【正文】 第一篇：人機工程學汽車座椅設計研究人機工程學的汽車座椅設計研究 【摘要】本文通過對重型商用車坐姿舒適性仿真的研究，并結合當今比較流行的舒適度建模方法，進行了適宜駕駛姿勢規(guī)律的實驗研究。得到以人體姿勢變量和汽車設計變量為預測因子的人體不舒適度預測模型,并將模型應用于實際項目的方案分析中?！娟P鍵詞】：駕駛員 駕駛姿勢 人機工程技術 人體舒適度【Abstract】 Based on the heavy mercial vehicle sitting fort simulation studies, bined with the fort of today39。s popular modeling method was suitable for Experimental study of the driving to the body posture variables and design variables as predictors of car39。s body is not fortable forecasting model, and the model is applied to the analysis of the actual project proposal.【Key words】: driver driving posture ergonomic body fort technology一、引言隨著時代的發(fā)展，人們開始追求高品質的舒適生活,于是按照人體工程學設計的產品也就越來越受到大眾的歡迎。以汽車座椅為例,人體工程學的家具并不是人們頭腦中所想象的僅有數據符合的座椅,它還包括除了人體生理數據之外的很多因素。它的設計原則除了常見的尺度設計原則,人體機能和環(huán)境設計原則,健康設計原則外還應該講求黃金分割比的設計原則。并指出在這些原則的指導下好的人體工程學座椅是功能與美學相結合的產品,可以為人帶來身心兩方面的享受。二、汽車座椅舒適性設計的重要性 現代科學技術的突飛猛進，以及人們工作和生活空間的不段變化，就要求汽車座椅的生產企業(yè)在座椅的設計、生產方式等方面進行改革，同時也要考慮降低成本，提高汽車座椅的經濟性。因此市場不斷細分，多種不同類型和不同設計的汽車座椅不斷進入市場。然而目前，國內在座椅舒適度的研究上還存在一些缺陷：①沒有針對中國人體特征尺寸的座椅舒 適性研究；②對于座椅靜態(tài)舒適性評價還沒有形成一套客觀系統(tǒng)的體系；③在應用神經 網絡建模方法評價舒適性中，對輸入量的界定還不夠清晰明確，有待進一步研究。關于人機工程學在家居設計中的應用的提出，其可行性可以分為概念化階段、具體化階段、周詳設計階段及檢驗校核階段等多階段進行設計：1概念化階段是整體設計的理念和宗旨，是保證今后具體設計得以順利進行的前提條件。對椅子設計概念化進行設定的過程，涉及椅子相關的功能性、構造和材料以及形狀等問題；2具體化階段是按照在概念化階段設定的設計方案，解決座椅的構造、功能和美觀問題并創(chuàng)造出其基本形狀；3座椅周詳設計的關鍵是將重點放在符合整體的外觀和核心架構的設計上。產品的外觀、座椅的造型以及穩(wěn)定的構造應該既反映其精湛設計，又能實現人 們對舒適的要求，這就是汽車座椅設計的重點。4通過以上各階段步驟完成的產品設計可能并不是完美的。尤其是座椅與人體結構有著密切的關系，可以說人們對產品設計的合理性和適用性的評判是很重要的。因此應該對設計進行檢驗和校核。對于座椅的設計來說，椅子的底座部分能否穩(wěn)定地支撐人體體重是很重要的。當然除此之外對支撐人體背部的椅背部分和扶手部分的檢驗也是很必要的。三、基于汽車座椅的舒適性及安全性設計研究 隨著當今科學技術及生活水平的不斷改善和發(fā)展，人們對于座椅舒適要求也不斷提升。其中汽車座椅的舒適度及安全性設計已成為當今汽車產商所關注的主要內容。座椅的主要功能是支撐駕駛員及乘坐人員的身體，減緩路面不平傳給人體的沖擊并減弱由此而引起的振動。給駕乘提供舒適、安全的乘坐條件和便于駕駛操作的良好的工作條件。由生物動力學研究表明，長時間地承受高強度的全身振動對于人體健康的損害是相當嚴重的。主要是腰脊和相關的神經系統(tǒng)會受到影響。新陳代謝以及源于機體內部的一些其他因素會惡化這個影響，通常認為環(huán)境因素，如身體姿勢、低溫及氣流會引起肌肉疼痛。由本小組研究人員取證分析，得到以下結論：（一）座椅舒適度研究座椅舒適度的指標：① 座椅尺寸應與人體測量尺寸d相適宜（一般d取45—60公分）；②座椅應可調節(jié)，能使乘坐者變換姿勢，并最大范圍滿足各類人體的乘坐要求,如沃爾沃公司的F7型汽車坐高可調65mm；傾斜度可調64度；縱向位置可調130mm等；③座椅應能使乘坐者保持舒適坐姿，靠背結構和尺寸應給腰部充分的支撐,使脊柱接近于正常彎曲狀態(tài)。座椅舒適度的影響因素：座椅的幾何尺寸是影響座椅舒適度的因素，但研究發(fā)現這并非唯一最主要的影響因素。從人機工程學的角度來講，腰部是體現座椅功能的關鍵部位。因此，座椅的腰托是影響舒適性的關鍵因素。此外，座椅的調節(jié)特性對座椅的舒適度影響很大，已成為座椅舒適度設計中重點考慮的因素。座椅舒適度的研究方法：從汽車座椅設計及改善的角度出發(fā)，消除座椅不舒適性最理想的方法是能建立定量模型，預測座椅的不舒適性。國內外研究中,建立的模型主要有如下3種：利用模糊理論建立的模型、線性模型和神經網絡模型。（二）座椅安全性設計座椅強度的設計：座椅強度的設計是安全性設計的首要內容。汽車行駛中，座椅要承受復雜的載荷。汽車座椅必須有足夠的強度，以確保座椅上的人所受的傷害最??；座椅的壽命應足夠長，不致過早變形或損壞；受沖擊載荷作用時，座椅不應發(fā)生斷裂、嚴重變形等損壞現象。座椅結構型式的設計：座椅整體結構的安全性設計應考慮的是其對其他約束系統(tǒng)效能的影響及與其他約束系統(tǒng)之間的連接方式等。靠背的設計：靠背的安全性設計應考慮靠背的強度、傾角、基本尺寸及其形狀。靠背的強度設計不但應該在“追尾”等后部碰撞時給乘員提供良好的保護，而且也要考慮側碰時對乘員的保護。而靠背傾角、基本尺寸及其形狀對尾部碰撞的嚴重程度有很大影響。、坐墊的設計：坐墊一般不會造成對乘員的直接沖擊傷害，但坐墊的結構可以影響到乘員運動過程、約束力加到乘員身體上的方式及外部載荷(加速度、力等)的絕對值大小。坐墊深度設計的原則是在充分利用靠背的情況下，使臀部得到合理的支撐。坐墊深度不應該超過人的大腿長度。頭枕的設計：頭枕是一種用以限制乘員頭部相對于軀干向后移位的彈性裝置，其作用是在發(fā)生碰撞時，減輕乘員頸椎可能受到的損傷。尤其是在汽車受到追尾碰撞時，可抑制乘員頭部后傾，防止或減輕頸部損傷?，F多采用模擬計算和試驗驗證相結合的研究方法，該方法重復性好、存儲信息量大、開發(fā)周期短且開發(fā)費用低，、ABAQUAS、ANSYS、SAP、PAMCRASH、DYNA3D等。四、基于汽車座椅舒適度設計中面臨的問題 對于座椅中主要的支撐性零部件，應精確建模，以保證模型的正確性；對靜強度特性影響不大的零件，只要抓住其主要的幾何形狀進行建模即可；對于基本沒影響的部件，可以簡單建?；虿唤！ｋS著座椅結構形式的不斷變化，單純用梁單元已不足以精確地描述座椅骨架的結構，于是越來越多地使用了其他的單元形式建模，如空間板殼單元、實體單元等。在新的世紀里，人們以新的方式來感知世界，人們越來越多的在追求一種新的生存環(huán)境和生存空間，毫無疑義，未來的人性化設計具有更加全面立體的內涵，它將超越人們過去所局限的人與物的關系的認識，向時間、空間、生理感官和心理方向發(fā)展，同時，通過現代高科技技術如虛擬現實、互聯網絡等多種數字化的形式而擴延。五、總結國內汽車座椅行業(yè)應該致力于簡化座椅的設計開發(fā)過程，大幅度縮短開發(fā)周期，減少開發(fā)費用和成本，提高產品質量和性能，獲得最優(yōu)化的創(chuàng)新設計產品，這樣才能更好地促進我國座椅行業(yè)的設計國際化、現代化。我們希望這種汽車座椅的設計可以更好地保護人們的腰部和頸部。結語：要想設法使駕駛員駕車時有更舒適、更安全的駕駛環(huán)境，對于當前的汽車座椅設計，高度的運用人機工程學知識，更大的提高人體舒適度，是極為必要，也是勢在必行?。蹍⒖嘉墨I］ 【 1】王正華，喻凡，［J］.汽車工程，2006 湖南大學學報【2】 孟翔，［J］.機械設計與制造，2007遼寧省機械研究院【】孫長富,崔光濱..汽車座椅頭枕[S].1994，北京:中國標準出版社第二篇：基于人機工程學的汽車座椅設計研究基于人機工程學的汽車座椅設計研究摘要:駕駛員坐姿舒適性仿真通?？梢粤炕癁轳{駛姿勢不舒適度模型。駕駛姿勢不舒適度預測模型是根據駕駛姿勢的影響因素,評價駕駛姿勢不舒適度的數學模型。本文對重型商用車坐姿舒適性仿真研究主要做了以下幾方面工作:首先,研究了在汽車領域計算機輔助人機工程技術的發(fā)展背景及國內外研究現狀,并對當今比較流行的舒適度建模方法進行了深入的總結。針對這些方法的不足,提出了基于關節(jié)載荷的駕駛姿勢不舒適度建模方法。其次,進行了適宜駕駛姿勢規(guī)律的實驗研究。通過設計下肢、軀干、上肢實驗,獲取了建立姿勢不舒適度模型所需要的關節(jié)載荷和關節(jié)坐標數據。最后,建立了以維持身體姿勢的關節(jié)力及扭矩為目標函數,以人體姿勢變量和汽車設計變量為預測因子的人體不舒適度預測模型,并將模型應用于實際項目的方案分析中。關鍵詞：駕駛員駕駛姿勢人機工程技術人體舒適度 引言隨著時代的發(fā)展，當今社會已由工業(yè)社會向信息社會即后工業(yè)社會過渡，人類賴以生存的生活空間和生活方式，處處都是經過設計并不斷完善的設計世界?，F代設計，作為一種廣泛的文化活動，已成為人們生活中的一部分。人們開始追求高品質的舒適生活,于是按照人體工程學設計的產品也就越來越受到大眾的歡迎。人體工程學的產品也就成了現代社會人們追求的目標。先以汽車座椅為例,人體工程學的家具并不是人們頭腦中所想象的僅有數據符合的座椅,它還包括除了人體生理數據之外的很多因素。它的設計原則除了常見的尺度設計原則,人體機能和環(huán)境設計原則,健康設計原則外還應該講求黃金分割比的設計原則。并指出在這些原則的指導下好的人體工程學座椅是功能與美學相結合的產品,可以為人帶來身心兩方面的享受。舒適駕乘首要在于座椅設計通過對汽車座椅設計中的人機因素分析,即尺度、形態(tài)、功能、色彩四方面的具體分析尋求汽車座椅設計與人機工程學的關系,從而論證目前汽車座椅設計中人機工程學應用的一些局限性,即學科內涵與目標的矛盾、共性原則與個性需求的矛盾、統(tǒng)計與個案的矛盾以及合理與合情的矛盾,通過對這些應用矛盾的透析,探求出汽車座椅設計中人機工程學應用的原則,從而最終為汽車座椅產品設計中人機工程學的應用探索出一條道路。而人機工程學在汽車座椅設計中的作用主要體現在以下幾方面（1）為確定汽車空間范圍提供依據。（2）為設計汽車座椅提供依據。（3）為確定感覺器官的適應能力提供依據。融人機工程學原理于汽車座椅設計已達到更大舒適度： 研究現狀及主要內容現代科學技術的突飛猛進，以及人們工作和生活空間的不段變化，就要求汽車座椅的生產企業(yè)在座椅的設計、生產方式等方面進行改革，同時也要考慮降低成本，提高汽車座椅的經濟性。因此市場不斷細分，多種不同類型和不同設計的汽車座椅不斷進入市場。人們對汽車座椅外觀樣式、材料品質的追求，使汽車座椅的設計樣式豐富多姿，各有特色。從而也使汽車座椅在設計上取得了矚目的成績?？梢哉f汽車座椅發(fā)生的巨大變化，是老百姓不斷變化的需求造成的。按照人機工程學的原理，以社會大眾需求為宗旨，重視人體舒適感相關的各種科學性問題，深入研究。例如，人在汽車上坐椅子坐久了會不會感到不舒服、椅身的高度和椅腿的長度是否合適、椅腿是否完全著地、如果是帶扶手的椅子，當把胳膊搭在扶手上時，肩部的位置感