摘 要：人机工程学，是把人的因素作为产品设计的重要参数，为产品设计提供一种新的理论依据和方法，从而优化人机关系。随着社会的进步，汽车逐步成为人们的代步工具。在汽车的结构设计中，充分考虑了人-车-环境三者之间的关系，改善了驾驶员的操作环境，劳动强度以及安全性、舒适性。本文应用人体测量学、人体力学、劳动生理学等学科的研究方法，对人体机构进行研究，通过驾驶员作业空间布置，汽车安全性、驾驶员坐姿等方面分析人机工程学在汽车设计中的应用。
关键词：人机工程学；汽车结构设计；人体测量
1 引言
汽车作为现代的代步工具，保有量的急剧上升，让其已从一个奢侈品演变成普通家庭就可以使用的家用品。上百年的历史，让汽车不仅从外形还是结构的设计上都发生了巨大的变化。汽车在变，变舒适，变快，变得更易操纵，但不变的规律或是始终考虑的因素就是：人。
汽车的很多设计考虑了人的因素，人的视觉、听觉等劳动强度，解决人即将面临的问题，达到人车结合的最高境界。这一规律完美符合了人机工程的研究方向。例如在安全或舒适方面：无论是以驾驶员为中心还是以乘坐人员为中心（人的乘坐尺寸指标）的座椅设计，还是驾驶员常常接触的方向盘和手柄，都最大限度地满足人们，另外在安全方面各种主、被动保护措施也使人们在突发危险时，能最大限度地减小伤害，确保人的安全等。人机工程学在汽车设计中应用十分广泛。本文针对这一成功的产物，着重从人机工程学方面研究人在汽车设计中的影响。
2 外形的设计分析
2.1 车型分析
随着汽车技术的不断发展，人们同时也追求汽车车身外型的多样式。根据汽车发展的历史观看，汽车车身的外型经历了马车型、箱型、甲壳虫型、船型、鱼型、楔型等的变化。整个变化一部分考虑因素来源于汽车的动力学，减少阻力。另一部分因素来源人的感官。因为谁都无拒绝完美的线条，肌肉感，棱角等来带的美感。不同人的性格、心理需求不同。又进行详细的分类，一般喜欢刺激、动感的人则喜欢选择有外形动感、线条分明，有较低的风阻系数的轿跑车或跑车外形的车，如法拉利、奔驰的C 系；而一些成功人士和商人则注重外表和自身的地位的展现，这些人一般会选择外形大气，车身较长，能显示其地位的行政级或办公级的豪华轿车，如宝马的7系，奔驰的S系。
2.2 颜色分析
在外形上，车身颜色也很重要。在人们的心理上，通常认为黑色或灰色车身给人以稳重；一些鲜艳颜色如红色，让人感觉这车富有运动性能，有动感；而绿色的小车则让人感觉贴近自然，给人一种清新感。
3 内部结构的设计分析
3.1 驾驶室的分析
驾驶室是驾驶员乘坐的环境，其大小直接影响驾驶员的工作强度、安全性及心情。过小，驾驶员操作时拥挤比较劳累，安全系数降低。过于宽敞，首先浪费空间增加成本，再者让驾驶员没有安全感，影响驾驶。
整个操作过程都是坐着完成的。需要考虑坐姿的参数，在整个设计中主要参考了人自然放松的坐姿，除此之外还包括座椅的厚度、弹性、倾斜度，人员的衣服厚度、活动范围等。同时视线设计也是非常重要的一个环节，主要参考坐姿眼高的数据以及最佳视线的位置。以上只是简单介绍了空间的尺寸设计，而空间的舒适度和美感则从坐姿生物力学和作业面的空间布置来探讨。
3.2 汽车座椅分析
人―座椅―车身―底盘组成了一个复杂的振动系统，设计中要求临近或相互连接的各子系统振动的固有频率分布必须错开，以避免引起共振；并且要求人体界面上的子系统（座椅、转向盘），其固有频率要与人体敏感频率范围分开。座椅对于安全性具有重要意义而确定座椅几何参数最主要依据是目标群体的测量数据。
以人体特征点来确定座椅特征部位，就能在很大程度上保证舒适坐姿。
由于汽车座椅有其特定的使用环境，其许多几何参数的确定还需要考虑座椅在汽车内的布置和使用情况。
4 安全方面的设计分析
4.1 后视镜的设计分析
汽车后视镜是辅助驾驶员在驾驶时获得最佳视线，了解实时路况。设计时为保证安全驾驶，驾驶员不宜转头侧面应以直线视线为宜。
（1）驾驶员侧后视镜。镜中心与靠近视镜一侧眼点连线（或眼椭圆切线）与驾驶员直前视线的夹角不大于55°观察后视镜的视线不应被立柱阻挡。
（2）副驾驶员侧后视镜：应安装在驾驶员直前视线75°范围内。
4.2 三点式安全带的设计分析
现在的安全带均由强度极大的合成纤维制成，带有自锁功能的卷收器，采用对驾、乘人员的肩部和腰部同时实现约束的三点式设计。这样的安全带能将驾乘人员束缚在座位上，防止了二次碰撞，而且它的缓冲作用能吸收大量动能，减轻驾乘人员的伤害程度。
4.3 安全气囊的设计分析
当发生碰撞事故时，安全带将乘员“约束”在座椅上，使乘员的身体不至于撞到方向盘、仪表板和风挡玻璃上，避免乘员发生二次碰撞；同时避免乘员在车辆发生翻滚等危险情况下被抛离座位。安全气囊的保护原理是：当汽车遭受一定碰撞力量以后，气体发生器中的化学物质被点燃，瞬间会释放出大量氮气，隐藏在车内的安全气囊就在瞬间充气弹出，在乘员的身体与车内设备碰撞之前起到铺垫作用，减轻身体所受冲击力，从而达到减轻乘员伤害的效果。
4.4 安全辅助系统（ABS、EBD、 ESP）的设计
汽车在紧急制动时轮胎会发生抱死现象，在摩擦系数差别大的路面制动时制动力分配不均会侧滑等。为了保证人员驾驶的安全，减少事故发生，设计出安全辅助系统例如ABS、EBD、ESP等提高了安全性能。
5 结束语
人们的生活水平在不断提高，人们对汽车的使用要求也越来越高。主要体现在两个方面：一是驾车的舒适性方便性；二是汽车的安全性能。本文通过几个常见的案例验证了这一点，并分析了人机工程学在汽车设计中的应用。从易见的外形到操作的内部结构上都采用人机工程学的概念。后续的汽车发展也会继续延续人机合一的理念，完美体现人-车-环境的和谐关系。