汽車座椅設(shè)計課件

8.1汽車駕駛座椅設(shè)計的人機(jī)工程學(xué)原理8.2汽車駕駛座椅的調(diào)節(jié)方式8.3汽車座椅動態(tài)參數(shù)8.1汽車駕駛座椅設(shè)計的人機(jī)工程學(xué)原理1第8章__汽車座椅設(shè)計課件28.1汽車駕駛座椅設(shè)計

的人機(jī)工程學(xué)原理8.1汽車駕駛座椅設(shè)計

的人機(jī)工程學(xué)原理3第8章__汽車座椅設(shè)計課件4一、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）四個生理彎曲頸曲、腰曲：向前凸胸曲、骶曲：向后凸一、人體坐姿的生理特點(diǎn)1、人體脊柱形態(tài)5第8章__汽車座椅設(shè)計課件62、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2、靠背兩點(diǎn)支撐原理：舒適駕駛坐姿7舒適駕駛坐姿舒適駕駛坐姿83、臀部壓力分布舒適駕駛坐姿單位：100Pa3、臀部壓力分布舒適駕駛坐姿單位：100Pa94、舒適駕駛的關(guān)節(jié)角度舒適駕駛坐姿4、舒適駕駛的關(guān)節(jié)角度舒適駕駛坐姿10舒適駕駛坐姿舒適駕駛坐姿11DIN33408推薦的轎車駕駛員關(guān)節(jié)角度（僅供參考）舒適駕駛坐姿DIN33408推薦的轎車駕駛員關(guān)節(jié)角度（僅供參考）舒適駕12二、駕駛座椅設(shè)計的人機(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)二、駕駛座椅設(shè)計的人機(jī)工程學(xué)原理1、座椅的結(jié)構(gòu)形式13汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求14汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求汽車座椅的結(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：不得有臀部滑動感、腹部壓迫感及背部弓形感。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16汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求3、座椅的幾何參數(shù)項(xiàng)目取值范圍備注座高430—450mm汽車地板到坐墊的高度座寬500mm左右受車寬限制，為使駕駛員或乘員能調(diào)整坐姿，座寬應(yīng)適當(dāng)大于臀寬座深450mm左右坐墊前端至靠背表面之間的距離，保證臀部得到全面的支承靠背角100°～115°半臥姿乘客座椅靠背角可調(diào)至155°汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求3、座椅的幾何參數(shù)項(xiàng)目取值范圍備注座高4178.2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。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181、調(diào)節(jié)方式加速踏板固定H點(diǎn)固定方向盤抓握點(diǎn)固定視點(diǎn)固定同時固定踵點(diǎn)及方向盤抓握點(diǎn)1、調(diào)節(jié)方式19對于駕駛員座椅，不僅要確定設(shè)計H點(diǎn)的位置和行程，還需確定合理的設(shè)計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)量對于駕駛員座椅，不僅要確定設(shè)計H點(diǎn)的位置和行程，還需確定合理20硬點(diǎn)尺寸H30是與座椅高度密切相關(guān)的重要尺寸，統(tǒng)計分析表明，不同類型的汽車，H30的取值不同，駕駛員姿勢隨著H30的增大呈一定的變化規(guī)律。對于A類車，H30通常在127~405mm之間。硬點(diǎn)尺寸H30是與座椅高度密切相關(guān)的重要尺寸，統(tǒng)計分析表明，21第8章__汽車座椅設(shè)計課件22駕駛座椅的調(diào)節(jié)量駕駛座椅的調(diào)節(jié)量23加速踏板踵點(diǎn)(AHP)

：在加速踏板未壓縮時人體模型的踵點(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踏在加速踏板上時在側(cè)視圖上鞋底平面與水平面的夾角駕駛座椅的調(diào)節(jié)量加速踏板踵點(diǎn)(AHP)：在加速踏板未壓縮時人體模型的踵點(diǎn)在24駕駛座椅的調(diào)節(jié)量駕駛座椅的調(diào)節(jié)量252、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)相對于加速踏板拇趾參考點(diǎn)的水平距離Z：H點(diǎn)高度例：對于旅行車，選H點(diǎn)高度為350mm，適用級為90%，求座椅的水平調(diào)節(jié)量。駕駛座椅的調(diào)節(jié)量2、H點(diǎn)位移與座椅調(diào)節(jié)量的確定原則駕駛座椅的調(diào)節(jié)量26B類車，男女駕駛員比例50：50駕駛座椅的調(diào)節(jié)量B類車，男女駕駛員比例50：50駕駛座椅的調(diào)節(jié)量27B類車，男女駕駛員比例75：25駕駛座椅的調(diào)節(jié)量B類車，男女駕駛員比例75：25駕駛座椅的調(diào)節(jié)量28B類車，男女駕駛員比例90：10或95：5駕駛座椅的調(diào)節(jié)量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293、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3、座椅的其它調(diào)節(jié)量駕駛座椅的調(diào)節(jié)量30汽車座椅的設(shè)計參數(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10~20mm。大腿與腹部夾角：90~115度。坐墊傾角：5~10度或更大?？勘硟A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。汽車座椅的設(shè)計參數(shù)（參考）1）座椅的幾何參數(shù)2）座椅的調(diào)節(jié)量31第8章__汽車座椅設(shè)計課件32不同類型的車，對乘坐空間要求不同，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，而后排則專門為兒童設(shè)計，此時可選用小尺寸的人體模板。乘客擱腳位置和腳的姿勢對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。座椅靠背厚度對乘坐空間影響很大，應(yīng)根據(jù)車的級別合理選擇。不同類型的車，對乘坐空間要求不同，應(yīng)選用合適的人體模板。例如338.3汽車座椅動態(tài)參數(shù)8.3汽車座椅動態(tài)參數(shù)34人體最敏感的頻率范圍：垂直振動為4～8Hz；水平振動為1～2Hz以下。在2.8Hz以下，同樣的暴露時間，水平振動加速度容許值低于垂直振動。頻率在2.8Hz以上則相反。人體最敏感的頻率范圍：351、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mszyF(t)1、單質(zhì)量塊單自由度系統(tǒng)模型mszyF(t)36=0=0.15=0.5H()111.414=0H()111.41437yF(t)z2z1m2m1k2k1kc2c1c2、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/myF(t)z2z1m2m1k2k1kc2c1c2、兩質(zhì)量塊三38f0=2f0=4f0=6f0=8f0=10fHfHf0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ξ的提高，共振峰值下降。f0=2f0=4f0=6f0=8f0=10fHfHf0提高，39結(jié)論：汽車座椅由于泡沫坐墊ξ≈0.2，且不易控制，一般是通過控制f0來改善乘坐舒適性。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，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，f0應(yīng)取大值。結(jié)論：40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。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)計的人機(jī)工程學(xué)41擴(kuò)展閱讀[1]林凌云.汽車座椅靜態(tài)舒適度的主客觀評價方法研究[D].吉林大學(xué),2012.擴(kuò)展閱讀[1]林凌云.汽車座椅靜態(tài)舒適度的主客觀評價方法研428.1汽車駕駛座椅設(shè)計的人機(jī)工程學(xué)原理8.2汽車駕駛座椅的調(diào)節(jié)方式8.3汽車座椅動態(tài)參數(shù)8.1汽車駕駛座椅設(shè)計的人機(jī)工程學(xué)原理43第8章__汽車座椅設(shè)計課件448.1汽車駕駛座椅設(shè)計

的人機(jī)工程學(xué)原理8.1汽車駕駛座椅設(shè)計

的人機(jī)工程學(xué)原理45第8章__汽車座椅設(shè)計課件46一、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）四個生理彎曲頸曲、腰曲：向前凸胸曲、骶曲：向后凸一、人體坐姿的生理特點(diǎn)1、人體脊柱形態(tài)47第8章__汽車座椅設(shè)計課件482、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2、靠背兩點(diǎn)支撐原理：舒適駕駛坐姿49舒適駕駛坐姿舒適駕駛坐姿503、臀部壓力分布舒適駕駛坐姿單位：100Pa3、臀部壓力分布舒適駕駛坐姿單位：100Pa514、舒適駕駛的關(guān)節(jié)角度舒適駕駛坐姿4、舒適駕駛的關(guān)節(jié)角度舒適駕駛坐姿52舒適駕駛坐姿舒適駕駛坐姿53DIN33408推薦的轎車駕駛員關(guān)節(jié)角度（僅供參考）舒適駕駛坐姿DIN33408推薦的轎車駕駛員關(guān)節(jié)角度（僅供參考）舒適駕54二、駕駛座椅設(shè)計的人機(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)二、駕駛座椅設(shè)計的人機(jī)工程學(xué)原理1、座椅的結(jié)構(gòu)形式55汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求56汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求57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：不得有臀部滑動感、腹部壓迫感及背部弓形感。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58汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求3、座椅的幾何參數(shù)項(xiàng)目取值范圍備注座高430—450mm汽車地板到坐墊的高度座寬500mm左右受車寬限制，為使駕駛員或乘員能調(diào)整坐姿，座寬應(yīng)適當(dāng)大于臀寬座深450mm左右坐墊前端至靠背表面之間的距離，保證臀部得到全面的支承靠背角100°～115°半臥姿乘客座椅靠背角可調(diào)至155°汽車座椅的結(jié)構(gòu)與要求3、座椅的幾何參數(shù)項(xiàng)目取值范圍備注座高4598.2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。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601、調(diào)節(jié)方式加速踏板固定H點(diǎn)固定方向盤抓握點(diǎn)固定視點(diǎn)固定同時固定踵點(diǎn)及方向盤抓握點(diǎn)1、調(diào)節(jié)方式61對于駕駛員座椅，不僅要確定設(shè)計H點(diǎn)的位置和行程，還需確定合理的設(shè)計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)量對于駕駛員座椅，不僅要確定設(shè)計H點(diǎn)的位置和行程，還需確定合理62硬點(diǎn)尺寸H30是與座椅高度密切相關(guān)的重要尺寸，統(tǒng)計分析表明，不同類型的汽車，H30的取值不同，駕駛員姿勢隨著H30的增大呈一定的變化規(guī)律。對于A類車，H30通常在127~405mm之間。硬點(diǎn)尺寸H30是與座椅高度密切相關(guān)的重要尺寸，統(tǒng)計分析表明，63第8章__汽車座椅設(shè)計課件64駕駛座椅的調(diào)節(jié)量駕駛座椅的調(diào)節(jié)量65加速踏板踵點(diǎn)(AHP)

：在加速踏板未壓縮時人體模型的踵點(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踏在加速踏板上時在側(cè)視圖上鞋底平面與水平面的夾角駕駛座椅的調(diào)節(jié)量加速踏板踵點(diǎn)(AHP)：在加速踏板未壓縮時人體模型的踵點(diǎn)在66駕駛座椅的調(diào)節(jié)量駕駛座椅的調(diào)節(jié)量672、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)相對于加速踏板拇趾參考點(diǎn)的水平距離Z：H點(diǎn)高度例：對于旅行車，選H點(diǎn)高度為350mm，適用級為90%，求座椅的水平調(diào)節(jié)量。駕駛座椅的調(diào)節(jié)量2、H點(diǎn)位移與座椅調(diào)節(jié)量的確定原則駕駛座椅的調(diào)節(jié)量68B類車，男女駕駛員比例50：50駕駛座椅的調(diào)節(jié)量B類車，男女駕駛員比例50：50駕駛座椅的調(diào)節(jié)量69B類車，男女駕駛員比例75：25駕駛座椅的調(diào)節(jié)量B類車，男女駕駛員比例75：25駕駛座椅的調(diào)節(jié)量70B類車，男女駕駛員比例90：10或95：5駕駛座椅的調(diào)節(jié)量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713、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10~20mm。大腿與腹部夾角：90~115度。坐墊傾角：5~10度或更大?？勘硟A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3、座椅的其它調(diào)節(jié)量駕駛座椅的調(diào)節(jié)量72汽車座椅的設(shè)計參數(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10~20mm。大腿與腹部夾角：90~115度。坐墊傾角：5~10度或更大?？勘硟A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。汽車座椅的設(shè)計參數(shù)（參考）1）座椅的幾何參數(shù)2）座椅的調(diào)節(jié)量73第8章__汽車座椅設(shè)計課件74不同類型的車，對乘坐空間要求不同，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，而后排則專門為兒童設(shè)計，此時可選用小尺寸的人體模板。乘客擱腳位置和腳的姿勢對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。座椅靠背厚度對乘坐空間影響很大，應(yīng)根據(jù)車的級別合理選擇。不同類型的車，對乘坐空間要求不同，應(yīng)選用合適的人體模板。例如758.3汽車座椅動態(tài)參數(shù)8.3汽車座椅動態(tài)參數(shù)76人體最敏感的頻率范圍：垂直振動為4～8Hz；水平振動為1～2Hz以下。在2.8Hz以下，同樣的暴露時間，水平振動加速度容許值低于垂直振動。頻率在2.8Hz以上則相反。人體最敏感的頻率范圍：771、單質(zhì)量塊單自由度系統(tǒng)模