沈阳工业大学本科生毕业设计
（2）仪表的排列
仪表应该按重要性原则以及它们的功能来分区排列，表与表之间必须尽量紧密布置，以便能够缩小驾驶员的视野范围，重要仪表要布置在人的中心视野偏向左边的位置，以使驾驶员头部不用转动就能够准确地认读仪表。当人的眼睛偏离视中心时，在偏距相等的情况下，人的眼睛对左上限仪表的偏转感知最快，其次是右上限、左下限以及右下限。因此，在一般情况下，油量指示表、水温指示表以及电流指示表等，均排列在左侧更加适宜。
对于指示灯如刹车灯、远光灯、近光灯及转向灯，由于直线型的排列辨认最高，而非正方形或者圆形，所以应该按图4-2中c图的排列方式来进行排列。三种排列方式如图4-2所示，其中c图是最好的方式。
A正方形排列 b圆形排列 c直线排列
图4-2指示灯排列方式
此外，在对仪表进行排列时，还应考虑人眼视觉特征的影响，对仪表的布置要作出相应的调整。主要考虑以下几个因素：
1）眼睛沿水平方向运动之时比沿着垂直方向运动要快，而且不容易疲劳。 2）人的视线的变化习惯于从左到右，从上到下和顺时针运动。
3）人眼对水平方向上的尺寸和比例估计要比对垂直方向上尺寸和比例的估计准确得多，因而应该按照水平式来进行排列。
（3）汽车仪表的设计 1）刻度盘的形状
汽车刻度盘的形状主要由它的功能以及人的视觉特性决定的，对于不同形状的刻度盘其误读率也会不同。在目前，仪表的形状主要有五种形式，分别为水平直线形、圆周性、半圆形、1/4圆形以及扇形。有研究表明，圆形刻度盘的认读范围比较小，视线较为集中，误读率比较低，但是这种刻度盘的最大与最
31
沈阳工业大学本科生毕业设计
小刻度重合在一起，或距离很近。由于驾驶员在行车过程中的允许认读时间非常的短，容易发生误读，如果采用半圆形的刻度盘就可以有效地降低误读率。但是半圆形刻度盘也有其缺点，虽然它给出了较好的准确率以及显示位置，但由于某些汽车仪表的刻度范围较大，这样就会造成半圆形刻度盘不能够满足刻度布置的需要，如时速表，就有0、20、40等多个刻度，这时如果选择半圆形的刻度盘，就会由于刻度线之间过于拥挤而导致误读。
综上所述，可以将汽车的刻度盘大小设计为稍微大于半圆形的形状，这样既增大了刻度线之间的间距，又满足了刻度盘的最大最小刻度之间具有一定的距离。
2）仪表的直径
圆形仪表的刻度直径与视距和刻度数有关。视距较远或刻度数较多，则必须适当加大仪表直径。默雷尔推荐的圆形仪表最佳直径如表4-1所示。
表4-1 圆形仪表最佳直径(cm)
I
5
D
2.6
由表4-1可知，I一定时，D随L的增大而增大；L不变时，D随I的增加而增加，仪表的直径为10-12cm最好。
3）刻度与字符
仪表刻度盘的字符形状、大小等影响判断的效果。字符的形状应该简明、醒目，一般采用宋体或黑体，字符大小应根据视觉而定，且指针在刻度盘内时，如有空间，则表数应在刻度的外侧，反之则应在内侧。由于汽车仪表是指针运动而盘面固定，字符一般采用正立位的排法。表4-2为目视距离与字符最佳高度的关系，应该取字符高度H为 5mm。
32
9 2.5
19 2.5
38 2.5
50 3.2 6.4 12.9 21.4
70 2.5
100 3.6 6.4 12.9 25.7 42.9
L 0.5 0.9 1.8 3.6 6.0
注：I为刻度显示最大刻度数；D为圆形仪表直径(cm)；L为目视距离(m)。
沈阳工业大学本科生毕业设计
表4-2目视距离与字符最佳高度的关系 目视距离(m) L 0.5以下 0.5~0.9 0.9~1.8
刻度线间的距离称为刻度，若视距为L时，各刻度线的最小尺寸可由下列各式算出。
长刻度线高度：L/90mm，刻度线宽度：L/5000mm 中刻度线高度：L/125mm，短刻度线间距：L/600mm 短刻度线高度：L/200mm，长刻度线间距：L/50mm
对于人眼直接判读的仪表刻度最小尺寸不宜小于1mm，最大可取4-8mm，而一般情况下取1～2.5mm。刻度线的宽度一般取间距大小的5%-15%。当刻度线的宽度为刻度大小的10%左右时，误读率最小。在本文中，长刻度H=550/90=6mm，间距L=550/50=11mm；短刻度线高度H=550/200=2.7mm，间距L=550/600=1mm。
4）仪表的指针
仪表指针的形状应以头尖、尾平、中等宽的设计原则作为标准，设计造型应简单，刻度尖必须与最小刻度线等宽，如果其小于最小刻度宽度时，则指针在刻度范围内移动时很不容易看清楚。若大于最小刻度的宽度，指针的认读精度则又会受到影响。并且，指针的颜色应设计为与仪表盘颜色形成鲜明的对比，与刻度线及字符的颜色尽量协调，以便于驾驶员快速认读。
5）仪表的色彩
汽车的仪表设计是否合适，对驾驶员认读速度以及误读率都有影响。例如，当刻度盘上的数字单个显示时差别并不是太大，但在背景颜色下显示时就会有明显的差别。实际工作中，为使指针、刻度等清晰易辨，运用人因工程学提供的清晰色彩搭配方法来进行设计。由于人眼对不同色彩的辨认能力不同，而且不同色彩的搭配也影响辨认的准确性。研究表明，人可以准确辨认的色彩不超过10-12种，光谱的中波区（橙、黄、绿）对眼睛的感受性具有最高的锐化作用。
33
数字高度(mm) H 2.5 5.0 9.0 沈阳工业大学本科生毕业设计
这些颜色也不易引起眼睛的疲劳，认读速度和准确性较高。表2.1列出了人眼对不同色彩搭配进行辨认的误读率。为了使整个仪表盘色彩协调、明快、稳定、统一，仪表盘上各仪表最好采用统一的色彩搭配。在实际工作中，由于的墨绿与白色搭配明度对比度较高且符合仪表的习惯用途，因此常采用这种搭配作为表盘和数字的颜色。
表4-3刻度盘底色及刻度线颜色与误差的关系
底色 刻度色 误读率
120mm墨绿 白
淡黄 黑
天蓝 黑
灰黄 白
深蓝 白
浅绿 黑
综合考虑选用墨绿底色与白色
刻度的仪表
17% 17% 18% 25% 21% 21%
6mm3mm1mm8060401001201401601805mm200100Km/h17:17Am200
图4-3极易辨认的仪表盘
图4-3 所示为根据以上数据所设计的仪表。它按照水平式来进行排列，满足了表与表之间应该紧密布置的要求，能够缩小驾驶员的视野范围，使驾驶员头部不用转动就能够准确地认读仪表。并且形状采用了稍大于半圆形的设计方
34
沈阳工业大学本科生毕业设计
式，指针、刻度与仪表盘的颜色对比明显，这样既增大了刻度线之间的间距，又使指针、刻度 与表盘的对比度高，可以有效地降低驾驶员的误读率。
4.1.2方向盘的人因设计
（1）方向盘的造型、形状的人因设计
方向盘的形状要与使用者的手和身躯匹配。人手握的形状呈圆弧形，因此一般将方向盘设计成圆形而非方形或其他形。现在常见的家用车基本都是这种造型。方向盘下方的圆弧改成平的是高端运动型车型中常见的造型，原因是能增加驾乘者的空间和激烈驾驶的手感。方向盘的形状还应使操作的过程中，手腕与手臂尽可能在纵向形成一条直线，即保持手腕的挺直状态，避免手腕弯曲。
方形盘的设计不仅要求外型尺寸大小合适，适应人体生理特点，而且造型应美观大方，便于操作。对于使用指尖按压的按键，其接触面的形状呈凹形，而手掌按压的方向盘其按压面的形状则呈凸形，以适合于指尖和手掌的操作。方向盘的背面通常设计成凹凸状，有利于驾驶员的双手把握。
（2）方向盘的尺寸
方向盘的尺寸设计是否恰当直接决定了驾驶者操控的轻便性。大直径的方向盘会占用较大的驾驶空间，不利于驾驶者进出汽车；小直径的方向盘在转向时则需要驾驶者付出较大的力，会增加操控难度。我们可以改变方向盘的尺寸可以通过在其骨架与发泡间添加一个气囊层，用小型空气压缩机打入气体扩大体积从而增大尺寸，释放气体从而缩小尺寸（原来类似于轮胎）。因为直径的变化不是很大，所以对气囊层的要求也不会太高，从而对压缩机等附属设备要求也不会太高。所以这种设计只会要求很少的空间，便于设计也便于生产。
（3）方向盘的色彩
色彩对人的视觉和生理会产生情感作用，方向盘的颜色选择影响到驾驶员的生理和心理感受，从而涉及到安全问题。
方向盘的色彩设计应该遵循以下原则：a色调协调、b颜色缓和、c易辨识、d色彩简单。从色彩学可以了解到，棕色具有精神抵抗力的特点。此外，方向盘还应避免采用大面积刺激的色彩让驾驶员产生视觉疲劳而影响驾驶。
关于色彩的人因设计：利用带发光体的方向盘套或是夜光式汽车方向盘护套，在夜间能够发出很好的荧光，使驾驶员在夜间驾驶行车时更加方便。发光、
35