汽车座椅的人机工程学分析
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
![基于人机工程学的汽车座椅设计研究](https://img.taocdn.com/s3/m/df27f83d7ed5360cba1aa8114431b90d6c858982.png)
基于人机工程学的汽车座椅设计研究【摘要】本文探讨了基于人机工程学的汽车座椅设计研究。
在介绍了研究背景和研究目的。
正文部分分析了人机工程学在汽车座椅设计中的应用,以及人体工程学在汽车座椅设计中的重要性。
同时讨论了汽车座椅设计中的关键因素和现有问题,并提出了改进建议。
结论部分强调了基于人机工程学的汽车座椅设计的重要性,并探讨了未来发展方向。
本文旨在引起人们对汽车座椅设计的重视,以提高驾驶者的舒适感和安全性。
通过结合人机工程学原理,可以为汽车座椅设计带来更好的体验和效果。
【关键词】人机工程学、汽车座椅设计、人体工程学、关键因素、问题、建议、重要性、发展方向、总结。
1. 引言1.1 研究背景汽车座椅作为汽车的重要部件之一,在人类日常生活中扮演着至关重要的角色。
随着汽车行业的快速发展和人们对驾驶舒适性的不断追求,汽车座椅的设计变得越来越重要。
目前市场上的许多汽车座椅设计并没有充分考虑到人体工程学的原理,导致了许多用户在长时间驾驶过程中出现腰痛、脊柱不适等问题。
基于人机工程学的汽车座椅设计变得尤为重要。
人机工程学是一门研究人与工作环境之间相互适应关系的学科,其原理在汽车座椅设计中的应用,可以有效提高驾驶员和乘客的舒适性,减少驾驶过程中的疲劳感和身体不适症状。
通过深入研究人体工程学在汽车座椅设计中的重要性和关键因素,可以为汽车制造商提供更科学、更人性化的座椅设计方案,促进汽车产业的发展和用户体验的提升。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨基于人机工程学的汽车座椅设计在提高驾驶员和乘客的舒适性、安全性和健康性方面的重要性,分析人体工程学在汽车座椅设计中的具体应用及其对座椅设计的影响。
通过研究不同人群的体型、姿势和习惯对座椅设计的影响,进一步优化汽车座椅的设计,提高座椅的适用性和舒适性。
本研究旨在深入了解现有汽车座椅设计存在的问题,并提出相应的改进建议,为汽车座椅设计提供更科学、更人性化的方向。
通过本研究,可以为汽车制造商和设计师提供宝贵的参考,推动汽车座椅设计领域的发展和进步,更好地满足消费者的需求和期待,提升汽车产品的竞争力和市场占有率。
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
![基于人机工程学的汽车座椅设计研究](https://img.taocdn.com/s3/m/e7c4166a814d2b160b4e767f5acfa1c7ab008273.png)
基于人机工程学的汽车座椅设计研究汽车座椅作为车内最常用的设备之一,其设计与舒适性、安全性等方面直接关系到驾乘体验和乘员安全。
因此,基于人机工程学的汽车座椅设计研究日益受到关注。
人机工程学是一门研究人类与机器、工作环境或产品等之间的关系,以提高人类工作效率和工作安全性为主要目的的学科。
在汽车座椅设计中,基于人机工程学原理可从以下几个方面进行研究:座椅的人体工程学设计是指将人的身体形态和生理特征与座椅的设计相结合,使人体在座椅上能够获得最佳的舒适性和支撑性。
人体在座椅上的部位主要有头部、颈部、腰部、髋部和膝部等。
在设计座椅时,应该考虑到各个部位的形态和力学特征,以便为人体提供足够的支撑和舒适感。
比如,座椅的头枕部位应该能够与头部保持一定的距离,以减少颈部的张力;腰部支撑部位应该具有一定的弹性以适应腰部曲度等。
二、座椅的材料与结构设计座椅的材料与结构设计直接关系到其耐久性和支撑性。
在材料选择上,应该综合考虑其环保性、舒适性和安全性等因素。
常用的座椅材料有皮革、布料、合成革等,并需要考虑隔音、防水、透气等功能。
在结构上,应避免使用过于复杂的结构,以免影响座椅的稳定性。
三、座椅的调节和功能设计座椅的调节和功能设计直接关系到驾乘者的舒适感和驾驶体验。
常见的座椅功能包括座椅高度调节、角度调节、腰部支撑功能、座椅加热、通风等。
其中,座椅高度和角度调节能够帮助驾乘者找到最佳的驾驶姿态,腰部支撑功能能够保护腰椎健康,座椅加热和通风功能则能够增加驾乘者对座椅的舒适感受。
总之,基于人机工程学的汽车座椅设计研究具有重要的理论和实际意义。
只有将人类的生理特征与座椅的设计相结合,才能够创造出更加舒适、合理的汽车座椅,提高驾乘用户的体验和乘员的安全性。
汽车座椅设计与人机工程学的研究
![汽车座椅设计与人机工程学的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/2443a83153ea551810a6f524ccbff121dd36c5cc.png)
汽车座椅设计与人机工程学的研究作为现代交通工具的重要组成部分,汽车在我们的日常生活中发挥着极其重要的作用。
然而,长时间的驾驶可能会对司机和乘客的身体健康产生一定的影响。
因此,汽车座椅的设计变得尤为重要。
本文将探讨汽车座椅设计与人机工程学的研究,以期改善驾驶者和乘客的舒适度和安全性。
人机工程学是研究人类与机器相互作用的学科。
在汽车座椅设计中,人机工程学的原则可以帮助汽车制造商设计出符合人体工程学原理的座椅,提供更好的驾驶体验。
首先,一个好的汽车座椅应该具备良好的支撑性。
驾驶者长时间坐在座椅上,缺乏足够的支撑会导致脊柱曲度不正,引发腰椎疼痛和疲劳。
因此,座椅需要有适当的弧度和支撑结构,以保持驾驶者的自然姿势。
其次,座椅的舒适性也是一个重要的考虑因素。
舒适的座椅能减少驾驶者的疲劳感,提高对路况的注意力。
座椅的软硬度、支撑点的位置和材料的选择都会对舒适度产生影响。
例如,座椅背部通常应该具有适当的柔软度,以提供舒适的支撑。
而座椅底部则需要有适当的硬度,以保持合适的姿势。
此外,座椅的调整功能也是关键。
不同人高、体型各异,因此座椅需要具备能够调整的选项,以适应不同驾驶者的需求。
座椅高度、坡度和倾斜角度的调节功能,可以帮助驾驶者找到最符合自己身体特征的座椅位置,避免不必要的疲劳和不适感。
还有一个重要的考虑因素是座椅的安全性。
在发生碰撞时,座椅需要能够提供足够的保护,减轻驾驶者和乘客的受伤程度。
因此,座椅材料和结构的选择要能够吸收冲击力并稳定身体位置。
同时,座椅还应该具备安全带的固定点和适当的头枕设计,以确保乘车时的安全性。
除了上述因素外,座椅的通风和加热功能也值得考虑。
在夏季,高温下长时间坐在汽车上会让人感到闷热不适,而在冬季,冷座椅也会给驾驶者带来不便。
通过在座椅上加入通风和加热功能,可以提供更加舒适的驾驶环境。
综上所述,汽车座椅设计与人机工程学的研究是为了提供更佳的驾驶体验和舒适度。
良好的座椅设计需要考虑到支撑性、舒适性、调整功能、安全性以及通风和加热功能等方面。
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
![基于人机工程学的汽车座椅设计研究](https://img.taocdn.com/s3/m/26eadeead0f34693daef5ef7ba0d4a7302766c15.png)
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
随着汽车产业的发展,汽车座椅作为汽车内部最重要的组件之一,在汽车安全性和舒
适性方面起着至关重要的作用。
基于人机工程学的汽车座椅设计研究十分重要。
人机工程学是一门研究人类与机器之间相互作用的学科,关注人体结构、生理和心理
能力以及行为的特征与机器设计之间的关系。
在汽车座椅设计方面,人机工程学的原理可
以帮助设计师更好地理解驾驶者的需求和限制,以提供更人性化、舒适和安全的座椅设
计。
人机工程学的原理可以帮助设计师考虑人体工程学因素。
驾驶者在长时间的驾驶过程
中容易出现肌肉疲劳、颈椎疼痛等问题。
在座椅设计过程中,设计师需要考虑到人体的生
理结构和姿势,确保座椅提供良好的支撑,并能够减少对驾驶者身体的压力和疲劳。
座椅
的高度、角度和形状等参数也需要根据驾驶者的身高、体型和个人喜好进行调整,以提供
最佳的舒适性。
人机工程学的原理可以帮助设计师考虑到驾驶者的心理需求。
座椅的外观设计、颜色、材质等方面会对驾驶者的情绪和体验产生影响。
柔软的座椅材质和舒适的靠背设计可以营
造一个温馨、舒适的驾驶环境,增强驾驶者的驾驶体验。
人机工程学还可以帮助设计师确
定一些操作按钮的位置和方式,以提高驾驶者的操作便利性,减少因操作不便引起的驾驶
操作错误。
人机工程学的原理还可以帮助设计师考虑到驾驶者的安全需求。
座椅是驾驶者在发生
碰撞或紧急刹车时的重要保护设备。
座椅的结构设计需要充分考虑到正常和紧急情况下的
驾驶者的防护需求,包括头颈部和腰椎部位的保护。
人机工程在汽车座椅设计上的应用
![人机工程在汽车座椅设计上的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/eb35c72e571252d380eb6294dd88d0d232d43c71.png)
人机工程在汽车座椅设计上的应用人机工程学(Ergonomics)是研究人与机器、设备和环境之间的适配问题的学科。
在汽车座椅设计中,人机工程学起着非常重要的作用,其目的是为了提高乘坐舒适度、安全性和健康性。
以下是人机工程学在汽车座椅设计上的应用。
首先,人机工程学在汽车座椅设计中考虑了人的生理特征和人体工程学原理,使座椅能够适应不同人群的需求。
座椅的尺寸、形状和曲线是根据人体的解剖学特征来设计的,以提供最佳的支撑和舒适性。
例如,座椅的宽度和深度要能够适应不同体型的人,而座椅的曲线和支撑点要能够提供腰部和脊椎的适当支持。
其次,人机工程学在汽车座椅设计中考虑了人的活动特征,使座椅能够满足乘客在驾驶过程中的各种姿势和动作。
例如,座椅的靠背角度应能够调整,以适应乘客坐直和偏斜的需求。
座椅的头枕和扶手也需要能够调整,以提供乘客在长时间驾驶中的头部和手臂的支撑。
此外,人机工程学在汽车座椅设计中考虑了人的感官特征,使座椅具有良好的触感和舒适度。
座椅的材料选择和质地要能够适应不同季节的温度和湿度变化。
座椅的填充物和弹簧系统要能够提供适当的支撑和缓冲,以减少乘车震动和疲劳感。
另外,人机工程学在汽车座椅设计中考虑了人的行为特征,使座椅能够提供良好的控制和操纵性。
座椅的操作按钮和拉手应布置在方便乘客操作的位置,以减少不必要的身体扭动和移动。
另外,座椅还可以配备一些人机交互技术,如触摸屏、语音识别和身体感应系统,以提供更加智能化的控制体验。
最后,人机工程学在汽车座椅设计中考虑了人的心理特征,使座椅能够提供愉悦的驾驶体验。
座椅的颜色、外观和氛围可以根据乘客的喜好和情感需求来设计,以增强驾驶者的情绪和注意力。
此外,座椅还可以配备一些娱乐和舒适性功能,如按摩系统和通风系统,以提供更加轻松和惬意的驾驶环境。
综上所述,人机工程学在汽车座椅设计上的应用非常广泛。
通过对人的生理特征、活动特征、感官特征、行为特征和心理特征的考虑,可以设计出更加适用、舒适和人性化的汽车座椅,提供更好的乘坐体验和驾驶安全性。
人机工程学汽车驾驶员座椅2讲解
![人机工程学汽车驾驶员座椅2讲解](https://img.taocdn.com/s3/m/e36d477b783e0912a2162a61.png)
测量基准面 人体基准面的定位是由三个
互为垂直的轴(铅垂轴、纵轴 和横轴)来决定的。
矢状面;正中矢状面; 冠状面;水平面; 眼耳平面。
测量方向
(1) 在人体上、下方向上, 将上方称为头侧端,将
下方称为足侧端。
(2) 在人体左、右方向上, 将靠近正中矢状面的方 向称为内侧,将远离正 中矢状面的方向称为外
侧。
头侧端 内侧
外侧 足侧端
人体样板尺寸(一)
人体样板尺寸(二)
人体样板尺寸(二)
侧视方向操作舒适范围
前视方向操作舒适范围
俯视方向操作舒适范围
特定人体站立时的线型图
人体在靠背和座垫上最合理的体压分布 a)靠背 b) 座垫
z 1 2 2 2
q
1 2
2
2 2
振动的传递性
|z/q | lg|z/q |
1)低频段
0 0.75
|z/q|略大于1, 阻尼比 ζ 对这一
频段的影响不大。
-1 10
1
0.1 0.1
lgλ
0
1
1
0
0.25
0.5 0
-1 10
振动传递性
|z/q | lg|z/q |
2)共振段
0.75 2
|z/q|出现峰值,将
输入位移放大,加大
阻尼比ζ,可使共振
峰值明显下降。
lgλ
-1 10
0
0
1 1
0.25
1 0.25 -2:1
0.5 0
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
![基于人机工程学的汽车座椅设计研究](https://img.taocdn.com/s3/m/020a81541fb91a37f111f18583d049649b660ed0.png)
基于人机工程学的汽车座椅设计研究人机工程学是将人的生理特性、心理特性、运动特性以及认知特性等因素应用于产品设计中的学科。
在汽车座椅设计方面,人机工程学起着重要的作用。
人机工程学可以帮助设计合理的座椅形状和结构。
座椅的形状应该符合人体工程学原理,即支持人体的自然曲线,并保持人体在使用座椅时的舒适感。
座椅的结构要考虑到人体各个部位的压力分布,避免对身体造成过大的压力,从而避免疲劳和不适。
人机工程学可以指导座椅的调节功能设计。
座椅的高度、角度、倾斜度等可以根据人的身高和体型进行调节,以适应不同用户的需求。
座椅的调节功能应该简单易操作,同时能够提供足够的调节范围,确保用户能够找到最佳的坐姿。
人机工程学还可以帮助设计座椅的支撑和缓冲系统。
座椅的支撑系统应该能够提供足够的支撑力,避免过度压迫人体。
座椅的缓冲系统要能够吸收来自道路的震动,减少身体的颠簸感,保护人体的健康。
人机工程学还可以考虑座椅的通风和加热功能。
座椅的通风功能可以通过座椅表面的通风孔设计,增加空气流通,保持座椅表面的干燥和凉爽。
座椅的加热功能可以通过在座椅内部设置加热元件,提供温暖的座椅环境,在寒冷的天气中增加驾驶的舒适感。
人机工程学还可以考虑座椅的人机交互设计。
座椅的控制按钮和显示屏应该易于操作和识别,以方便驾驶员对座椅进行调节。
座椅的设计还可以考虑人机界面,例如在座椅上添加记忆功能,使得座椅能够记住不同用户的调节习惯,提供个性化的座椅体验。
人机工程学在汽车座椅设计中起着重要的作用。
通过人机工程学的指导,可以设计出符合人体工程学原理、舒适性好、功能齐全的汽车座椅,为用户带来更好的使用体验。
人机工程学座椅实训报告
![人机工程学座椅实训报告](https://img.taocdn.com/s3/m/888a7ad970fe910ef12d2af90242a8956aecaa6f.png)
摘要:本次实训旨在通过实际操作和理论学习,深入了解人机工程学在座椅设计中的应用。
通过对座椅的尺寸、材质、形状以及舒适度等方面的研究,分析了人机工程学在提高座椅使用舒适性和工作效率中的作用。
本文详细记录了实训过程,总结了实训心得,并对人机工程学座椅的设计提出了建议。
关键词:人机工程学;座椅设计;舒适度;工作效率一、引言人机工程学是一门研究人与机器、环境之间相互关系的学科。
在日常生活和工作中,座椅作为人体与工作环境之间的媒介,其设计直接影响到人体的健康和工作效率。
随着科技的进步和人们对生活品质的追求,人机工程学在座椅设计中的应用越来越受到重视。
本次实训旨在通过实际操作和理论学习,提高对人机工程学座椅设计的认识。
二、实训内容1. 理论学习:- 人机工程学基本原理- 座椅设计的基本要素- 座椅尺寸与人体尺寸的关系- 座椅材质与人体舒适度的关系2. 实际操作:- 测量人体尺寸- 分析座椅设计图- 选择合适的座椅材质- 组装座椅三、实训过程1. 理论学习:在实训开始前,我们学习了人机工程学的基本原理,了解了座椅设计的基本要素,包括座椅的尺寸、形状、材质等。
通过学习,我们对人机工程学座椅的设计有了初步的认识。
2. 测量人体尺寸:在实际操作中,我们首先测量了参与实训的志愿者的人体尺寸,包括身高、坐高、臀围、大腿围等。
这些数据为人机工程学座椅的设计提供了基础。
3. 分析座椅设计图:根据人体尺寸,我们分析了座椅设计图,确定了座椅的尺寸、形状和材质。
在设计过程中,我们注重了座椅的舒适性、稳定性和可调节性。
4. 选择合适的座椅材质:根据座椅设计要求,我们选择了合适的座椅材质。
考虑到人体健康和舒适性,我们选择了透气性好、抗菌性强的材料。
5. 组装座椅:在组装座椅的过程中,我们严格按照设计图纸进行操作,确保座椅的尺寸和形状符合要求。
四、实训心得1. 理论联系实际:通过本次实训,我们深刻体会到理论联系实际的重要性。
只有将所学理论知识运用到实际操作中,才能真正掌握人机工程学座椅设计的方法。
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
![基于人机工程学的汽车座椅设计研究](https://img.taocdn.com/s3/m/e82a6ced27fff705cc1755270722192e45365815.png)
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
人机工程学是研究人类与机器之间相互作用的一门学科,旨在设计和创建能够符合人类需求和能力的产品和系统。
在汽车座椅设计方面,人机工程学的理念可以帮助设计师创建符合驾驶员和乘客需求的舒适和安全的座椅。
人机工程学可以帮助设计师确定座椅的人体工程学要求。
驾驶员和乘客的身体尺寸和比例不同,因此座椅应该根据不同类型的用户来设计。
通过进行人体测量和人体工程学分析,可以确定座椅的高度、宽度、深度和曲线形状,以确保座椅能够适应不同用户的身体。
人机工程学可以帮助设计师确定座椅的支撑和调整功能。
座椅的支撑结构和调整装置应该能够提供足够的支撑力和调整范围,以适应用户的不同姿势和活动需求。
座椅的背部应该具备足够的支撑力,以保护驾驶员和乘客的脊椎健康。
座椅的头枕和腰靠也应该能够根据用户的需要进行高低和角度调节。
人机工程学可以帮助设计师确定座椅的材料和细节设计。
座椅的材料选择应该具备足够的舒适性、耐用性和易清洁性。
座椅的细节设计,如缝线位置和垫料厚度,也应该考虑用户的舒适感和座椅的使用寿命。
人机工程学还可以帮助设计师进行座椅的人体工程学测试和评估。
通过使用人体模型和压力传感器等工具,可以模拟座椅在不同条件下对用户的支撑力和压力分布。
根据测试结果,设计师可以调整座椅的设计和调整,以提供更好的舒适性和支撑性。
基于人机工程学的汽车座椅设计研究可以帮助设计师创建符合驾驶员和乘客需求的舒适和安全的座椅。
通过考虑人体工程学要求、支撑和调整功能、材料和细节设计以及人体工程学测试和评估,设计师可以优化座椅的设计,提高驾驶员和乘客的舒适性和健康性。
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
![基于人机工程学的汽车座椅设计研究](https://img.taocdn.com/s3/m/ebfae64f91c69ec3d5bbfd0a79563c1ec5dad7c0.png)
基于人机工程学的汽车座椅设计研究1. 引言1.1 背景介绍随着科技的不断进步,汽车座椅设计越来越注重人体工学原理,以确保座椅能够最大限度地适应不同体型乘坐者的需求,降低乘坐者在行驶中的疲劳感。
人体工程学指导原则也成为设计师们制定设计方案的重要依据,从而提高汽车座椅的人性化设计水平。
本文将通过探讨人机工程学在汽车座椅设计中的应用、汽车座椅设计中的人体工学原理、以及基于人机工程学的汽车座椅设计实践案例,来深入探讨汽车座椅设计的现状及未来发展趋势。
1.2 研究意义汽车座椅是汽车内部最重要的部件之一,直接影响驾驶员和乘客的舒适度、安全性和健康。
通过人机工程学的研究和应用来设计汽车座椅具有重要的意义。
合理的汽车座椅设计可以提高驾驶员和乘客的舒适性,减轻长时间驾驶或乘坐过程中的疲劳感。
舒适的座椅设计可以减少背部、颈部和腰部的疲劳,提高驾驶员的注意力和反应速度,从而提升驾驶安全性。
人机工程学在汽车座椅设计中的应用可以减少因长时间错误的坐姿导致的健康问题,如脊柱疾病、颈椎病等。
通过科学的座椅设计,可以减少身体的不适,保护驾驶员和乘客的健康。
基于人机工程学的汽车座椅设计研究对于提高驾驶员和乘客的舒适性、安全性和健康至关重要。
通过深入研究和应用人体工学原理,可以不断改进汽车座椅的设计,为驾驶员和乘客提供更好的出行体验和保障。
1.3 研究目的本研究旨在探讨基于人机工程学的汽车座椅设计,旨在通过对汽车座椅设计中人机工程学原理的研究和应用,提高汽车座椅的舒适性、安全性和人体健康性,为驾驶员和乘客提供更好的乘坐体验。
具体目的包括:1. 分析人机工程学在汽车座椅设计中的重要性和应用价值;2. 探讨汽车座椅设计中的人体工学原理,为汽车座椅设计提供科学依据;3. 归纳总结汽车座椅设计中的人体工程学指导原则,为设计者提供实践指导;4. 分析并总结基于人机工程学的汽车座椅设计实践案例,为设计者提供借鉴和参考;5. 展望未来汽车座椅设计的发展趋势,探讨未来人机工程学在汽车座椅设计中的应用前景。
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
![基于人机工程学的汽车座椅设计研究](https://img.taocdn.com/s3/m/5dac7cd6b9f67c1cfad6195f312b3169a451ead7.png)
基于人机工程学的汽车座椅设计研究汽车座椅设计是人机工程学的一个重要研究领域。
人机工程学是研究人体与机械系统之间相互作用的学科,旨在设计和改进人与机器之间的接口,以提高用户的舒适性和效率。
在汽车领域,座椅是汽车内部最重要的组成部分之一。
座椅的设计不仅需要考虑到用户的舒适和身体健康,还需要考虑到驾驶员和乘客的安全性。
基于人机工程学的汽车座椅设计研究显得尤为重要。
座椅的舒适性是设计的重点。
舒适的座椅能够提供足够的支持和缓冲,减少长时间驾驶对驾驶员身体的压力和疲劳感。
座椅的靠背部分需要能够调节,以适应不同身高和体型的驾驶员。
座椅的填充物也需要精心选择,既要提供足够的柔软度,又要有一定的硬度,使得驾驶员在驾驶过程中能够稳定坐立。
座椅的设计要考虑到驾驶员和乘客的安全性。
座椅需要具备一定的侧向支撑功能,以防止驾驶员在车辆转弯或急刹车时出现身体扭曲或者身体滑动的情况。
座椅还需要具备有效的头枕设计,以保护驾驶员和乘客的颈部,在发生碰撞或事故时能够减少颈部受伤的风险。
除了舒适性和安全性,座椅的人机交互性也是设计的要点。
座椅上的控制按钮和调节杆需要设计得易于触碰和操作,驾驶员能够方便地调整座椅的位置和角度。
座椅的面料和外观设计也要符合人的审美需求,给人一种舒适和愉悦的感觉。
座椅的材料和结构需要考虑到长期使用和维护的因素。
座椅的面料需要具备耐磨损、易于清洁和防护的功能,以增加座椅的使用寿命。
座椅的结构需要经过严格的测试和验证,以确保其承载能力和稳定性,以及长时间使用时不会出现松动或损坏的情况。
基于人机工程学的汽车座椅设计研究是一个复杂而细致的过程。
舒适性、安全性、人机交互性和材料结构等方面的考虑都需要综合进行,以实现最佳的座椅设计效果。
只有通过科学的研究和不断的改进,才能设计出更符合用户需求和期望的汽车座椅。
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
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基于人机工程学的汽车座椅设计研究汽车座椅设计是人机工程学的重要研究领域之一,旨在通过合理的设计和优化,提升汽车座椅的舒适度、安全性和使用便捷性,提供更好的驾乘体验。
人机工程学是以人为中心的学科,研究如何将人的特点与机器的功能有效结合,使人能够更好地使用机器。
在汽车座椅设计中,人机工程学可以指导设计师充分考虑驾驶员和乘客的需求和特点,以便尽可能满足他们的需求,并提供最佳的使用体验。
人机工程学的设计原则可以指导汽车座椅的舒适性设计。
座椅的舒适性是衡量一个座椅好坏的重要指标,关系到乘坐者的体验和长时间乘坐时的舒适度。
人机工程学的设计原则可以帮助设计师确定座椅的形状、尺寸和材料,以适应不同体型和需求的驾驶员和乘客。
座椅的背部应具有适当的支撑力,以减轻背部压力和疲劳感;座椅的填充材料应具有足够的柔软性和弹性,以提供良好的支撑和缓冲效果。
座椅的调节性和可调节性也十分重要,使驾驶员和乘客能够根据个人喜好和需求调节座椅的位置和倾斜度。
人机工程学的设计原则可以指导汽车座椅的安全性设计。
座椅的安全性是保证驾驶员和乘客安全的关键因素之一。
人机工程学的设计原则可以帮助设计师确定座椅的结构和材料,以保证座椅在碰撞事故中的抗冲击性和保护性能。
座椅的头枕应具有足够的高度和软硬度,以保护头部免受伤害;座椅的腿部支撑应具有适当的强度和防护性,以减少腿部碰撞造成的伤害。
座椅的固定和安装也需要遵循相应的人机工程学原则,以确保座椅的稳定性和安全性。
人机工程学的设计原则可以指导汽车座椅的使用便捷性设计。
座椅的使用便捷性是指驾驶员和乘客在操作、调节和使用座椅时的便利程度。
人机工程学的设计原则可以帮助设计师确定座椅的操控装置和控制方式,以方便驾驶员和乘客进行座椅位置的调整和座椅功能的操作。
座椅的调节装置应设计在容易触及的位置,并具有明确的标志和指引,以减少操作的难度和错误;座椅的功能操作按钮和开关应设计在容易操作的位置,并具有符合人体工学的形状和触感。
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
![基于人机工程学的汽车座椅设计研究](https://img.taocdn.com/s3/m/29c546620622192e453610661ed9ad51f11d5446.png)
基于人机工程学的汽车座椅设计研究汽车座椅是汽车内部重要的组成部分,它不仅是提供乘客舒适性的重要设施,更是保障乘客安全的重要工具。
在汽车设计中,人机工程学起着至关重要的作用,它可以帮助设计师更好地理解用户的需求,并将这些需求转化为实际的产品设计。
本文将围绕基于人机工程学的汽车座椅设计展开研究,探讨其在汽车座椅设计中的应用和意义。
一、人机工程学在汽车座椅设计中的应用1.1 人体工程学的原理人体工程学是研究人体和工作环境之间的关系,以确保产品设计符合人体特征和需求。
在汽车座椅设计中,人体工程学原理帮助设计师分析人体的生理和心理特征,包括人体的尺寸、姿势、运动特征等,以便更好地设计符合人体工程学原理的汽车座椅。
1.2 座椅设计的人体测量数据通过人体测量数据,设计师可以了解不同人群的坐姿、身体尺寸等特征,从而为汽车座椅的设计提供准确的数据支持。
这种数据包括身高、坐高、背长、体重等参数,设计师可以根据这些数据更好地设计符合不同人群需求的汽车座椅。
1.3 动态人机工程学评估在汽车座椅设计中,动态人机工程学评估帮助设计师了解人体在坐姿状态下的动作、姿势变化等情况,以便更好地设计适应这些动作的座椅。
乘客在长途旅行时的坐姿变化,需要设计出符合人体工程学的座椅,使乘客在不同坐姿下都能获得舒适的体验。
2.1 提高乘坐舒适性基于人机工程学的汽车座椅设计可以提高乘坐的舒适性,使乘客在长时间的行驶中也能感到舒适和放松。
符合人体工程学原理的座椅设计可以减少身体的疲劳和不适感,使驾驶过程更加愉悦。
2.2 提高安全性人机工程学原理帮助设计师更好地理解人体的姿势、动作特征,从而设计出更加符合乘客需要的座椅。
这种设计可以提高座椅的支撑性和固定性,使乘客在行驶过程中更加稳定,减少受伤的可能性。
2.3 个性化设计3.1 挑战基于人机工程学的汽车座椅设计需要考虑众多的因素,包括人体的尺寸特征、坐姿状态、动态变化等,这需要设计师具备深厚的人机工程学知识和经验。
汽车座椅人机工程学分析
![汽车座椅人机工程学分析](https://img.taocdn.com/s3/m/5ecf13c30508763231121280.png)
目录一、车型选定:吉利帝豪 (3)二、绪论: (3)三、基础理论: (5)1、手伸及界面: (5)2、H点布置设计: (7)3、H点装置及其上的关键点 (9)4、硬点: (9)5、腿部空间: (11)6、汽车座椅人机工程学分析——人体坐姿生理特性分析 (12)7、人体坐姿功能尺寸 (14)8、汽车座椅设计的基本依据 (14)四、Ug建模: (16)五、结论: (17)六、参考文献: (17)一、车型选定:吉利帝豪帝豪EC718长4635mm、宽1789mm、高1470mm,轴距2650mm。
二、绪论:随着时代的进步,人们对于交通工具的要求不断提高。
对于常用交通工具----汽车,有更高的性能要求,也有更高的舒适性要求。
这就促进了汽车座椅设计方面突破和发展。
1984年瑞典整形外科医生阿盖布罗姆(Bengt Akerblom)所著的《站与坐的姿势》,书中详细介绍了人体不同姿势对肌肉和关节疲劳的影响,1954年他完成了著名的阿盖布罗姆座椅靠背曲线。
1968年国际人机工程学会在瑞典召开以座椅设计为主题的研讨会。
工效学原理或是人因工程学原理应用到座椅设计。
而今座椅设计更为科学化:这将意味着座椅设计时将考虑更多的因素,产品也将更加合理。
人机工程学在座椅设计时的运用将更加广泛,更加深入。
现代汽车已经不是一个单纯的运载工具,它已经是“人、汽车与环境”的组合体。
座椅作为汽车使用者的直接支承装置,在车厢部件中具有非同小可的重要性。
汽车座椅的主要功能是为驾驶者提供便于操纵、舒适、安全和不易疲劳的驾驶座位。
座椅造型的基本要点:(1)适应腰曲弧线(2)靠背必须具有正确的支撑点(3)正确分布体压三、基础理论:基于人机工程和统计学,设计达到要求舒适性、操作性,并且适用于大部分人群的车座。
基于统计的学国内平均人体尺寸尺寸名称尺寸数值尺寸名称尺寸数值男女男女身长1688 1586 肩窄宽426 392 眼高1585 1480 臀宽334 395 肩高1421 1320 下肢前伸长1016 977 坐姿身高897 849 大腿长422 409 坐姿眼高794 743 小腿长401 369 肘到坐平距离245 239 足高71 66上肢前伸长731 689 膝臀间距551 525 大臂长269 261 大腿平长433 432 小臂长247 226 膝上到足底距离515 480手长193 179 膝弯到足底距离406 383 前伸长731 6891、手伸及界面:指驾驶员以正常姿势入座、身系安全带、右脚踩在加速踏板上、一手握住转向盘时另一手所能伸及的最大空间廓面。
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
![基于人机工程学的汽车座椅设计研究](https://img.taocdn.com/s3/m/fe0d061f580102020740be1e650e52ea5418ce5a.png)
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
人机工程学是研究人与机器在世界上发展的一种工程学科,它关注的是人们在使用机
器时的互动和适应性。
在汽车工业中,人机工程学可以应用于汽车座椅设计,以提高驾驶
员和乘客的舒适度和安全性。
汽车座椅作为人机界面的重要组成部分,其设计需要考虑人体工程学原理和驾驶员的
需求。
座椅设计应该符合人体的自然曲线,以提供最佳的支撑和舒适度,减少坐骨神经受压。
座椅的材料选择也很重要,以确保座椅的透气性和柔软性,减少对人体的不适。
除了舒适性,座椅设计还应考虑驾驶员的安全性。
汽车座椅应提供足够的支撑,以减
少在车辆冲击时造成的伤害。
为了保护驾驶员和乘客,座椅应该具备合适的头枕和安全带,以最大限度地减少颈部和脊椎的损伤。
人机工程学也可以应用于座椅的调节和操作。
座椅应该具备易于调整和操作的功能,
以适应不同身高和体型的驾驶员。
调节功能应该易于操作,而不会分散驾驶员的注意力。
座椅的按钮和控制器应设计合理,以便驾驶员能够方便地找到和使用。
人机工程学还可以应用于汽车座椅的交互设计。
座椅上的控制器和显示器应放在方便
驾驶员操作的位置,以便驾驶员在驾驶时可以方便地操作。
座椅的交互设计应该简单直接,以减少驾驶员的认知负荷。
基于人机工程学的汽车座椅设计应该注重舒适性、安全性、调节和操作功能以及交互
设计。
通过合理的座椅设计,可以提高驾驶员和乘客的驾驶体验和汽车出行的安全性,更
好地满足用户的需求。
汽车座椅的人机工程学分析
![汽车座椅的人机工程学分析](https://img.taocdn.com/s3/m/8256837e777f5acfa1c7aa00b52acfc789eb9f20.png)
汽车中的座椅是影响驾驶和乘坐舒适程度的重要设施,而驾驶员的座椅就更为重要。
舒适而操纵便利的驾驶座椅,可以削减驾驶员乏累程度,降低故障的发生率[1]。
汽车驾驶员座椅设计优劣和否干脆关系到驾驶质量。
本文以人因分析为手段,以设计出公道的驾驶座椅来满足驾驶员人体平安、舒适为设计目标,得到结论:驾驶座椅平安性设计应着重考虑人(驾驶员)坐姿生理特性及人体对车内振动、微天气的反应等两大方面。
并从主动平安性设计、被动平安性设计两个方面详尽分析了驾驶座椅平安性设计的思路。
1. 人—座椅系统平安性设计中人的因素分析任何系统事实上都是人机系统,人机系统包括人、机、环境三个方面[2]。
明显驾驶员-座椅也属于人机系统探讨的范畴。
人机系统的平安模式多以人的行为为主体,即以人为本。
对人机系统的探讨始于其次次世界大战。
在设计和运用高度困难的军事装备中,人们逐步熟悉到必需把人和机器作为一个整体,在系统设计中必需考虑人的因素。
1.1 人(驾驶员)坐姿生理特性分析(1)坐姿时脊柱形态人坐着时,身体主要由脊柱、骨盆、腿和脚支承。
脊柱位于人体的背部中心,是构成人体的中轴。
人处于不同的坐姿时,脊柱形态不同,只有座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态接近于正常自然状态,才会削减腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷,防止驾驶乏累发生。
(2)坐姿体压分布当座椅上的人处于坐姿状态时,人的身体重量作用于座垫和靠背上的压力分布称作坐姿的体压分布[3]。
可见,坐姿体压分布包括座垫上的体压分布和靠背上的体压分布两部分。
①座垫上的体压分布依据人体组织的解剖学特性可知,坐骨结节处是人体最能耐受压力的部位,适合于承重,而大腿下靠近表面处因有下肢主动脉分布,故不宜承受重压。
据此座垫上的压力应依据臀部不同部位承受不同压力的原则来分布,即在坐骨处压力最大,向四周慢慢削减,自大腿部位时压力降至最低值,这是座垫设计的压力分布不匀整原则。
图1为坐姿时座垫上的体压分布[4]。
图 1坐姿时座垫上的体压分布②靠背上的体压分布靠背上的体压分布也以不匀整分布,压力相对集中在肩胛骨和腰椎两个部位。
基于人机工程学的汽车座椅设计研究
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基于人机工程学的汽车座椅设计研究人机工程学是一门研究人类与机器、工具和环境之间相互作用关系的学科,它以人为中心,通过研究和设计来改善人们的工作和生活环境。
在汽车座椅设计中,人机工程学的原理和方法可以被应用于提高座椅的舒适性、安全性和功能性。
舒适性是汽车座椅设计中最重要的考虑因素之一。
人机工程学通过研究人类身体构造、人体工程学原理和人类感知行为等方面的知识,可以提供合适的座椅尺寸和形状,以确保驾驶员和乘客在长时间的坐姿中保持舒适。
座椅的背部和座垫应该具有足够的支撑和缓冲,以减少背部和臀部的压力,避免疲劳和不适感。
座椅的调整功能也是提高舒适性的重要因素,包括调整座椅高度、倾斜角度和腰部支撑等。
安全性是汽车座椅设计中必须考虑的因素之一。
人机工程学研究了人类的生理和心理特征,可以帮助设计出更适合人体特征的座椅形状和结构。
座椅的头枕和侧卧支撑可以提供额外的安全保护,减少在碰撞时头部和身体的受伤风险。
座椅的材料和结构也需要考虑碰撞时的吸能和缓冲性能,以减轻碰撞带来的冲击。
功能性是汽车座椅设计中的另一个重要考虑因素。
人机工程学可以帮助设计出满足用户需求的座椅功能和控制系统。
座椅的电动调节系统可以方便驾驶员根据身高和体型进行自由调整。
座椅还可以设有加热、通风和按摩等功能,提供额外的舒适和便利。
座椅的储物空间和托盘等设计也可以提供额外的储存空间和使用便利。
人机工程学在汽车座椅设计中发挥着重要的作用。
通过科学的分析和研究,可以设计出更符合人体工程学原理和用户需求的座椅,提高座椅的舒适性、安全性和功能性。
在未来,随着科技的进步和人机工程学知识的不断丰富,汽车座椅的设计将会取得更大的进步和创新。
《人机工程学》-座椅人机分析与设计
![《人机工程学》-座椅人机分析与设计](https://img.taocdn.com/s3/m/349204dbd15abe23482f4d13.png)
“超舒适座椅”有如下主要特征: 超舒适座椅”有如下主要特征:
2
•座椅倾斜结构(照片①)。根据人体工学调试最佳角度,座椅可以完全放平 座椅倾斜结构(照片①)。根据人体工学调试最佳角度, 座椅倾斜结构 根据人体工学调试最佳角度 舒适躺倒。 舒适躺倒。 •“抑制摆动头枕”(照片②,从头部后方、后脑勺下方、头部左右侧对近似 “抑制摆动头枕” 照片② 从头部后方、后脑勺下方、 球状的头部进行三点支撑,抑制行驶中因为汽车晃动导致的头部上下左右摇摆, 球状的头部进行三点支撑,抑制行驶中因为汽车晃动导致的头部上下左右摇摆, 从而减轻颈部肌肉的负担。 从而减轻颈部肌肉的负担。 •椅面角度调节系统(照片③,可以将椅面向前上方抬起,在增大座椅靠背倾 椅面角度调节系统( 椅面角度调节系统 照片③ 可以将椅面向前上方抬起, 斜角度,减轻颈周和下半身负担的同时,可以抑制臀部的滑动。 斜角度,减轻颈周和下半身负担的同时,可以抑制臀部的滑动。 •粗横棱纹织物脚垫(足拖)(照片④,座椅表面向前上方抬起时,膝部内侧 粗横棱纹织物脚垫( )(照片 粗横棱纹织物脚垫 足拖)(照片④ 座椅表面向前上方抬起时, 就会受到挤压。把脚放在这个脚垫上能够减轻膝部内侧受到的挤压。 就会受到挤压。把脚放在这个脚垫上能够减轻膝部内侧受到的挤压。 •座椅两侧设置有可以调整角度的扶手(照片⑤)。减轻了臂部和肩部的肌肉 座椅两侧设置有可以调整角度的扶手( 座椅两侧设置有可以调整角度的扶手 照片⑤)。减轻了臂部和肩部的肌肉 负担。 负担。 •按摩、通风、加热等功能作为选装配置,可以同时在座椅中实现。 按摩、 按摩 通风、加热等功能作为选装配置,可以同时在座椅中实现。 基于人机工程学,结合以上配置,为乘员提供了“头等舱般的舒适心情” 基于人机工程学,结合以上配置,为乘员提供了“头等舱般的舒适心情”。
汽车座椅与内饰设计的人机工程学考虑
![汽车座椅与内饰设计的人机工程学考虑](https://img.taocdn.com/s3/m/09aa512d6fdb6f1aff00bed5b9f3f90f76c64d86.png)
汽车座椅与内饰设计的人机工程学考虑人机工程学是一门研究人类与机器之间交互关系的学科,其在汽车座椅与内饰设计方面扮演着重要的角色。
座椅和内饰设计的舒适性和人体工程学原则的应用不仅能提高驾驶员和乘客的舒适度,还能有效提升汽车的安全性和可用性。
本文将探讨汽车座椅与内饰设计中的人机工程学考虑。
一、人体工程学和驾驶员舒适性设计人体工程学是根据人体结构和功能的特点,为设计和组织生产规程等提供科学依据的一门科学。
在汽车座椅设计中,人体工程学的原则被广泛应用于驾驶员舒适性的设计。
1. 座椅形状和曲线设计汽车座椅的形状和曲线设计应该符合人体工程学原则,使其能够提供舒适的坐姿支持。
座椅背部和腰部的曲线应与驾驶员的脊柱曲线相匹配,以提供良好的腰部支撑和减少背部疲劳。
此外,座椅座垫的形状和角度也应适应不同人体尺寸的需求,以确保正确的坐姿和压力分布。
2. 座椅材质和通风设计座椅材质对于驾驶员的舒适度至关重要。
人机工程学原则指出,座椅材质应有适宜的柔软度和透气性,以减少驾驶员的背部压力和出汗不透气等问题。
高质量的座椅面料和材料还可以提供额外的吸湿性和保暖性,从而增加长时间驾驶的舒适感。
二、人体工程学和乘客舒适性设计在汽车内饰设计中,人体工程学原则同样适用于乘客舒适性的设计。
1. 空间布局和储物设计车内空间的合理布局对乘客的舒适度至关重要。
座位之间和座位与门板之间的距离应能够容纳不同身材乘客的需求,以确保他们能够舒适地进出和调整座椅姿势。
此外,合理设计的储物空间也可以帮助乘客更好地储存和访问他们的个人物品。
2. 控制装置和仪表板设计汽车内部的控制装置和仪表板的设计应符合人体工程学原则,以方便乘客的操作和使用。
按钮、开关和旋钮应易于触摸和触发,以减少乘客在操纵这些装置时的注意力分散。
此外,仪表板上的显示器和指示灯也应易于阅读和理解,以确保乘客能够准确获得所需的信息。
三、人体工程学和安全性设计在汽车座椅与内饰设计中,人体工程学原则对于提高汽车的安全性起着重要的作用。
车辆工程中的座椅设计与人机工程学
![车辆工程中的座椅设计与人机工程学](https://img.taocdn.com/s3/m/c13dcf5803020740be1e650e52ea551810a6c928.png)
车辆工程中的座椅设计与人机工程学在车辆工程领域,座椅设计是一个至关重要的环节,它不仅关系到驾驶者和乘客的舒适体验,更直接影响到行车安全和健康。
人机工程学作为一门研究人与机器相互关系的学科,在车辆座椅设计中发挥着不可或缺的作用。
当我们坐在汽车座椅上时,可能很少会去深入思考这个座椅背后所蕴含的科学原理和精心设计。
然而,每一个细节,从座椅的形状、材质到调节功能,都是为了适应人体的生理结构和行为习惯,以提供最佳的支撑和舒适度。
首先,让我们来谈谈座椅的形状设计。
一个符合人机工程学的座椅应该能够贴合人体的自然曲线,尤其是脊柱的“S”形曲线。
座椅的靠背要有适当的弧度和支撑点,以减轻腰部的压力。
如果靠背过于平坦或缺乏支撑,长时间驾驶或乘坐会导致腰部肌肉疲劳,甚至引发腰椎疾病。
此外,座椅的座面也需要有合理的倾斜角度和深度,以保证大腿能够得到充分的支撑,同时避免对腿部血液循环造成阻碍。
座椅的材质选择同样不容忽视。
常见的座椅材质包括织物、皮革和人造革等。
织物座椅具有良好的透气性,能够减少闷热感;皮革座椅则显得更加高档,且易于清洁。
然而,无论选择哪种材质,都要考虑其柔软度、耐磨性和摩擦系数等因素。
材质过硬会让人感到不舒适,而过软则可能无法提供足够的支撑。
此外,座椅的表面材质还应该具有一定的防滑性能,以防止在车辆行驶过程中身体滑动。
除了形状和材质,座椅的调节功能也是人机工程学的重要体现。
现代车辆的座椅通常具备多向调节功能,包括座椅的前后、上下、靠背角度以及头枕高度和角度等。
这些调节功能的目的是让不同身材的驾驶者和乘客都能够找到最适合自己的坐姿。
例如,较高的驾驶者可能需要将座椅调得更低,以获得更好的头部空间和视野;而身材较矮小的驾驶者则需要将座椅调得更靠近方向盘,同时调整头枕的高度,以保证颈部得到良好的支撑。
在长途驾驶或乘坐中,座椅的舒适性显得尤为重要。
为了减少疲劳感,一些高端车辆的座椅还配备了按摩、通风和加热功能。
按摩功能可以通过气囊或机械装置对身体的关键部位进行按摩,促进血液循环,缓解肌肉紧张;通风功能能够在炎热的天气中保持座椅的干爽,提高舒适度;加热功能则在寒冷的季节为身体提供温暖。
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汽车中的座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施,而驾驶员的座椅就更为重要。
舒适而操纵方便的驾驶座椅,可以减少驾驶员疲惫程度,降低故障的发生率[1]。
汽车驾驶员座椅设计优劣与否直接关系到驾驶质量。
本文以人因分析为手段,以设计出公道的驾驶座椅来满足驾驶员人体安全、舒适为设计目标,得到结论:驾驶座椅安全性设计应着重考虑人(驾驶员)坐姿生理特性及人体对车内振动、微天气的反应等两大方面。
并从主动安全性设计、被动安全性设计两个方面详尽分析了驾驶座椅安全性设计的思路。
1. 人—座椅系统安全性设计中人的因素分析任何系统实际上都是人机系统,人机系统包括人、机、环境三个方面[2]。
显然驾驶员-座椅也属于人机系统研究的范畴。
人机系统的安全模式多以人的行为为主体,即以人为本。
对人机系统的研究始于第二次世界大战。
在设计和使用高度复杂的军事装备中,人们逐步熟悉到必须把人和机器作为一个整体,在系统设计中必须考虑人的因素。
1.1 人(驾驶员)坐姿生理特性分析(1)坐姿时脊柱形态人坐着时,身体主要由脊柱、骨盆、腿和脚支承。
脊柱位于人体的背部中心,是构成人体的中轴。
人处于不同的坐姿时,脊柱形态不同,只有座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态接近于正常自然状态,才会减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷,防止驾驶疲惫发生。
(2)坐姿体压分布当座椅上的人处于坐姿状态时,人的身体重量作用于座垫和靠背上的压力分布称作坐姿的体压分布[3]。
可见,坐姿体压分布包括座垫上的体压分布和靠背上的体压分布两部分。
①座垫上的体压分布根据人体组织的解剖学特性可知,坐骨结节处是人体最能耐受压力的部位,适合于承重,而大腿下靠近表面处因有下肢主动脉分布,故不宜承受重压。
据此座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来分布,即在坐骨处压力最大,向四周逐渐减少,自大腿部位时压力降至最低值,这是座垫设计的压力分布不均匀原则。
图1为坐姿时座垫上的体压分布[4]。
图 1坐姿时座垫上的体压分布②靠背上的体压分布靠背上的体压分布也以不均匀分布,压力相对集中在肩胛骨和腰椎两个部位。
从这两个部位向外,压力应逐步降低。
1.2 人体对车内振动、微天气的反应(1)人体对振动的反应驾驶员坐在行使中的汽车上所承受的振动属于全身振动的范畴。
有关研究表明,人体最敏感的频率范围为纵向振动4~8Hz,横向振动1~2Hz。
当外界振动接近器官的共振频率时,即产生共振,振幅迅速增大,此时引起器官的生理反应最大。
外界振动传进人体时所引起的增大或减弱效应与身体在振动系统中的姿势有关,一般来说,坐姿工作时,由于人腿的减振作用大大降低,抗振性要比站姿工作时差,特别是脊柱和胃部受到振动的损害,因此坐姿作业者轻易产生脊柱损伤和胃病这两种职业病。
振动对驾驶员操纵的影响主要表现为视觉作业效率的下降和操纵动作正确性变差。
当振动频率低于2Hz时,由于眼肌的调节补偿作用,使视网膜上的映像相对稳定,因此对视觉的干扰作用不大,但当振动频率大于4Hz时,视觉作业效率将受到严重的影响,振动频率为10~30Hz时,对视觉的干扰最大,振动频率为50Hz、加速度为2m/s2时,视觉下降约50%。
振动对操纵动作正确性的影响,主要是由于振动降低了手(或脚)的稳定性,从而使操纵动作的正确性变差,而且振幅越大,影响越大。
另外人体在振动环境中会加速疲惫过程。
当振动环境中的振动特性处于人体神经系统的敏感区域时,这种刺激频繁传进大脑皮质,引起大脑皮质细胞兴奋。
当达到一定限度时,皮质细胞的工作强度将减弱,人就会感到疲惫,工作效率明显下降。
(2)微天气研究表明[5],驾驶员在驾驶状态下的舒适温度为18℃~23℃,舒适湿度为40%~60%,代谢量为1.0~2.0met。
座椅对人体热环境的主要影响因素有:座椅表面的温度和湿度。
座椅表面的温湿度特性将影响人体背部、臀部、下体等部位的散热性能及皮肤的呼吸功能,当其温湿度特性与人体生理性能不适应时将引起人体局部不快感,从而加速人体疲惫的形成。
2. 驾驶座椅安全性设计基于以上分析,以人体舒适性、安全性为目标进行驾驶座椅安全性设计。
2.1 主动安全性主动安全性是指汽车驾驶座椅防止事故的能力。
汽车驾驶座椅的主动安全性设计主要从减轻驾驶员的疲惫进手进行分析设计,以满足主动安全性要求。
如前论述,主动安全性主要考虑公道的座椅尺寸设计、座垫上公道的体压分布、靠背上公道的体压分布等为驾驶员提供一个舒适的作业环境,减轻驾驶员的疲惫,从而保证驾驶座椅主动安全性的设计要求。
(1)座椅尺寸设计驾驶座椅尺寸结构设计的研究把留意力集中在人体生理结构特点对驾驶舒适程度的影响上,寻求最佳的座椅结构型式、尺寸、轮廓外形及材料选择。
座椅尺寸设计[4][6]主要参数包括:椅面高度、宽度、深度、椅面倾角;靠背的高度、宽度和倾角。
座椅尺寸设计涉及主要参数如图2中所示。
A.持面高度B.持面宽度C.持面深度D.金背高度Q.余背倾角尽持面倾角图 2 座椅尺寸设计主要参数椅面高度A:椅面高度定义为椅眼前缘至驾驶员踵点的垂直间隔。
在设计时主要考虑到两点:椅面过高会使大腿肌肉受压,椅面过低就会增加背部肌肉负荷。
驾驶座椅的椅面高度应低些。
椅面宽度B:在空间答应的条件下,以宽为好。
但对于汽车驾驶座椅来讲,驾驶员坐姿单一,不涉及变换姿势,通常设计应以满足最宽人体需要为准。
椅面深度C:指椅眼前缘至靠背前面水平间隔。
其尺寸应满足:腰部得到靠背的支承;椅眼前缘与小腿之间留有适当间隔,以保证大腿肌肉不受挤压,腿弯部分不受阻碍。
靠背高度D及宽度:靠背的高度和宽度与坐姿肩高和肩宽有关,对于汽车驾驶座椅靠背的高度应采取高靠背,最好加靠枕。
靠背倾角α:靠背倾角是指靠背与椅面水平方向的夹角。
椅面倾角β:指椅面与水平之间的夹角。
主要考虑到为了防止人体臀部向前滑动而是椅眼前缘向后倾。
此角不易过大,否则会增加大腿下平面与座垫前缘的压力,从而减少双脚着地的负荷,阻碍血液循环,引起身心疲惫。
通过以上座椅尺寸参数的确定,以保证驾驶员人体脊柱曲线更接近于正常生理脊柱曲线。
舒适坐姿的各关节的角度应该满足图3中所示的要求角度[7]。
图3舒适坐姿的关节角度(2)座椅结构设计为了保证座垫上公道的体压分布,座垫应坚实平坦。
太软的椅子轻易令使用者曲起身子,全身肌肉和骨骼受力不均,从而导致腰酸背痛的现象的产生。
研究表明[4]:过于松软的椅面,使臀部与大腿的肌肉受压面积增大,不仅增加了躯干的不稳定性,而且不易改变坐姿,轻易差生疲惫。
依据靠背上体压分布不均匀原则,在座椅靠背设计时应保证有靠背两点支承即就是人体背部和腰部的公道支承。
汽车座椅设计时应提供外形和位置适宜的两点支承,第一支承部位位于人体第5~6胸椎之间的高度上,作为肩靠;第二支承设置在腰曲部位,作为腰靠。
肩靠能减轻颈曲变形,腰靠能保证乘坐姿势下的近似于正常的腰弧曲线。
(3)座椅材料选择座椅材料的选择主要考虑到以下两个方面:振动舒适性以及座椅对人体热环境的主要影响。
座椅材料是座椅的主要减振元件,要想使座椅获得较低的振动传递率,使座椅有较高的振动舒适性,必须采用合适的座垫和靠背减振材料。
根据驾驶室的微天气环境,调整座椅表面的温湿度特性,可以适当调节人体代谢,达到减轻疲惫的目的。
如进步座椅材料的呼吸能力,增加材料的透气性,在不同的季节条件、温湿环境下使用不同的座椅面料,以及在中高档汽车中采用主动透风式座椅,消除驾驶员在座垫表面和背部表面所产生的热量,使人体与座椅接触区保持适宜的温湿度等措施均能改善座椅表面的温湿度特性,减轻驾驶疲惫。
2.2座椅振动舒适性设计座椅材料是座椅的主要减振元件,那么在座椅振动舒适性设计时首先要考虑的就是从座椅材料的选择上下功夫来保证座椅振动舒适性。
座椅的结构外形也不同程度的影响其振动舒适性。
由于椎间盘有较大的压缩潜力和很好的弹性,所以脊柱具有忍受较强的纵向振动的能力。
在横向上,脊柱只有前纵韧带分别附在腰间盘的前缘和后缘并起一定的作用。
因此,人体脊柱忍受横向力的能力很低。
在设计座椅时必须使其具有抵抗横向振动的能力。
座椅靠背后倾斜使腰部背部得到依靠,加之靠背衬垫的适度柔软性,致使摩擦力增大,可缓冲横向振动对人体的冲击,同时靠背两侧稍隆起、椅面的外形(如图2)两边向上隆起,也能减轻人体的横向移动趋势,使人感觉乘坐舒适。
2.3 座椅空间位置设计座椅空间位置设计就是为了达到操纵舒适性的目标,而进行驾驶座椅空间位置设计以确保驾驶员有良好的视野,同时对汽车转向盘、脚踏板等操纵部件有恰当的操纵要求间隔,以达到操纵舒适性的终极目的。
图4列出了驾驶作业空间设计的主要指标。
图4驾驶作业空间设计的主要指标2.4 驾驶座椅被动安全性设计被动安全性是指事故发生时,保护乘员的能力。
驾驶座椅作为安全部件,是汽车被动安全性设计的主要考虑部件之一。
考虑进步驾驶员的人身安全性,汽车驾驶座椅被动安全性设计目标为:(1)在事故中要保证驾驶员处在自身的生存空间之内,并防止其他车载体进进到这个空间;(2)要保持驾驶员在事故发生时,保持一定的姿态,以使其他的约束系统能充分发挥其保护效能;(3)在事故中,使得事故后果对驾驶员的伤害降低到最小限度。
目前采取的主要安全措施:进步座椅骨架强度,达到汽车驾驶座椅强度的要求值;设置座椅安全带,使在紧急制动或正面撞车时不致将驾驶员碰伤;达到一定的阻燃要求,坐垫和靠背材料应达到汽车内饰材料燃烧特性技术要求的规定。
3 结束语从人机工程学的角度出发,进行汽车驾驶座椅的设计,使驾驶座椅具有良好坐姿舒适性、振动舒适性、操纵舒适性和安全性的必要手段。
目前,固然已有企业在利用人机工程学的研究成果来设计驾驶员座椅了,但对设计出来的驾驶座椅还不够完善,因此建立一个从分析一设计的系列开发过程有着非常重要的现实意义。
(end)。