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汽車座椅設(shè)計(jì)過程中的人機(jī)工程應(yīng)用

2019-09-10 05:49吳琳
大東方 2019年10期
關(guān)鍵詞:人機(jī)工程汽車座椅設(shè)計(jì)與應(yīng)用

吳琳

摘 要:隨著時代的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷進(jìn)步,汽車現(xiàn)在已經(jīng)成為人們的日常代步工具,頻繁地出現(xiàn)在大眾視野范圍之中。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,人們在挑選汽車的時候首先重點(diǎn)考慮的兩個因素分別為汽車的外觀和汽車座椅的舒適程度。本文主要從人機(jī)工程應(yīng)用的角度來就汽車座椅的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞:汽車座椅;人機(jī)工程;設(shè)計(jì)與應(yīng)用

隨著人們生活水平的不斷提高,汽車現(xiàn)在已經(jīng)成為人們?nèi)粘I钪惺褂玫拇焦ぞ?,越來越多的家庭都擁有了汽車。根?jù)調(diào)查結(jié)果顯示,汽車座椅的設(shè)計(jì)與舒適程度成為影響人們選擇汽車的主要因素之一。汽車座椅是駕駛員與汽車接觸中最密切的零部件之一,它直接影響著駕駛員的使用感受,也關(guān)系著其他人員的乘車感受,因此汽車座椅的設(shè)計(jì)關(guān)乎汽車性能評價的主要因素之一。本文主要就人機(jī)工程給應(yīng)用來就汽車座椅的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行分析。

一、人機(jī)工程應(yīng)用到汽車座椅設(shè)計(jì)的目的與具體要求

人機(jī)工程是一門綜合性較強(qiáng)的新興邊緣學(xué)科,它是把人作為系統(tǒng)的一部分來研究,從而使研究的核心問題變?yōu)槿?機(jī)-環(huán)境三者之間的相互作用、相互依存[1]??梢哉f人機(jī)工程就是在實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器與環(huán)境之間的適應(yīng)與平衡而建立起來的。因此,人機(jī)工程應(yīng)用到汽車座椅設(shè)計(jì)之中的最主要目的就是為了讓座椅的設(shè)計(jì)能夠更加人性化與科學(xué),也就是堅(jiān)持要駕駛員的角度出來進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)工作,保證讓駕駛員在感受和使用汽車的過程中,感受到舒適、安全以及輕松,全力給駕駛員提供一個安全舒適、不易疲勞的駕駛環(huán)境。簡單地說,就是一個受到消費(fèi)者歡迎的座椅一定是符合人體坐姿的安全的,具有良好的視野的座椅。

二、基于人機(jī)工程的汽車座椅設(shè)計(jì)需要考慮的因素

(一)坐姿

坐姿是直接影響到座椅設(shè)計(jì)的主要因素,甚至可以說是決定性因素。對于人體來說,坐姿是一種自然的身體體態(tài),雖然每個人的坐姿都存在不同的點(diǎn),但是相同的是當(dāng)人坐下的時候,支撐人體的主要結(jié)構(gòu)均是脊柱、骨盆、腿和腳。一般來說,最舒服的坐姿就是臀部略微向后傾斜,整個上半身呈現(xiàn)前傾姿勢,小腿與大腿以及腳掌之間呈現(xiàn)一定的角度的姿勢。我們都知道久坐對人的身體特別是腰椎和脊椎都有一定的影響,所以在對汽車座椅進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候,還需要結(jié)合人體相對舒適的坐姿來進(jìn)行設(shè)計(jì),盡可能讓人體在汽車這么一個相對狹窄的范圍內(nèi)擁有一個相對寬松、舒適的坐姿,以此來盡可能地減少久坐帶給人的不舒適感以及對腰椎所造成的巨大壓力。

(二)振動

振動主要是指駕駛員在汽車行駛過程中感受到的汽車座椅的振動,這個行為直接影響到人體的生物動態(tài)反應(yīng)以及生理反應(yīng),更嚴(yán)重的情況可以會使得人體的感應(yīng)性能減退,影響到人體的振動感應(yīng)敏感度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,人體最敏感的振動頻率為4~8 Hz[2]。當(dāng)外界環(huán)境的振動超過了人體感官振動的承受范圍的時候,直接會將這個感受放大直接對駕駛員的生理感受產(chǎn)生影響,最明顯的表現(xiàn)就在于某些駕駛?cè)藛T可能會出現(xiàn)頭暈、惡心、干嘔、視覺下降等情況,嚴(yán)重的情況下會加劇駕駛?cè)藛T的疲勞感受,甚至?xí)沟盟麄兊墓ぷ鳡顟B(tài)以及工作效率出現(xiàn)不同程度的下降影響,最糟糕的情況莫過于疲勞駕駛可能會出現(xiàn)的意外事故。

(三)環(huán)境

所謂汽車環(huán)境除了基本的汽車內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之外,還有汽車座椅表面的溫度以及濕度的問題,這些是直接對駕駛員的坐姿產(chǎn)生影響的因素。當(dāng)駕駛員在汽車行駛的過程之中感受到比較高的溫度與濕度的時候,必然會感覺到人體不適,座椅與駕駛員的身體直接產(chǎn)生連接的部位有背部和臀部,這兩個部位的不適感會加劇駕駛員的疲勞感,而且駕駛員在汽車行駛的過程中,不能也不可以讓自己的身體與座椅分離開來。

三、汽車駕駛座椅的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)研究

(一)椅面設(shè)計(jì)

椅面基本上決定著人體在汽車座椅上的腿部姿勢以及腿部與椅面之間的壓力,如果椅面高度太低會使得人體的腿部出現(xiàn)彎曲,給人不舒適感;但是若是椅面高度太高,那么也會加劇椅面與大腿部之間的壓力。因此,根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果顯示,最適合人體的椅面高度范圍為280mm~360mm,這個范圍能夠滿足不同身高的駕駛員的一般要求;除了身高對椅面的限制之外,駕駛員的體重也對椅面提出了一定的限制,想要給駕駛員提供一個相對寬敞舒適的駕駛環(huán)境還必須要考慮駕駛員的體重問題,可以適當(dāng)拓展椅面的橫向支撐力量,有效防止因?yàn)轳{駛員重力不同的原因所導(dǎo)致的椅面受力不均衡的情況;除此之外,還應(yīng)該考慮椅面的深度問題,這一點(diǎn)直接關(guān)系著駕駛員坐姿中的腰部支撐以及腿部支撐力量。加入這個椅面的深度過小,使得駕駛員一直處于身體挺立的狀態(tài),那么可能會無法緩解駕駛員的疲勞問題;假若深度過大,那么駕駛員的腰部得不到一個有力的支撐,進(jìn)而也會加劇駕駛員的疲勞狀態(tài)。

(二)靠背設(shè)計(jì)

座椅的靠背是給駕駛員提供坐姿的軀干支撐的重要支持力量,能夠剛好地緩解人體的腰部支撐壓力和緊張度。因?yàn)槿梭w坐姿的原因,所以在對座椅靠背進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候需要有一定的傾斜角度來更好地支撐駕駛員的肩部壓力,也正因?yàn)榇?,汽車座椅的靠背需要根?jù)人體來進(jìn)行相關(guān)的高寬度設(shè)計(jì),一般為高730mm,寬480mm。另外,根據(jù)人體坐姿,靠背的傾斜角度應(yīng)該是可以調(diào)整的,根據(jù)駕駛?cè)藛T的要求,靠背角度可以調(diào)節(jié)為80°到160°之間;最后,想要更好地為駕駛員提供乘坐的舒適性與安全性,所以一般會在座椅的腰部和肩部進(jìn)行一個有效支撐,特別是腰部,這一點(diǎn)主要是針對駕駛員的腰部提供的依托感,盡可能減少駕駛員在駕駛中的腰部疲勞問題[3]。

(三)汽車駕駛座椅空間位置設(shè)計(jì)

汽車駕駛座椅空間位置設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是為了達(dá)到操作的方便性、安全性,以及駕駛員的視覺感受、心理感受以及功能性感覺的舒適性。這個是從座椅空間上對駕駛員的影響與感受,是一個整體上的問題與感受,更是在對座椅的具體細(xì)節(jié)感受進(jìn)行設(shè)計(jì)之前需要先行考慮的問題。

(四)汽車駕駛座椅材料選擇

關(guān)于座椅材料的選擇主要從座椅的振動感以及座椅中的人體環(huán)境感受兩個方面入手進(jìn)行考慮。首先,座椅材料要選擇具有良好減振效果的材料,從而幫助駕駛員減少因?yàn)檎駝赢a(chǎn)生的不良影響,提高座椅的舒適程度;其次要使用能夠有效減濕降溫的材料,簡單地說,就是增強(qiáng)座椅材料的透氣性,能夠有效減輕駕駛員的疲勞與壓力,而且能夠使得駕駛員在座椅上具有一個相對比較好的感受。這一點(diǎn)完美契合了人機(jī)工程應(yīng)用中對人體、機(jī)器以及環(huán)境三方的環(huán)境和諧要求,是從駕駛員的感受中來進(jìn)行汽車座椅相關(guān)服務(wù)的設(shè)計(jì)工作。

綜上所述,本次主要從人體在汽車座椅上的感受出發(fā)從汽車座椅高度、寬度、傾斜度、空間以及材料等多方面進(jìn)行分析。隨著人們生活水平的不斷提高和數(shù)字化信息技術(shù)的不斷發(fā)展,未來進(jìn)行汽車座椅設(shè)計(jì)中一定還會加入許多其他方面的信息處理能力與人體感受數(shù)據(jù),也可以更好地根據(jù)人體的感受來進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)工作。

參考文獻(xiàn)

[1]李彥晶,張亞萍,尹新權(quán).基于人機(jī)工程的汽車駕駛座椅舒適性設(shè)計(jì)研究[J].機(jī)械研究與應(yīng)用,2014,27(05):28-30.

[2]方超.關(guān)于人機(jī)工程在汽車總布置設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].時代汽車,2018(09):100-101.

(作者單位:江鈴汽車股份有限公司)

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