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第8章汽車座椅設(shè)計(jì) 1 8 1汽車駕駛座椅設(shè)計(jì)的人機(jī)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(dòng)態(tài)參數(shù) 2 3 8 1汽車駕駛座椅設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)原理 4 5 一 人體坐姿的生理特點(diǎn) 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(gè)生理彎曲頸曲 腰曲 向前凸胸曲 骶曲 向后凸 6 7 2 靠背兩點(diǎn)支撐原理 腰靠 第4 5腰椎肩靠 第5 6胸椎 舒適駕駛坐姿 8 舒適駕駛坐姿 9 3 臀部壓力分布 舒適駕駛坐姿 單位 100Pa 10 4 舒適駕駛的關(guān)節(jié)角度 舒適駕駛坐姿 11 舒適駕駛坐姿 12 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 13 二 駕駛座椅設(shè)計(jì)的人機(jī)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(hù)面調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 14 汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求 15 汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求 16 汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求 2 汽車座椅的人機(jī)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(shí)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(dòng)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(dòng)感 腹部壓迫感及背部弓形感 17 汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求 3 座椅的幾何參數(shù) 18 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(jī)關(guān)系 駕駛員座椅布置對(duì)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 19 1 調(diào)節(jié)方式加速踏板固定H點(diǎn)固定方向盤(pán)抓握點(diǎn)固定視點(diǎn)固定同時(shí)固定踵點(diǎn)及方向盤(pán)抓握點(diǎn) 20 對(duì)于駕駛員座椅 不僅要確定設(shè)計(jì)H點(diǎn)的位置和行程 還需確定合理的設(shè)計(jì)H點(diǎn)調(diào)節(jié)方式和調(diào)節(jié)軌跡 為座椅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考 所確定的H點(diǎn)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 21 硬點(diǎn)尺寸H30是與座椅高度密切相關(guān)的重要尺寸 統(tǒng)計(jì)分析表明 不同類型的汽車 H30的取值不同 駕駛員姿勢(shì)隨著H30的增大呈一定的變化規(guī)律 對(duì)于A類車 H30通常在127 405mm之間 22 23 駕駛座椅的調(diào)節(jié)量 24 加速踏板踵點(diǎn) AHP 在加速踏板未壓縮時(shí)人體模型的踵點(diǎn)在被壓塌的地板覆蓋件上的點(diǎn) 拇趾參考點(diǎn) BOF 在側(cè)視圖上過(guò)AHP點(diǎn)作人體樣板鞋底的切線在該切線上離AHP點(diǎn)203mm處的一個(gè)點(diǎn) 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(shì)踏在加速踏板上時(shí)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 25 駕駛座椅的調(diào)節(jié)量 26 2 H點(diǎn)位移與座椅調(diào)節(jié)量的確定原則X97 5 936 6 0 613879Z 0 00186247Z2X95 913 7 0 672316Z 0 00195530Z2X90 885 0 0 735374Z 0 00201650Z2X50 793 7 0 903387Z 0 00225518Z2X10 715 9 0 968793Z 0 00228674Z2X5 692 6 0 981427Z 0 00226230Z2X2 5 687 1 0 895336Z 0 00210494Z2Xi 第i百分位身材駕駛員H點(diǎn)相對(duì)于加速踏板拇趾參考點(diǎn)的水平距離Z H點(diǎn)高度例 對(duì)于旅行車 選H點(diǎn)高度為350mm 適用級(jí)為90 求座椅的水平調(diào)節(jié)量 駕駛座椅的調(diào)節(jié)量 27 B類車 男女駕駛員比例50 50 駕駛座椅的調(diào)節(jié)量 28 B類車 男女駕駛員比例75 25 駕駛座椅的調(diào)節(jié)量 29 B類車 男女駕駛員比例90 10或95 5 駕駛座椅的調(diào)節(jié)量 30 3 座椅的其它調(diào)節(jié)量高度和水平調(diào)節(jié) 垂直方向 30 50mm 水平 100 160mm 每級(jí)10 20mm 大腿與腹部夾角 90 115度 坐墊傾角 5 10度或更大 靠背傾角 20 45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 31 汽車座椅的設(shè)計(jì)參數(shù) 參考 1 座椅的幾何參數(shù)座高 430 450mm座寬 500mm左右座深 450mm左右靠背角 100 115 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 30 50mm 水平 100 160mm 每級(jí)10 20mm 大腿與腹部夾角 90 115度 坐墊傾角 5 10度或更大 靠背傾角 20 45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 32 33 不同類型的車 對(duì)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(mén)為兒童設(shè)計(jì) 此時(shí)可選用小尺寸的人體模板 乘客擱腳位置和腳的姿勢(shì)對(duì)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(duì)乘坐空間影響很大 應(yīng)根據(jù)車的級(jí)別合理選擇 34 8 3汽車座椅動(dòng)態(tài)參數(shù) 35 人體最敏感的頻率范圍 垂直振動(dòng)為4 8Hz 水平振動(dòng)為1 2Hz以下 在2 8Hz以下 同樣的暴露時(shí)間 水平振動(dòng)加速度容許值低于垂直振動(dòng) 頻率在2 8Hz以上則相反 36 1 單質(zhì)量塊單自由度系統(tǒng)模型ms m0 rmpr 0 75或5 7m0 駕駛座椅簧載質(zhì)量 mp 駕駛員體重 37 38 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 4kgM2 6kgC1 1540Ns mC2 190Ns mK1 68kN mK2 24kN m 39 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 40 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(guò)控制f0來(lái)改善乘坐舒適性 f0一般在5 9Hz選取 當(dāng)懸架固有頻率較高 地板譜高頻成分多時(shí) 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(shí) f0應(yīng)取大值 41 本次課應(yīng)該掌握的重點(diǎn)及思考題 1 汽車駕駛座椅設(shè)計(jì)的人機(jī)工程學(xué)原則 2 汽車駕駛座椅調(diào)節(jié)量的確定原則 42 擴(kuò)展閱讀 1 林凌云 汽車座椅靜態(tài)舒適度的主客觀評(píng)價(jià)方法研究 D 吉林大學(xué) 2012 43