汽車座椅設(shè)計現(xiàn)狀及發(fā)展方向2

1、汽車座椅設(shè)計現(xiàn)狀及發(fā)展方向?qū)W院：工程技術(shù)學(xué)院 專業(yè)：車輛工程 姓名：王 強(qiáng) 學(xué)號：20040707104前言：現(xiàn)代代汽車座座椅與汽汽車安全全性、舒舒適性緊緊密相關(guān)關(guān)。設(shè)計計具有先先進(jìn)水準(zhǔn)準(zhǔn)的座椅椅是當(dāng)今今汽車發(fā)發(fā)展中的的一個重重要課題題。摘要：本文文將對現(xiàn)現(xiàn)代汽車車座椅的的設(shè)計方方式，設(shè)設(shè)計特點(diǎn)點(diǎn)，以及及未來的的設(shè)計方方向做簡簡要的論論述。主主要從座座椅材料料，調(diào)整整，設(shè)計計等方面面做基本本的分析析和說明明。首先對當(dāng)前前汽車座座椅的組組成及功功用等做做簡要分分析說明明：座椅表面材材料。主主要指織織物和真真皮等多多種材料料。選擇擇標(biāo)準(zhǔn)以以舒適，手手感，透透氣性為為主。一一般座椅椅的表面面材料與與

2、整車的的內(nèi)飾相相協(xié)調(diào)。座椅調(diào)節(jié)形形式。對對于汽車車座椅必必須滿足足調(diào)整便便利性和和舒適性性兩大要要求，也也就是說說駕駛員員通過調(diào)調(diào)節(jié)操縱縱，可以以將座椅椅調(diào)整到到最佳位位置上以以獲得最最好視野野。易于于操縱方方向盤、踏踏板、變變速桿等等。 調(diào)節(jié)形式有有手動和和電動兩兩種。手手動調(diào)節(jié)節(jié)方式需需要成員員通過手手柄放松松座椅的的鎖止機(jī)機(jī)構(gòu)，然然后通過過改變身身體的座座姿和位位置來帶帶動座椅椅移動。電電動座椅椅調(diào)節(jié)機(jī)機(jī)構(gòu)由控控制器，可可逆性直直流電動動機(jī)和傳傳動部件件組成。直直流電動動機(jī)受控控制器控控制并分分別驅(qū)動動某個調(diào)調(diào)整方向向的傳動動部件（如如蝸桿軸軸，蝸輪輪等）。蝸蝸輪與齒齒條嚙合合，蝸輪輪輪

3、轉(zhuǎn)動動將齒條條移動使使座椅前前移或后后移。電電動調(diào)節(jié)節(jié)的座椅椅在調(diào)節(jié)節(jié)時，座座椅是施施力方，乘乘客只需需要扳動動控制鍵鍵就可以以了。電電動座椅椅的使用用，讓駕駕駛員能能輕松的的找到最最適合自自己的駕駕駛姿勢勢，提供供良好的的視野，提提高了行行車安全全性，并并能工巧巧匠效減減輕駕駛駛疲勞。三、前后排排座椅調(diào)調(diào)節(jié)方向向。座椅椅方向的的調(diào)節(jié)是是由座椅椅調(diào)角器器、座椅椅導(dǎo)軌和和座椅升升降機(jī)構(gòu)構(gòu)來完成成的，在在每種調(diào)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)上，座座椅都能能完成兩兩個或兩兩個以上上方向的的調(diào)節(jié)。 座椅調(diào)角器器用于連連接汽車車座椅椅椅座和椅椅背，對對乘員提提供安全全保護(hù)和和增強(qiáng)座座椅舒適適性。并并在椅背背內(nèi)添加加了機(jī)械械

4、裝置用用于減少少追尾事事故對頸頸椎造成成的傷害害。如下下圖所示示：上圖：放置置在椅背背與坐墊墊接縫處處的能量量吸收機(jī)機(jī)構(gòu)發(fā)揮揮功能座椅導(dǎo)軌連連接汽車車座椅與與車身底底板，起起調(diào)節(jié)座座椅前后后位置以以及保護(hù)護(hù)乘員安安全的作作用。座椅升降機(jī)機(jī)構(gòu)用來來調(diào)節(jié)汽汽車座椅椅高度和和角度，能能提高乘乘員舒適適性并給給駕駛者者提供最最佳視線線，讓不不同身材材的人都都不得能能清楚的的看清前前方路況況。一般汽車座座椅至少少能進(jìn)行行前后、靠靠背調(diào)節(jié)節(jié)四個方方向的調(diào)調(diào)整。后座頭枕。指指座椅靠靠背上方方，與座座椅相連連的，供供駕駛員員和成員員緩解頸頸部疲勞勞使 用。后排座放倒倒比例（%）。指指后排座座椅能放放倒的幅幅度

5、。很很多可以以1000%放倒倒。常見見的 放放 倒比比例有：1/33；2/3；550%；1000%等。前/后排座座椅加熱熱。一般般選用在在使用真真皮材料料的座椅椅上，用用天冬季季溫度低低時。提提高駕駛駛者舒適適感。運(yùn)動座椅。是是專門針針對高速速行駛的的車身與與人體動動態(tài)反映映而設(shè)計計。特別別將椅背背及椅墊墊這兩個個部分加加以強(qiáng)化化，使人人體兩側(cè)側(cè)的腰部部/肩部部以及背背部能夠夠有良好好的側(cè)向向支撐性性。使駕駕駛員能能對車輛輛進(jìn)行精精確的操操控。座椅按摩/通風(fēng)功功能。在在座椅內(nèi)內(nèi)加入氣氣動裝置置，氣壓壓由發(fā)動動機(jī)氣泵泵提供，座座椅靠背背內(nèi)分別別有四個個或多個個氣壓腔腔，實現(xiàn)現(xiàn)對腰椎椎部的保保護(hù)。

6、其次簡述汽汽車安全全系統(tǒng)：座椅安全帶帶。汽車車座椅安安全帶（以以下簡稱稱安全帶帶）是重重要的乘乘員保護(hù)護(hù)設(shè)施之之一，在在減輕碰碰撞事故故中乘員員傷害方方面起著著重要的的作用。隨隨著安全全帶使用用率的大大幅度提提高，事事故中乘乘員傷亡亡率也隨隨之下降降，有數(shù)數(shù)據(jù)表明明：佩帶帶座椅安安全帶可可以使碰碰撞事故故中乘員員傷亡率率減少115%到300%。安全氣囊。安安全氣囊囊由沖擊擊傳感器器、氣體體發(fā)生器器、氣袋袋和診斷斷系統(tǒng)等等組成。安安全氣囊囊設(shè)計的的基本思思想是：在傳感感器感應(yīng)應(yīng)到汽車車發(fā)生碰碰撞后，氣氣體發(fā)生生器接收收傳感器器傳來的的信號，通通過爆發(fā)發(fā)產(chǎn)生大大量氣體體，迅速速在乘員員和汽車車內(nèi)構(gòu)

7、件件之間打打開一個個充氣墊墊袋，使使乘員“撲”在氣墊墊上，以以緩沖并并吸收碰碰撞能量量，從而而達(dá)到減減輕乘員員傷害程程度的目目的。 汽車安全帶帶的發(fā)展展方向：卷收器。卷卷收器是是用于收收卷、儲儲存部分分或全部部織帶，并并在增加加某些機(jī)機(jī)構(gòu)后起起到某些些特定作作用的裝裝置。該該裝置使使佩帶者者不必隨隨時調(diào)節(jié)節(jié)織帶長長度。卷卷收器按按其作用用可以分分為：無無鎖式卷卷收器、自自鎖式卷卷收器和和緊急鎖鎖止式卷卷收器（ABC），目前應(yīng)用最為廣泛的是緊急鎖止式卷收器。緊急鎖止式卷收器在汽車正常行駛時允許織帶自由伸縮，但當(dāng)汽車速度急劇變化時，其鎖止機(jī)構(gòu)鎖止并保持安全帶束緊力以約束乘員。這種卷收器中裝有慣性敏

8、感元件和棘輪棘爪機(jī)構(gòu)或中心鎖止機(jī)構(gòu)。當(dāng)汽車正常行駛時，卷收器借助卷簧的作用，既能使織帶隨使用者身體的移動而自由伸縮，又不會使織帶松弛。但當(dāng)緊急制動、碰撞或車輛行駛狀態(tài)急劇變化時，卷收器內(nèi)的敏感元件將驅(qū)動鎖止機(jī)構(gòu)鎖住卷軸，使織帶固定在某一個位置上，并承受使用者身體加給織帶的載荷。預(yù)緊器。安安全帶預(yù)預(yù)緊器能能夠在低低強(qiáng)度碰碰撞而安安全氣囊囊未打開開的情況況下，保保護(hù)乘員員的頭部部；同時時由于它它能很好好地消除除在碰撞撞開始時時織帶與與乘員之之間的松松弛量，故故能使乘乘員與車車體之間間的相對對運(yùn)動減減小，從從而對乘乘員的胸胸、腹部部起到很很好的保保護(hù)作用用。限荷器。限限荷器（3/60 G .*4*,

9、0/）可以改善安全帶的能量吸收特性，對乘員施加比較均勻的約束力，從而降低使用安全帶所造成的不適感。當(dāng)然，這必然會增加碰撞事故中乘員向前的移動量，所以保證該裝置有效性的前提是與安全氣囊協(xié)同作用，確保乘員不會因過大的前移量而與汽車的內(nèi)飾件發(fā)生硬接觸。帶扣/鎖舌舌。對帶帶扣、鎖鎖舌的研研究主要要是使其其在正常常駕乘狀狀態(tài)下將將乘員可可靠地固固定在座座椅的正正確位置置；而在在事故發(fā)發(fā)生時，可可以盡快快讓乘員員解脫安安全帶，逃逃離汽車車。安全帶織帶帶。除了了要求足足夠的強(qiáng)強(qiáng)度以外外，織帶帶還必須須具有良良好的耐耐溫濕、耐耐磨、耐耐光性。此此外，對對織帶的的伸長率率和能量量吸收特特性也有有特定要要求，這這

10、是為了了保證在在碰撞事事故中安安全帶起起作用約約束人體體向前移移動時，既既不會因因織帶過過硬傷及及被約束束者身體體，也不不會因其其彈性過過大使乘乘員產(chǎn)生生過量的的移動而而碰撞到到車身內(nèi)內(nèi)部件?？椏棊г谄淦淙局七^過程中還還需加入入一定的的阻燃劑劑，以滿滿足織帶帶阻燃的的要求。卷收器張力力減小裝裝置。卷卷收器的的卷收力力過大會會影響乘乘員佩戴戴安全帶帶時的舒舒適性，造造成不舒舒服的壓壓迫感。張張力減小小裝置可可以在不不削減織織帶的回回卷能力力并保持持安全帶帶與乘員員接觸的的前提下下，盡量量減小織織帶對乘乘員的壓壓迫感。由由于改善善了安全全帶的佩佩戴舒適適性，無無疑會增增加安全全帶的使使用率。高度調(diào)

11、節(jié)器器。高度度調(diào)節(jié)器器是一種種用于調(diào)調(diào)節(jié)安全全帶上固固定點(diǎn)高高度的調(diào)調(diào)節(jié)裝置置，可以以使安全全帶佩戴戴者獲得得較為舒舒服的肩肩帶佩戴戴位置。通通過調(diào)節(jié)節(jié)高度不不僅使安安全帶的的約束性性能得到到優(yōu)化，更更可以改改善安全全帶的佩佩戴舒適適性，從從而提高高安全帶帶的使用用率。自動緊急鎖鎖止裝置置。自動動緊急鎖鎖止裝置置是基于于以下考考慮而引引入的：兒童乘乘員通常常須可靠靠而牢固固地進(jìn)行行約束；而成年年乘員卻卻希望可可以比較較自由地地移動，除除非危險險情況出出現(xiàn)。自自動緊急急鎖止裝裝置在織織帶充分分拉出的的情況下下，通過過一定的的機(jī)構(gòu)將將緊急鎖鎖止?fàn)顟B(tài)態(tài)轉(zhuǎn)換到到自動鎖鎖止?fàn)顟B(tài)態(tài)。這同同樣提高高了乘員員

12、佩戴安安全帶的的舒適性性和方便便性。人機(jī)工程學(xué)學(xué)的應(yīng)用用：所謂人機(jī)工工程學(xué)，亦亦即是應(yīng)應(yīng)用人體體測量學(xué)學(xué)、人體體力學(xué)、勞勞動生理理學(xué)、勞勞動心理理學(xué)等學(xué)學(xué)科的研研究方法法，對人人體結(jié)構(gòu)構(gòu)特征和和機(jī)能特特征進(jìn)行行研究，提提供人體體各部分分的尺寸寸、重量量、體表表面積、比比重、重重心以及及人體各各部分在在活動時時的相互互關(guān)系和和可及范范圍等人人體結(jié)構(gòu)構(gòu)特征參參數(shù)；還還提供人人體各部部分的出出力范圍圍、活動動范圍、動動作速度度、動作作頻率、重重心變化化以及動動作時的的習(xí)慣等等人體機(jī)機(jī)能特征征參數(shù)，分分析人的的視覺、聽聽覺、觸觸覺以及及膚覺等等感覺器器官的機(jī)機(jī)能特性性；分析析人在各各種勞動動時的生生理

13、變化化、能量量消耗、疲疲勞機(jī)理理以及人人對各種種勞動負(fù)負(fù)荷的適適應(yīng)能力力；探討討人在工工作中影影響心理理狀態(tài)的的因素以以及心理理因素對對工作效效率的影影響等。人機(jī)工程學(xué)學(xué)的顯著著特點(diǎn)是是，在認(rèn)認(rèn)真研究究人、機(jī)機(jī)、環(huán)境境三個要要素本身身特性的的基礎(chǔ)上上，不單單純著眼眼于個別別要素的的優(yōu)良與與否，而而是將使使用“物物”的人人和所設(shè)設(shè)計的“物物”以及及人與“物物”所共共處的環(huán)環(huán)境作為為一個系系統(tǒng)來研研究。在在人機(jī)工工程學(xué)中中將這個個系統(tǒng)稱稱為“人人機(jī)機(jī)環(huán)環(huán)境”系系統(tǒng)。這這個系統(tǒng)統(tǒng)中，人人、機(jī)、環(huán)環(huán)境三個個要素之之間相互互作用、相相互依存存的關(guān)系系決定著著系統(tǒng)總總體的性性能。本本學(xué)科的的人機(jī)系系統(tǒng)設(shè)計

14、計理論，就就是科學(xué)學(xué)地利用用三個要要素間的的有機(jī)聯(lián)聯(lián)系來尋尋求系統(tǒng)統(tǒng)的最佳佳參數(shù)。人機(jī)工程設(shè)設(shè)計程序序：1)建立并并運(yùn)用資資料庫(這在前前面已有有論述)；22)決定定研究主主題；3)觀觀察階段段：*目標(biāo)輪輪廓*訪識/觀察*使用用模式/議題4)發(fā)發(fā)展階段段：*關(guān)鍵議議題*產(chǎn)品概概念*測試與與評估 在整整個研究究過程中中，人機(jī)機(jī)工程師師和工業(yè)業(yè)設(shè)計師師都必須須全程參參與，但但在各個個階段為為主為輔輔的角色色會有不不同。例例如：產(chǎn)產(chǎn)品概念念由工業(yè)業(yè)設(shè)計師師主導(dǎo)，測測試則由由人機(jī)工工程師主主導(dǎo)，每每個步驟驟以劇本本的形式式來串連連溝通。每每件產(chǎn)品品都有各各自的在在人機(jī)工工程學(xué)上上的特色色，特別別是消費(fèi)

15、費(fèi)性產(chǎn)品品。以汽汽車內(nèi)部部設(shè)計來來說，座座椅及內(nèi)內(nèi)裝設(shè)計計表達(dá)了了人機(jī)工工程的應(yīng)應(yīng)用：座座椅及內(nèi)內(nèi)裝設(shè)計計，如一一些大客客車座椅椅，或者者老板椅椅的靠背背上部，都都有一道道鼓起來來的凸包包。對于于大多數(shù)數(shù)的中國國人來說說，這個個凸包常常常是頂頂在后腦腦勺，使使得身體體后靠在在椅背時時，不得得不稍稍稍低頭。從從設(shè)計上上來說，這這道凸包包本來是是用來墊墊靠頸部部凹處，使使人的頭頭頸更舒舒服的。問問題的出出現(xiàn)是由由于這些些座椅的的設(shè)計和和生產(chǎn)直直接從國國外引進(jìn)進(jìn)，而生生產(chǎn)者又又沒有重重新考慮慮中西方方人在身身材方面面的不同同，尺寸寸上完全全照搬。結(jié)結(jié)果西方方人墊頸頸的凸包包就頂住住了我們們的后腦腦勺

16、。兒童座椅： 從從制造技技術(shù)上講講，目前前國內(nèi)已已有一些些廠家具具備了兒兒童安全全座椅的的生產(chǎn)能能力，但但在技術(shù)術(shù)和研發(fā)發(fā)試驗等等方面卻卻基本還還要依賴賴國外廠廠家支持持，且其其中大部部分產(chǎn)品品用于外外銷（這這也是國國內(nèi)市場場對于兒兒童安全全座椅需需求較小小決定的的）。另另一方面面，現(xiàn)在在在國內(nèi)內(nèi)已經(jīng)有有部分廠廠家開始始意識到到了兒童童安全座座椅當(dāng)中中所蘊(yùn)藏藏的巨大大市場潛潛力，正正在進(jìn)行行這方面面的開發(fā)發(fā)，但由由于國內(nèi)內(nèi)缺乏相相應(yīng)的法法規(guī)以及及試驗等等方面的的技術(shù)支支持，使使得這方方面的發(fā)發(fā)展受到到了一定定的制約約。國外很多國國家都有有法律明明確規(guī)定定：兒童童乘車時時，必須須使用兒兒童乘客客

17、約束系系統(tǒng)，否否則將受受到罰款款處罰。強(qiáng)強(qiáng)制要求求使用兒兒童汽車車安全椅椅國家和和地區(qū)主主要有英英國、美美國、法法國、德德國、日日本、新新加坡、中中國臺灣灣、意大大利、荷荷蘭、澳澳大利亞亞、南非非、瑞典典等。國家強(qiáng)制日期適用對象澳大利亞19766年未滿8歲，且且體重小小于188kg的的兒童 美國19833年各州不統(tǒng)一一。如加加利福利利亞州：不到44歲且體體重小于于18kkg的兒兒童日本20000年6歲以下兒兒童法國19911年9以下兒童童制表：太平平洋汽車車網(wǎng)淺析Uniigraaphiics在在汽車座座椅設(shè)計計中的應(yīng)應(yīng)用一、概述Unnigrraphhicss軟件是是Uniigraaphiics

18、 Sollutiionss公司（簡簡稱UGGS）的的CADD產(chǎn)品，其其在航空空航天、汽汽車、通通用機(jī)械械、電子子、工業(yè)業(yè)設(shè)備、醫(yī)醫(yī)療器械械、家電電以及其其他高科科技應(yīng)用用領(lǐng)域的的機(jī)械設(shè)設(shè)計和模模具加工工自動化化的市場場上得到到了廣泛泛的應(yīng)用用。文章章以Unnigrraphhicss作為平平臺，以以汽車座座椅的某某一部件件為例，對對其性能能進(jìn)行計計算模擬擬分析，發(fā)發(fā)現(xiàn)潛在在的問題題，在設(shè)設(shè)計階段段進(jìn)行改改進(jìn)，以以確保成成品的完完善。（一一）模型型模模型為一一較復(fù)雜雜汽車座座椅結(jié)構(gòu)構(gòu)，基本本部件有有靠背、坐坐墊及支支架等。文文章分析析座椅中中的聯(lián)接接板。每每輛份座座椅共有有左右對對稱共四四個聯(lián)接接

19、板。聯(lián)聯(lián)接板的的作用是是將座椅椅坐墊骨骨架固定定在支架架上，盡盡管結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單，但但它的性性能直接接關(guān)系到到座椅的的穩(wěn)定性性，甚至至汽車的的安全性性，因此此是較重重要的功功能件。（二）材料料骨骨架及其其他金屬屬件材料料為Q2253，靠靠背及坐坐墊中間間墊有泡泡沫，外外層為皮皮革。對聯(lián)接板進(jìn)進(jìn)行有限限元的分分析，其其它部分分的材料料屬性不不予考慮慮。聯(lián)接接板的材材料屬性性如下：密密度：77.8551003kgg/m33 泊松比比：0.3楊氏模模量： 2.0061105MMPa 屈曲強(qiáng)強(qiáng)度： 2355.0MMPa （三三）環(huán)境境設(shè)置環(huán)境境溫度為為，模擬擬座椅在在惡劣路路面上行行駛時的的受力，綜綜合考慮慮汽車急急開、急急停、高高速轉(zhuǎn)彎彎、劇烈烈顛簸以以及撞車車等情況況。（四）預(yù)預(yù)分析對聯(lián)聯(lián)接板結(jié)結(jié)構(gòu)尺寸寸分析，可可知當(dāng)上上部變形