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1、第8章 汽車座椅設(shè)計,,8.1 汽車駕駛座椅設(shè)計的人機工程學(xué)原理 8.2 汽車駕駛座椅的調(diào)節(jié)方式 8.3 汽車座椅動態(tài)參數(shù),8.1 汽車駕駛座椅設(shè)計的人機工程學(xué)原理,一、人體坐姿的生理特點,1、人體脊柱形態(tài) 頸椎：7節(jié) 胸椎：12節(jié) 腰椎：5節(jié) 骶骨（5塊愈合） 尾骨（4塊愈合） 四個生理彎曲 頸曲、腰曲：向前凸 胸曲、骶曲：向后凸,2、靠背兩點支撐原理： 腰靠：第4、5腰椎 肩靠：第5、6胸椎,舒適駕駛坐姿,舒適駕駛坐姿,3、臀部壓力分布,舒適駕駛坐姿,單位：100Pa,4、舒適駕駛的關(guān)節(jié)角度,舒適駕駛坐姿,,,舒適駕駛坐姿,DIN33408推薦的轎車駕駛員關(guān)節(jié)角度（僅供參考）,舒適駕駛坐姿
2、,二、駕駛座椅設(shè)計的人機工程學(xué)原理,1、座椅的結(jié)構(gòu)形式 骨架 彈簧 軟墊 座椅護面 調(diào)節(jié)機構(gòu),汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求,,汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求,汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求,2、汽車座椅的人機工程學(xué)要求 貼合感：座椅靠背和坐墊的形狀是否與人體背部、臀部、大腿底面形狀相貼合。 側(cè)向穩(wěn)定感：汽車轉(zhuǎn)向行駛時乘坐者要能受到座椅左右的適當(dāng)約束，避免人體橫向偏斜。 腰椎依托感：要有良好的腰椎依托感。 振動彈性感 坐墊與靠背的軟硬感：軟硬應(yīng)適中。 其它：不得有臀部滑動感、腹部壓迫感及背部弓形感。,汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求,3、座椅的幾何參數(shù),8.2 汽車駕駛座椅的調(diào)節(jié)方式,由于駕駛員乘坐位置與周圍部件存在密切的人機關(guān)系，駕
3、駛員座椅布置對駕駛員安全性、坐姿舒適性、視野和操作方便性具有重要的影響，是車室內(nèi)部布置中的重要內(nèi)容。,,1、調(diào)節(jié)方式 加速踏板固定 H點固定 方向盤抓握點固定 視點固定 同時固定踵點及方向盤抓握點,,對于駕駛員座椅，不僅要確定設(shè)計H點的位置和行程，還需確定合理的設(shè)計H點調(diào)節(jié)方式和調(diào)節(jié)軌跡，為座椅調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)計提供參考。 所確定的H點位置是駕駛員下肢舒適的乘坐位置，與駕駛員坐姿密切相關(guān)。,駕駛座椅的調(diào)節(jié)量,,硬點尺寸H30是與座椅高度密切相關(guān)的重要尺寸，統(tǒng)計分析表明，不同類型的汽車，H30的取值不同，駕駛員姿勢隨著H30的增大呈一定的變化規(guī)律。對于A類車，H30通常在127405mm之間。,,,,
4、,駕駛座椅的調(diào)節(jié)量,加速踏板踵點(AHP) ：在加速踏板未壓縮時人體模型的踵點在被壓塌的地板覆蓋件上的點,拇趾參考點（BOF）： 在側(cè)視圖上過AHP 點作人體樣板鞋底的切線在該切線上離AHP 點203mm 處的一個點,踏板裝置角：在側(cè)視圖上踏板平面與水平面的夾角,踏平面角：駕駛員以正常駕駛姿勢踏在加速踏板上時在側(cè)視圖上鞋底平面與水平面的夾角,,駕駛座椅的調(diào)節(jié)量,駕駛座椅的調(diào)節(jié)量,2、H點位移與座椅調(diào)節(jié)量的確定原則 X97.5=936.6+0.613879Z0.00186247Z2 X95 =913.7+0.672316Z 0.00195530Z2 X90 =885.0+0.735374Z 0.
5、00201650Z2 X50 =793.7+0.903387Z 0.00225518Z2 X10 =715.9+0.968793Z 0.00228674Z2 X5 =692.6+0.981427Z 0.00226230Z2 X2.5=687.1+0.895336Z 0.00210494Z2 Xi：第i百分位身材駕駛員H點相對于加速踏板拇趾參考點的水平距離 Z：H點高度 例：對于旅行車，選H點高度為350mm，適用級為90%，求座椅的水平調(diào)節(jié)量。,駕駛座椅的調(diào)節(jié)量,,B類車，男女駕駛員比例50：50,駕駛座椅的調(diào)節(jié)量,,B類車，男女駕駛員比例75：25,駕駛座椅的調(diào)節(jié)量,,B類車，男女駕駛員比例
6、90：10或95：5,駕駛座椅的調(diào)節(jié)量,3、座椅的其它調(diào)節(jié)量 高度和水平調(diào)節(jié)： 垂直方向：3050mm； 水平：100160mm，每級1020mm。 大腿與腹部夾角：90115度。 坐墊傾角：510度或更大。 靠背傾角：2045度。 坐墊剛度：根據(jù)駕駛員體重調(diào)節(jié)，保證固有頻率不變。,駕駛座椅的調(diào)節(jié)量,汽車座椅的設(shè)計參數(shù)（參考）,1）座椅的幾何參數(shù) 座高：430450mm 座寬：500mm左右 座深：450mm左右 靠背角：100115范圍內(nèi)，半臥姿乘客座椅靠背角可調(diào)至155,2）座椅的調(diào)節(jié)量 高度和水平調(diào)節(jié)： 垂直方向：3050mm； 水平：100160mm，每級1020mm。 大腿與腹部夾角
7、：90115度。 坐墊傾角：510度或更大。 靠背傾角：2045度。 坐墊剛度：根據(jù)駕駛員體重調(diào)節(jié)，保證固有頻率不變。,,,,,不同類型的車，對乘坐空間要求不同，應(yīng)選用合適的人體模板。例如：有些家庭用車，前排用于夫婦乘坐，而后排則專門為兒童設(shè)計，此時可選用小尺寸的人體模板。 乘客擱腳位置和腳的姿勢對前后座椅間距影響很大，考慮到舒適性和腿部空間要求，一般將乘客的腳布置在前座下面，并使乘客的膝蓋與前排靠背后面保持必要的間隙。采用階梯地板布置可保證前排座椅下部留有足夠的擱腳空間，且前后座椅間距變小，有利于小型轎車布置。座椅靠背厚度對乘坐空間影響很大，應(yīng)根據(jù)車的級別合理選擇。,8.3 汽車座椅動態(tài)參數(shù)
8、,,人體最敏感的頻率范圍： 垂直振動為48Hz；水平振動為12Hz以下。 在2.8Hz以下，同樣的暴露時間，水平振動加速度容許值低于垂直振動。頻率在2.8Hz以上則相反。,1、單質(zhì)量塊單自由度系統(tǒng)模型 ms=m0+rmp r=0.75或5/7 m0：駕駛座椅簧載質(zhì)量；mp：駕駛員體重,,,,,y,F(t),,,,,z2,z1,m2,m1,k2,k1,k,c2,c1,c,2、兩質(zhì)量塊三自由度線性系統(tǒng)模型 ISO5982規(guī)定： M1=69.4kg M2=6kg C1=1540Ns/m C2=190Ns/m K1=68kN/m K2=24kN/m,,,,,,,,,,,,,,f0=2,f0=4,f0=6,f0=8,f0=10,f,H,,,,,,,f,H,f0提高，fr（共振頻率）提高，隨f0提高，fr變化小。 共振峰值隨f0提高而下降。 隨阻尼比的提高，共振峰值下降。,,結(jié)論： 汽車座椅由于泡沫坐墊0.2，且不易控制，一般是通過控制f0來改善乘坐舒適性。 f0一般在59Hz選取， 當(dāng)懸架固有頻率較高，地板譜高頻成分多時，f0應(yīng)取小值； 當(dāng)懸架固有頻率較低，地板譜低頻成分多時，f0應(yīng)取大值。,本次課應(yīng)該掌握的重點及思考題,1、汽車駕駛座椅設(shè)計的人機工程學(xué)原則。 2、汽車駕駛座椅調(diào)節(jié)量的確定原則。,擴展閱讀,1林凌云. 汽車座椅靜態(tài)舒適度的主客觀評價方法研究D.吉林大學(xué),2012.,
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