【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 理的壓力分布應(yīng)是坐骨處最大，并向四周遞減，大腿部位壓力最小?？勘程?，腰椎部應(yīng)有強(qiáng)大的支撐，沿此向外逐漸減小。另外，左右兩邊壓力應(yīng)當(dāng)對(duì)稱分布。 國(guó)內(nèi)外研究(1)座椅舒適性影響因素的研究對(duì)國(guó)內(nèi)外研究座椅舒適性的文獻(xiàn)進(jìn)行了大量的研究，依據(jù)上述指標(biāo)體系，對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行了歸納整理，將部分重要文獻(xiàn)對(duì)座椅舒適性影響因素的研究分析列表(見(jiàn)表22，其中星號(hào)表示文獻(xiàn)研究中所涉及的影響因素，兩星為強(qiáng)因素)。座椅的幾何尺寸是影響座椅舒適性的因素，但研究發(fā)現(xiàn)這并非唯一最主要的影響因素。許多文獻(xiàn)都提及腰部支撐的重要作用。腰托的形狀和位置，對(duì)于是否能使人保持良好坐姿，減少人體疲勞具有重要作用。從人機(jī)工程學(xué)的角度來(lái)講，腰部是體現(xiàn)座椅功能的關(guān)鍵部位。因此，座椅的腰托是影響舒適性的關(guān)鍵因素。此外，座椅的調(diào)節(jié)特性對(duì)座椅的舒適性影響很大，己成為座椅舒適性設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮的因素。壓力分布是導(dǎo)致不舒適的最主要的生物力學(xué)因素，通過(guò)界面壓力對(duì)座椅舒適性進(jìn)行評(píng)價(jià)是一種重要客觀、有效的方法[15]。(2)座椅舒適性評(píng)價(jià)方法的研究舒適性評(píng)價(jià)方法的研究就是在找出汽車(chē)舒適性影響因素的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、建模等方法找出各影響因素間的關(guān)系以及對(duì)舒適性的影響程度，最后建立有效的舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。座椅舒適性評(píng)價(jià)包括靜態(tài)及動(dòng)態(tài)舒適性評(píng)價(jià)，動(dòng)態(tài)舒適性評(píng)價(jià)的方法較多，其中黃斌、蔣祖華等對(duì)座椅的動(dòng)態(tài)舒適性評(píng)價(jià)方法做了綜述，歸納為吸收功率法、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)法、總體乘坐值法、單一不舒適性指數(shù)法等。對(duì)兩種舒適性的評(píng)價(jià)主要通過(guò)結(jié)合卞觀問(wèn)卷調(diào)查及客觀測(cè)量進(jìn)行研究。日前國(guó)內(nèi)外學(xué)者在舒適性評(píng)價(jià)方法上做了如下的一些探討。主觀問(wèn)卷調(diào)查就是讓乘坐者憑自己的主觀感覺(jué)對(duì)舒適性進(jìn)行打分，通過(guò)分值可以直觀地看出乘坐者對(duì)舒適度的評(píng)價(jià)。較常見(jiàn)的問(wèn)卷有:通用舒適度尺度GCR (1969)和Kulich問(wèn)卷(1999) ,Danni on R. Sm itch問(wèn)卷(2006),綜合歸納了20個(gè)影響座椅舒適性的因素?？陀^測(cè)量方法主要有坐姿分析、壓力分布分析工作績(jī)效觀察、基于生理學(xué)的肌電圖等方法。W assign Beefalos ( 2003)測(cè)量了長(zhǎng)時(shí)間駕駛條件下司機(jī)的不舒適性。通過(guò)模擬駕駛環(huán)境的實(shí)驗(yàn)，分別利用肌電圖工作績(jī)效觀察以及卞觀問(wèn)卷調(diào)查法測(cè)定了人在長(zhǎng)時(shí)間駕駛條件下的不舒適性。David Ng ( 1995)利用主觀問(wèn)卷、人體測(cè)量學(xué)數(shù)據(jù)以及壓力分布對(duì)兩種座椅進(jìn)行了舒適性的比較與評(píng)價(jià)。從汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)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(yù)測(cè)座椅的不舒適性。國(guó)內(nèi)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。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。E Leveret利用多標(biāo)準(zhǔn)的模糊理論模型對(duì)不同種類(lèi)的不舒適以及座椅不同部位的不舒適建立了模糊理論的評(píng)價(jià)模型；M. Io lich則將測(cè)得的壓力分布值、人體測(cè)量值、對(duì)座椅的外觀評(píng)價(jià)值等作為自變量，以綜合舒適度OCI作為因變量，分別建立起了舒適度的線性模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。利用這些定量化的模型能夠有效確定各因了影響程度的大小，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)座椅的舒適性，并反饋于座椅的舒適性設(shè)計(jì)中[18]。表22 座椅舒適性影響因素研究匯總 對(duì)座椅的舒適性要求座椅設(shè)計(jì)、制造的好壞，對(duì)汽車(chē)駕駛?cè)藛T和乘員的舒適性有很大的影響，座椅的尺寸應(yīng)適合于人體的尺寸，要保證人體有良好的作業(yè)姿勢(shì)和休息姿勢(shì)。汽車(chē)座椅的舒適性歸納起來(lái)有三方面的內(nèi)容: (1)振動(dòng)的舒適性 對(duì)于汽車(chē)座椅振動(dòng)舒適性來(lái)說(shuō)，它主要研究的是道路輪胎、懸架、座椅駕駛員三者之間的關(guān)系，在試驗(yàn)過(guò)程中，把它們看作是一個(gè)整體，屬于動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。從而尋求在各種路面隨機(jī)輸人的作用下，使駕駛員和乘員對(duì)振動(dòng)不易疲勞的性能，從中得出科學(xué)的結(jié)論，以便設(shè)計(jì)制造出最優(yōu)結(jié)構(gòu)的汽車(chē)座椅來(lái)。(2)駕駛員坐勢(shì)的舒適性坐姿的舒適性的研究是把注意力集中在人體生理結(jié)構(gòu)與座椅結(jié)構(gòu)以及幾何尺寸的關(guān)系上，使座椅的設(shè)計(jì)、制造兼有極好的、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的特性。座椅的高度應(yīng)當(dāng)使人的體壓分布合理，如坐墊的前部不可與高或太硬，使人坐著時(shí)腳懸空應(yīng)避免在大腿后部分布?jí)毫Γ苑涝摬繉?duì)血液循環(huán)不暢而產(chǎn)生下肢和腳浮腫現(xiàn)象，人的背部與座椅的靠背整個(gè)接合面上，應(yīng)在腰凹處壓力最大，使軀干得到充分支持，背部不能弓形，又不妨礙手臂活動(dòng)，因此，舒適的座椅應(yīng)使坐墊在坐骨關(guān)節(jié)和靠背的第三腰椎骨附近受集中壓力[19]。 對(duì)于人體坐勢(shì)的舒適性相關(guān)主要是脊柱腰部曲線及座勢(shì)狀態(tài)下的體壓分布 圖23是正確的坐勢(shì)，腰曲弧線是松弛狀態(tài)，在這種坐勢(shì)狀況下，各椎骨之間的間距處于正常狀態(tài)，椎間盤(pán)上的壓力是均勻的。這是一種好的坐勢(shì)。圖24是不正確的坐勢(shì)，腰弧線變形過(guò)大，椎間盤(pán)受力是不均勻的，使駕駛員容易產(chǎn)生疲勞，長(zhǎng)期采用這種坐勢(shì)，會(huì)使椎骨間距內(nèi)外受拉受壓，容易造成人體腰部變形。根據(jù)上述分析，今后在設(shè)計(jì)、制造汽車(chē)座椅時(shí)，要考慮到人體的背部和腰部的合理承受點(diǎn)，人的肩部靠住靠背，能減輕頸曲變形。人的腰部靠住靠背，能使腰曲弧線呈正常狀態(tài)?？梢哉f(shuō)，這是座椅設(shè)計(jì)制造中兩點(diǎn)支承原則，這是非常重要的。(3)體壓分布對(duì)舒適性的影響影響人們駕駛汽車(chē)舒適性的另一因素，就是人體的生理因素臀部的體壓分布。人們的臀部在坐骨周?chē)募∪饪梢猿惺茌^大的壓力，否則將影響神經(jīng)傳導(dǎo)。圖23 正確的坐勢(shì)圖24 不正確的坐勢(shì) 如圖25所示，可以看出，合理的人體壓力分布不是平均分布的，而是從坐骨向周?chē)饾u平滑減小壓力。因此人體的重量作用在坐墊上的壓力應(yīng)當(dāng)隨臂部不同部位，呈不均勻的分布。圖8中每條封閉的曲線，代表著一個(gè)等壓線。每條等壓線的數(shù)字是壓力分布情況，壓力的單位是kg/m2。圖25 臀部的體壓分布圖26 理想的駕駛姿勢(shì)由以上的圖2圖2圖25的分析，可以得出圖26的模型，這一較理想的、舒適的駕駛姿勢(shì)。人體所處的角度是合理的。在這種姿勢(shì)下駕駛汽車(chē)，腰曲弧線拉伸和受壓最小，腰背肌肉幾乎處在松弛狀態(tài)，大腿血管和神經(jīng)系統(tǒng)不容易受到壓迫，頸曲變形很小，這是最合理的，最舒適的駕駛姿勢(shì)。 振動(dòng)頻率對(duì)人體的影響 汽車(chē)座椅要有良好的減振系統(tǒng)，汽車(chē)在凹凸不平的道路上行駛時(shí)，受到凹凸不平的路面的沖擊，所以在行駛過(guò)程中會(huì)不斷地引起振動(dòng)，當(dāng)汽車(chē)的零部件的連接處有松動(dòng)時(shí)、這一振動(dòng)又會(huì)引起新的振動(dòng)，而使零部件逐漸地?fù)p壞，人處于振動(dòng)的環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生不舒服的感覺(jué)，容易分散注意力，影響操作的準(zhǔn)確度及工作質(zhì)量。根據(jù)有關(guān)醫(yī)學(xué)方面資料證明: 、 ，駕駛員的視覺(jué)敏感性、轉(zhuǎn)向操作能力都隨著振動(dòng)的增加而下降。人在4 8Hz之間的垂直振動(dòng)和12Hz的水平振動(dòng)感受明顯，在100Hz以上的信號(hào)不會(huì)引起什么不舒服的感覺(jué)，人體的各部位對(duì)不同頻率的振動(dòng)信號(hào)的反應(yīng)也不一樣，如:胸腹系統(tǒng)的共振頻率為36Hz，頭頸肩系統(tǒng)為20 30Hz，眼球?yàn)?090Hz整個(gè)人體的固有頻率:站立時(shí)為512Hz,坐著時(shí)為46Hz，比較嚴(yán)重的振動(dòng)響應(yīng)都發(fā)生在低頻段上，人的主要器官的固有頻率約在210Hz范圍內(nèi)。而汽車(chē)在行駛過(guò)程中，在一個(gè)頻率較寬的范圍內(nèi)的隨機(jī)振動(dòng)，通過(guò)座椅、方向盤(pán)、腳踏板和各種操縱手柄作用到駕駛員的手或腳上的局部振動(dòng)，一般不會(huì)危害駕駛員的身體健康，210Hz范圍內(nèi)的低頻振動(dòng)、主要來(lái)自地面不平度的激勵(lì)，經(jīng)過(guò)座椅傳遞給駕駛員，使駕駛員產(chǎn)生全身振動(dòng)，全身振動(dòng)達(dá)到一定程度時(shí)，司機(jī)就會(huì)感到不舒服、感到疲勞、頭痛、困倦、視力下降及腹部、臂部、會(huì)陰疼痛，長(zhǎng)期受到較強(qiáng)烈的全身振動(dòng)時(shí)是導(dǎo)致胃下垂，脊椎損傷等職業(yè)病的重要原因。而當(dāng)頻率低于1Hz時(shí)又會(huì)引起特殊的“暈車(chē)病”。尤其是內(nèi)臟、在45Hz垂直振動(dòng)時(shí)，內(nèi)臟的共振會(huì)引起作為血漿酸堿平衡組成的二氧化碳自血液里大量涌出而造成呼吸性堿中毒[24]。所以人體對(duì)48Hz范圍內(nèi)的振動(dòng)最為敏感，尤其是4 8Hz范圍內(nèi)最為嚴(yán)重。 人體的振動(dòng)反應(yīng)不僅取決于頻率，還與振動(dòng)強(qiáng)度(振動(dòng)位移、速度、加速度或加速度的變化率)及承受振動(dòng)的連續(xù)時(shí)間有關(guān)國(guó)際組織(ISO)提出以均方根加速度與頻率、承受振動(dòng)的連續(xù)時(shí)間關(guān)系作為評(píng)價(jià)舒適性的指標(biāo)，這是目前國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的，迄今為止可用的最可靠、最完善的指標(biāo)IS026311 N78國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它適用于人體承受180H z振動(dòng)的評(píng)價(jià)此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)把人體暴露在振動(dòng)環(huán)境中的容許限度劃分為三個(gè)準(zhǔn)則界限:(1)引起舒適性降低的振動(dòng)強(qiáng)度，稱為“舒適性降低界限”這一界限是從運(yùn)輸業(yè)的研究中得來(lái)的，超過(guò)這個(gè)界限，中行駛中進(jìn)餐看報(bào)等都很困難。(2)引起工作效率降低的振動(dòng)強(qiáng)度，稱為“疲勞工效降低界限”即保持工作效率不致降低的振動(dòng)強(qiáng)度允許限值，這個(gè)界限是根據(jù)討車(chē)輛和飛機(jī)駕駛員，研究結(jié)果而定，振動(dòng)強(qiáng)度超過(guò)界限數(shù)值時(shí)，會(huì)降低工作的熟練程度，影響準(zhǔn)確操作。(3)引起健康受到損害的振動(dòng)強(qiáng)度，稱為“有害健康界限”。它是保持駕駛員的健康、和安全的極限。在沒(méi)有特殊理由和預(yù)防措施時(shí)，人承受的振動(dòng)強(qiáng)度不得超過(guò)受振極限，即使受振的人無(wú)操作任務(wù)也應(yīng)如此。 垂直方向水平方向圖27 ISO疲勞工效降低界限圖圖27為“疲勞工效降低界限”的圖線由圖27可以看出，在48Hz頻率范圍，最容易產(chǎn)生疲勞而降低工效。在同樣的頻率下，均方根加速度越大，越容易疲勞，即能夠不因疲勞而降低工效的連續(xù)工作時(shí)間越短?；蛘哒f(shuō)連續(xù)工作時(shí)間越長(zhǎng)，不因疲勞而降低工效的均方根加速度界限就越低。將圖27所示的“疲勞工效降低界限”的圖線上的均方根加速度值乘2(即曲線向上平移，增加6dB),就可得出“有害健康界限”。(即曲線向下平移，降低10dB)，就可得出“舒適性降低界限”綜上所述，為了能得到足夠好的舒適性。汽車(chē)座椅的懸掛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)使駕駛員所受到的垂直振動(dòng)的主頻率避開(kāi)人體的主要器官的固有頻率(48Hz)，并且不得低于1Hz。同時(shí)應(yīng)使駕駛員所承變的振動(dòng)加速度有效值降到“疲勞工效降低界限以下，盡可能地越低越好,。固有頻率不隨駕駛員的體重變化而變化。傳遞給駕駛員的振動(dòng)負(fù)荷應(yīng)盡可能要小，不同體重的駕駛員所承受的振動(dòng)負(fù)荷 鑒定汽車(chē)座椅舒適性及性能的幾個(gè)問(wèn)題汽車(chē)座椅的靜壓感，對(duì)人們坐勢(shì)的影響。 汽車(chē)座椅具有合理的體壓分布。同時(shí)觸感性能好。 座椅的動(dòng)壓感特性以及上下、。 座椅對(duì)人體尺寸變動(dòng)的適應(yīng)性、座椅的可調(diào)節(jié)性和調(diào)節(jié)方式的靈活件。 座椅的外觀質(zhì)量和美觀程度以及與駕駛室內(nèi)飾相協(xié)調(diào)性。 座椅的安全性和堅(jiān)固耐用性。 座椅的自身重量和經(jīng)濟(jì)性。 根據(jù)系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)，性能好的座椅應(yīng)該是綜合以上七點(diǎn)性能的最佳匹配[25]。 綜上所述，汽車(chē)座椅是汽車(chē)中將駕駛?cè)藛T與車(chē)身聯(lián)系在一起的重要部件，它的任務(wù)是支承人的身體，緩和路面不平傳給人體的沖擊和衰減由此而引起的振動(dòng)，給駕駛員和乘員創(chuàng)造舒適的和安全的乘坐條件，由此可知，它對(duì)汽車(chē)的行駛平順性、舒適性、安全性以及操作方便有較大的影響，所以，汽車(chē)座椅的設(shè)計(jì)、。