【正文】 椅的動(dòng)態(tài)舒適性 一般認(rèn)為，人體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)可分為兩個(gè)過程：一個(gè)是振動(dòng)傳遞到人后引起的人體各部位的振動(dòng)響應(yīng)；另一個(gè)是由于人體的振動(dòng)響應(yīng)而引起的生理反應(yīng)。 （ 3）汽車座椅的操作舒適性 從座椅的操作舒適性角度考慮，座椅設(shè)計(jì)應(yīng)該更趨于人性化，盡量為駕駛員和乘員在整個(gè)過程中提供最舒適的工作和乘坐環(huán)境。 汽車座椅的安全性是指座椅能有效的預(yù)防事故的發(fā)生，并在事故發(fā)生時(shí)有效的減輕 6 乘員所受傷害的能力。 （ 1）汽車座椅的主動(dòng)安全性 座椅的主動(dòng)安全性是指座椅能夠有效地防止事故發(fā)生的能力。應(yīng)當(dāng)指出的是，座椅的舒適性與主動(dòng) 安全性有關(guān)，舒適的座椅可以為駕駛員提供一個(gè)良好的工作環(huán)境，使其心情愉快、精力集中，從而有效地防交通事故的發(fā)生，提高汽車的主動(dòng)安全性。一個(gè)好的汽車座椅要能夠減輕駕駛員及乘員的疲勞來滿足主動(dòng)安全性要求，更要有足夠高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，以便與安全帶和安全氣囊一起對(duì)乘員定位的同時(shí)緩和碰撞的強(qiáng)度，使乘員的損傷達(dá)到最小。這種帶有安全氣囊的座椅已經(jīng)開始應(yīng)用在各種高檔轎車中。 座椅應(yīng)有良好的動(dòng)態(tài)舒適性，以緩和與衰減車身傳給人體的沖擊和振動(dòng)，使駕駛員在各種道路條件下長(zhǎng)期工作不感到疲勞或減輕疲勞，使乘員在行駛中感到舒適。并能在發(fā)生事故時(shí)盡量減少乘員的受傷程度，即具有足夠的座椅安全性。 能保證視野良好，駕駛員工作時(shí)操作方便，座椅調(diào)節(jié)輕便。 座椅布置及性能應(yīng)符合車輛用途及總體設(shè)計(jì)要求。 汽車座椅一般由頭枕、靠背、調(diào)節(jié)裝置、座墊和座椅連接件等組成，汽車座椅骨架是汽車座椅的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，可分為靠背骨架和座墊骨架兩部分。座椅行程調(diào)節(jié)裝置、靠背角度調(diào)節(jié)裝置、限位裝置等是與座椅相關(guān)的一些機(jī)械裝置?？勘辰嵌日{(diào)節(jié)裝置安裝 在座墊骨架和靠背骨架之間，是用來調(diào)節(jié)座椅靠背角度的機(jī)械裝置。近年來，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，陸續(xù)開發(fā)出許多具有特殊功能的座椅，如冷熱可調(diào)式座椅、防下滑式座椅、帶按摩功能的座椅、帶電子記憶調(diào)節(jié)裝置座椅、空氣懸掛式座椅等，使乘坐的舒適性、安全性及方便 8 性得到了提高。我國的座椅安全性法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)就是參考國外的法規(guī)制定而成的。從嚴(yán)格意義上講，我國的座椅研究是從 20 世紀(jì) 80 年代開始的。借助合資的優(yōu)勢(shì)，他們掌握了部分設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)，但核心技術(shù)還是只有國外少數(shù)幾家生產(chǎn)商掌握，國內(nèi)的自主設(shè)計(jì)和研發(fā)仍停留在起步階段。 當(dāng)前汽車產(chǎn)業(yè)亟需 開發(fā)出適合我國生產(chǎn)現(xiàn)狀的安全、輕量、低成本的座椅。 隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，人們對(duì)汽車座椅的要求也會(huì)越來越高。此外，采用環(huán)?？椢镒鳛樽蚊媪?，也將成為一種新趨勢(shì)。 汽車座椅設(shè)計(jì)的基本原則 （ 1）安全性 座椅設(shè)計(jì)時(shí)首先要絕對(duì)保證駕乘者的安全，這就要求座椅要有足夠的強(qiáng) 度，在發(fā)生碰撞時(shí)，座椅就能夠減輕事故對(duì)乘坐者造成的傷害，并能起到一定的保護(hù)作用。 （ 3） 乘坐舒適 設(shè)計(jì)的座椅必須能使乘客保持良好的坐姿，使其脊柱自然彎曲，保證合理的體壓分布并使其肌肉松弛，血液循環(huán)正常；并具有腰椎依托感、腰背部貼和感和側(cè)向穩(wěn)定感。 座椅的尺寸須參照人體測(cè)量學(xué)數(shù)據(jù)，與就座者的人體測(cè)量尺寸相適宜；座椅的靠背結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)給 予腰部以充分的支撐，使脊柱接近于自然彎曲狀態(tài)；椅面需有足夠的墊料和適當(dāng)?shù)挠捕?，保證身體的主要重量由臀部坐骨承擔(dān)，并使其有助于體重壓力均勻地分布于坐骨附近區(qū)域；座椅前緣處，大腿與椅子之間壓力應(yīng)盡量減少；座椅應(yīng)能使就坐 汽車車身設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 汽車座椅設(shè)計(jì) 9 者方便地變換坐姿，靈活平穩(wěn)地進(jìn)行體態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)，但必須防止滑脫，座椅的形狀和尺度與其功用有關(guān)。設(shè)計(jì)原則的依據(jù)是：座墊、靠背的造形和曲線應(yīng)與人體放松狀態(tài)下的背部曲線和臀部曲線相吻合，能支撐到腰椎部位，不會(huì)因血液循環(huán)不良而引起肢體 麻木，長(zhǎng)時(shí)間乘坐不易感到疲勞；骨架及各機(jī)構(gòu)應(yīng)能滿足強(qiáng)度 (安全 )要求和使用要求，通過對(duì)座椅靠背的前后、上下傾斜角度、頭枕前后上下等位置的有限調(diào)節(jié)，使大部分人處于舒適狀態(tài)。 座椅造型的基本要點(diǎn)： （ 1） 適應(yīng)腰曲弧線 （ 2）靠背必須具有正確的支撐點(diǎn) （ 3）正確分布體壓 （ 4） 保持人體軀干與大腿的舒適夾角 10 ② 、汽車座椅設(shè)計(jì)人機(jī)工程學(xué)對(duì)座椅結(jié)構(gòu)的具體要求： （ 1）靠背 靠背的設(shè)計(jì)主要指強(qiáng)度設(shè)計(jì)和造型設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使靠背的高度、形狀符合人體曲線，使背部肌肉處于放松狀態(tài)，并能給背部、肩部有效可靠的支撐，使駕乘人員保持穩(wěn)定的坐姿，還要有足夠的側(cè)背支撐，從而避免高速轉(zhuǎn)彎時(shí)的橫向滑動(dòng)。不同的靠背傾角會(huì)導(dǎo)致不同的椎間盤壓力及背部肌肉負(fù)荷。時(shí)，椎間盤壓力顯著減小，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮合理的靠背傾角。 一般載重汽車為100176。大客車為 95176。 轎車為 80176。 。設(shè)計(jì)時(shí)，腰部支撐要有一定的厚度、硬度和透氣性，確保乘坐人員的體重能夠均勻地分布于座盆區(qū)域。 腰部支撐分機(jī)械支撐和空氣支撐?？諝庵问怯每諝鈿饽襾碇稳梭w，通過氣囊控制閥控制氣囊的充放氣，使腰部得到良好的保護(hù)和有效支撐。 （ 2）座墊 座墊設(shè)計(jì)主要是座墊深度和坐墊傾角的確定。人體在坐姿狀態(tài)下，坐骨與小腿足部構(gòu)成穩(wěn)定的人體支撐。座墊的傾角應(yīng)兼顧安全性和舒適性，一般為 2176。 （ 3）頭枕 頭枕是為提高汽車乘坐舒適性和安全性而設(shè)置的一種輔助裝置。有了頭枕的承托，可以減少頭部自由移動(dòng)的空間，降低對(duì)頸椎的沖擊力，起到避免或減輕乘員頸部受傷的作用。頭枕要起到保護(hù)頸椎的作用，正確的安裝位置十分重要。 （ 4） 座椅蒙皮 座椅蒙皮必須阻燃，其燃燒特性必須符合 GB 84101994《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》要求。 （ 6） 座椅骨架 座椅骨架必須能夠承受一定的載荷，通常所指的座椅強(qiáng)度其實(shí)就是座椅骨架的強(qiáng)度，它屬于汽車整車強(qiáng)制認(rèn)證檢測(cè)項(xiàng)目之一。 座椅骨架一般由鋼質(zhì)材料焊接而成。在設(shè)計(jì)座椅剛度和阻尼時(shí)，要根據(jù)整車的振動(dòng)特性充分考慮人體生理特點(diǎn)綜合選擇最佳值，使車身振動(dòng)得到衰減。 (8)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要包括座椅高度調(diào)整機(jī)構(gòu)、前后位移調(diào)整機(jī)構(gòu) (即座椅滑道 )、靠背仰角調(diào)整機(jī)構(gòu) (即調(diào)角器 )及座墊前傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)等?；朗钦{(diào)整座椅在車廂縱向水平位置前后位移的機(jī)構(gòu) ， 一般前后調(diào)整距離為 0～177。鎖止強(qiáng)度必須能滿足 GB 150831994《汽車座椅系統(tǒng)強(qiáng)度要求及實(shí)驗(yàn)方法》的規(guī)定。例如，一切操縱設(shè)備都應(yīng)設(shè)在人的肢體活動(dòng)所能及的范圍之內(nèi)，其高低位置必須與人體相應(yīng)部位的高低位置相適應(yīng)，而且豈不知應(yīng)盡可能設(shè)在人操作方面、反應(yīng)最靈活的范圍之 內(nèi)。人機(jī)工程學(xué)范圍內(nèi)的人體形態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)主要有兩類，即人體構(gòu)造尺寸和功能尺寸，也就是人體靜態(tài)尺寸和人體動(dòng)態(tài)尺寸。 人體靜態(tài)尺寸 人體靜態(tài)尺寸，著眼于人體天然結(jié)構(gòu)，比如身高、體重、腿臂長(zhǎng)度等，是建立人體尺寸模型的基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)中共給出了 7 類 47 項(xiàng)人體尺寸基本數(shù)據(jù)。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國人體基本尺寸見表 51。在設(shè)計(jì)時(shí)，通常也要按立正或正坐時(shí)的人體尺寸來考慮。根據(jù)前面 GB 1000088 的人體結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)表可知，身高數(shù)據(jù)是不連續(xù)的。若想為身 高 1700mm 的人進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，就必須對(duì)大量身高為 1700mm 的被測(cè)量者身體各部分的尺寸進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì)平均。如果可以找到測(cè)量的人體尺寸的計(jì)算公式，當(dāng)輸入身高時(shí)，就可以直接計(jì)算出所需的其它尺寸數(shù)值。這種規(guī)律就是 :人體的結(jié)構(gòu)測(cè)量數(shù)據(jù)與身高、體重存在一定的關(guān)系，這種關(guān)系可以用經(jīng)驗(yàn)公式表達(dá)。 圖 51三維 H點(diǎn)測(cè)量裝置 汽車車身設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 汽車座椅設(shè)計(jì) 13 表 人體各部分和身高的比例 (H 指身高 ) 代號(hào) 項(xiàng)目 男 女 亞洲人 歐美人 亞洲人 歐美人 1 眼高 7H 2 肩高 3 肘高 4 臀高 5 脛骨點(diǎn)高 6 肩寬 7 前臂長(zhǎng) 8 手臂長(zhǎng) 9 坐高 10 坐姿眼高 11 坐姿膝高 12 坐姿肩高 13 坐姿肘高 14 坐深 15 小腿加足高 16 坐姿大腿厚 17 臀膝距 人體坐姿功能尺寸 所謂產(chǎn)品功能尺寸是指以人體尺寸參量為基礎(chǔ)，考慮該產(chǎn)品的某項(xiàng)功能相對(duì)人體 尺寸參量做修改的產(chǎn)品尺寸。主要用人體模版來設(shè)計(jì)和確定坐姿條件下的座椅、工作面、支撐面、調(diào)節(jié)配件配置是的功效學(xué)要求。人體關(guān)節(jié)的舒適性是進(jìn)行座椅設(shè)計(jì)的主要考慮因素。 14 圖 52 舒適的坐姿關(guān)節(jié)角度 圖 53 駕駛時(shí)人體各部分夾角的合理范圍 座椅的設(shè)計(jì)參數(shù) . 決定座椅參數(shù)的基準(zhǔn) (1)踏腳平面 :無論是什么類型的座具，踏腳平面部是確定參數(shù)最基本的起點(diǎn)。但踏腳平面只能決定座具的部分參數(shù)，因此我們把它當(dāng)作初始基準(zhǔn)。具有足蹬式操縱器的坐姿設(shè)計(jì)，如汽車駕駛姿態(tài)設(shè)計(jì)，一般以 H 點(diǎn)作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 (4)座具參考點(diǎn) :又叫