【正文】 只有從人機工程學的角度出發(fā)，進行汽車駕駛座椅的設計，才能使駕駛座椅具有良好坐姿舒適性、振動舒適性、操作舒適性及安全性。目前采取的主要安全措施：提高座椅骨架強度，達到汽車駕駛座椅強度的要求值；設置座椅安全帶，使在緊急制動或正面撞車時不致將駕駛員碰傷；達到一定的阻燃要求，坐墊和靠背材料應達到汽車內飾材料燃燒特性技術要求的規(guī)定?？紤]提高駕駛員的人身安全性，汽車駕駛座椅被動安全性設計目 標為： ①在事故中要保證駕駛員處在自身的生存空間之內，并防止其他車載體進人到這個空間。被動安全性是指事故發(fā)生時，保護乘員的能力。汽車駕駛座椅的主動安全性設計主要從減輕駕駛員的疲勞人手進行分析設計，以滿足主動安全性要求。如圖45所示：圖45 汽車座椅的坐墊座椅安全性設計的內容主要包括主動安全性和被動安全性。太軟的椅子容易令使用者曲起身子，全身肌肉和骨骼受力不均，從而導致腰酸背痛的現(xiàn)象的產生。坐墊深度不應該超過人的大腿長度。如圖44所示： 圖44 汽車座椅的靠背  坐墊一般不會造成對乘員的直接沖擊傷害，但坐墊的結構可以影響到乘員運動過程、約束力加到乘員身體上的方式及外部載荷(加速度、力等)的絕對值大小。第二支承設置在腰曲部位，作為腰靠。依據(jù)靠背上體壓分布不均勻原則，在座椅靠背設計時應保證有靠背兩點支承即就是人體背部和腰部的合理支承?？勘车膹姸仍O計不但應該在“追尾”等后部碰撞時給乘員提供良好的保護，而且也要考慮側碰時對乘員的保護。尤其是在汽車受到追尾碰撞時，可抑制乘員頭部后傾，防止或減輕頸部損傷。圖42 舒適坐姿的關節(jié)角度現(xiàn)代汽車座椅的機械結構主要由頭枕、靠背、座墊、滑道等總成組成。通過以上座椅尺寸參數(shù)的確定，以保證駕駛員人體脊柱曲線更接近于正常生理脊柱曲線。主要考慮到為了防止人體臀部向前滑動而是椅面前緣向后傾?？勘硟A角α:靠背傾角是指靠背與椅面水平方向的夾角。椅面前緣與小腿之間留有適當距離，以保證大腿肌肉不受擠壓，腿彎部分不受阻礙。椅面深度C :指椅面前緣至靠背前面水平距離。椅面寬度B :在空間允許的條件下，以寬為好。在設計時主要考慮到兩點:椅面過高會使大腿肌肉受壓，椅面過低就會增加背部肌肉負荷?？勘车母叨?、寬度和傾角。圖32 轎車駕駛座椅的推薦設計圖33 載貨汽車的駕駛座椅的操作位置尺寸座椅尺寸設計的合適與否，直接影響到駕駛員能否有一個舒適而穩(wěn)定的坐姿和合適的操縱位置。圖31 人體H點與座椅標志點之間的關系 圖32為轎車駕駛座椅的作業(yè)空間布置和尺寸推薦數(shù)據(jù)。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構的相對位置。好的駕駛設計必須要保證駕駛員在連續(xù)幾個小時操作的情況下，身體能夠得到很好的支持。一般對于小轎車和旅游車，選取保持舒適性界限作為評價振動舒適性的標準；對于拖拉機、工程機械和各種越野車輛，宜選擇保持工作效率界限作為評價振動舒適性的標準。（3）保持健康與安全界限：它是身體所能承受振動的上限。（2）保持工作效率界限：在此振動界限內，操作人員能在規(guī)定的時間保持正常的工作效率。讓人在座椅上用振動臺進行各種典型情況下的激振試驗，測得振動對人的操作能力的影響如圖29至211所示。由此可以看出，駕駛員的脊椎畸形的發(fā)病率都很高，主要原因是因為駕駛員承受劇烈的乘坐振動和不方便的乘坐姿勢。主要原因是因為急劇的乘坐振動對胃的消化功能產生了有害影響。研究表明，駕駛員常患的兩種職業(yè)?。何覆『图棺祿p傷。低于10Hz的震動，主要引起胸脯部不適；高于10Hz的振動，引起頭部癥狀的增強。圖22 人體器官的固有頻率 將人置于震動臺上進行各種典型工況下的激振試驗，測得人體的坐姿震動特性如圖2225所示。如圖21所示。在20 25Hz時出現(xiàn)第三共振峰，其生理效應較第二共振峰稍低。在正常重力情況下，人體對4～8Hz頻率的震動的能量傳遞最大，其生理效應也最大，稱為第一共振峰。乘坐振動通過駕駛員的臀部、腰部傳給駕駛員，激起人體的全身震動。車輛駕駛員承受的乘坐振動屬于全身震動，是對駕駛員可能造成嚴重傷害的主要震動形式。局部振動是指作用于人體特殊部位（如頭部和四肢）的震動，一般不會給駕駛員造成損害，但是對操縱的精確度有影響。如圖19所示：圖19 大腿、小腿和腳面的夾角座椅及懸架等部件隔離、吸收、緩和、衰減行駛中所產生的各種沖擊和振動激勵如果超出了人體承受振動的舒適性界限，就會使人產生不舒服感。圖17 對座椅設計有用的人體尺寸表18坐姿人體尺寸綜合來看，從坐姿生理學角度，應保證要弧線正常，腰背肌肉處于松弛狀態(tài)，從上體通向大腿的血壓不受壓迫，保持血液正常循環(huán)。圖16 不同坐姿時椎間盤受力分析坐姿人體測量尺寸是座椅靜態(tài)尺寸設計的主要依據(jù)。但是，當人體處于前彎坐姿時，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）。所以在座椅設計中，斗形坐面是應該避免的。坐骨結節(jié)下面的底座呈近似水平時，可使兩坐骨結節(jié)外側的股骨處于正常的位置而不受過分的壓迫，如15（a）。圖14 體壓分布曲線人體結構在骨盤下面有兩塊圓骨，稱為坐骨結節(jié)。據(jù)此座墊上的壓力應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，自大腿部位時壓力 降至最低值，這是座墊設計的壓力分布不均勻原則。座墊上的體壓分布。在挺直坐姿下，腰椎部位肌肉活動度高，因為腰椎前向拉直使肌肉組織緊張受力。圖13 腰椎后突和前突脊椎骨依靠其附近的肌肉和腱連接，椎骨的定位借助于肌腱的作用力。而腰靠過分凸出將會使腰椎呈圖13（b）中的前突形狀。為使坐姿下的腰弧曲線變形最小，座椅應在腰椎部提供所謂兩點支撐?？梢姳ＷC腰弧曲線的正常形狀是獲得舒適性的關鍵。與坐姿舒適性直接相關的是腰曲。頸椎支撐頭部，胸椎與肋骨構成胸腔，腰椎、骶骨和椎間盤承擔人體坐姿的主要負荷。 坐姿狀態(tài)下，支撐身體的是脊柱、骨盆、腿和腳。坐姿是人體較自然的姿勢，坐姿將以腳支撐全身的狀況轉變?yōu)橐酝尾恐稳?，有利于發(fā)揮腳的作用，特別是能夠利用靠背來增大腿腳的蹬力這一特點，來控制操縱力較大的裝置。④能否為駕駛員提供一個相對于各種操縱機構的合適位置，使他能方便地進行操作。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而產生的震動以及駕駛員或乘坐員所承受的全身震動負荷低于規(guī)定限值。s fortable and healthy, relationship with whether can be safe, efficient accurately the same time it also determines the fort levels, and longterm driving to drivers whether caused by physical and mental harmful with the ergonomics knowledge from man39。本文結合人機工程學的知識，從人的心理，生理特點出發(fā)并結合汽車振動特性，視野范圍以及空間分布來分析人與座椅的相互關系和相互作用，從而得出能符合人機工程學標準的，并將舒適性、安全性都考慮到位的汽車座椅的設計。參考文獻[1]王惠軍 《汽車造型設計》 國防工業(yè)出版社，2007年 [2]郭竹亭 《汽車車身設計》 吉林科學技術出版社，1992年 [3]黃天澤 《汽車車身結構與設計》 機械工業(yè)出版社，2003年[4]李少波 《汽車車身計算機輔助設計與分析》[碩士論文] 貴州工業(yè)大學，1999年 [5]吳翔 《產品系統(tǒng)設計》 中國輕工業(yè)出版社，2000年第五篇：人機工程學在汽車座椅設計中的應用題目 人機工程學在汽車座椅設計中的應用熊雯湖北汽車工業(yè)學院 機械工程系,湖北 十堰,442002 摘要：駕駛員駕駛姿勢直接影響著駕駛員的舒適和健康，關系著是否能夠安全、高效準確地駕駛。六、結束語從人機工程學的角度出發(fā)，進行汽車駕駛座椅的設計，是使駕駛座椅具有良好坐姿舒適性、振動舒適性、操作舒適性和安全性的必要手段。人機工程學的顯著特點是，在認真研究人、機、環(huán)境三個要素本身特性的基礎上，不單純著眼于個別要素的優(yōu)良與否，而是將使用“物”的人和所設計的“物”以及人與“物”所共處的環(huán)境作為一個系統(tǒng)來研究?，F(xiàn)多采用模擬計算和試驗驗證相結合的研究方法，該方法重復性好、存儲信 息量大、開發(fā)周期短且開發(fā)費用低。（5）頭枕的設計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。坐墊深度設計的原則是在 充分利用靠背的情況下，使臀部得到合理的支撐。而靠 背傾角、基本尺寸及其形狀對尾部碰撞的嚴重程度有很大影響。（3）靠背的設計靠背的安全性設計應考慮靠背的強度、傾角、基本尺寸及其形狀。所以設計座椅時 必須對汽車座椅的強度進行計算，盡量以最少的材料、最小的質量滿足強度要求。汽車行駛中，座椅要承受復雜的載荷。座椅安全性設計座椅安全性設計的內容主要包括以下幾個方面:座椅強度的設計、座椅結構型式的設計、靠 背的設計、坐墊的設計、頭枕的設計。座椅空間位置設計座椅空間位置設計就是為了達到操作舒適性的目標，而進行駕駛室座椅空間位置設計以確保駕駛員有良好的視野，同時對汽車轉向盤、腳踏板等操作部件有恰當?shù)牟僮饕缶嚯x，以達到操作舒適性的最終目的。國內外研究中,建立的模型主要有如下3種：利用模糊理論建立的模型、線性模型和神經網(wǎng)絡模型。腰托的安裝位置在座椅靠背結構設計中十分重要。從人機工程學的角度來講，腰部是體現(xiàn)座椅功能的關鍵部位。許多 文獻都提及腰部支撐的重要作用。由本小組研究人員取證分析，得到以下結論：（1）、座椅舒適度的指標根據(jù)人機工程學原理,為保證良好的舒適度，針對靜態(tài)舒適度，設計中應遵循以下原則：① 座椅尺寸應與人體測量尺寸相適宜；②座椅應可調節(jié)，能使乘坐者變換姿勢，并最大范圍 滿足各類人體的乘坐要求；③座椅應能使乘坐者保持舒適坐姿，靠背結構和尺寸應給腰部 充分的支撐,使脊柱接近于正常彎曲狀態(tài)。主要是腰脊和相關的神經系統(tǒng)會受到影響。根據(jù)駕駛室的微氣候環(huán)境，調整座椅表面的濕溫度特性，可以適當調節(jié)人體代謝，達到減輕疲勞的目的。（3）座椅材料選擇座椅材料的選擇主要考慮到以下兩個方面：振動舒適性以及座椅對人體熱環(huán)境的主要影響。汽車座椅設計時應提供形狀和位置適宜的兩點支撐，第一支撐不位位于人體第5—6胸椎之間的高度上，作為肩靠；第二支撐設置在腰曲部位，作為腰靠。研究表明：過于松軟的椅面，使臀部與大腿的肌肉受壓面積增大，不僅增加了軀干的不穩(wěn)定性，而且不易改變坐姿，容易產生疲勞。（2）座椅結構設計為了保證座墊上合理的體壓分布，座墊應堅實平坦。通過以上座椅尺寸參數(shù)的確定，以保證駕駛員人體脊柱曲線更接近于正常生理脊柱曲線。主要考慮到為了防止人體臀部向前滑動而是椅面前緣向后傾?？勘硟A角α：靠背傾角是指靠背與椅面水平方向的夾角。其尺寸應滿足：腰部得到靠背的支撐；椅面前緣與小腿之間留有適當距離，以保證大腿肌肉不受擠壓，腿彎部分不受阻礙。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，通常設計應滿足最寬人體需要為準。在設計時主要考慮到兩點：椅面過高會使大腿肌肉受壓，椅面過低就會增加背部肌肉負荷，駕駛座椅的椅面高度應低些。座椅尺寸設計涉及主要參數(shù)如圖2所示。座椅尺寸結構設計駕駛座椅尺寸結構設計的研究把注意力集中在人體生理結構特點對駕駛舒適程度的影響上，尋求最佳的座椅結構形式、尺寸、輪廓形狀及材料選擇。四、汽車座椅的人機工程設