启飞汽车

作者:赵吉强  来源：大众汽车.学术版
 
摘要
 
    随着生活水平的不断提升，人们对汽车座椅的要求也越来越高。为了满足人们的需求，让驾驶员在出行的过程中坐得更舒适，设计人员引用人机工程学原理，结合人机因素对汽车座椅进行创新设计。在设计汽车座椅的时候，设计人员从人体测量、生物力学、机械振动、汽车空间等多个方面出发，对驾驶员产生疲劳的原因进行研究，并加以改进从而提高汽车座椅的舒适度。本文从汽车座椅的动态和静态两个方面进行研究，论述了汽车座椅的人机工程设计，以期为驾驶员提供更加舒适、安全的驾驶空间。

一、汽车人机工程设计介绍
 
　　人机工程学是一门刚刚兴起的综合性交叉学科，是以人为中心、根据人的心理和生理为方向进行研究的，寻找出人、机械、环境之间相互作用及相互联系的规律，从而达到优化的目的。人机工程学主要目的是为了让人在使用机械的过程中，从心里感受到安全、舒适、高效、科学、健康的感觉，喜欢使用这种机械。随着经济全球化及多元化的发展，我国汽车行业所面临的挑战更加巨大，企业都以最大程度上满足顾客的需求为竞争点，利用人机工程设计汽车座椅已经成为现代汽车行业发展的必然趋势。 
　　（一）任务 
　　汽车人机工程以围绕人性化为前提，对机械进行研究、开发、设计，最终以人的心理感受实现为目标，进行人机工程的最终设计。因而，汽车人机工程的设计任务就是让人在使用汽车的时候感觉到操作方便、不易产生疲劳感、效率增高，使乘坐的人员感觉到舒适、安全。 
　　（二）要求 
　　汽车的空间是有限的，汽车设计人员会结合汽车空间设计出固定参数的汽车座椅。由于地域差异、自身差异等因素，驾驶汽车人员身材会存在巨大的差异，固定参数的汽车座椅无法满足不同身材驾驶者的手、脚操作要求。为了能够满足不同身材驾驶员的操作需求，汽车座椅设计人员必须结合人机工程进行仔细研究，最大程度上满足驾驶人的需求。例如，同样是操作汽车油门踏板，个子低的驾驶者比高个子所需的座椅要靠前一些，但是驾驶者的手臂和腿长相差并不是很大，因此，身材较小的女人比高大的男人更容易接触到仪表盘。所以，我们需要对汽车座椅进行仔细、认真研究，最大程度上满足驾驶者对汽车座椅、踏板、方向盘位置以及各项参数的舒适性。 
　　
二、汽车座椅的人机工程设计
 
　　
（一）汽车座椅的人机工程学要求
 
　　（1）驾驶者身体各部的贴合感，就要求汽车座椅的形状、靠背等与人体臀部、背部、大腿舒适地贴合在一起。（2）驾驶者在驾驶着汽车通过弯道的时候，驾驶人因为惯性和离心力的作用力，身体会朝着一侧滑动。在设计汽车座椅的时候，要求座椅两边高于汽车中间，还要求有舒适感。（3）在设计汽车座椅的时候，需要考虑到两点支撑。首先，要考虑到驾驶者的腰曲部位，当驾驶时间较长时，必须要有舒适的腰靠，保证驾驶者保持正常的腰曲弧线，不会感到腰部疲劳；其次，就是人的背部脊椎支撑点，一般人体背部脊椎的支撑点需要在5-6胸椎高度之上，这样可以保证驾驶者保证正常的坐姿，不会因为长时间驾驶导致脊椎变形。（4）驾驶者长时间处于安逸的驾驶状态，很容易就会产生困感，处于硬质的座椅上，因为身体受到压迫使疲劳感倍增。因而在设计座椅的时候，在不同部位采用不同的、合适的软、硬材料，让驾驶者感到舒适的同时，还不会产生疲劳感。 
　　
（二）结构参数
 
　　汽车座椅的舒适性一般包括操作舒适性、坐姿舒适性、汽车行驶过程中产生震动的震动舒适性。坐姿舒适性和操作舒适性一般都是由汽车座椅的结构和参数决定的，只要设计合理，驾驶者坐姿和操作的舒适度都会得到保障。但震动的舒适性除了座椅的参数和结构之外，还由座椅的材质决定，两者结合才能保证震动舒适性。 
　　
（三）座椅布置
 
　　根据人体最舒适的坐姿和汽车空间，以及汽车设计对人体布置要求，对座椅进行合理、科学、舒适的布置。选择驾驶者最为舒适的坐姿为标准，确定最为合理、舒适的座椅高度、宽度、深度、座椅倾斜角、靠背与座椅面的夹角。利用人体样板进行人体布置，最终确定座椅与操纵装置之间相对位置，从而确定座椅与方向盘和加速踏板的相对位置。 
　　
（四）座椅静态与动态舒适性设计
 
　　座椅静态舒适性设计需要考虑的因素非有很多，需要考虑汽车座椅的结构、尺度、座椅组件的功能等；座椅的尺度必须是根据人体测量数据进行设计的；座椅应该可以灵活地调节，满足不同体形的驾驶人变换姿态；座椅建造的时候应该使用对人体有益的材料，合理地选择舒适部位；座椅的位置需要和其他的座椅空间相协调，方便驾驶人操作。 
　　座椅的动态性舒适性设计与汽车座椅振动的特性有着一定的关系。座椅的动态性影响因素主要有坐垫刚度、阻尼系数、悬挂系数以及座椅系统连接件的摩擦。在设计汽车座椅振动性的时候，应该考虑到汽车的刚度和阻尼系数，科学、合理地进行计算，最终确定最为舒适的参数；为了避免人体部位敏感的振动，保证驾驶者有一个舒适的驾驶环境，应该减小座椅共振频率，降低对人体最有影响的高频区；降低振动的传递效率等。 
　　
三、结束语
 
　　人机工程对汽车座椅的设计有着非常重要的作用，通过人机工程可以设计出合理、安全、健康、舒适的汽车座椅，创造舒适的驾驶环境。所以，应该将人机工程全面应用到汽车座椅的设计当中，满足现代人们驾驶汽车的要求。同时，应该跟随时代的发展，将新技术不断融入到汽车行业中，增加汽车的功能，给人们营造一个良好、安全的出行环境。
 

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