【正文】 行了詳細(xì)的介紹。1) 安全設(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)，座椅不會(huì)或可以減輕對(duì)乘坐者造成傷害，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冰使其肌肉松弛，上體通向大腿的血管不受壓迫，血液循環(huán)正常；冰具有腰椎依托感、腰背部貼和感和側(cè)向穩(wěn)定感。座椅部件主要包括坐墊、靠背、頭枕、骨架蒙皮、減振機(jī)構(gòu)調(diào)整機(jī)構(gòu)等，設(shè)計(jì)原則的依據(jù)是：座椅靠背的造型和曲線應(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(guò)對(duì)座椅的前后上下、靠背的傾斜角度、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)[1]。設(shè)計(jì)時(shí)，靠背的高度和寬度一般分別為600mm和480mm。當(dāng)靠背傾角超過(guò)110o時(shí)椎間盤(pán)壓力顯著減小，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮座椅的靠背傾角。一般載重汽車(chē)為100o~~115o。 此外，腰部支撐和扶手也可以減少椎間盤(pán)的壓力。腰部支撐的位置應(yīng)處于第3至第5腰椎部位，且支撐厚度以5 cm左右為宜。機(jī)械支撐是通過(guò)機(jī)械裝置支撐人體，支撐部位為剛性，舒適性差。～，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、耐磨性好、耐老化使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)．目前已得到廠泛推廣。目前我國(guó)新開(kāi)發(fā)出種新型空氣腰支撐裝置{圖11)，該裝置可以按定的順序和頻率有規(guī)律地對(duì)頸部、肩部、腰部等氣囊進(jìn)行充氣、放氣，利用氣囊有規(guī)律的癟或脹，實(shí)現(xiàn)對(duì)腰、肩，頸等部位的擠壓，達(dá)到局部按摩的目的．大大提高了舒適性。座椅扶手有固定式、角度可調(diào)式和可翻轉(zhuǎn)式，可翻轉(zhuǎn)式又有橫向翻轉(zhuǎn)式和縱向翻轉(zhuǎn)式。人體在合適的坐墊下，坐骨與小腿足部構(gòu)成穩(wěn)定的人體支撐。坐墊傾角應(yīng)兼顧安全性和舒適性,一般為2o～10o。頭枕的主要作用是保障安全，一旦汽車(chē)發(fā)生追尾碰撞，頸椎會(huì)承受到很大的加速度而容易傷害。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，汽車(chē)座椅頭枕屬汽車(chē)整車(chē)強(qiáng)制認(rèn)證檢測(cè)項(xiàng)目。頭枕要起到保護(hù)頸椎的作用，正確的安裝位置十分重要。目前VOLVO公司首先在s80型車(chē)上推出了一種為WHIPS頸椎保護(hù)系統(tǒng)(圖12)，由一個(gè)安全頭枕和一個(gè)設(shè)計(jì)合理可有效而均勻地承受乘員身體運(yùn)動(dòng)的椅背支撐結(jié)構(gòu)，以及位于椅背和坐墊連接處的內(nèi)置式能量吸收機(jī)構(gòu)組成，具有均勻的支撐功能。由于在椅背和坐墊之間的連接件上安裝了可變形部件．從頭枕椅背到座墊連接成一體，給乘員的軀體有效支撐，從而進(jìn)步減輕碰撞力對(duì)乘員背部的沖擊[6]。座椅蒙皮必須阻燃，其燃燒特性必須符臺(tái)GB 8410—1994《汽車(chē)內(nèi)飾材料的燃燒特性》要求?？紤]到座椅的舒適性和人體坐姿時(shí)的體壓分布，需將泡沫軟墊的密度設(shè)計(jì)為不同，即“軟硬兼施’．主要生產(chǎn)方法有2種，一是拼接法，將坐墊前端與大腿接觸的部分用低硬度泡沫塑料，與坐骨處接觸的部分用中硬度泡沫塑料，下部及兩側(cè)用高硬度泡沫塑料。這種方法可以解決體壓分布和橫向支撐問(wèn)題，并且工藝適合批量生產(chǎn)?？勘臣白鴫|骨架的形狀，應(yīng)以能滿足人體生理特征、給駕駛?cè)藛T提供安全和有效支撐為目的進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了保證駕駛員腰部、肩部有良好的支撐而在靠背骨架上設(shè)計(jì)出符臺(tái)背部曲線的弧度。座椅骨架一般由鋼質(zhì)材料焊接而成，但在輕量化成為現(xiàn)代化汽車(chē)設(shè)計(jì)的新趨勢(shì)下．汽車(chē)座椅薄型化顯得非常重要，其中骨架是座椅薄型化的關(guān)鍵，骨架的材料也有所不同，熱塑性塑料成型的座椅骨架和鎂制座椅骨架正在推廣應(yīng)用。彈性元件在機(jī)械懸架座椅中一般指彈簧，在空氣懸架座椅中指空氣氣囊．它能產(chǎn)生使座椅恢復(fù)到初始位置的回復(fù)力。對(duì)于座椅的振動(dòng)來(lái)說(shuō)，外力使座椅減振系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)，彈性元件使座椅恢復(fù)到初始位置，阻尼力使振動(dòng)衰減或消亡。在設(shè)計(jì)座椅剛度和阻尼時(shí)，要根據(jù)整車(chē)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(chē)身振動(dòng)得到衰減。例如：機(jī)械懸架座椅通過(guò)調(diào)整彈簧的預(yù)緊力來(lái)調(diào)整座椅的剛度，而空氣懸架座椅則設(shè)計(jì)有高度控制閥，可以根據(jù)不同人的體重，自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣氣囊內(nèi)的壓力，達(dá)到調(diào)整座椅剛度的目的。. 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)及坐墊前傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)等。高度調(diào)整的范圍應(yīng)根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，以能滿足大部分人群的使用要求為目標(biāo)進(jìn)行確定，一般調(diào)整范圍為0~100mm。例如：當(dāng)安全帶固定點(diǎn)不在座椅上時(shí)，一般選用單鎖止滑道；當(dāng)安全帶固定點(diǎn)在座椅上時(shí)，選用雙鎖止滑道或加強(qiáng)雙鎖止滑道。100 mm。鎖止強(qiáng)度必須能滿足GB 1 5083 1 994《汽車(chē)座椅系統(tǒng)強(qiáng)度要求及實(shí)驗(yàn)方法》的規(guī)定。機(jī)械板式調(diào)角器一般是采用棘輪棘爪或齒條齒板工作原理及板簧式復(fù)位結(jié)構(gòu)，最大能夠?qū)崿F(xiàn)范圍有級(jí)調(diào)節(jié)及折疊，適用于各糞汽車(chē)駕駛員座椅。雙聯(lián)動(dòng)調(diào)角器是指左右兩套調(diào)整鎖止機(jī)構(gòu)在一套調(diào)整機(jī)構(gòu)控制下同時(shí)動(dòng)作，同時(shí)鎖止具有鎖止強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，適用于各類(lèi)載重汽車(chē)駕駛員座椅。4) 坐墊前傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)坐墊前傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)一般是機(jī)械調(diào)整機(jī)構(gòu)，多采用安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的多桿機(jī)構(gòu)。為了進(jìn)一步提高座椅的舒適性及安全性。此外，采用環(huán)?？椢镒鳛樽蚊媪?，也將成為一種新趨勢(shì)。設(shè)計(jì)合理的汽車(chē)座椅能為駕乘人員提供安全、舒適、便于操作和不易疲勞的駕乘感受。本文基于人們對(duì)汽車(chē)座椅的要求，對(duì)汽車(chē)座椅的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。論文主要完成內(nèi)容如下：(1)學(xué)習(xí)SolidWorks軟件的應(yīng)用，并結(jié)合理論內(nèi)容，研究與探討汽車(chē)座椅模型的建立過(guò)程；(2)著重分析腰部支撐部位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算，對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)做出處理；(3)對(duì)有關(guān)部位進(jìn)行強(qiáng)度校核，以求所設(shè)計(jì)的座椅滿足各項(xiàng)要求；(4)按照實(shí)習(xí)座椅的有關(guān)數(shù)據(jù)，在SolidWorks軟件中建立座椅的模型。圖中“人”即指乘坐者，是最終對(duì)舒適性做出評(píng)價(jià)的主體，其生理因素以及心理因素都會(huì)影響對(duì)舒適性的評(píng)價(jià)?！碍h(huán)境”主要指車(chē)內(nèi)環(huán)境及路面狀況等。如由輪胎和懸架產(chǎn)生的噪聲通過(guò)影響人的聽(tīng)覺(jué)而影響人對(duì)舒適性的評(píng)價(jià)[12]。圖21 座椅整車(chē)舒適性的評(píng)價(jià)圖 汽車(chē)座椅舒適性的指標(biāo)體系設(shè)計(jì)根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，為保證良好的舒適性，針對(duì)靜態(tài)舒適性，設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循以下原則：(1)座椅尺寸應(yīng)與人體測(cè)量尺寸相適宜。(3)座椅應(yīng)能使乘坐者保持舒適坐姿，靠背結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)給腰部充分的支撐，使脊柱接近于正常彎曲狀態(tài)。座椅的各種特性都會(huì)影響到乘坐舒適性。根據(jù)上述原則，本文對(duì)座椅的靜態(tài)不舒適度建立了二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表21)。根據(jù)座椅結(jié)構(gòu)特征，設(shè)計(jì)出二級(jí)指標(biāo)。QC /T47179汽車(chē)座椅術(shù)語(yǔ))及國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中的舒適性影響因素，將舒適性特征中的定性描述用可測(cè)量的指標(biāo)表示出來(lái)，符合建立指標(biāo)評(píng)價(jià)體系的上述4項(xiàng)原則，能為座椅的舒適性設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)起到一定的指導(dǎo)作用。其中座椅的兒何相關(guān)特性應(yīng)符合人體測(cè)量學(xué)及人日統(tǒng)計(jì)學(xué)特征?？勘车某叽缗c坐高及肩寬有關(guān)，舒適的靠背形狀與人體脊柱曲率有關(guān)等?？勘程?，腰椎部應(yīng)有強(qiáng)大的支撐，沿此向外逐漸減小。 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)。許多文獻(xiàn)都提及腰部支撐的重要作用。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。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。(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。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。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)。客觀測(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。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。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。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]。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)。(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。 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。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。人的腰部靠住靠背，能使腰曲弧線呈正常狀態(tài)。(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。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。圖8中每條封閉的曲線，代表著一個(gè)等壓線。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)。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)。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。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。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]。 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)