ارگونومی در خودرو

●صندلی های نوین
تکنولوژی صندلی وسائل نقلیه از جمله سیستم هایی است که سابقه آن به قبل از اختراع اتومبیل می رسد و از این بابت مانند سیستم تعلیق و سیستم فرمان اتومبیل است که به اجداد خود در گاری و درشکه ها بر می گردد. در طی این چند قرن صندلی وسایط نقلیه تغییرات بسیار کرده اند و از نیمکت های چوبی ساده به مبل های چرمی بسیار لوکس و راحت تبدیل شده اند. اما به تازگی کمپانی مرسدس بنز دست به طراحی و ساخت صندلی جدیدی زده است که ماهیت صندلی اتومبیل را از یک مبل راحت به یک موجود زنده که حتی نفس هم می کشد، تغییر داده است.
کمپانی از اصطلاح «بسیار راحت» برای توصیف صندلی کلاس اس جدید استفاده کرده است. این صندلی بصورت سفارشی بر روی مدل های جدید این کلاس تشریفاتی نصب می شود تا راحتی صد چندان را برای راننده و مسافرین به همراه آورد.
این صندلی جدید به دو سیستم نوین مجهز است که اولی سیستم تهویه فعال یا Active Ventilation است و دومی سیستم چند محوره پشتی صندلی یا Dynamic Multi Cuntour Back Rest می باشد که هر دو از جمله یافته‌های جدید علمی است که بر پایه تحقیقاتی که در مرکز تحقیقات دایملر بنز در اشتوتگارت بدست آمده بنا شده است.
سیستم تهویه فعال تضمین می کند که صندلی در اثر تعرق چسبناک نشود و در عین حال از سرما خوردگی و کوفتگی کمر راننده در اثر سرمای شدید جلوگیری کند. پیکربندی این سیستم بر اساس آرایش تعدادی بادبزن (fan) مینیاتوری و کانال های مربوطه است که در داخل تشک های صندلی قرار گرفته و با ایجاد جریان هوای مستمر در سطح صندلی و پشتی آن هرگونه رطوبتی را از روی آن از بین می برد.
سیستم چند منظوره پشتی صندلی به ستون فقرات کمک می کند که در طول مدت زمان زیاد حرکت آهسته و نرمی در طول آن به وجود آید و از سکون و ماندن در یک حالت برای مدت زیاد جلوگیری کند. این حرکت موجی شکل از طریق سه بالشتک هوا که آن هم درون بالشتک های صندلی قرار گرفته است که باد درون آنها را به آرامی پر و خالی می شود صورت می‌گیرد. حرکت آرام و مداومی که این صندلی در اثر پر و خالی شدن تشک ها پیدا می کند اثر بسیاری در کاهش صدمات به دیسک کمر و عضلات پشت دارد.
تست این صندلی جدید در منطقه لاردو، تگزاس و صحرای مکزیک صورت گرفته و رهبر تیم آزمون دکتر Pofa Heller بود در این صحرا در بهترین حالت هوا ۴۵ درجه سانتیگراد است. تست در ماه جولای انجام گرفت که در این ناحیه گرمترین ماه سال است. برای انجام آزمون فوق از یک دستگاه مرسدس بنز کلاس اس آزمایشی که به کلیه تجهیزات اندازه گیری و آزمون مجهز شده بود استفاده شد.
این وسائل اندازه گیری رطوبت پوست سرنشینان و دمای پوست را در هر لحظه اندازه گیری و ثبت کردند. پس از انجام کلیه آزمون ها نمودارهای رسم شده نتایج جالبی را نشان داده اند. پوست دکتر Pofa Hellerکاملا مرطوب و خیس بود و لکه های رطوبت بر روی پیراهن او دیده می‌شد، ولی پیراهنی که راننده پوشیده بود کاملا خشک بود.
دستگاه‌های اندازه گیری همچنین نشان داده اند که استرس اعمال شده به راننده به اندازه چشم گیری کمتر از سرنشین های دیگر بوده است دلیل امر کاملا روشن است؛ کمپانی در این اتومبیل تنها برای راننده صندلی جدید را نصب کرده است.
طراحان این پروژه در ابتدای کار با این دید وارد شده اند که در هنگام گرما با دمیدن هوای سرد بر صندلی ها مشکل تعرق را حل کنند ولی بزودی فهمیدند این راه حل کارآیی کافی را ندارد چرا که همان گونه که سرما باعث تبخیر عرق می شود، سرمای مضاعفی ایجاد می شود و این سرما باعث صدمه رساندن به عضلات و سرما خوردگی می شود.
بررسی های بیشتر نشان داد در صورتی که شدت وزیدن باد و دمای آن کنترل شود همه چیز سالمتر خواهد بود. این سیستم دارای بادزن های برقی است که از درون کانال‌های پلاستیکی به سوی مکان های مشخص متوجه است. هوا به صورتی کاملا همگن در سطح زیرین روکش صندلی ها توزیع می شود. در اثر بررسی های انجام شده تیم مهندسی بنز به این نتیجه رسید که هوای دمیده شده هیچ نیازی به سرد شدن از قبل ندارد و به راحتی با همان دمای عادی اثر تهویه کافی را خواهد داشت چرا که هوای محیط داخلی ( در صورت روشن بودن سیستم تهویه ) سردتر از سطح پوست بدن خواهد بود.
از مزایای دیگر این سیستم می توان به نکات زیر اشاره کرد:
۱- سیستم تهویه فعال دمای بسیار دلپذیری را برای صندلی ایجاد می کند حتی اگر اتومبیل برای مدت زیاد در آفتاب مانده باشد دمای سطح صندلی ها در مدت بسیار کوتاهی قابل تحول خواهد شد.
۲- حتی اگر شخص عرق کرده باشد لباس ها خشک خواهد ماند.
۳- در زمستان این سیستم تهویه به همراه گرمکن ها صندلی های مطبوعی را برای صبح های سرد ایجاد می کند.
در هر صندلی در اس کلاس جدید ۱۰ باد زن وجود دارد که ۶ عدد آنها در زیر صندلی و ۴ تای آنها در پشتی صندلی قرار گرفته که خروجی آنها ۱۲ وات است و در هر دقیقه ۲۰۰ لیتر هوا را جابجا می کند. برای این که صندلی انعطاف کافی خود را داشته باشد، این بادزن‌ها با فنر به صورت معلق در داخل صندلی قرار می گیرند.
کنترل این سیستم از طریق کلیدی که در کنار در قرار دارد انجام می شود. این کلید در کنار کلید گرمکن صندلی قرار دارد. یک نشانگر LED آبی رنگ در بالای این کلید روشن بودن سیستم را اعلام می کند. در سیستم روشی هم برای سرد یا گرم کردن صندلی ها پیش بینی شده است که در شروع کار سیستم بصورت خودکار برای جلوگیری از سرما خوردگی راننده یا سرنشین جلو به حالت ملایم باز می گردد. در صورتی که راننده بخواهد شدت خنک کنندگی را افزایش یا کاهش دهد به غیر از سیستم اتوماتیک می‌تواند با کلیدها، کنترل را بصورت دستی جابجا کند.
دیگر دستاورد مهم مرسدس بنز که به عنوان اختراع جدید در این اتومبیل بکار گرفته شده مکانیزم چند محوره پشتی صندلی است. در این مکانیزم، با کمک کیسه های خاصی که در پشتی صندلی قرار دارد حرکت موجی شکل و بسیار آهسته ایجاد می شود که باعث جلوگیری از خستگی می گردد. در پشتی صندلی پنج کیسه هوا وجود دارد. یکی در قسمت قوس کمر، دو تا در ناحیه شانه و دو تا بصورت طولی در طرفین صندلی قرار دارند که قابل پر و خالی شدن با باد هستند.
این کیسه به کمک کلید دیگری بر روی کنسول فعال می شود. به محض فعال شدن اولین کیسه شروع به تنفس می کند. این کیسه در محل قوس کمر قرار دارد و پس از مدتی مجددا هوا را به بیرون می دمد و این کار به آهستگی تکرار می شود.
پروفسور «Hance Uorgense » یکی از مشهور ترین طراحان صندلی جهان و رئیس انستیتو آنتروپولوژی دانشگاه کیل معتقد است که هیچ چیز خسته کننده تر از فشار عضلانی ایستا بر بدن انسان و عضلات او نیست. پروفسور «Hance Uorgense » بخش عمده ای از سیستم چند محوره پشتی صندلی جدید را طراحی کرده است. وی مزایای عمده این مکانیزم را به شکل زیر بر شمرده است:
- تنش بروی دیسک ها و عضلات پشت به شکل چشمگیری کاهش می یابد.
- بدلیل کاهش خستگی در عضلات پشتی هوشیاری راننده برای تمرکز بروی رانندگی بیشتر می شود.
برای دستیابی به عملکرد بهینه پمپ های هوا برای کیسه‌ها آزمون های فراوانی به کمک پروفسور و همکارانش، که قبلا به طراحی صندلی های ارگونومیک برای لوفت هانزا و دویچ بان دست زده بودند، انجام شد که نهایتا معلوم شد فشار بهینه جهت حداکثر آوردن هوشیاری راننده ۱۰۰ میلی بار است. همچنین این آزمایش ها نشان داد چرخه پر و خالی شدن کیسه‌ها می بایست ۲۰ ثانیه باشد. راننده می تواند هر چند بار که می خواهد با زدن سوئیچ مکانیزم را فعال کند. این روش برای جلوگیری از عادت کردن راننده به این مکانیزم پیش بینی شده است.●کنترل ها
فعالیت های اجرایی مختلف در خودرو – که یک سیستم کنترلی محسوب می شود – باید توسط وسایل کنترلی مناسب انجام شوند. برخی از مراجع و ماخذ موجود، وسایل کنترلی به کار رفته در خودروها را تجهیزات داخلی معرفی می کنند.
کنترل ها، ابزاری هستند که نقش هدایت سیستم را به استناد اطلاعاتی که از نمایشگرها و سیستم های خبره یا خود انسان دریافت می کنند بر عهده دارند. وظیفه اصلی یک کنترل در یک سیستم انسان و ماشین،ارسال اطلاعات و دستورهای کنترلی به تعداد وسیله، مکانیزم یا سیستم است. وجود کنترل های مناسب، راننده خودرو را در هدایت و کنترل بهتر وسیله نقلیه خود و پیشگیری از کار افتادگی آن کمک می کند. یک طراح خودرو با دید ارگونومیکی هنگامی می تواند یک نوع کنترل مناسب را طراحی کند که قبلا نیازهای مصرف کننده آن را به دقت شناخته باشد. نوع اطلاعاتی که می توان به وسیله کنترل ها جا به جا کرد،یا گسسته اند ( یعنی در قالب حالات خاموش یا روشن، کم یا متوسط یا زیاد، وضعیت ۱ یا ۲ یا ۳ و امثالهم قرار می گیرند )؛ و یا پیوسته (یعنی در قالب یک دامنه مشخص مانند سرعت از ۰ تا ۱۲۰ کیلومتر در ساعت قرار می گیرند ).
در طراحی کنترل ها علاوه بر ملاحظات فنی مانند جنس و استحکام، عموما عوامل زیر که از نظر ارگونومیکی مهم هستند در نظر گرفته می شوند :
۱- شکل: از نظر امکان دید و یا لمس مناسب کنترل جهت شناسایی، داشتن درجه بندی یا شاخص جهت سهولت یادگیری طرز کار و ...
۲- حالت: از نظر صاف بودن، شیار دار بودن، آج دار بودن و .....
۳- اندازه: از نظر قابل تشخیص بودن و رعایت فاصله استقرار کنترل ها و...
۴- موقعیت: از نظر سهولت دید و شناسایی و دسترسی به کنترل و...
۵- نحوه عملکرد: از نظر نیاز به کشش، فشار، چرخش و...
۶- رنگ: از نظر معنی دار بودن رنگ، تشخیص و تمایز بهتر، انتقال سریع و دقیق و مناسب اطلاعات.
۷- بر چسب: از نظر محل چسباندن، نوع شکل و علایم و نوشته ها و ...(وجود بر چسب جهت عمومی کردن شناسایی کنترل ها مفید است.)
۸- نسبت پاسخ یا واکنش: نسبت میزان حرکت و تغییر مکان وسیله کنترلی به میزان پاسخ و حرکت سیستم است و با C/R نشان داده می شود.
۹- مقاومت: یک واکنش اطلاعاتی است که باعث احساس راننده از عملکرد وسیله کنترلی می شود.
۱۰- فضای مرده: مقدار فضای خالی و بی مصرف مانند فضای خالی بین کنترل ها است .
لقی: حداکثر میزان حرکتی است که هر گاه وسیله کنترلی در آن دامنه حرکت کند، هیچ تغییری در سیستم کنترلی بوجود نمی آید(شبیه به خلاصی ماشه در تفنگ)
میدان‌های دسترسی
اگر چه اندازه های بدن در حالت ساکن که از استخراج اطلاعات آنتروپومتری استاتیک به دست می آید برای طراحی ها بسیار ضروری و مفید هستند، ولی به علت این که هر شخص به غیر از مواقع خواب اکثرا در حال تحرک می باشد جوابگوی نیازهای اطلاعاتی یک طراحی مطلوب از محل کار و وسایل و تجهیزات و ابزار کار نمی باشند و بایستی اندازه های بدن در حال حرکت نیز در نظر گرفته شوند. اندازه های بدن در حال حرکت که از استخراج اطلاعات آنتروپومتری دینامیک بدست می آید، در طراحی فضاهای کاری در داخل خودرو نیز کاربرد زیادی دارند که مهم ترین آنها میدان های دسترسی دست ها و رسیدن پاها و میدان دید چشم انسان است.
●فرمان خودرو
فرمان خودرو که وسیله تغییر مسیر حرکت آن است، به لحاظ مدت زمان زیادی که راننده با آن کار می کند و همچنین حساسیت وظیفه کار کردی آن، از مهمترین کنترل‌ها در خودرو است. طراحی نامناسب فرمان باعث خستگی زودرس راننده می شود و در نتیجه موجب می گردد که احتمال بروز خطرات ناشی از رانندگی هم بالا رود. در طراحی فرمان خودرو، عواملی مانند شکل، جنس، قطر طوقه یا غربیلک، محل اتصال اجزاء، بخش هایی که روی آن نصب می شوند، امکان حرکت های تنظیمی ( در طول محور ) فرمان، قطر قطع غربیلک فرمان، شکل سطح مقطع و حالت رویه خارجی غربیلک، زاویه صفحه ای که فرمان در آن قرار می گیرد و ... مهم هستند.
توصیه می کنند استفاده از حلقه هایی که جهت تزیین فرمان به صورت آج خورده ساخته می شوند، و نیز از دندانه دار ساختن غربیلک فرمان پرهیز گردد؛ چون باعث مزاحمت در گرفتن غربیلک توسط راننده می شوند؛ در عوض غربیلک فرمان به گونه ای ساخته می شود که شکل سطح مقطع آن متناسب با انگشتان دست باشد تا انگشتان دو دست به صورت راحت روی قطر داخلی غربیلک قرار گیرند و تماس و اصطکاک لازم بین دست ها و غربیلک فرمان نیز تامین گردد.
●اهرم تعویض دنده در خودرو
در خودروهای سواری معمولی که سیستم جعبه دنده (Gear Box ) آنها اتوماتیک نیست، برای تعویض دنده به منظور افزایش یا کاهش قدرت موتور با توجه به سرعت های متغیر مورد نیاز در شرایط مختلف رانندگی و یا به منظور تغییر جهت راستای حرکت از جلو به عقب یا برعکس، از نیروی دست استفاده می شود. البته در خودروهای دنده اتوماتیک نیز به منظور تغییر دادن حالت (دنده عقب و پارکینگ و ... ) دسته دنده مورد نیاز است. برای مؤثر واقع شدن اهرم تعویض دنده در کاربرد، باید بین موقعیت های متناظر با حالات مختلف انتخاب، فضای مناسبی وجود داشته باشد تا راننده هنگام تعویض جایگاه محور، آن را احساس کند؛ بدین ترتیب راننده می تواند جایگاه جدید خود را از جایگاه مجاور و قبلی اش براساس احساس خود تمیز دهد.
●پدال ها در خودرو
پدال ها در خودرو کنترل هایی هستند که جهت افزایش و کاهش سرعت خودرو در طول مدت رانندگی در جاده ها، اتوبان ها، سر پیچ، چهارراه ها و ... به کار می روند. کار با پدال ها ماهیچه های عضلانی زیادی را درگیر می کند و صرف انرژی زیادی را موجب می شود؛ لذا باید تعداد آنها در حداقل نگه داشته شود و در طراحی و ساختشان نیز در نظر داشت که میزان نیرو و انرژی لازم برای کار کردن مناسب با آنها، با انسان تطابق داشته باشد.
●نمایشگرها
نمایشگرها در خودرو وسایلی برای رساندن اطلاعات به راننده جهت آگاهی دادن به او از وضعیت سیستم های خودرو هستند. به طور کلی نمی توان و نباید هم از راننده انتظار داشت که در تمام طول مدت رانندگی، آماده و گوش به زنگ تغییرات در سیستم‌های خودرو باشد. بنابراین نمایشگرها باید به گونه‌ای باشند که به سریع‌ترین، آسان‌ترین و مطمئن‌ترین شیوه ممکن اطلاعات را به راننده برسانند. ممکن است نمایشگرها به گونه ای باشند و یا اطلاعات به نحوی به راننده انتقال یابد که تغییر در همان لحظه ای که اتفاق می افتد از چشم شخص دور بماند؛ لذا طراحی و استقرار دهی تجهیزات نمایش دهنده در داخل خودرو باید به شکلی باشد که احتمال این که تغییرات از چشم شخص ( راننده ) دور بماند به حداقل رسانده شود.
مشخصات و مختصات نمایشگرها ( رنگ، اندازه، محل نصب، ارتباط با کنترل ها و ... ) از جمله نکات مهم در مبحث نمایشگرها هستند. در نمایشگرها باید رنگ هایی به کار روند که شرایط تشخیص مناسب و انتقال سریع و دقیق اطلاعات به راننده را بیشتر فراهم می آورند؛ لذا باید از رنگ های معنی دار و استاندارد استفاده شوند رنگ های استاندارد برای صنایع مختلف، خاصه صنایع هوایی را می‌توان به فرم ذیل طبقه بندی کرد :
سبز : برای حالت عادی
زرد : برای وضعیت اخطار
قرمز : برای وضعیت خطر

شهرام اسلامی
منبع:www.edmunds.com

منبع : مجله گسترش صنعت