人機(jī)工程學(xué)在汽車座椅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用(完整版)
【正文】 墊上合理的體壓分布，座墊應(yīng)堅(jiān)實(shí)平坦。而靠背傾角、基本尺寸及其形 狀對(duì)尾部碰撞的嚴(yán)重程度有很大影響。此角不易過大，否則會(huì)增加大腿下平面與座墊前緣的壓力，從而減少雙腳著地的負(fù)荷，阻礙血液循環(huán)，引起身心疲勞。但對(duì)于汽車駕駛座椅來講，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)。 圖 33為載貨汽車的駕駛座椅的作業(yè)空間布置和尺寸推薦數(shù)據(jù)。超過此界限將使受振者的健康受到損害。 圖 27 拖拉機(jī)駕駛員的胃病患病率 圖 28為拖拉機(jī)駕駛員為脊椎病與年齡的關(guān)系。 圖 21 坐姿時(shí)人 體對(duì)垂直振動(dòng)的傳遞率 坐在駕駛座上的駕駛員承受垂直振動(dòng)時(shí)，人體各主要器官的固有頻率如圖 22 所示。人體承受全身震動(dòng)將產(chǎn)生機(jī)械的、生理、病理的和心理的效應(yīng)。與座椅設(shè)計(jì)相關(guān)的人體測(cè)量主要尺寸見圖 17，具體測(cè)量數(shù)值如表 18所示。如圖 15 所示。一旦脊椎偏離自然狀態(tài)，肌腱組織就會(huì)受到相互壓力(拉或壓 )的作用，使肌肉活動(dòng)度（活動(dòng)量）增加，招致疲勞酸痛。圖12 為各種不同姿勢(shì)下所產(chǎn)生的腰曲弧線，人體正常腰曲弧線是松弛狀態(tài)下側(cè)臥的曲線，如圖中曲線 B 所示；軀干挺直坐姿和前彎時(shí)的腰弧曲線會(huì)使腰椎嚴(yán)重變形，如圖中曲線 F 和 G 所示；欲 使坐姿能形成幾乎正常的腰曲弧線，軀干與大腿之間必須有大于 90度的角度，且在腰部有所支撐，如圖中曲線C 所示。⑤能否提高駕駛員的人身安全性，當(dāng)發(fā)生翻車或撞車事故時(shí)，將駕駛員約束在駕駛座椅上面， 下面就從這四個(gè)方面來分 析人機(jī)工程學(xué)在汽車座椅設(shè)計(jì)上的運(yùn)用。同時(shí)它還決定著舒適程度，以及長(zhǎng)期駕駛是否對(duì)駕駛員造成生理和心理上的有害的影響。②駕駛員(或乘坐 )—— 座椅 —— 車輛系統(tǒng)能否有效的隔離或衰減來自路面不平度的激勵(lì)而產(chǎn)生的震動(dòng)以及駕駛員或乘坐員所承受的全身震動(dòng)負(fù)荷低于規(guī)定限值。頸椎支撐頭部，胸椎與肋骨構(gòu)成胸腔，腰椎、骶骨和椎間盤承擔(dān)人體坐姿的主要負(fù)荷。而腰靠過分凸出將會(huì)使腰椎呈圖 13（ b）中的前突形狀。據(jù)此座墊上的壓力應(yīng)按照臀部不同部位承受不同壓力的原則來分布，即在坐骨處壓力最大，向四周逐漸減少，自大腿部位時(shí)壓力 降至最低值，這是座墊設(shè)計(jì)的壓力分布不均勻原則。但是，當(dāng)人體處于前彎坐姿時(shí)，椎骨之間的間距發(fā)生改變，相鄰兩椎骨前端間隙縮小，后端間隙增大，如圖 16（ b）。局部振動(dòng)是指作用于人體特殊部位（如頭部和四肢）的震動(dòng)，一般不會(huì)給駕駛員造成損害，但是對(duì)操縱的精確度有影響。在 20 25Hz 時(shí)出現(xiàn)第三共振峰，其生理效應(yīng)較第二共振峰稍低。 全身振動(dòng)的病理效應(yīng) 研究表明，駕駛員?；嫉膬煞N職業(yè)?。何覆『图棺祿p傷。 （ 2） 保持工作效率界限：在此振動(dòng)界限內(nèi)，操作人員能在規(guī)定的時(shí)間保持正常的工作效率。 確定駕駛座椅在車輛上的安裝位置之前，必須先確定坐著的駕駛員與座椅結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置。在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮到兩點(diǎn) :椅面過高會(huì)使大腿肌肉受壓，椅面過低就會(huì)增加背部肌肉負(fù)荷。 靠背傾角α :靠背傾角是指靠背與椅面水平方向的夾角。尤其是在汽車受到追尾碰撞時(shí)，可抑制乘員頭部后傾，防止或減輕頸部損傷。 如圖 44 所示： 圖 44 汽車座椅的靠背 汽車座椅座墊的設(shè)計(jì) 坐墊一般不會(huì)造成對(duì)乘員的直接沖擊傷害，但坐墊的結(jié)構(gòu)可以影響到乘員運(yùn)動(dòng)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(duì)值大小。汽車駕駛座椅的主動(dòng)安全性設(shè)計(jì)主要從減輕駕駛員的疲勞人手進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，以滿足主動(dòng)安全性要求。只有從人機(jī)工程學(xué)的角度出發(fā)，進(jìn)行汽車駕駛座椅的設(shè)計(jì)，才能使駕駛座椅具有良好坐姿舒適性、振動(dòng)舒適性、操作舒適性及安全性。 坐椅被動(dòng)安全性 被動(dòng)安全性是指事故發(fā)生時(shí)，保護(hù)乘員的能力。坐墊深度不應(yīng)該超過人的大
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