【正文】 供了這兩者大致的計(jì)算表達(dá)式?！?H點(diǎn)”高度越高，座椅就越靠前，即座椅距腳踝的距離越小。 在駕駛室內(nèi)，乘員的座椅如何布置，才能使大多數(shù)人都感到舒適，一直是人們關(guān)注和研究的問題。座椅的設(shè)計(jì)與布置直接影響乘員乘坐的舒適性和室內(nèi)相關(guān)設(shè)施的布置，合理的安排座椅，改善人與座椅之間的關(guān)系，對(duì)于給乘員創(chuàng)造一個(gè)舒適安全的乘坐環(huán)境，起著至關(guān)重 要的作用。這種關(guān)系隨著人體身材的不同具有不同的表達(dá)式。但是大多數(shù)的研究都忽略了對(duì)于人體上一個(gè)重要的關(guān)節(jié)點(diǎn)的研究：“ H點(diǎn)”（ HipPoint） ,即胯點(diǎn)，是人體身軀與大腿的交接點(diǎn)，它是與坐姿舒適性相關(guān)的車身尺寸的基點(diǎn)。 沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 9 (3) 座椅的位置 要與其作業(yè)相協(xié)調(diào)，便于駕駛員作業(yè) 根據(jù)汽車駕駛的特點(diǎn)，在 駕駛座椅設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮座椅與空間的協(xié)調(diào)問題，駕駛空間以坐姿活動(dòng) 為依據(jù)。 (2) 座椅所 使用的材料應(yīng)適應(yīng)人體的舒適性 座椅材料的選擇主要考慮到以下兩個(gè)方面：振動(dòng)舒適性以及座椅對(duì)人體熱環(huán)境的影響。 靠背的高度和寬度與坐姿肩高和肩寬有關(guān)，對(duì)于汽車駕駛座椅靠背的高度應(yīng)采取高靠背，最好加靠枕。對(duì)于寬度而言，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)。 (1) 座椅的形式和尺度與其功用有關(guān)，并參照人體測(cè)量學(xué)數(shù)據(jù)確定 座椅尺寸設(shè)計(jì)主要參數(shù)包括：椅面高度、寬度、深度、椅面傾角、靠背的高度、寬度和傾角?；诖藰?biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)的研究者們?cè)诖嘶A(chǔ)上為座椅的 空間尺寸提供了很有成效的參考數(shù)據(jù)，對(duì)于汽車座椅乘坐人體的舒適度 [3]有很大的影響。 汽車座椅靜態(tài)舒適性 從人機(jī)工程學(xué)角度上來看，我國(guó)汽車座椅的研究應(yīng)該以我國(guó)人體測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的。但該模型并沒有將座椅質(zhì)量進(jìn)行考慮，其實(shí)，座椅為非剛性的，其質(zhì)量對(duì)于“人 椅”系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的影響是很大的。將此模型與真實(shí)“人 椅 系統(tǒng)”進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，測(cè)得系統(tǒng)傳遞函數(shù)非常相近。 “人 椅系統(tǒng)”在垂直方向上的多自由度模型：考慮到人體實(shí)際上存在一定的阻尼和剛度，常常將人體模型設(shè)計(jì)為單質(zhì)量塊的單自由度模型或兩質(zhì)量塊的二自由度模型，而常常以人體二自由度模型最為理想，得到的“人 椅系統(tǒng)”模型為三自由度模型。正因?yàn)閱巫杂啥取叭?椅系統(tǒng)”的動(dòng)力學(xué)參數(shù)與實(shí)際“人 椅系統(tǒng)”的動(dòng)力學(xué)參數(shù)存在很大的差異，也就難以獲得“人 椅系統(tǒng)”與汽車車身系統(tǒng)振動(dòng)的最佳匹配關(guān)系，也就使乘員座椅因?yàn)檎駝?dòng)而使乘坐舒適性大為下降。這種變化對(duì)座椅動(dòng) 態(tài)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的影響是非常大的。原因是人體不是一個(gè)簡(jiǎn)單的質(zhì)量塊，它不僅有一定的質(zhì)量，而且有一定的阻尼和剛度。即將人體與汽車座椅的總質(zhì)量計(jì)為 M，汽車座椅的剛度系數(shù)（彈性）計(jì)為 K，座椅振動(dòng)阻尼為 C，路面不平傳給座椅的響應(yīng)作為汽車座椅的輸入 X，而座椅的振動(dòng)響應(yīng)為 Y，作為座椅傳給人體的輸入，它將影響人體乘坐的舒適性。 汽車座椅的動(dòng)態(tài)性能研究：關(guān)于座椅的動(dòng)態(tài)性能，人們?cè)O(shè)計(jì)了“人 椅系統(tǒng)”的動(dòng)力學(xué)模型，為了研究座椅的振動(dòng)性能對(duì)人體舒適性的影響，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施降低振動(dòng)，提高乘坐舒適性。 此外，對(duì)于座椅的動(dòng)態(tài)特性可按照傳入人體的能量最小、是人體在敏感頻率區(qū)域動(dòng)態(tài) 響應(yīng)最小、傳給人體的加速度均方根值最小等目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，與汽車的減震系統(tǒng)相匹配，使駕駛員處于更合適的振動(dòng)環(huán)境，這些都是駕駛疲勞的重要措施。因此，在設(shè)計(jì)汽車座椅時(shí)應(yīng)盡量隔離人體敏感的振動(dòng)。駕駛員受到縱向、橫向及垂直三個(gè)方向的線振 動(dòng)與角振動(dòng)，這幾個(gè)振動(dòng)中，以垂直和繞縱、橫坐標(biāo)軸的角振動(dòng)對(duì)駕駛員的影響較大。 駕駛用座椅動(dòng)態(tài)舒適性 [2]主要與振動(dòng)特性有關(guān)。同量座椅的結(jié)構(gòu)相對(duì)汽車整體來說簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)方便，改變座椅的動(dòng)態(tài)參數(shù)能顯著改變?nèi)梭w振動(dòng)舒適性，對(duì)汽車的使用性能沒有影響，而且制造成本低，周期短。降低輪胎的使用壽命；同時(shí)降低汽車懸架剛度并增加阻尼也有利于減少振動(dòng)，但會(huì)影響汽車操縱和自動(dòng)的穩(wěn)定性，所以汽車懸架必須有相當(dāng)?shù)膭偠扔糜诘挚孤访娴韧饨鐚?duì)汽車的沖擊。如果分析得到的汽車固有頻率接近人體敏感頻率，那么在汽車行駛過程中將使人體產(chǎn)生共振，而嚴(yán)重影響乘員乘坐的舒適性，甚至對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重的健康隱患。其中最為準(zhǔn)確的為模型三，即用此模型來分析隨機(jī)路面輸入的頻率響應(yīng)對(duì)乘員的影響。人們建立了許多汽車動(dòng)力學(xué)分析的數(shù)學(xué)模型。目前，在汽車研究方面，人們建立了各種各樣的關(guān)于汽沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 6 車 人 環(huán)境的模型。 根據(jù)影響汽車駕駛座椅舒適性的人 機(jī) 環(huán)分析，安全舒適的汽車駕駛座椅的設(shè)計(jì)必須滿足坐姿舒適性（靜態(tài)舒適性）和振動(dòng)舒適性（動(dòng)態(tài)舒適性）的要求。不過 ，我國(guó)對(duì)座椅舒適性的研究尚處于相對(duì)落后的狀態(tài)，主要原因有三個(gè)：國(guó)內(nèi)座椅產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員尚未掌握先進(jìn)的研究方法 （ 如系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法 ）， 也未對(duì)座椅的減振性能進(jìn)行深入的研究，這影響了座椅設(shè)計(jì)及研究的發(fā)展；在我國(guó)，座椅舒適性還不是強(qiáng)制檢測(cè)的要求內(nèi)容，一些企業(yè)認(rèn)為只要在安全性上滿足座椅強(qiáng)度的檢測(cè)要求就可以了，而座椅的舒適性則是次要的；我國(guó)許多座椅生產(chǎn)廠家對(duì)舒適性的認(rèn)識(shí)也還只是停留在僅僅滿足國(guó)家法規(guī)要求上，而座椅舒適性試驗(yàn)方法行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及一些大企業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定較早，由于沒有對(duì)近幾年才出現(xiàn)的空氣懸掛式座椅進(jìn)行研究，導(dǎo)致認(rèn) 識(shí)上的不確定、不清晰，這也是造成舒適性研究落后的另一個(gè)重要原因。自 20世紀(jì) 80 年代開始，電子計(jì)算機(jī)的普及，使人們對(duì)汽車座椅的動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化等研究成為可能，涌現(xiàn)出了大量的研究成果。但是應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)來研究汽車座椅舒適性問題，國(guó)內(nèi)還處于初級(jí)階段。 隨著中國(guó)汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，國(guó)內(nèi)也注意到了汽車駕駛室的舒適問題，國(guó)內(nèi)多家汽車生產(chǎn)廠家開始測(cè)繪和仿制國(guó)外先進(jìn)的汽車座椅，駕駛員操作手柄形狀以及駕駛室內(nèi)設(shè)施的布置等，并開始人機(jī)工程學(xué)在汽車座椅設(shè)計(jì)上的應(yīng)用的 研究，并取得了一系列成果，同時(shí)駕駛室舒適性問題引起了更多的關(guān)注。這種新型座椅的出現(xiàn)，已成為座椅動(dòng)態(tài)舒適性研究的一個(gè)新熱點(diǎn)，但其研究成果尚不全面。在理論研究的 同時(shí)，國(guó)外學(xué)者對(duì)座椅這個(gè)減振環(huán)節(jié)進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，比如對(duì)人 椅系統(tǒng)的傳遞特性、三種姿沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 5 態(tài)下的人體振動(dòng)模型、座墊阻尼特性的研究，均取得了豐富的成果。 20世紀(jì) 60 年代，隨機(jī)振動(dòng)理論蓬勃發(fā)展，人們對(duì)道路的路面特性有了一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，汽車振動(dòng)學(xué)也隨之發(fā)展并日趨完善。 國(guó)外對(duì)汽車座椅舒適性的研究是伴隨著汽車的誕生而逐漸展開的，至今已發(fā)展得十分成熟。駕駛室內(nèi)部趨于多 功能化，并盡顯豪華風(fēng)格：儀表板上的中央部位安排了更大的易于辨認(rèn)的、動(dòng)感十足的數(shù)字顯示，很容易看得清楚；電視攝像機(jī)和顯示器可以作為可選的一種裝置，隨時(shí)監(jiān)視汽車行駛的路面狀況；易于進(jìn)出的駕駛室車門有特殊的安全鎖定裝置；其高品質(zhì)的電動(dòng)升降門窗十分宜人；視野十分廣闊等等的這一切都應(yīng)該集中于汽車座椅的位置布置，座椅上下、左右及角度可調(diào)，頭枕高度可調(diào)和可拆卸的座椅，使每個(gè)座椅都能活動(dòng)自如。但當(dāng)時(shí)的研究水平僅限于對(duì)座椅的尺寸、形狀等與人體尺寸相適應(yīng)的靜態(tài)問題。當(dāng)達(dá)到一定限度時(shí)，皮質(zhì)細(xì)胞的工作強(qiáng)度將減弱，人就會(huì)感到疲勞，工作效率明顯下降。振動(dòng)對(duì)駕駛員的直接影響涉及軀干和身體局部的動(dòng)態(tài)反應(yīng)行為，生理反應(yīng)，性能減退和敏感度障礙。 汽車座椅的動(dòng)態(tài)舒適性與座椅及人體的振動(dòng)特性密切相關(guān)。 操作舒適性 主要是駕駛員進(jìn)行駕駛操作時(shí)的舒適性程度稱為操作舒適性。 目前， GM， Ford,Toyota,Honda,BMW,Volvo,Delphi,Johnson Cont rols 等大公司都在廣泛應(yīng)用美國(guó) Teksean 公司的壓力分布測(cè)量系統(tǒng)來解決座椅舒適度問題，該系統(tǒng)主要通過在座椅的坐墊和靠背上布置 4000 個(gè)以上的傳感單元來測(cè)量面套的支撐和泡綿硬度等對(duì)座椅的壓力分布和舒適度的影響效果。坐姿的體壓分布是影響乘坐舒適性的重要因素。目前座椅設(shè)計(jì)時(shí)一般取相等寬度。坐墊稍寬些，有利于駕駛員調(diào)整姿勢(shì)，但太寬會(huì)影響操作方便性，一般取 450～ 500mm； ⑤靠背寬度。對(duì)于汽車座椅， 軀干和大腿間夾角以在 95～ 105176。由于坐墊有水平夾角而造成靠背與坐墊夾角減小，如果角度 過小，則腰椎就會(huì)由正常彎曲變直，使腰部很快疲勞。坐墊上表面若是水平的，則人坐上去身體會(huì)產(chǎn)生向前滑動(dòng)的趨勢(shì)，為保證駕駛員身體不向前滑動(dòng)，墊面一般設(shè)計(jì)成前高后低的傾斜狀，一般以取 5～ 8176。 即坐墊上表面至地板的距離，坐墊的高度應(yīng)保證雙腳能自如 踏在地板上，并可以自由地前伸后驅(qū)，坐墊過高，身材稍小的駕駛員踩踏板困難，大腿下面過分胎神壓而使血液流動(dòng)不暢，以致麻木而很快疲勞；反之，坐墊過低，會(huì)使身材高大的駕駛員因小腿與大腿的角度變小而很快疲勞。對(duì)于身材高大的駕駛員來說，坐墊太淺會(huì)因大腿下面無足夠的支撐面而感到不適，反之，身材稍小的駕駛員則會(huì)因?yàn)樽鴫|太深而背部不能與靠背接觸，勢(shì)必要端坐，長(zhǎng)時(shí)間的端坐更易疲勞。同時(shí)，小腿向前伸，大腿與小腿、小腿與腳踝之間也應(yīng)沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 3 達(dá)到一定角度。由坐姿生物力學(xué)分析，最舒適的坐姿是臀部稍離靠背向前移，使上體略向上后傾斜，保持上體與大腿間角度在 90176。通常情況下，各關(guān)節(jié)之間的距離是不能調(diào)整的，但每個(gè)關(guān)節(jié)的角度可以改變。 (2) 最終姿勢(shì)與 座椅外形 人體在座椅上坐著時(shí)的姿勢(shì)，稱為最終姿勢(shì)。 H 點(diǎn)是指人體身軀與大腿的連接點(diǎn)，即跨點(diǎn)（ Hip Point），它是與損人方便性及坐姿舒適性相關(guān)的車內(nèi)尺寸的基準(zhǔn)點(diǎn)。目前，汽車在設(shè)計(jì)駕駛室時(shí)選用的假人模型，一般為 SAE95 分值假人。靜態(tài)舒適性要研究和解決的問題，是依據(jù)人體舒適坐姿的要求和人體測(cè)量數(shù)據(jù)，合理布置、優(yōu)化設(shè)計(jì)和充分考慮座椅的結(jié)構(gòu)、尺寸和調(diào)整參數(shù)，以及駕駛室內(nèi)各操作按鈕和駕駛員的視野等。人體對(duì) 48Hz 頻率范圍的垂直振動(dòng)以及 12Hz 頻率范圍的水平振動(dòng)的能量傳遞率最大，其生理響應(yīng)也最大。當(dāng)振動(dòng)激勵(lì)頻率接近于人體主要器官的固有頻率時(shí)，將引起相應(yīng) 器官的共振而產(chǎn)生相對(duì)位移，從而使人感到不舒適，嚴(yán)重時(shí)將危害人的身體健康。改善其動(dòng)態(tài)舒適性相當(dāng)重要。汽車本身運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量的不平衡或者各種沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 2 作業(yè)載荷的波動(dòng)也會(huì)引起汽車的振動(dòng)。 通過座椅及車輛等部件，可以隔離、緩各、吸收和衰減行駛及作業(yè)中所產(chǎn)生的各種沖擊和振動(dòng)，最終使傳給乘員身體的振動(dòng)強(qiáng)度處于人體所能承受振動(dòng)的舒適性范圍之內(nèi)。很多文獻(xiàn)研究表明：人體承受長(zhǎng)期的全身振動(dòng)對(duì)于腰脊柱和相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)的不良影響是持續(xù)增加的，而通常，這對(duì)于人體健康的傷害需要數(shù)年才能產(chǎn)生。人體承受全身振動(dòng)將產(chǎn)生機(jī)械的、生理的、病理的和心理的效應(yīng)。汽車乘員承受的乘坐振動(dòng)屬于全身振動(dòng)，是對(duì)乘員可能造成 嚴(yán)重傷害的主要振動(dòng)形式。局部振動(dòng)一般不會(huì)給乘員造成傷害，只對(duì)操作的精度和準(zhǔn)確度有影響。因此座椅的舒適性越來越多的成為廣大工程科技人員研究的對(duì)象。 汽車座椅是汽車的重要組成部分， 它的主要功能是支撐駕駛員及乘坐人員的身體，減緩路面不平傳給人體的沖擊并衰減由此引起的振動(dòng)，給駕乘者提供舒適、安全的乘坐環(huán)境，便于駕駛者操作的良好工作條件。安全、舒適、方便是現(xiàn)代汽車座椅設(shè)計(jì)的最優(yōu)目標(biāo)。54 謝辭 52 結(jié)論 48 其它因素對(duì)舒適性評(píng)價(jià)的影響分析 48 舒適性影響因素分析