【正文】 部分 (約 80% )經(jīng)過(guò)臀部、背部隆起部分及其附著的肌肉壓在坐椅面上。 （ a）靠背 (b)座墊 圖 36人體在靠背和座墊上最適宜的體壓分布 就座者的骨盆可以比喻為倒立的錐體 ，與椅面接觸的主要是臀部?jī)蓧K薄肌肉層下的坐骨。用平的座位，股骨的這一部分在坐骨平面之上，因此不承受過(guò)分的壓迫。休息用的座椅，體、腿夾角較大 (舒適角度約為 115 度 )，坐著時(shí)身體向后傾斜，只要肩 部分支承穩(wěn)靠，沒(méi)有腰靠也能得到舒適的坐姿，因此是以肩靠起主要作用 。而在 臀部的邊緣 部分，血液循環(huán)則大不一樣，在這部分靜脈較多 (包含較少的氧 )。曲線 B 表示人體松弛側(cè)臥時(shí)，脊柱呈自然彎曲狀態(tài) 。 圖 33 人體脊椎構(gòu)造 圖 34 人體在各種不同狀態(tài)下腰椎彎曲形狀 由于各節(jié)椎骨所承受的重量自上到下逐節(jié)增加，因而椎骨由上往下逐漸變粗變大。腰部脊椎過(guò)分彎重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 汽車中排座椅設(shè)計(jì) 15 曲，會(huì)造成脊椎的側(cè)彎或是脊椎的前凸癥、后凸癥 。座椅與人們的生活息息相關(guān)，無(wú)論是工作、學(xué)習(xí)、出門旅行、在家休息都離不開(kāi)座椅。調(diào)角器分為機(jī)械調(diào)角器和電動(dòng)調(diào)角器，機(jī)械調(diào)角器又包括機(jī)械 板式調(diào)角器、機(jī)械桿式調(diào)角器、雙聯(lián)動(dòng)調(diào)角器等。高度調(diào)整機(jī)構(gòu)是調(diào)整座椅在車廂內(nèi)垂直位置上下移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，有機(jī)械調(diào)整機(jī)構(gòu)、可控空氣彈簧調(diào)整機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)和電動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)等。減振元件一般是指減振器，它設(shè) 計(jì)有固有的阻尼值，阻尼值越大，阻尼力越大。靠背及座墊骨架的形狀，應(yīng)以能滿足人體生理特征、給駕駛?cè)藛T提供安全和有效支撐為目的進(jìn)行設(shè)計(jì) (圖 23) 。座椅蒙皮必須阻燃，其燃燒特性必須符合 GB 84101994《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》要求。有了頭枕的承托，可以減少頭部自由移動(dòng)的空間，降低對(duì)頸椎的沖擊力，起到避免或減輕乘員頸部受傷的作用。 （ 2） 座墊 座墊設(shè)計(jì)主要是座墊深度和坐墊傾角的確定。腰部支撐的位置應(yīng)處于第 3 至第 5 腰椎部位，且支撐厚度以 5 cm 左右為宜。～ 115176。設(shè)計(jì)原則的依據(jù)是：座墊、靠背的造形和曲線應(yīng)與人體放松狀態(tài)下的背部曲線和臀部曲線相吻合，能支撐到腰椎部位，不會(huì)因血液循環(huán)不良而引起肢體麻木，長(zhǎng)時(shí)間乘坐不易感到疲勞；骨架及各機(jī)構(gòu)應(yīng)能滿足強(qiáng)度 (安全 )要求和使用要求，通過(guò)對(duì) 座椅 靠背 的前后 、上下傾斜角度、頭枕 前后上下等位置的有限調(diào)節(jié)， 使大部分人處于舒適狀態(tài)。此外，采用環(huán)?？椢镒鳛樽蚊媪?，也將成為一種新趨勢(shì)。 安全座椅 — 安全座椅可以稱之為動(dòng)態(tài)座椅。緩沖元件有鋼板彈簧及螺旋彈簧等。針對(duì)承受沖擊時(shí)的座椅安全性，國(guó)外已經(jīng)開(kāi)展了相關(guān)的研究，而我國(guó)的一些企業(yè)由于對(duì)座椅研發(fā)重視不夠，尚未開(kāi)展專門的研究，這不僅給座椅的安全帶來(lái)隱患，而且制約了座椅的發(fā)展。 落后的設(shè)計(jì)方法是阻礙我國(guó)座椅發(fā)展的重要因素。近年來(lái)，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，陸續(xù)開(kāi)發(fā)出許多具有特殊功能的座椅，如冷熱可調(diào)式座椅、防下滑式座椅、帶按摩功能的座椅、帶電子記憶調(diào)節(jié)裝置座椅、空氣懸掛式座椅等，使乘坐 的 舒適性、安全性及方便性得到 了 提高。 座椅布置及性能應(yīng)符合車輛用途及總體設(shè)計(jì)要求。這種帶有安全氣囊的座椅已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用在各種高檔轎車中。 汽車座椅的安全性是指座椅能有效的預(yù)防 事故的發(fā)生，并在事故發(fā)生 時(shí) 有效的減輕乘員所受傷害的能力?？梢?jiàn)，座椅的安全性及舒適性是其最重要的功能，也是汽車座椅 在 設(shè)計(jì)、研發(fā) 過(guò)程 中必須 著重 解決的問(wèn)題。座椅通過(guò)對(duì)人體提供合理的體壓分布，在重要的人體結(jié)構(gòu)點(diǎn)上支撐人體，可以有效的保證人體在車輛行駛過(guò)程中的平穩(wěn)。 從人的角度 :現(xiàn)代人越來(lái)越多地 會(huì)與汽車接觸 ，座椅的安全 與舒適直接影響到人們的健康與安全。 作為 連接 部件的汽車座椅，對(duì)其性能要求越來(lái)越高，設(shè)計(jì)與研究領(lǐng)域十分廣闊。在汽車中它將人體和車身聯(lián)系在一起，直接關(guān)系到乘員的駕乘舒適性和安全性。s request for quality of working, living, and relaxation raise constantly, Former product design mode that from products to people that already can39。在設(shè)計(jì)中必須將人的因素貫穿在整個(gè)設(shè)計(jì)的始終。這就要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候能充分將人的因素、產(chǎn)品使用的環(huán)境因素合理地、科學(xué)地運(yùn)用其 中。s driving fortableness by car relates to seat mainly. With development and improvement of productivity of science and technology, people39。s demands, is it confirm each parameter of seat and stress seat size design with human dependence of size. Key words : Ergonomics Car seat Position of sitting Comfortable degree. 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 汽車中排座椅設(shè)計(jì) 5 第 1 章 緒論 汽車座椅屬于汽車的基本裝置，是汽車的重要安全部件。因此，座椅 設(shè)計(jì)的好壞，對(duì)汽車的平順性、乘坐舒適性、安全性及操縱方便性等有 很大的影響 ，必需要全面綜合的考慮，才能設(shè)計(jì)生產(chǎn)出滿足各方面要求的產(chǎn)品。座椅是汽車與人接觸的界面，人們?cè)谶x擇汽車時(shí)，往往首先接觸到的 就 是它的座椅。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 汽車中排座椅設(shè)計(jì) 6 第 2 章 汽車座椅的相關(guān)介紹 汽車座椅的作用、性能及設(shè)計(jì)要求 汽車座椅的作用 座椅是汽車中將乘員與車身 聯(lián)系在一起的重要部件， 其 主要 的 作用是： 。 簡(jiǎn)而言之，汽車座椅的功能為：在規(guī)定的條件下，能夠?yàn)槌藛T提供舒適的 環(huán)境 并保證乘員的安全。 一方面， 就 座椅的各種調(diào)節(jié)裝置而言，應(yīng)該是使操作更容易實(shí)現(xiàn)，并且更容易達(dá)到；另一方面，在保證靜態(tài)舒適性的前提下，為駕駛員提供更為廣闊的操作空 間 也將成為座椅操作舒適性研究的主要方向。在加強(qiáng)座椅結(jié)構(gòu)本身吸能性的同時(shí)，人們開(kāi)始研究把安全氣囊安裝在座椅靠背側(cè)面（如圖 2－ 1 所示），為乘員提供安全保護(hù)。 外形及色彩美觀大方，與車身內(nèi)飾及整車外觀協(xié)調(diào)。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 汽車中排座椅設(shè)計(jì) 9 汽車座椅的分類 座椅的分類方法很多，按功用可分為：駕駛員座椅、乘員座椅、兒童安全座椅；按形狀可分為：分離式、戽斗式、半分離式、 長(zhǎng)凳式； 按性能可分為：固定式、可拆式、調(diào)節(jié)式；按乘坐人數(shù)可分為：?jiǎn)稳?、雙人、多人等。借助合資的優(yōu)勢(shì)，他們掌握了部分設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)，但 核心技術(shù) 還是 只有 國(guó)外 少數(shù) 幾家生產(chǎn)商 掌握 ， 國(guó)內(nèi)的 自主設(shè)計(jì)和研發(fā)仍停 留在起步階段。以座椅總成靜強(qiáng)度為例，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中要求座椅總成能承受 20 倍總成重力的載荷，而德國(guó)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中有的則要求其能夠承受 24 倍甚至更高的總成重力的載荷。懸掛裝置由緩沖元件、減振元件及定位元件組成。使用輕量型座椅，不但可以節(jié)省車內(nèi)空間來(lái)安裝其他功能件，而且其安全性也優(yōu)于傳統(tǒng)座椅，并提高了汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。為了進(jìn)一步提高座椅的舒適性及安全性，全球各大汽車公司 以及 汽車零部件 商 也在持續(xù)不斷地加大 對(duì) 座椅的研發(fā)力度，在座椅的新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料的研發(fā)及應(yīng)用上 狠 下工夫，研制出 了各類懸架座椅、電動(dòng)座椅、電腦記憶座椅等 新型座椅 ，按摩裝置、輔助冷熱智能空調(diào)座椅等各類輔助裝置 也不斷誕生。 汽車 座椅部件主要包括座墊、靠背、頭枕、骨架、蒙皮、減振機(jī)構(gòu)、調(diào)整機(jī)構(gòu)等。一般載重汽車為 100176。設(shè)計(jì)時(shí)，腰部支撐要有 一定的厚度、硬度和透氣性，確保乘坐人員的體重能夠均勻地分布于 座盆 區(qū)域。座椅扶手有固定式、角度可調(diào)式和可翻轉(zhuǎn)式，可翻轉(zhuǎn)式又有橫向翻轉(zhuǎn)式和縱向翻轉(zhuǎn)式。頭枕的主要作用是保障安全，一旦汽車發(fā)生追尾碰撞，頸椎會(huì)承受到很大的加速度而容易傷害。 （ 4） 座椅蒙皮 座椅蒙皮是包裹在座椅總成表面的一層材料，它直接與乘員接觸，一方面對(duì)座椅泡沫有保護(hù)作用，同時(shí)又可直接體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖。 圖 32 嵌件法座墊橫截面 （ 6）座椅骨架 座椅骨架必 須能夠承受一定的載荷，通常所指的座椅強(qiáng)度其實(shí)就是座椅骨架的強(qiáng)度，它屬于汽車整車強(qiáng)制認(rèn)證檢測(cè)項(xiàng)目之一，應(yīng)符合 GB150831994《汽車座椅系統(tǒng)強(qiáng)度要求及實(shí)驗(yàn)方法》的規(guī)定。彈性元件在機(jī)械懸架座椅中一般指彈簧，在空氣懸架座椅中指空氣氣囊，它能產(chǎn)生使座椅恢復(fù)到初始位置的回復(fù)力。 (8)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要包括座椅高度調(diào)整機(jī)構(gòu)、前后位移調(diào)整機(jī)構(gòu) (即座椅滑道 )、靠背仰角調(diào)整機(jī)構(gòu) (即調(diào)角器 )及座墊前傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)等。鎖止強(qiáng)度必須能滿足 GB 150831994《汽車座椅系統(tǒng)強(qiáng)度要求及實(shí)驗(yàn)方法》的規(guī)定。 3. 2 汽車座椅與人體生理學(xué)和解剖學(xué)相關(guān)研究 坐姿與座椅 坐姿是人體較自然的姿勢(shì)，也是進(jìn)行各種操作經(jīng)常采用的姿勢(shì)。長(zhǎng)期的姿勢(shì)不良、受傷或者疾病，傷害就會(huì)發(fā)生在脊椎彎曲的地方，如胸彎過(guò)分彎曲就會(huì)造成圓肩或駝背 。頸椎支撐頭部，肋椎與肋骨構(gòu)成胸腔，腰椎、骸骨和椎間盤承擔(dān)人體坐姿的主要負(fù)荷 。 圖 32 所示為人體在各種不同姿勢(shì)下的腰椎彎曲形狀。覆蓋在它們外面的皮膚能獲得豐富的動(dòng)脈血液供應(yīng)，就象腳底一樣 。不同用途的座椅，兩點(diǎn)支承的作用是不一樣的。圖 35 表 示帶有股骨的骨盆部位的前視圖，股骨在股節(jié)中從連接骨盆的球孔向外伸去。體壓分布的測(cè)量一般采用等高線的形式反映壓力分布狀況。 人體與座椅之間的壓力分布稱為坐姿的體壓分布，坐姿的體壓分布是影響乘坐舒適性的重要因素。從座椅所受載荷的形式上分，汽車座椅的強(qiáng)度可分為座椅的靜強(qiáng)度，沖擊強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。根據(jù)座椅骨架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布情況，設(shè)計(jì)人員可以采用合理的截面形式，在保證強(qiáng)度的前提下降低座椅的重量。 （ 1） 座椅總成靜強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn) 歐洲從 20 世紀(jì) 、 60 年代后期開(kāi)始制定被動(dòng)安全性法規(guī) (ECE ) o ECE 法規(guī)是參 照美國(guó)法規(guī)并根據(jù)歐洲人自身的特點(diǎn)加以修正，也是目前世界上比較完善的被動(dòng)安全法規(guī)體系。 ECER17 中規(guī)定 :對(duì)座椅靠背施加 530Nm 的載荷 。 對(duì)頭枕靜強(qiáng)度， FMVS 5202 中規(guī)定 :座椅頭枕應(yīng)能承受 890N 的載荷，允許座椅或座椅靠背損壞。但是，這兩種強(qiáng)度設(shè)計(jì)概念是針對(duì)不同強(qiáng)度的碰撞條件形成的，如何做到各種在條件下保護(hù)作用都能夠兼顧仍然是座椅強(qiáng)度設(shè)計(jì)中的重要課題。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 汽車中排座椅設(shè)計(jì) 21 第 4 章 CATIA 制圖軟件的介紹 CATIA 是 一款主流 的 CAD/CAM/CAE/PDM 應(yīng)用 軟件 ， CATIA 具有一個(gè)獨(dú)特的裝配草圖生成工具，支持欠約束的裝配草圖繪制以及裝配圖中各零件之間的連接定義，可以進(jìn)行快速 的 概念設(shè)計(jì)。自由外形設(shè)計(jì) ：該模塊 提供給設(shè)計(jì)師一系 功能來(lái)實(shí)施產(chǎn)品外形定義及復(fù)雜的曲線和曲面定義 。它 有 利于縮短開(kāi)發(fā)周期，提高企業(yè) 對(duì) 市場(chǎng)需求的反應(yīng)速度。普遍反映頭枕在駕車過(guò)程中無(wú)實(shí)際的作用，用戶因?yàn)轳{駛座椅設(shè)計(jì)不合理帶來(lái)的腰酸背疼的情況很嚴(yán)重。 而針對(duì)于座椅設(shè)計(jì)的人體尺寸相關(guān)的主要有人體立姿尺寸和人體水平尺寸 。 表 我國(guó)人體基本尺寸 單位： mm 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 汽車中排座椅設(shè)計(jì) 23 尺寸名稱 尺寸數(shù)值 尺寸名稱 尺寸數(shù)值 男 女 男 女 身長(zhǎng) 1688 1586 肩窄寬 426 392 眼高 1585 1480 臀寬 334 395 肩 高 1421 1320 下肢前伸長(zhǎng) 1016 977 坐姿身高 897 849 大腿長(zhǎng) 422 409 坐姿眼高 794 743 小腿長(zhǎng) 401 369 肘到坐平距 離 245 239 足高 71 66 上肢前伸長(zhǎng) 731 689 膝臀間距 551 525 大臂長(zhǎng) 269 261 大腿平長(zhǎng) 433 432 小臂長(zhǎng) 247 226 膝上到足底距