【正文】 壓入椎環(huán)或凸起在椎環(huán)周圍，凸起部分會(huì)壓迫脊髓神經(jīng)末梢，從而導(dǎo)致疼痛或神經(jīng)紊亂；有助于脊髓神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)信號(hào)的傳輸，有缺陷的椎間盤對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)將產(chǎn)生壓力，影響神經(jīng)功能，從而擾亂體內(nèi)平衡；不壓迫內(nèi)臟，提供適當(dāng)?shù)墓┭蹩臻g以及能深呼吸的坐姿。脊髓在椎管中流動(dòng)，椎間盤是相鄰兩個(gè)椎骨間的彈性軟骨盤，它由兩部分：纖維環(huán)（椎環(huán)）和髓核組成，其中央是一種柔軟而富有彈性的膠狀物質(zhì)，叫髓核，髓核柔軟而富有彈性，可以接受人站、走、跑等引起的振動(dòng)；髓核周圍是很多按同心圓排列的相互交織的纖維構(gòu)成的纖維環(huán)，它約束髓核，防止它向周圍膨出，同時(shí)增強(qiáng)了椎間盤的強(qiáng)度。人站立時(shí)，脊柱的椎間盤和前后兩條韌帶都處于正常位置，不受拉伸變形。從體的側(cè)面觀察，脊柱呈“S”形彎曲狀態(tài)，脊柱有頸、胸、腰、骶四個(gè)彎曲，稱為生理彎曲。因?yàn)楣桥柰ㄟ^(guò)椎骨關(guān)節(jié)與腰椎相連，并有許多肌肉組織和韌帶連接，所以骨盆的方向是確定腰椎姿勢(shì)的關(guān)鍵點(diǎn)。脊椎分為三部分：頸椎有7塊椎骨，在脊椎中有最大的活動(dòng)范圍，從而使脖子有極大的靈活性；胸椎有12塊椎骨，分別與肋骨相連，因?yàn)樯厦娴?0塊肋骨在左右兩側(cè)與前胸的胸骨相連，因此胸椎的活動(dòng)性能最小；腰椎有段連接著胸腔和骶骨，并為腰部（下背部）提供活動(dòng)能力。因此關(guān)于體壓分布特性，舒適的一般要求是：最好坐墊對(duì)感覺(jué)遲鈍的坐骨結(jié)節(jié)部位支撐最大，承擔(dān)大部分的體重，朝大腿前方壓力平緩的減小。的舒適角度，使得血流通暢。為宜，因此要求靠背向后傾斜，靠背向后傾斜還能使軀干的部分總量分布在靠背上，使腰部有所依托，腰部肌肉得以放松，減少肌肉做功（收縮），從而減緩疲勞的發(fā)生。圖11 坐墊人體壓力分布曲線為了使壓力集中于大腿后部的坐骨結(jié)節(jié)周圍，應(yīng)略提高坐墊與水平方向的夾角，其約5～10176。體壓分布是決定座椅舒適性的重要因素。 基于人機(jī)工程學(xué)的汽車座椅舒適性設(shè)計(jì)要求許多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理的座椅，乘員長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)工作，踏板距離調(diào)節(jié)不當(dāng)，靠背傾斜角度不合理等，會(huì)使乘員產(chǎn)生不正確的坐姿，將使乘員的脊柱處于非自然的彎曲狀態(tài)，因而容易患上多種慢性?。杭怪鶄?cè)凸、椎間盤變形、背部肌肉疼痛等。真正的人體工程學(xué)座椅應(yīng)該能在任何情況下都能有效的支撐著人體使其脊柱處于或接近于正常的生理形狀（曲線），并承受人體體壓，維持人體正常的生理活動(dòng)和功能，不能壓迫任何神經(jīng)組織、內(nèi)臟器官等敏感組織?！癏點(diǎn)”高度越高，座椅就越靠前，即座椅距腳踝的距離越小。座椅的設(shè)計(jì)與布置直接影響乘員乘坐的舒適性和室內(nèi)相關(guān)設(shè)施的布置，合理的安排座椅，改善人與座椅之間的關(guān)系，對(duì)于給乘員創(chuàng)造一個(gè)舒適安全的乘坐環(huán)境，起著至關(guān)重要的作用。但是大多數(shù)的研究都忽略了對(duì)于人體上一個(gè)重要的關(guān)節(jié)點(diǎn)的研究：“H點(diǎn)”（HipPoint）,即胯點(diǎn)，是人體身軀與大腿的交接點(diǎn)，它是與坐姿舒適性相關(guān)的車身尺寸的基點(diǎn)。(2) 座椅所使用的材料應(yīng)適應(yīng)人體的舒適性座椅材料的選擇主要考慮到以下兩個(gè)方面：振動(dòng)舒適性以及座椅對(duì)人體熱環(huán)境的影響。對(duì)于寬度而言，駕駛員坐姿單一，不涉及變換姿勢(shì)，通常設(shè)計(jì)應(yīng)以滿足最寬人體需要為準(zhǔn)。基于此標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)的研究者們?cè)诖嘶A(chǔ)上為座椅的空間尺寸提供了很有成效的參考數(shù)據(jù)，對(duì)于汽車座椅乘坐人體的舒適度[3]有很大的影響。但該模型并沒(méi)有將座椅質(zhì)量進(jìn)行考慮，其實(shí)，座椅為非剛性的，其質(zhì)量對(duì)于“人椅”系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的影響是很大的?！叭艘蜗到y(tǒng)”在垂直方向上的多自由度模型：考慮到人體實(shí)際上存在一定的阻尼和剛度，常常將人體模型設(shè)計(jì)為單質(zhì)量塊的單自由度模型或兩質(zhì)量塊的二自由度模型，而常常以人體二自由度模型最為理想，得到的“人椅系統(tǒng)”模型為三自由度模型。這種變化對(duì)座椅動(dòng)態(tài)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的影響是非常大的。即將人體與汽車座椅的總質(zhì)量計(jì)為M，汽車座椅的剛度系數(shù)（彈性）計(jì)為K，座椅振動(dòng)阻尼為C，路面不平傳給座椅的響應(yīng)作為汽車座椅的輸入X，而座椅的振動(dòng)響應(yīng)為Y，作為座椅傳給人體的輸入，它將影響人體乘坐的舒適性。 此外，對(duì)于座椅的動(dòng)態(tài)特性可按照傳入人體的能量最小、是人體在敏感頻率區(qū)域動(dòng)態(tài)響應(yīng)最小、傳給人體的加速度均方根值最小等目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，與汽車的減震系統(tǒng)相匹配，使駕駛員處于更合適的振動(dòng)環(huán)境，這些都是駕駛疲勞的重要措施。駕駛員受到縱向、橫向及垂直三個(gè)方向的線振動(dòng)與角振動(dòng)，這幾個(gè)振動(dòng)中，以垂直和繞縱、橫坐標(biāo)軸的角振動(dòng)對(duì)駕駛員的影響較大。同量座椅的結(jié)構(gòu)相對(duì)汽車整體來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)方便，改變座椅的動(dòng)態(tài)參數(shù)能顯著改變?nèi)梭w振動(dòng)舒適性，對(duì)汽車的使用性能沒(méi)有影響，而且制造成本低，周期短。如果分析得到的汽車固有頻率接近人體敏感頻率，那么在汽車行駛過(guò)程中將使人體產(chǎn)生共振，而嚴(yán)重影響乘員乘坐的舒適性，甚至對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重的健康隱患。人們建立了許多汽車動(dòng)力學(xué)分析的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)影響汽車駕駛座椅舒適性的人機(jī)環(huán)分析，安全舒適的汽車駕駛座椅的設(shè)計(jì)必須滿足坐姿舒適性（靜態(tài)舒適性）和振動(dòng)舒適性（動(dòng)態(tài)舒適性）的要求。自20世紀(jì)80年代開(kāi)始，電子計(jì)算機(jī)的普及，使人們對(duì)汽車座椅的動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化等研究成為可能，涌現(xiàn)出了大量的研究成果。隨著中國(guó)汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，國(guó)內(nèi)也注意到了汽車駕駛室的舒適問(wèn)題，國(guó)內(nèi)多家汽車生產(chǎn)廠家開(kāi)始測(cè)繪和仿制國(guó)外先進(jìn)的汽車座椅，駕駛員操作手柄形狀以及駕駛室內(nèi)設(shè)施的布置等，并開(kāi)始人機(jī)工程學(xué)在汽車座椅設(shè)計(jì)上的應(yīng)用的研究，并取得了一系列成果，同時(shí)駕駛室舒適性問(wèn)題引起了更多的關(guān)注。在理論研究的同時(shí)，國(guó)外學(xué)者對(duì)座椅這個(gè)減振環(huán)節(jié)進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，比如對(duì)人椅系統(tǒng)的傳遞特性、三種姿態(tài)下的人體振動(dòng)模型、座墊阻尼特性的研究，均取得了豐富的成果。國(guó)外對(duì)汽車座椅舒適性的研究是伴隨著汽車的誕生而逐漸展開(kāi)的，至今已發(fā)展得十分成熟。但當(dāng)時(shí)的研究水平僅限于對(duì)座椅的尺寸、形狀等與人體尺寸相適應(yīng)的靜態(tài)問(wèn)題。振動(dòng)對(duì)駕駛員的直接影響涉及軀干和身體局部的動(dòng)態(tài)反應(yīng)行為，生理反應(yīng)，性能減退和敏感度障礙。 操作舒適性主要是駕駛員進(jìn)行駕駛操作時(shí)的舒適性程度稱為操作舒適性。坐姿的體壓分布是影響乘坐舒適性的重要因素。坐墊稍寬些，有利于駕駛員調(diào)整姿勢(shì)，但太寬會(huì)影響操作方便性，一般取450～500mm；⑤靠背寬度。由于坐墊有水平夾角而造成靠背與坐墊夾角減小，如果角度過(guò)小，則腰椎就會(huì)由正常彎曲變直，使腰部很快疲勞。即坐墊上表面至地板的距離，坐墊的高度應(yīng)保證雙腳能自如踏在地板上，并可以自由地前伸后驅(qū)，坐墊過(guò)高，身材稍小的駕駛員踩踏板困難，大腿下面過(guò)分胎神壓而使血液流動(dòng)不暢，以致麻木而很快疲勞；反之，坐墊過(guò)低，會(huì)使身材高大的駕駛員因小腿與大腿的角度變小而很快疲勞。同時(shí)，小腿向前伸，大腿與小腿、小腿與腳踝之間也應(yīng)達(dá)到一定角度。通常情況下，各關(guān)節(jié)之間的距離是不能調(diào)整的，但每個(gè)關(guān)節(jié)的角度可以改變。H點(diǎn)是指人體身軀與大腿的連接點(diǎn)，即跨點(diǎn)（Hip Point），它是與損人方便性及坐姿舒適性相關(guān)的車內(nèi)尺寸的基準(zhǔn)點(diǎn)。靜態(tài)舒適性要研究和解決的問(wèn)題，是依據(jù)人體舒適坐姿的要求和人體測(cè)量數(shù)據(jù)，合理布置、優(yōu)化設(shè)計(jì)和充分考慮座椅的結(jié)構(gòu)、尺寸和調(diào)整參數(shù)，以及駕駛室內(nèi)各操作按鈕和駕駛員的視野等。當(dāng)振動(dòng)激勵(lì)頻率接近于人體主要器官的固有頻率時(shí)，將引起相應(yīng)器官的共振而產(chǎn)生相對(duì)位移，從而使人感到不舒適，嚴(yán)重時(shí)將危害人的身體健康。汽車本身運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量的不平衡或者各種作業(yè)載荷的波動(dòng)也會(huì)引起汽車的振動(dòng)。很多文獻(xiàn)研究表明：人體承受長(zhǎng)期的全身振動(dòng)對(duì)于腰脊柱和相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)的不良影響是持續(xù)增加的，而通常，這對(duì)于人體健康的傷害需要數(shù)年才能產(chǎn)生。汽車乘員承受的乘坐振動(dòng)屬于全身振動(dòng)，是對(duì)乘員可能造成嚴(yán)重傷害的主要振動(dòng)形式。因此座椅的舒適性越來(lái)越多的成為廣大工程科技人員研究的對(duì)象。安全、舒適、方便是現(xiàn)代汽車座椅設(shè)計(jì)的最優(yōu)目標(biāo)。s anthropometric seat structure size, the design for fort seats provides an effective means.Key words：Comfort。另外，正負(fù)剛度并聯(lián)彈簧作為一種新型非線性被動(dòng)控制減振元件，對(duì)提高汽車舒適性具有重要意義。為解決現(xiàn)代汽車座椅傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法中對(duì)舒適性分析的不足，本文以人機(jī)工程學(xué)的理論為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)汽車座椅的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)舒適性和評(píng)價(jià)進(jìn)行了綜合分析和深入研究，為座椅和其它類似機(jī)械的舒適性設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)提出了一些新的思路。汽車座椅是汽車的重要組成部分，它直接關(guān)系到乘員駕乘的安全、舒適和工作效率。將人體H點(diǎn)是汽車駕駛室設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)點(diǎn)，將坐姿舒適性要求與坐姿角度相結(jié)合，建立人體坐姿桿系模型和數(shù)學(xué)模型。關(guān)鍵詞：舒適性；隔振；H點(diǎn)；人機(jī)工程學(xué)AbstractVehicles are being more and more popular in people’s daily life. Safety, fort and efficiency are the main objective of directly guarantee the driver’s safety, fort and work efficiency. In order to overe the deficiency of traditional experiential design method for vehicle seat in fort. Ergonomics theory is used in this thesis, with the help of puter technology, the dynamic, static fort and evaluation index are explored based on the characteristics of vehicle seat. In this thesis, some new conceptions about fort design and testing are suggested, which will be beneficial for the design of a vehicle seat. The contents of this study include:This paper summarizes the human body vibration fort under evaluating methods, and establish the car seat system for certain three dof model car, the floor input spectrum characteristics, using Matlab simulation research this model, the dynamic characteristic of reasonable design of dynamic parameters of the seat, bined with ISO 2631, the model of quantitative evaluation body vibration fort. Will human H point is the benchmark, automobile cabin design requirements and posture will posture fort is established by bining the human body Angle of model and sitting stem mathematical model.
In addition, plus or minus stiffness parallel spring as a new nonlinear passive control to improve vibration isolation ponents, automobile fort to have the important meaning. Based on the positive and negative stiffness parallel destructively principle designed a new type of car seat elastic ponents, and established its mechanics and mathematical model is analyzed. Based on the ergonomic principles and spinal measurement data, a study of automobile seating fort of structural design and suitable for China39。 Ergonomics 目錄第一章 緒論 1 舒適性 1 振動(dòng)舒適性 1 靜態(tài)舒適性 2 操作舒適性 4 汽車座椅舒適性研究現(xiàn)狀 4 汽車座椅動(dòng)態(tài)模型 6 汽車座椅靜態(tài)舒適性 8 基于人機(jī)工程學(xué)的汽車座椅舒適性設(shè)計(jì)要求 10 合理的體壓分布 10 維持脊柱正常的生理彎曲 12 橫向振動(dòng)的抵抗能力 14 14第二章 人體承受振動(dòng)的舒適性評(píng)價(jià) 16 人體承受振動(dòng)的分類 16 汽車座椅舒適性的主觀和客觀評(píng)價(jià)研究 18 人體脊骨生理結(jié)構(gòu)與座椅腰托裝置 19 座椅腰托的客觀性評(píng)價(jià)試驗(yàn) 20 座椅腰托的主觀性評(píng)價(jià)試驗(yàn) 22 人體動(dòng)態(tài)舒適性評(píng)價(jià) 24 加權(quán)加速度評(píng)價(jià)法 24 加速度劑量法 25 本章小結(jié) 28第三章 正負(fù)剛度并聯(lián)隔振研究 29 正負(fù)剛度概念及其載荷變形關(guān)系 29 正負(fù)剛度并聯(lián)機(jī)構(gòu)隔振原理 30 負(fù)剛度機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 31 正負(fù)剛度彈簧并聯(lián)力學(xué)建模與分析 33 本章小結(jié) 36第四章 汽車座椅的隔振 37 汽車座椅振動(dòng)研究 37 振動(dòng)理論 37 力學(xué)模型 38 數(shù)學(xué)模型 39 求解方法 39 汽車座椅設(shè)計(jì) 40 汽車座椅舒適性設(shè)計(jì) 40 座椅舒適度設(shè)計(jì)指標(biāo) 40 汽車座椅隔振機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 41 汽車座椅舒適度影響因素 41 汽車座椅舒適性設(shè)