汽车座椅舒适度及安全性研究

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1、汽车座椅舒适度及安全性研究　　(丰爱汽车座椅部件有限公司，广东广州511455) 　　摘要：文章分析了汽车座椅对人体舒适度及安全性的影响，进而研究了如何提高汽车座椅的舒适度及安全性，这对汽车座椅行业的设计生产具有一定的指导意义。 关键词：汽车座椅；舒适度；安全性 　　中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)15—0072—02 　　乘坐舒适度及安全性是评价汽车性能的主要指标，其中座椅的舒适度及安全性设计已成为汽车厂商所关注的主要内容。现代汽车座椅的机械结构主要由头枕、靠背、座垫、滑道等总成组成。座椅的主要功能是支

2、撑驾驶员及乘坐人员的身体，减缓路面不平传给人体的冲击并减弱由此而引起的振动。给驾乘提供舒适、安全的乘坐条件和便于驾驶操作的良好的工作条件。 　　生物动力学研究表明，长时间地承受高强度的全身振动对于人体健康的损害是相当严重的。主要是腰脊和相关的神经系统会受到影响。新陈代谢以及源于机体内部的一些其他因素会恶化这个影响，通常认为环境因素，如身体姿势、低温及气流会引起肌肉疼痛。 1座椅舒适度研究 1.1座椅舒适度的指标 　　根据人机工程学原理,为保证良好的舒适度，针对静态舒适度，设计中应遵循以下原则：①座椅尺寸应与人体测量尺寸相适宜；②座椅应可调节，能使

3、乘坐者变换姿势，并最大范围满足各类人体的乘坐要求；③座椅应能使乘坐者保持舒适坐姿，靠背结构和尺寸应给腰部充分的支撑,使脊柱接近于正常弯曲状态。 　　上述各项指标应进一步通过不同的方法，根据人机工程学原理来设计和评价。其中座椅的几何相关特性应符合人体测量学特征。如座宽对应人的臀宽,它的设计应符合身材高大的人，适宜采用较大百分位的女性测量值为设计依据；靠背的尺寸与坐高及肩宽有关，舒适的靠背形状与人体脊柱曲率有关等。压力分布特征要符合人体坐姿：根据人体脊椎骨受力特征，座垫上合理的压力分布应是坐骨处最大,并向四周递减,大腿部位压力最小；靠背处腰椎部应有强大的支撑

4、，沿此向外逐渐减小；另外，左右两边压力应当对称分布。 1.2座椅舒适度的影响因素 　　座椅的几何尺寸是影响座椅舒适度的因素，但研究发现这并非唯一最主要的影响因素。许多文献都提及腰部支撑的重要作用。腰托的形状和位置，对于是否能使人保持良好坐姿，减少人体疲劳具有重要作用。从人机工程学的角度来讲，腰部是体现座椅功能的关键部位。因此，座椅的腰托是影响舒适性的关键因素。腰托的安装位置在座椅靠背结构设计中十分重要。乘员正常入座时，人体身躯与大腿的连接点—胯点(hippoint)简称H点，H点的位置是决定驾驶员操作方便、乘坐舒适性相关的车内尺寸的基准。此外，座椅的调

5、节特性对座椅的舒适度影响很大，已成为座椅舒适度设计中重点考虑的因素。压力分布是导致不舒适的最主要的生物力学因素，通过界面压力对座椅舒适度进行评价是一种重要客观、有效的方法。 1.3座椅舒适度的研究方法 　　从汽车座椅设计及改善的角度出发，消除座椅不舒适性最理想的方法是能建立定量模型，预测座椅的不舒适性。国内外研究中,建立的模型主要有如下3种：利用模糊理论建立的模型；线性模型；神经网络模型。E.Levrat利用多标准的模糊理论模型对不同种类的不舒适以及座椅不同部位的不舒适建立了模糊理论的评价模型；M.Kolic则将测得的压力分布值、人体测量值、对座椅的外

6、观评价值等作为自变量，以综合舒适度OCI作为因变量，分别建立起了舒适度的线性模型和神经网络模型。利用这些定量化的模型能够有效确定各因子影响程度的大小，准确评价及预测座椅的舒适度，并反馈于座椅的舒适度设计中。 　　目前，国内在座椅舒适度的研究上还存在一些缺陷：①没有针对中国人体特征尺寸的座椅舒适性研究；②对于座椅静态舒适性评价还没有形成一套客观系统的体系；③在应用神经网络建模方法评价舒适性中，对输入量的界定还不够清晰明确，有待进一步研究。 2座椅安全性设计 　　座椅安全性设计的内容主要包括以下几个方面:座椅强度的设计、座椅结构型式的设计、靠背的设计、

7、坐垫的设计、头枕的设计。 2.1座椅强度的设计 　　座椅强度的设计是安全性设计的首要内容。汽车行驶中，座椅要承受复杂的载荷。汽车座椅必须有足够的强度，以确保座椅上的人所受的伤害最小；座椅的寿命应足够长，不致过早变形或损坏；受冲击载荷作用时，座椅不应发生断裂、严重变形等损坏现象。所以设计座椅时必须对汽车座椅的强度进行计算，尽量以最少的材料、最小的质量满足强度要求。 2.2座椅结构型式的设计 　　座椅整体结构的安全性设计应考虑的是其对其他约束系统效能的影响及与其他约束系统之间的连接方式等。 2.3靠背的设计 　　靠背的安全性设计应考虑靠背的强度、

8、倾角、基本尺寸及其形状。靠背的强度设计不但应该在“追