人机工程学在座椅中的运用

人机工程学在保时捷Panamera座椅设计中应用

【文章摘要】人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关科学知识，研究组成人

机系统的机器和人的相互关系，以提高整个系统工效的新兴边缘科学。人们在享受物质生活的同时，更加注重产品在舒适、安全等方面的评价，也就是产品设计中常提到的人性化设计问题，人机工程学是以人体基本参数为根据，也就是人性化设计的依据。本文以保时捷Panamera座椅的设计为例，简述其座椅在人性化设计中所体现的人机工程学。

【关键词】 人机工程学 设计 保时捷Panamera 座椅

1.引言

在人机系统中操纵人员被看作系统中的一个元件。操作人员通过感觉器官(视、听、触、嗅、味)接收来自机器的信息，了解其意义并予以解释，或先进行计算，再把结果与过去的经验和策略进行比较，然后作出决策。典型的人一机器一环境系统，如人驾驶汽车对所建立的人一汽车一道路。在该系统中，当驾驶员通过操纵器向汽车输人信号，汽车启动，各种仪表显示汽车工作状况，而后人的感觉器官接受这些信息，再经过人脑的分析、判断并作出决策。在人驾驶汽车的过程中，人的感官和显示仪表之间发生了关系；人操纵汽车行驶和操纵机构发生了关系，改变这两个关系是改善人一机的关键。

2.浅析人机工程学在保时捷Panamera座椅设计中的体现 2.1保时捷Panamera

坚持延续保时捷品牌运动跑车设计特征，又要提供四门四座布置，一级后排

座椅的宽裕乘坐空间，是保时捷Panamera的设计理念。车身的后半段则没有了911车系经典的水滴形乘员舱，取而代之的是长达4970毫米的车长、车宽更是达到了1931毫米。Panamera的车高仅为1418毫米，因此保持了911车系流线低重心的经典元素。

保时捷Panamera更加强调后排座椅的舒适性。与911车型狭窄的后座不同的

是，保时捷Panamera的轴距长达2.9米，平整的车顶弧线同时也创造了充足的头部空间。除此以外，保时捷Panamera还提供有容积为400升的行李箱，并且在放倒后排座椅后，空间可以大幅提升至1248升。详见下图。

图（1）保时捷Panamera

2.2保时捷Panamera座椅设计

坐姿状态下，支撑身体的是脊柱、骨盆、腿和脚。脊柱是人体的主要支柱，

由24节椎骨以及5块骶骨和4块尾骨连接组成颈椎支撑头部，胸椎与肋骨构成

胸腔，腰椎、骶骨和椎间盘承担人体坐姿的主要负荷。如图（2）。

图（2） 图（3）

与坐姿舒适性直接相关的是腰曲。欲使坐姿能形成几乎正常的腰曲弧线，躯

干与大腿之间必须有大于90度的角度，且在腰部有所支撑，如图中曲线C所示。可见保证腰弧曲线的正常形状是获得舒适性的关键。如上图（3）。正常的腰线曲线是微微前突。为使坐姿下的腰弧曲线变形最小，座椅应在腰椎部提供所谓两点

支撑（详见图（4））。腰椎后突和过分前突都是非正常状态，合理的腰靠应该是使腰弧曲线处于正常的生理曲线。

图（4） 图（5）

图（5）为座垫上的体压分布。根据人体组织的解剖学特性可知，坐骨结

节处是人体最能耐受压力的部位，合于承重，而大腿下靠近表面处因有下肢主动脉分布，故不宜承受重压。据此座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来分布，即在坐骨处压力最大，向四周逐渐减少，自大腿部位时压力降至最低值，这是座垫设计的压力分布不均匀原则。图（5）是较为理想的坐垫体压分布线。

根据以上几点，下面来分析保时捷Panamera座椅设计所体现的人机工程学。

2.2.1座椅的高度与宽度尺寸设计

由上面图形可知，椅面设计的过高会使大腿肌肉受压，椅面过低就会增加背部肌肉负荷，所以驾驶座椅的椅面高度应低些。对于宽度，当然越宽越好。但对于汽车驾驶座椅来讲，驾驶员坐姿单一，不涉及变换姿势，通常设计应满足最宽人体需要为准。

为提高座舱乘坐的舒适性，Panamera四座独立恒温空调与独立出风口设计。坐入Panamera 车中时，有四样东西会立即引起您的注意：第一，加高的中控台；第二，四个单独的座椅；第三，后部的巨大空间，即使身材很高大的人也能拥有充足的腿部和头部空间；第四，由于采用可折叠后排座椅，使得行李厢具备了更

多的功能。见下图。

图（6）

四个单独的座椅非常舒适（图6），并可提供良好的侧向支撑。同时加宽座椅

平面，增添电动腰部支撑与电动可调方向盘等设计，可以选配电动可调后座椅，手动调节，提供更为丰富的乘坐舒适性。其通风功能也可搭配标准加热功能选装。后部的可电动调节的8向舒适型座椅是应客户要求提供的特殊配置。

图（7）

图（8）座椅添加

双后座椅是折叠式。不仅可以折叠拆卸，而且每个座椅还可以调节靠背的高度及座椅宽度，增加乘坐舒适度，这就满足了不同人群的使用需求。前后座椅的中间都设有扶手（见下图），使前后空间都有充足的膝部与头部空间(图7)，这样一来，驾驶者拥有更舒适的乘坐空间。

图（9）前排中央扶手

图（10）后排中央扶手

2.2.2靠背倾角及椅面角度

考虑到行驶过程中臀部向前滑动而是椅面前缘向后倾的问题，靠背倾角和椅面角度此角的设计不易过大，过大会增加大腿下部与座垫前缘的压力，引起身心疲劳。靠背倾角是指靠背与椅面水平方向的夹角，椅面角度指椅面与水平之间的夹角，这两个角度都是与腰部舒适度密切联系着的。

跑车最注重的是速度和过弯的灵活度，座椅的设计与这些密切相关。保时捷Panamera的座椅为四个单独的座椅，座椅的侧面设有自动调节的按钮,可自动调节座椅的高度与宽度。侧面还有椅垫厚薄的调节装置和气囊装置。这样一来，不同的乘客可根据自己的舒适度调节腰部与臀部的座椅贴合度，最大程度的保证乘坐的舒适度。

（图11）

2.2.3座椅的材料及温度调节

座椅材料是座椅的主要减振元件，要想使座椅获得较低的振动传递率，必须采用合适的材料。座椅材料的选择主要考虑到振动舒适性以及座椅对人体热环境的影响。此外，还要根据驾驶室的微气候环境，调整座椅表面的湿温度特性，这样就能适当调节人体代谢，达到减轻疲劳的目的。

保时捷Panamera每个座椅都非常舒适，采用了真皮打孔座椅做工，舒适性都属于上乘水平，侧向包裹非常到位，无论是长时间乘坐还是放倒躺下都非常舒适。前排座椅电动调节，肩部的支撑调节，还有座椅加热功能，在行驶过程中为驾驶者提供良好的环境。座椅腿部区域的打孔真皮具有良好散热性。

（图12） （图13）

如果经常在后排乘坐，则可以定制一系列选装配置和组件，如大型中控台、

用于后侧车窗和后乘客舱后部的遮阳卷帘或后部车内照明灯组件。您还可以对车

辆进一步升级，选择全面的个性化选装配置，包括七种内饰颜色和五种双色调组合以及一系列精制木饰、碳纤维或铝制选装组件。大型尾门下方的空间可以容纳四个Porsche Design 车主精品中的手提箱。车内为四个乘员提供充足的空间。非常实用，但却符合保时捷的一贯风格。

3.小结

汽车是人的代行工具，与人在日常生活中息息相关，已形成独特的汽车文化。无论是外部还是内部设计，必须以人为本，体现人机协调，使汽车适应人的生理和心理要求，从而提高工作效率。通过上面的分析和介绍，不难看出人机工程学在我们生活中的应用十分广泛，我们一定要好好利用人机工程学这门学科，设计出能最大限度与人协调的机器等。

4.参考文献

【1】高凤麟 《人机工程学》 高等教育出版社

【2】周一鸣，毛恩荣.《车辆人机工程学》，北京理工大学出版社 【3】许英，杨宏刚 《汽车驾驶座椅的人机工程学设计》 【4】丁玉兰.《人机工程学》，北京理工大学出版社，2004. 【5】 internet