人機工程學(xué)在汽車座椅設(shè)計中的應(yīng)用-在線瀏覽
2025-01-10 22:23本頁面
【正文】 椅與人體的人機界面能否為人提供舒適而穩(wěn)定的坐姿。③駕駛員 (或乘坐員 )—— 座椅 —— 駕駛室系統(tǒng)的幾何位置關(guān)系能否為駕駛員提供良好的視野。⑤能否提高駕駛員的人身安全性，當(dāng)發(fā)生翻車或撞車事故時，將駕駛員約束在駕駛座椅上面， 下面就從這四個方面來分析人機工程學(xué)在汽車座椅設(shè)計上的運用。但如果坐姿不正確，座椅設(shè)計不合理，也會給身體帶來嚴重損害。脊柱是人體的主要支柱，由 24 節(jié)椎骨以及 5 塊 骶骨和 4 塊尾骨連接組成，如圖 11 所示，其中椎骨自上而下又分為頸椎（共 7 節(jié)）、胸椎（共 12 節(jié)）、腰椎（共 5 節(jié)）三部分，每兩節(jié)椎骨之間由軟骨組織和韌帶相聯(lián)系，使人體得以進行屈伸、側(cè)曲和扭轉(zhuǎn)動作等有限度的活動。 圖 11 脊柱的構(gòu)造 從圖中可以看出脊柱呈現(xiàn)頸、胸、腰、骶四個彎曲部位，其中頸曲和腰曲凸向前，胸曲和骶曲凸向后。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 B 所示；軀干挺直坐姿和前彎時的腰弧曲線會使腰椎嚴重變形，如圖中曲線 F 和 G 所示；欲使坐姿 圖 12 不同姿勢下所產(chǎn)生的腰椎曲度 能形成幾乎正常的腰曲弧線，軀干與大腿之間必須有大于 90 度的角度，且在腰部有所支撐，如圖中曲線 C 所示。 腰椎后突和前突 正常的腰線曲線是微微前突。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。腰椎后 圖 13 腰椎后突和前突 突和過分前突都是非正常狀態(tài)，合理的腰靠應(yīng)該是使腰弧曲線處于正常的生理曲線。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。提供靠背支承腰椎后，活動力則明顯減小；當(dāng)軀干前傾時，背上方和肩部肌肉活動度高。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。圖 14 是較為理想的坐墊體壓分布線。如圖 15 所示。當(dāng)坐面呈斗形時，會使股骨向上轉(zhuǎn)動，這種狀態(tài)會使肘部和肩部受力，從而引起不舒服。 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 。這會引起腰部的不舒適感，長期積累作用，可造成椎間盤病變。與座椅設(shè)計相關(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。因此，最舒適的坐姿是臀部稍離靠背向前移，使上體略微向后傾斜，保持腿夾角在 90 度到 115 度之間， 小腿向前伸，大腿與小腿，小腿與腳面之間也有合適的夾角。車輛駕駛員所受的機械震動分為全局振動和全身震動兩大類。全身震動是指通過人體支撐表面作為整體傳給人體的震動。人體承受全身震動將產(chǎn)生機械的、生理、病理的和心理的效應(yīng)。當(dāng)振動激勵頻率接近人體的主要器官的固有頻率時，將引起相應(yīng)器官的共振而產(chǎn)生相對位移，從而使人感到不舒適。 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。以后隨著頻率的增高，震動在人體內(nèi)的傳遞逐步衰減，其生理效應(yīng)也相應(yīng) 減弱。 圖 22 人體器官的固有頻率 全身振動引起的主訴癥狀及生理反應(yīng)與振動頻率有關(guān)。全身振動英氣的 生理效應(yīng)如圖 26 所示。 全身振動的病理效應(yīng) 研究表明，駕駛員?；嫉膬煞N職業(yè)病：胃病和脊椎損傷。主要原因是因為急劇的乘坐振動對胃的消化功能產(chǎn)生了有害影響。由此可以看出，駕駛員的脊
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