汽車座椅設(shè)計課件

8.1汽車駕駛座椅設(shè)計的人機工程學(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

的人機工程學(xué)原理8.1汽車駕駛座椅設(shè)計

的人機工程學(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面調(diào)節(jié)機構(gòu)二、駕駛座椅設(shè)計的人機工程學(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點固定方向盤抓握點固定視點固定同時固定踵點及方向盤抓握點1、調(diào)節(jié)方式19對于駕駛員座椅，不僅要確定設(shè)計H點的位置和行程，還需確定合理的設(shè)計H點調(diào)節(jié)方式和調(diào)節(jié)軌跡，為座椅調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)計提供參考。所確定的H點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點的位置和行程，還需確定合理20硬點尺寸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(AHP)

：在加速踏板未壓縮時人體模型的踵點在被壓塌的地板覆蓋件上的點拇趾參考點（BOF）：在側(cè)視圖上過AHP點作人體樣板鞋底的切線在該切線上離AHP點203mm處的一個點踏板裝置角：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(AHP)：在加速踏板未壓縮時人體模型的踵點在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點相對于加速踏板拇趾參考點的水平距離Z：H點高度例：對于旅行車，選H點高度為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?？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)該掌握的重點及思考題1、汽車駕駛座椅設(shè)計的人機工程學(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)該掌握的重點及思考題1、汽車駕駛座椅設(shè)計的人機工程學(xué)41擴展閱讀[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

的人機工程學(xué)原理8.1汽車駕駛座椅設(shè)計

的人機工程學(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面調(diào)節(jié)機構(gòu)二、駕駛座椅設(shè)計的人機工程學(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點固定方向盤抓握點固定視點固定同時固定踵點及方向盤抓握點1、調(diào)節(jié)方式61對于駕駛員座椅，不僅要確定設(shè)計H點的位置和行程，還需確定合理的設(shè)計H點調(diào)節(jié)方式和調(diào)節(jié)軌跡，為座椅調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)計提供參考。所確定的H點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點的位置和行程，還需確定合理62硬點尺寸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(AHP)

：在加速踏板未壓縮時人體模型的踵點在被壓塌的地板覆蓋件上的點拇趾參考點（BOF）：在側(cè)視圖上過AHP點作人體樣板鞋底的切線在該切線上離AHP點203mm處的一個點踏板裝置角：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(AHP)：在加速踏板未壓縮時人體模型的踵點在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點相對于加速踏板拇趾參考點的水平距離Z：H點高度例：對于旅行車，選H點高度為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。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