一種基于人機工程的汽車門護板拉手盒設計

張華 施秀娟

摘 要：文章針對常見汽車門護板拉手盒設計中存在的舒適性問題進行探討，目前汽車門護板拉手盒的設計很多僅僅局限于能夠滿足關門時的使用要求，存在使用時人手的保持力大，手持拉手盒時不舒適的問題，文章基于人機工程角度提出了一種新的符合人機工程的拉手盒設計，可以很好地提升汽車門護板拉手盒的使用舒適性。

關鍵詞：汽車門護板拉手盒;舒適性;人機工程

中圖分類號：U462 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2019）12-37-02

Abstract： This paper discusses the comfort problems about door panel handle box. At present， the design of door panel handle box is only limited to satisfy the requirements when closing the door. This solution has some problems， such as the strong holding power of the hand and the discomfort when handle box is used. this paper proposes a new handheld box solution which is Based on ergonomics design，. The design can improve the comfort of the door panel handle box.

Keywords： Door panel handle box; Comfort; Ergonomic design

CLC NO.： U462 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2019）12-37-02

1前言

隨著汽車普及程度的提升，汽車技術的完善，人們對汽車的要求也越來越高。汽車已擺脫了作為代步工具的單一概念，汽車產(chǎn)品的設計更提倡人和車的融合，為乘客設計舒適而方便的產(chǎn)品變得原來越重要。汽車門護板拉手盒作為車門系統(tǒng)門內(nèi)護板上的關鍵件，一方面要作為門內(nèi)護板的一部分起到整體的裝飾作用，另一方面作為一個功能件要提供顧客關門操作時使用，此拉手盒不但要外觀美觀，還要結構強度好，操作方便舒適。因此，我們在設計汽車門內(nèi)護板拉手盒時不但要考慮實現(xiàn)裝飾和關門的基本功能需求，同時還要考慮乘客使用過程中的感受。

2 目前市場主流門內(nèi)護板拉手盒設計方案

目前市場主流拉手盒設計為封閉式，開口為整車坐標Z向方向，乘客在操作門內(nèi)護板拉手盒關門時，受力情況如圖1所示，乘客操作力為F，由于門內(nèi)護板拉手盒通常為Z向出模，為了保證拉手盒滿足出模角度要求（5～7度），F(xiàn)加載的拉手盒受力面通常和Z向有α度的角度，從乘客操作的力F分析，F(xiàn)在受力面上分別有垂直于受力面的F1（F1=F*sinα）和平行于受力面的F2（F2=F*cosα）兩個分力，F(xiàn)2分力會導致乘客的手有滑出拉手盒的趨勢，f為拉手盒側面和乘客手指的摩擦力f=μ*F1（μ為摩擦系數(shù)），當摩擦力f小于分力F2時，乘客的手在進行關門操作時存在手從拉手盒內(nèi)滑出的情況，從而導致無法正常關門或關門費力的問題。

影響上述操作舒適性和操作便利性的因素：

2.1 操作受力面和Z向角度α的大小

角度α直接決定了乘客操作力F在受力面上的分力F2的大小，減小α角度可以直接降低乘客手從拉手盒內(nèi)滑出的風險

2.2 乘客手部和拉手盒操作受力面之間的摩擦力f的大小

摩擦力f的大小在乘客手部和操作力F不變的情況下，取決于拉手盒受力面的粗糙度，拉手盒受力面的表面粗糙度主要受皮紋深度、是否噴漆、人手是否干燥等情況影響，尤其是人手濕滑時，操作時很容易出現(xiàn)手部打滑的問題

2.3 操作受力面的形狀

當操作受力面為平面時，手操作受力是按照圖1所示的操作力和受力情況進行分解，直接決定了使用便利性和舒適性，如果操作受力面形狀發(fā)生變化，則乘客操作時的受力情況就發(fā)生了很大變化。

3 提高乘客使用舒適性的方案

此方案從出模方向和受力面兩個方向，對拉手盒進行了全新思維的設計，具體設計方案如下：

如圖2-4所示，此門內(nèi)護板拉手盒方案包括門內(nèi)鈑金和裝配于門內(nèi)鈑金上的門內(nèi)護板，門內(nèi)護板中部設有一V型凹槽，拉手盒置于凹槽內(nèi)，拉手盒形狀為內(nèi)側敞口、外側S型的一體型結構;拉手盒內(nèi)側敞口的邊緣有用來和門內(nèi)護板本體鏈接的翻邊，拉手盒的S型外側的上端的內(nèi)凹部布置有固定點，此固定點用來連接拉手盒和門護板扶手，翻邊和拉手盒內(nèi)凹部位均布置有螺釘固定點，通過此固定點將拉手盒固定于門內(nèi)護板上;裝配有拉手盒的門內(nèi)護板通過螺釘裝配于門內(nèi)鈑金上。

門內(nèi)護板和門內(nèi)板金連接具體結構如下：門內(nèi)鈑金上安裝塑料螺釘座，門內(nèi)護板通過螺釘固定在門內(nèi)鈑金上，此螺釘固定點保證了拉手盒在乘客操作Y向受力時拉手盒的整體強度，門內(nèi)護板的固定點方向為斜向上，采用此方案是為了保證門內(nèi)護板安裝和拆卸的可行性及便利性。

拉手盒通過內(nèi)凹處的螺釘固定點固定到門護板扶手上，此安裝點通過門內(nèi)護板扶手固定，安裝后，再安裝扶手裝飾條，裝飾條能夠起到裝飾和遮蓋螺釘?shù)淖饔谩?/p>

門內(nèi)護板拉手盒總體在模具制造工藝上定義為Y向出模。拉手盒操作面部分也為Y向出模，可以實現(xiàn)拉手盒尺寸口窄內(nèi)寬，從設計上將拉手盒受力面改變成和人手彎曲以后形狀相似的內(nèi)凹形狀。

此門內(nèi)護板拉手盒內(nèi)側敞口，拉手盒外側S型結構，可以使拉手盒變成上凸下凹的形狀，變得口窄內(nèi)寬，徹底改變了拉手盒上大下小的結構特征，按照乘客手指彎曲的形狀來制作仿形拉手盒，從而改變手部施力方向，可以很好地提升乘客對于拉手盒的抓握感，有效防止關門過程中的手部打滑，明顯提升人機舒適度。

基于人機工程的內(nèi)凹仿形拉手盒從設計上改變了角度α和受力面摩擦力對拉手盒操作舒適性和便利性的影響，從根本上提高了乘客舒適性。

4 結論

主流的門內(nèi)護板拉手盒雖然在結構上比較簡單，但是在目前以客戶為中心的汽車市場中，滿足客戶需求，提升乘客滿意度，給乘客帶來舒適和便利才是贏得市場的關鍵，上述基于人機工程設計的門內(nèi)護板拉手盒，從根本上解決了乘客在關門操作時存在的費力，操作不易抓握，易打滑的問題。

相比較而言，基于人機工程設計的門內(nèi)護板內(nèi)凹式拉手盒才是未來汽車拉手盒的設計趨勢，才能更好的提升門內(nèi)護板拉手盒的操作舒適性和便利性。

參考文獻

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[2] 張潤朝，李紅松.淺談汽車門護板與周邊配合設計要點.[J]科技創(chuàng)新與應用， 2015年18期.