为了更加准确、高效的传递信息,科学、合理的设计仪表版面显得尤为重要,在电动摩车车进行图形符号设计时,图形符号及信号装置的位置应方便正常操纵位置上驾驶员的观察识别,操纵件及信号装置上的图形符号应与其底色有明显反差,以求醒目。

车辆仪表板面上常用到的图形符号包括电量指示灯、远近光灯、转向灯、车速指示灯、倒车指示灯等。根据人机工程学,在垂直平面中,人的颜色识别范围在视屏线的30°~40°,所以在进行设计时一定保证图形符号在驾驶者保持正确姿态的识别范围内,以保证正确安全的驾驶。正常驾驶者的可视范围如图3。

2.4 仪表、显示装置的设计

图3

仪表显示器外观形式多种多样,目前电动摩托车使用最多的还是椭圆形和扇形仪表显示器。在进行仪表板面及功能灯设计时,要充分考虑人机界面的合理性。

视觉运动可遵循以下规律:

a)眼睛沿水平方向的运动比沿垂直方向的运动要快,水平方向的尺寸估测要比垂直方向的尺寸估测要精准,因此在观察物体时,先看到水平方向的形体,后看到垂直方向的形体。

b)视觉的习惯往往是从左到右,从上到下,观察圆形物体时,往往是看顺时针方向是最为迅速。

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