汽车座椅设计概述

第8章汽车座椅设计8.1汽车驾驶座椅设计的人机工程学原理8.2汽车驾驶座椅的调节方式8.3汽车座椅动态参数8.1汽车驾驶座椅设计

的人机工程学原理一、人体坐姿的生理特点1、人体脊柱形态颈椎：7节胸椎：12节腰椎：5节骶骨（5块愈合）尾骨（4块愈合）四个生理弯曲颈曲、腰曲：向前凸胸曲、骶曲：向后凸2、靠背两点支撑原理：腰靠：第4、5腰椎肩靠：第5、6胸椎舒适驾驶坐姿舒适驾驶坐姿3、臀部压力分布舒适驾驶坐姿单位：100Pa4、舒舒适驾驾驶的的关节节角度度舒适驾驾驶坐坐姿舒适驾驾驶坐坐姿DIN33408推荐的的轿车车驾驶驶员关关节角角度（（仅供供参考考）舒适驾驾驶坐坐姿二、驾驾驶座座椅设设计的的人机机工程程学原原理1、座座椅的的结构构形式式骨架弹簧软垫座椅护护面调节机机构汽车座座椅的的结构构与要要求汽车座座椅的的结构构与要要求汽车座座椅的的结构构与要要求2、汽汽车座座椅的的人机机工程程学要要求贴合感感：座座椅靠靠背和和坐垫垫的形形状是是否与与人体体背部部、臀臀部、、大腿腿底面面形状状相贴贴合。。侧向稳稳定感感：汽汽车转转向行行驶时时乘坐坐者要要能受受到座座椅左左右的的适当当约束束，避避免人人体横横向偏偏斜。。腰椎依依托感感：要要有良良好的的腰椎椎依托托感。。振动弹弹性感感坐垫与与靠背背的软软硬感感：软软硬应应适中中。其它：：不得得有臀臀部滑滑动感感、腹腹部压压迫感感及背背部弓弓形感感。汽车座座椅的的结构构与要要求3、座座椅的的几何何参数数项目取值范围备注座高430—450mm汽车地板到坐垫的高度座宽500mm左右受车宽限制，为使驾驶员或乘员能调整坐姿，座宽应适当大于臀宽座深450mm左右坐垫前端至靠背表面之间的距离，保证臀部得到全面的支承靠背角100°～115°半卧姿乘客座椅靠背角可调至155°8.2汽汽车驾驾驶座座椅的的调节节方式式由于驾驾驶员员乘坐坐位置置与周周围部部件存存在密密切的的人机机关系系，驾驾驶员员座椅椅布置置对驾驾驶员员安全全性、、坐姿姿舒适适性、、视野野和操操作方方便性性具有有重要要的影影响，，是车车室内内部布布置中中的重重要内内容。。1、调调节方方式加速踏踏板固固定H点固定定方向盘盘抓握握点固固定视点固固定同时固固定踵踵点及及方向向盘抓抓握点点对于驾驾驶员员座椅椅，不不仅要要确定定设计计H点的位位置和和行程程，还还需确确定合合理的的设计计H点调节节方式式和调调节轨轨迹，，为座座椅调调节机机构设设计提提供参参考。。所确定定的H点位置置是驾驾驶员员下肢肢舒适适的乘乘坐位位置，，与驾驾驶员员坐姿姿密切切相关关。驾驶座座椅的的调节节量硬点尺尺寸H30是与座座椅高高度密密切相相关的的重要要尺寸寸，统统计分分析表表明，，不同同类型型的汽汽车，，H30的取值值不同同，驾驾驶员员姿势势随着着H30的增大大呈一一定的的变化化规律律。对对于A类车，，H30通常在在127~405mm之间。。驾驶座座椅的的调节节量加速踏踏板踵踵点(AHP)：在加速速踏板板未压压缩时时人体体模型型的踵踵点在在被压压塌的的地板板覆盖盖件上上的点点拇趾参参考点点（BOF）：在侧视视图上上过AHP点作人人体样样板鞋鞋底的的切线线在该该切线线上离离AHP点203mm处的一一个点点踏板装装置角角：在侧侧视图图上踏踏板平平面与与水平平面的的夹角角踏平面面角：驾驶驶员以以正常常驾驶驶姿势势踏在在加速速踏板板上时时在侧侧视图图上鞋鞋底平平面与与水平平面的的夹角角驾驶座座椅的的调节节量驾驶座座椅的的调节节量2、H点位移移与座座椅调调节量量的确确定原原则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百分位位身材材驾驶驶员H点相对对于加加速踏踏板拇拇趾参参考点点的水水平距距离Z：H点高度度例：对对于旅旅行车车，选选H点高度度为350mm，，适用级级为90%，求求座椅椅的水水平调调节量量。驾驶座座椅的的调节节量B类车，，男女女驾驶驶员比比例50：50驾驶座座椅的的调节节量B类车，，男女女驾驶驶员比比例75：25驾驶座座椅的的调节节量B类车，，男女女驾驶驶员比比例90：10或95：5驾驶座座椅的的调节节量3、座座椅的的其它它调节节量高度和和水平平调节节：垂直方方向：：30~50mm；；水平：：100~160mm，，每级10~20mm。。大腿与与腹部部夹角角：90~115度度。坐垫倾倾角：：5~10度或或更大大。靠背倾倾角：：20~45度度。坐垫刚刚度：：根据据驾驶驶员体体重调调节，，保证证固有有频率率不变变。驾驶座座椅的的调节节量汽车座座椅的的设计计参数数（参参考））1）座椅椅的几几何参参数座高：：430—450mm座宽：：500mm左右座深：：450mm左右靠背角角：100°～115°范围内内，半半卧姿姿乘客客座椅椅靠背背角可可调至至155°2）座椅椅的调调节量量高度和和水平平调节节：垂直方方向：：30~50mm；；水平：：100~160mm，，每级10~20mm。。大腿与与腹部部夹角角：90~115度度。坐垫倾倾角：：5~10度或或更大大。靠背倾倾角：：20~45度度。坐垫刚刚度：：根据据驾驶驶员体体重调调节，，保证证固有有频率率不变变。不同类类型的的车，，对乘乘坐空空间要要求不不同，，应选选用合合适的的人体体模板板。例例如：：有些些家庭庭用车车，前前排用用于夫夫妇乘乘坐，，而后后排则则专门门为儿儿童设设计，，此时时可选选用小小尺寸寸的人人体模模板。。乘客搁搁脚位位置和和脚的的姿势势对前前后座座椅间间距影影响很很大，，考虑虑到舒舒适性性和腿腿部空空间要要求，，一般般将乘乘客的的脚布布置在在前座座下面面，并并使乘乘客的的膝盖盖与前前排靠靠背后后面保保持必必要的的间隙隙。采采用阶阶梯地地板布布置可可保证证前排排座椅椅下部部留有有足够够的搁搁脚空空间，，且前前后座座椅间间距变变小，，有利利于小小型轿轿车布布置。。座椅椅靠背背厚度度对乘乘坐空空间影影响很很大，，应根根据车车的级级别合合理选选择。。8.3汽汽车座座椅动动态参参数人体最最敏感感的频频率范范围：：垂直振振动为为4～8Hz；水平平振动动为1～2Hz以下。。在2.8Hz以下，，同样样的暴暴露时时间，，水平平振动动加速速度容容许值值低于于垂直直振动动。频频率在在2.8Hz以上则则相反反。1、单单质量量块单单自由由度系系统模模型ms=m0+rmpr=0.75或5/7m0：驾驶座椅簧簧载质量；；mp：驾驶员体重重mszyF(t)=0=0.15=0.5H()111.414yF(t)z2z1m2m1k2k1kc2c1c2、两质量块三三自由度线线性系统模模型ISO5982规定：M1=69.4kgM2=6kgC1=1540Ns/mC2=190Ns/mK1=68kN/mK2=24kN/mf0=2f0=4f0=6f0=8f0=10fHfHf0提高，fr（共振频率率）提高，，随f0提高，fr变化小。共振峰值随随f0提高而下降降。随阻尼比ξ的提高，共共振峰值下下降。结论：汽车座椅由由于泡沫坐坐垫ξ≈0.2，且不易控控制，一般般是通过控控制f0来改善乘坐坐舒适性。。f0一般在