基于生物學反應的駕駛舒適度研究.pdf

1、舒適度在汽車駕駛中起著越來越重要的作用。不舒適的駕駛姿勢，不僅會帶來嚴重的身體病變，例如脊柱骨骼、消化和心血管系統(tǒng)疾病，尤其是腰痛，嚴重時還會引起交通事故。因為司機駕駛的時間較長，尤其是出租車司機，每天駕駛操作8小時以上。舒適的、設計好的汽車室內能夠減少笨拙的姿勢以及職業(yè)病的生成，并能刺激最佳的操作效能。因此，許多國家都積極開展有關駕駛舒適度的研究工作，尤其在西方發(fā)達國家，此方面研究更為全面。 舒適度是人的主觀感受，它由心理和生

2、理兩方面的因素構成。本文通過三個系列的實驗，基于人體主觀心理感受和客觀生物物理測量，在我國首次對出租車駕駛員駕駛舒適度問題進行了系統(tǒng)研究，為人－車系統(tǒng)中人性化設計提供理論依據。 實驗一引入意象尺度、口語分析等主觀評價方法，通過一系列的調查對駕駛舒適度影響因子進行了研究，結果表明： (1)影響駕駛舒適度的主觀因子包括睡眠、駕駛時間、心情、身體狀況和疲勞等，客觀因子包括座椅舒適度、座椅的可調節(jié)性、振動、噪音、機器外觀、駕駛室

3、空間、氣候控制、可視域、儀表盤和顯示、控制器以及控制方式、疲勞等。 (2)駕駛操作舒適度與舒適度客觀影響因子研究的結果基本吻合，即座椅舒適度、振動、控制器以及控制方式、噪音等仍然是影響駕駛舒適度的主要因素。從總體來看，用戶對所駕駛過的汽車舒適度總體感覺為“一般”，略偏差。 (3)用戶對汽車座椅的舒適度總體感覺為“一般”，略偏差。影響座椅舒適度的因子主要包括：靠背形狀、靠背下支撐點和靠背上支撐點，其中以靠背下支撐點最為嚴重

4、。 實驗二考察了人在靜態(tài)駕駛環(huán)境下的身體多個關節(jié)的舒適度角度。結果表明，在實際靜態(tài)駕駛環(huán)境中，人體各個關節(jié)的舒適度角度要小于實驗室所測得的角度。 實驗三借助sEMG技術對出租車司機進行駕駛試驗，通過對頸伸肌、豎脊肌、多裂肌、股二頭肌的sEMG測量，對最大背伸肌力和耐力負荷進行了研究，考察了駕駛員在動態(tài)駕駛情況下的舒適度。結果表明： (1)隨著駕駛時間的增加，被試的耐力負荷持續(xù)時間持續(xù)降低；同時，被試的背伸肌力也隨

5、著減少。 (2)從全程的AEMG和MPF來看，差異性不大，這一原因可能是試驗中受到被試主觀因素(如毅力、耐力)等的影響；通過對肌電信號以及數據的分析，我們發(fā)現，被試的前20秒的數據和肌電信號比較好，實驗結果比較理想。 (3)通過對前20秒的AEMG、MPF的均數以及MPF的斜率進行單因素方差分析，左、右側多裂肌前20秒sEMG信號特征指標MPF的下降斜率受駕駛時間影響顯著，而其它肌肉的影響不明顯。試驗表明，多裂肌可能是引

6、起駕駛員腰痛的主要原因。 (4)人體主觀舒適度感受和客觀試驗數據分析之間有很大的一致性。 (5)通過對主觀舒適度函數和客觀舒適度函數的整合分析，對腰部舒適度指數進行了定義和規(guī)定，得到了腰部舒適度指數函數，用以指導和評價實際駕駛時的舒適度。 根據實驗結論，本文提出了人機工程評價系統(tǒng)框架，并分析了其中的關鍵技術。在CAXA基礎上構建了基于舒適度的人機工程評價系統(tǒng)，將實驗數據運用到系統(tǒng)中，以支持虛擬設計與評價、產品創(chuàng)新