汽車座椅頭枕和腰靠的設(shè)計開發(fā)流程

徐培培　唐夢姣　戴德飛

摘 要：由于現(xiàn)在生活方式的改變以及互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)達(dá)使得人們頸椎和腰部都出現(xiàn)不同程度的勞損和酸痛，加上現(xiàn)在人們對汽車使用頻率的快速增加，長時間的駕駛需要頭枕和腰靠給予舒適安全的支撐，緩解腰酸背痛。本文主要通過介紹汽車座椅頭枕和腰靠的設(shè)計開發(fā)過程，其中包括產(chǎn)品的組成、設(shè)計思路分析、造型模擬以及試樣。

關(guān)鍵詞：頭枕 腰靠 設(shè)計 汽車座椅

隨著人們生活水平的提高，汽車已不再是簡單的代步工具，它成為每個家庭生活中必不可少的一部分。隨著使用頻率的增加使人們對汽車的舒適度要求也越來越高，同時社會生活節(jié)奏的加快以及互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)達(dá)也讓大部分人患有不同程度的職業(yè)病，主要是頸椎和腰的勞損，如果再加上長時間的開車更會使駕駛者的頸部與腰部出現(xiàn)酸痛等問題，影響對汽車駕駛的情緒。主要原因是在于座椅設(shè)計與每個人的實(shí)際操控是存在差異的。為了解決這個問題，我們開發(fā)了貼合人體頸部和腰部的頭枕和腰靠，使人們在駕駛過程中有一個舒適良好的支撐，緩解長時間開車帶來的頸部腰部的勞累和疲倦，同時在發(fā)生突發(fā)緊急情況時可以起到保護(hù)駕駛者脊椎的作用。本文主要介紹頭枕和腰靠的設(shè)計開發(fā)流程。

1構(gòu)成與設(shè)計分析

頭枕和腰靠一般由面套和填充物兩部分組成。

市面上有真皮、超纖皮、麂皮、針織、梭織等不同材質(zhì)的面料制作成頭枕腰靠的面套，有的成本很高，使用觸感上也并沒有想象中那么舒服。隨著人們對汽車內(nèi)飾品質(zhì)感要求的不斷提高以及環(huán)保意識的提升，相對于皮革來說，面料具有親膚透氣，性價比高等優(yōu)點(diǎn)，因此我們采用舒適透氣的針織面料，并且經(jīng)過特殊的后整理使其具有防水、防火、防褪色、防磨損、防靜電、防皺和防污的效果，我們稱之為“七防面料”。利用七防面料制成頭枕腰靠的面套在使用時不僅耐臟便于打理，而且結(jié)實(shí)耐用，性價比高。

另外頭枕腰靠的填充物也有許多種，例如PP棉，PE顆粒、蕎麥顆粒、乳膠、海綿等不同材質(zhì)，這些材質(zhì)的價格和質(zhì)量好壞也不盡相同，從更為舒適安全的角度考慮，選擇富有彈性、手感舒適最為合適，因此我們采用慢回彈型的海綿作為填充物，利用特定形狀的模型進(jìn)行模塑發(fā)泡制成頭枕和腰靠的泡沫芯，具有透氣吸濕，健康環(huán)保，自動塑性的優(yōu)點(diǎn)。選擇怎樣的面套與填充物材質(zhì)是決定頭枕腰靠品質(zhì)的關(guān)鍵，在最初設(shè)計時就要關(guān)注重視。

2 設(shè)計構(gòu)想與草圖設(shè)計

從產(chǎn)品的人機(jī)工程設(shè)計方面考慮，既要符合人體結(jié)構(gòu)特征，還要考慮汽車座椅能否與頭枕腰靠貼合。頭枕的設(shè)計不僅要舒緩頸部頸椎壓力還要符合主機(jī)廠對座椅安全的要求，在緊急情況下產(chǎn)生撞擊時減輕頸椎帶來的意外傷害。頭枕可以支撐駕駛時人體脊椎的生理前凹，當(dāng)遇到緊急剎車的情況時，由于慣性會使人向后倒，那么頭枕可以很好的緩沖和吸收慣性給脊椎帶來的壓力。腰靠的設(shè)計也要貼合人體曲線，使之有效支撐背部脊椎，緩解腰椎壓力。同時為了使產(chǎn)品更具美感和人性化，通常會從自然界中尋找靈感，以大自然中的動植物為原型，通過形態(tài)抽象演變，從仿生的角度設(shè)計合理的造型，見下圖1.在目前嚴(yán)重的環(huán)境污染，快節(jié)奏的亞健康生活方式中，傳達(dá)出一種回歸自然，與自然和諧共處的設(shè)計理念。

3 造型效果圖制作

經(jīng)過一系列的產(chǎn)品分析和定位，頭枕和腰靠的造型設(shè)計已基本完成，這時需要利用rhino，CATIA等相關(guān)軟件進(jìn)行模擬，這類軟件具有強(qiáng)大的造型設(shè)計功能，通過與實(shí)體和曲面造型功能的結(jié)合，可以精準(zhǔn)的計算模擬出頭枕腰靠的造型。這一過程需要專業(yè)的工程師進(jìn)行數(shù)據(jù)模型的搭建，并參考人機(jī)工程相關(guān)文件與汽車座椅設(shè)計圖，對頭枕腰靠的人機(jī)關(guān)系細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的建模設(shè)計。這一過程使產(chǎn)品進(jìn)一步數(shù)字化，可以在計算機(jī)屏幕上生成真實(shí)感圖形，見下圖2和圖3。更為直觀的展現(xiàn)在設(shè)計師與工程師的眼前，便于雙方對產(chǎn)品的溝通與修改調(diào)整。也為頭枕和腰靠的造型設(shè)計和生產(chǎn)提供了方便。

4 手工件制作與設(shè)計驗(yàn)證

所有的造型數(shù)據(jù)通過模擬確定好后，還需要進(jìn)一步的將頭枕腰靠制作出來以驗(yàn)證模型是否符合設(shè)計要求和人機(jī)工程，這一過程是通過手辦模型的方式，把造型方案以1：1的形式體現(xiàn)出來，制作特定的發(fā)泡模具，生產(chǎn)頭枕和腰靠的泡沫芯填充物并檢驗(yàn)其質(zhì)量、外觀、物理性能是否符合設(shè)計要求。同時還要繪制面套的裁剪縫制圖，進(jìn)行首次樣件的制作。最后將面套套在泡沫芯填充物上并檢驗(yàn)兩者尺寸大小是否匹配合適，

5 批量生產(chǎn)及驗(yàn)證

通過試樣過程基本上確定了頭枕和腰靠生產(chǎn)數(shù)據(jù)，需要先進(jìn)行小批量的生產(chǎn)驗(yàn)證，完善整個生產(chǎn)制作工藝，最終確定產(chǎn)品生產(chǎn)的所有工藝數(shù)據(jù)，并且制定和編寫整個生產(chǎn)流程的生產(chǎn)作業(yè)指導(dǎo)書和檢驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書，使之順利的進(jìn)行批量生產(chǎn)。

隨著近年來頸椎和腰椎的發(fā)病率越來越高，越來越多的汽車駕駛者會購買頭枕和腰靠，良好的頭枕和腰靠設(shè)計可以完美的貼合人體頸部和腰部，給予人體舒適的支撐，可以有效的緩解長時間開車帶來的頸椎和腰椎疲勞酸痛，讓人們擁有一個輕松、舒適的駕駛氛圍 。

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作者簡介：

徐培培1992/6/16，女，漢族，紡織助理工程師，汽車內(nèi)飾紡織面料開發(fā)，