汽車人體學(xué)座椅分析改良

劉柏強(qiáng)

摘 要：汽車人體學(xué)座椅就是運(yùn)用人機(jī)學(xué)原理，針對汽車駕駛座椅，從坐姿舒適性，振動(dòng)舒適性，操作舒適性，安全性等四個(gè)方面論述了人機(jī)工程學(xué)在汽車座椅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，完成了對汽車駕駛座椅從分析到設(shè)計(jì)的系列開發(fā)過程。但在當(dāng)下，汽車人體學(xué)座椅還有待改良。

關(guān)鍵詞：汽車人體學(xué)座椅；分析；改良

隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，汽車座椅成為汽車內(nèi)飾部件的重要組成部分，對汽車座椅的要求也越來越高。為了進(jìn)一步提高座椅的舒適性及安全性，汽車生產(chǎn)企業(yè)及汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)也在不斷地加大對汽車座椅的研發(fā)力度，在座椅的新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料的研發(fā)及應(yīng)用領(lǐng)域下工夫。順應(yīng)汽車技術(shù)“綠色”和“安全”的發(fā)展潮流。模塊性、安全性、舒適性和環(huán)保性，將會(huì)成為未來汽車座椅設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。

一、汽車人體學(xué)座椅的現(xiàn)狀分析

國外的座椅研究是伴隨著汽車的誕生而開始的，經(jīng)歷了百余年的歷史，發(fā)展非常成熟，與座椅相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)已經(jīng)十分完善。生產(chǎn)的核心技術(shù)依然只有國外少數(shù)幾家生產(chǎn)商掌握，國內(nèi)的自主設(shè)計(jì)和研發(fā)仍停留在起步階段。目前，國內(nèi)許多的座椅生產(chǎn)廠商還在繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的串連生產(chǎn)方式，致使設(shè)計(jì)成本高，開發(fā)周期長。而一旦出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量不合格的情況，往往采取盲目加大管徑、壁厚或板厚的辦法。這種做法造成不必要的材料浪費(fèi)，無形中提高了產(chǎn)品的成本。目前仍有很多座椅設(shè)計(jì)和生產(chǎn)廠家不具備高水準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助分析能力，只能沿用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和流程，而且對座椅安全性的認(rèn)識(shí)還只是停留在國家法規(guī)要求上，阻礙了座椅設(shè)計(jì)的發(fā)展。我國的座椅安全性標(biāo)準(zhǔn)雖然是參考國外座椅標(biāo)準(zhǔn)制定的，但內(nèi)容相對簡單，要求也偏低。以座椅總成靜強(qiáng)度為例，我國標(biāo)準(zhǔn)中要求座椅能承受20倍總成重力的載荷，而德國的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中有的則要求其能夠承受24倍甚至更高的總成重力的載荷。隨著現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)對安全、環(huán)保和節(jié)能的要求，在保證汽車座椅安全性的基礎(chǔ)上，國外座椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也開始向輕量化、低成本的方向發(fā)展，越來越多的新制造技術(shù)和輕質(zhì)材料開始廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代汽車座椅設(shè)計(jì)。因此，我國汽車人體學(xué)座椅依舊存在很多問題。

二、汽車人體學(xué)座椅的發(fā)展趨勢——“四大性”

現(xiàn)如今，汽車人體學(xué)座椅存在種種問題，那么它的發(fā)展趨勢又是如何，或者說汽車人體學(xué)座椅有哪些性能讓大家更為期待?，F(xiàn)如今，座椅的“四大性”越來越成為關(guān)注點(diǎn)。

（一）模塊性：將各種標(biāo)準(zhǔn)化部件組合成獨(dú)特的模塊，形成不同的平臺(tái)化結(jié)構(gòu)。進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)時(shí)，可以從一整套靈活機(jī)動(dòng)的組合構(gòu)件中有選擇地組成座椅系統(tǒng)配置，不僅能減少投資，同時(shí)還能節(jié)省研發(fā)時(shí)間和成本。

（二）安全性：為了增強(qiáng)座椅的安全性，各種新技術(shù)也將越來越多地運(yùn)用到座椅系統(tǒng)中，例如自適應(yīng)主動(dòng)頭枕、帶有被帶或者安全帶的靠背支撐系統(tǒng)，保護(hù)頭部、軀體、臀的安全氣囊等。

（三）舒適性：如今，座椅的舒適性不僅要讓駕乘人員坐在座椅上時(shí)感到舒服，還應(yīng)綜合考慮駕乘人員的各種感官知覺（比如視覺、觸覺、聽覺和嗅覺）、心里感覺和功能性感覺（是否符合人際工程）等，這將在未來的座中變得越來越重要。電動(dòng)座椅、腰托和按摩系統(tǒng)、座椅加熱的通風(fēng)裝置、雙密度的坐墊泡沫等技術(shù)的普及也將大大提升座椅的舒適性。

（四）環(huán)保性：目前，在座椅的設(shè)計(jì)和開發(fā)過程更注重采用“綠色”和可再生環(huán)保材料，例如采用可再生的原材料生產(chǎn)發(fā)泡產(chǎn)品等。另外，輕量化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，即采用更少的材料也是提高產(chǎn)品環(huán)保性的一大舉措。

三、汽車人體學(xué)座椅的改良

汽車人體學(xué)座椅固然存在很多問題，但是問題的存在正是未來發(fā)展的方向，針對問題改良之后有以下五種座椅備受關(guān)注。

（一）電動(dòng)座椅—電動(dòng)座椅實(shí)際上是將座椅的各種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由手動(dòng)操縱改變?yōu)殡妱?dòng)操縱的座椅。電動(dòng)座椅中布置有多臺(tái)電機(jī)、電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使座椅相應(yīng)的部位產(chǎn)生位移，實(shí)現(xiàn)座椅位置的前后、上下、傾斜調(diào)整。電動(dòng)座椅用按鈕代替手柄，因而極大的提高了輕便性和方便性，應(yīng)用日益廣泛。

（二）懸掛座椅—懸掛座椅是在座椅與地板之間增設(shè)一懸掛裝置，懸掛裝置用以緩解座椅的振動(dòng)。懸掛裝置由緩沖元件、減振元件及定位元件組成。緩沖元件有鋼板彈簧及螺旋彈簧等。

（三）記憶座椅—電動(dòng)座椅與微機(jī)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了座椅的記憶功能。由微機(jī)實(shí)現(xiàn)對座椅的控制反饋功能。當(dāng)乘員乘坐時(shí)將調(diào)整好的座椅位置存儲(chǔ)入微機(jī)，當(dāng)再次乘坐時(shí)，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)到所需要的狀態(tài)而不必進(jìn)行重新調(diào)整。

（四）輕量型座椅—輕量型座椅去除了座椅的一些傳統(tǒng)零件，利用積壓成型的鋁件和高強(qiáng)度的剛件保證了座椅的輕量化和結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性。座椅表面采用開式網(wǎng)狀材料，替代了傳統(tǒng)的聚氨脂泡沫塑料、裝飾物和懸架零件。使用輕量型座椅，不但可以節(jié)省車內(nèi)空間來安裝其他功能件，而且其安全性也優(yōu)于傳統(tǒng)座椅，并提高了汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。

（五）安全座椅—安全座椅可以稱之為動(dòng)態(tài)座椅。安全座椅可以在撞車時(shí)設(shè)法使乘員隨座椅主動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，人們對汽車座椅的要求也會(huì)越來越高。為了進(jìn)一步提高座椅的舒適性及安全性，全球各大汽車公司以及汽車零部件商也在持續(xù)不斷地加大對座椅的研發(fā)力度，在座椅的新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料的研發(fā)及應(yīng)用上狠下工夫，研制各類新型座椅，各類輔助裝置也將不斷誕生。

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