人機(jī)工程學(xué)在汽車座椅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用-wenkub.com
2024-10-19 08:41 本頁面
【正文】 現(xiàn)在越來越多的汽車座椅都開始利用人機(jī)工程學(xué)的知識及其研 究成果進(jìn)行設(shè)計(jì)了。駕駛座椅作為安全部件，是汽車被動安全性設(shè)計(jì)的主要考慮部件之一。 坐椅主動安全性 主動安全性是指汽車駕駛座椅防止事故的能力。 為了保證座墊上合理的體壓分布，座墊應(yīng)堅(jiān)實(shí)平坦。肩靠能減輕頸曲變形，腰靠能保證乘坐姿勢下的近似于正常的腰弧曲線。而靠背傾角、基本尺寸及其形 狀對尾部碰撞的嚴(yán)重程度有很大影響。 汽車座椅枕墊的設(shè)計(jì) 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。此角不易過大，否則會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。 靠背高度 D 及寬度 :靠背的高度和寬度與坐姿肩高和肩寬有關(guān)，對于汽車駕駛座 椅靠背的高度應(yīng)采取高靠背，最好加靠枕。但對于汽車駕駛座椅來講，駕駛員坐姿單一，不涉及變換姿勢，通常設(shè)計(jì)應(yīng)以滿足最寬人體需要為準(zhǔn)。如圖 41 所示： 圖 41 座椅尺寸設(shè)計(jì)主要參數(shù) 椅 面高度 A：為椅面前緣至駕駛員踵點(diǎn)的垂直距離。 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)。并且座椅必須有額外的空間，允許駕駛員坐在座椅上的任一邊或改變在座椅上的角度，以便暫時使他的肌肉放松。超過此界限將使受振者的健康受到損害。 圖 29 人體坐姿承受垂直振動時的實(shí)力降低情況 （ a） 加振中；（ b）加振終了時 210 人體坐姿承受水平振動時腳踩加速踏板壓力保持不變的能力 左邊 — 振動頻率的影響；右邊 — 振動加速度的影響 圖 211 坐姿人體承受垂直振動時的平衡能力降低情況 （ a）加振時；（ b）加振終了時 圖 212 人體坐姿承受橫向水平振動時跟蹤誤差 圖 213 人體坐姿承受橫向水平振動選擇時的反應(yīng)時間 圖 214 人體坐姿承受垂直振動的手眼協(xié)調(diào)平均動作時間 根據(jù)受振者的感覺，《人體承受全身振動的評價指南》即 ISO2631— 1982 把振動劃分為三個不同的認(rèn)為界限： （ 1） 保持舒適性界限：在此振動界限內(nèi)， 沒有不舒服的感覺，受振者能順利的完成讀、寫、吃等動作。 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。全身振動英氣的生理效應(yīng)如圖 26 所示： 圖 26 全身振動的生理效應(yīng) 全身振動最明顯的生理反應(yīng)時人體姿勢的變化，低頻高強(qiáng)度的振動使人難以保持穩(wěn)定的姿態(tài)。 圖 21 坐姿時人 體對垂直振動的傳遞率 坐在駕駛座上的駕駛員承受垂直振動時，人體各主要器官的固有頻率如圖 22 所示。 10 12Hz 的震動頻率時出現(xiàn)第二共振峰，其生理效應(yīng)僅次于第一共振峰。人體承受全身震動將產(chǎn)生機(jī)械的、生理、病理的和心理的效應(yīng)。車輛駕駛員所受的機(jī)械震動分為全局振動和全身震動兩大類。與座椅設(shè)計(jì)相關(guān)的人體測量主要尺寸見圖 17，具體測量數(shù)值如表 18所示。 圖 15 座面對股骨的影響 椎間盤受力分析 當(dāng)坐姿腰弧曲線正常時，椎間盤上受的壓力均勻而輕微，幾乎無推力作用于韌帶，韌帶不拉伸，腰部無不舒適感，如圖 16（ a）所示。如圖 15 所示。根據(jù)人體組織的解剖學(xué)特性可知，坐骨結(jié)節(jié)處是人體最能耐受壓力的部位，合于承重，而大腿 下靠近表面處因有下肢主動脈分布，故不宜承受重壓。一旦脊椎偏離自然狀態(tài)，肌腱組織就會受到相互壓力(拉或壓 )的作用，使肌肉活動度（活動量）增加，招致疲勞酸痛。無腰靠或腰靠不明顯將會使正常的腰椎成圖 13（ a)中的后突形狀。圖12 為各種不同姿勢下所產(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
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