人機工程學汽車駕駛員座椅2

中北大學車輛(chēliàng)工程教研室汽車(qìchē)人機工程學座椅相關知識共七十頁汽車座椅設計過程（1）采用95%假人，座椅設定在最后位置確認H點，布置(bùzhì)座椅，校核人機工程學；（2）根據(jù)確認的三個座標點確認座椅位置，布置座椅和其他相關內飾件的位置和要求；（3）確認座椅的功能、市場定位，以及客戶對座椅的性能需求（包括色彩設計，主色調），比如說你是根據(jù)國標做，還是要進一步符合美規(guī)和歐洲標準的要求，等等；（4）確認座椅的結構形式、確認座椅面料形式；（5）確認座椅造型；（6）確認車身數(shù)模的配合問題。駕駛員座椅共七十頁設計(shèjì)駕駛員座椅從人機工程學出發(fā)，應滿足以下要求：（1）安裝位置，座椅尺寸外形應以駕駛員操作需求為基準。（2）不僅需要有足夠的剛度和強度，而且其減壓彈簧等剛度設計應和汽車整車震動頻率相匹配，應有良好的動靜態(tài)特性。（3）外形設計應和整車設計主調一致。（4）不僅考慮舒適性，也應考慮安全性能。（5）設計工藝性。駕駛員座椅共七十頁設計注意事項：（1）設計過程之前產品考慮工藝性，不應設計難以加工的結構。（2）設計之前，要考慮配套企業(yè)提供足夠的資料包括配套企業(yè)供應零件質量分級表、外裝零件裝配間隙和公差設定(shèdìnɡ)、開發(fā)生產零件性能測試計劃、大型模具的試模計劃和質量管控點等（3）設計產品試制后的可能的缺陷應該從設計本身涉及的尺寸、材料參數(shù)的問題出發(fā)結合工藝缺陷和工裝缺陷進行修正。駕駛員座椅共七十頁測量(cèliáng)基準面

人體基準面的定位是由三個互為垂直的軸（鉛垂軸、縱軸和橫軸）來決定的。矢狀面；正中矢狀面；冠狀面；水平面；眼耳平面。共七十頁測量方向(1)在人體上、下方向上，將上方稱為(chēnɡwéi)頭側端，將下方稱為足側端。(2)在人體左、右方向上，將靠近正中矢狀面的方向稱為內側，將遠離正中矢狀面的方向稱為外側。頭側端足側端內側外側共七十頁人體樣板(yàngbǎn)尺寸(一)人體(réntǐ)樣板尺寸(二)共七十頁人體樣板(yàngbǎn)尺寸(二)共七十頁側視方向(fāngxiàng)操作舒適范圍共七十頁前視方向操作舒適(shūshì)范圍共七十頁俯視方向(fāngxiàng)操作舒適范圍共七十頁特定人體(réntǐ)站立時的線型圖共七十頁人體在靠背和座墊上最合理(hélǐ)的體壓分布

a)靠背b)座墊共七十頁駕駛員座椅在車身(chēshēn)中的布置共七十頁

踏板(tàbǎn)(相對于座椅)位置對駕駛員

施于踏板上的力影響共七十頁人體工程學操作范圍

1—眼點(yǎndiǎn)2—肩點3—人體工程學操作范圍中心E4—胯點H共七十頁

用眼橢圓(tuǒyuán)校核轉向盤和

儀表板的位置共七十頁乘客座椅設計(shèjì)中的幾何參數(shù)

客車乘客(chéngkè)座椅的幾何參數(shù)共七十頁一：設計(shèjì)中H點的位置線（完成設計H點（SgRP)定位）A類車的位置(wèizhi)線方程共七十頁

踏板平面角為鞋底與水平面的夾角(jiājiǎo)式中，z為H點到AHP的垂直距離（H30，cm），它反映了容納駕駛員群體乘坐的座椅高度踏板(tàbǎn)平面角共七十頁H點確定和設計(shèjì)的程序

（1）初選踏板AHP，PRP點的高度（和地板平面的距離，AHP點的高度根據(jù)(gēnjù)經驗值作為指導。a：建立整車坐標系；地板高度確定；b：確定前輪中心的X和Z軸的坐標；c：初步確定前圍防火板的位置，考慮汽車布置空間，當輪系參數(shù)確定，發(fā)動機總成和傳動總成形式確定，確保必要安裝和安全控件，防火板的位置就能確定；d：隨后確定油門踏板的安裝位置；確定初步PRP和AHP點的和安裝地板相對高度位置，（2）初步確定H30硬點參數(shù)，H30和汽車的類型相關，對A類車H30<450mm，轎車H30小些，跑車最小，Suv較大，越野車最大，這是一個經驗取值。（3）確定踏板平面角A47共七十頁H點確定(quèdìng)和設計的程序

（4）確定H點布置工具線繪制

1）：隨后選定95百分位，50百分位，5百分位來確定適意線曲線函數(shù)，這樣正對不同百分位點有不同的H點到PRP的相對水平距離，當然作為最總設計H點（SgRP)點，我們通常用95百分位人群來標定

2）：這樣我們基本確定了設計H點（SgRP）的在側視圖上和油踏板的相對位置

3）：確定H點在汽車俯視圖方向位置即確定SgRP點的在Y軸上的位置

4）：最后進行人機界面校核(xiàohé)，確定SgRP的修正值共七十頁H點確定和設計(shèjì)的程序

注意：當然以上設計步驟是設計廠商并不知道座椅參數(shù)，座椅設計是在設計H點確定后，并進行適當匹配(pǐpèi)設計，這種設計給后續(xù)帶來較大的麻煩，經常表現(xiàn)為座椅設計和原本設計H點的參數(shù)有較大差異。

但是，當我們有座椅參數(shù)，知道座椅安裝方式，那么，我們可以確定座椅調節(jié)的四角行程（最后最低，最后最高，最前最低，最高最低）而成的四邊形（大致呈平行四邊形）的形心線，形心線和H點（通常為95%百分位）適意曲線函數(shù)在側視圖上的交點可作為最終的設計H點，即（SgRP)點在汽車側視圖上的位置點。

最后，汽車設計參考點和車身座椅踏板水平距離，汽車地板平面垂直高度，和汽車車身縱向對稱中心水平的距離。進而可建立SgRP點在整車坐標體系的位置。共七十頁眼橢圓在車身視圖(shìtú)上的定位二：眼橢圓(tuǒyuán)在車身視圖上的定位（繪制眼橢圓(tuǒyuán)）共七十頁二：眼橢圓在車身(chēshēn)視圖上的定位（繪制眼橢圓）共七十頁26二：眼橢圓在車身(chēshēn)視圖上繪制（繪制眼橢圓）共七十頁27三：頭廓包絡(bāoluò)的定位和繪制共七十頁ISO3958適用于以下尺寸轎車（1）座椅背靠角在9°~33°-A40（2）最后H點到鍾點的垂直距離127~520-H30（3）H點的水平調節(jié)(tiáojié)范圍130-TL23（4）轉向盤直徑330~600-W9（5）轉向盤傾角10-70-A18（6）轉向盤中心到鍾點距離66~152-L11（7）轉向盤中心到鍾點的垂直距離530~838-H17四：駕駛員室內(shìnèi)操作手伸及最大空間界面的確定共七十頁駕駛員室內操作手伸及最大空間(kōngjiān)界面的確定手伸及界面(jièmiàn)的形狀共七十頁駕駛員室內(shìnèi)操作手伸及最大空間界面的確定

汽車(qìchē)駕駛員的手伸及界面共七十頁手伸界面（曲面(qūmiàn)表格示范）共七十頁駕駛員室內操作手伸及最大空間界面(jièmiàn)的確定與手伸及界面有關(yǒuguān)的駕駛室內尺寸共七十頁1)測量駕駛室的以下幾項尺寸(圖3-36)。

2)計算綜合因子G值：

3)計算手伸及界面的基準面HR縱向離踵點的距離d，即

4)建立三個正交平面組成的坐標系：基準面HR、駕駛員座椅對稱平面以及通過最后H點的水平面，

5)測量車輛上欲檢驗的操作鈕件在上述坐標系中的坐標值。

6)根據(jù)2)中算出的G值及已確定的男女(nánnǚ)駕駛員比例，從ISO3958標準所制定的表中找到相應的表格檢驗(jiǎnyàn)駕駛員手伸及界面的步驟：共七十頁座椅設計中的動態(tài)(dòngtài)參數(shù)圖3-24系統(tǒng)幅頻特性

a)車身加速度／平面度b)座椅垂直位移／車

身垂直位移c)座椅加速度／路面(lùmiàn)不平度共七十頁座墊(zuòdiàn)的彈性元件和彈性特性

1）將座墊的設計頻率避開人體對振動最敏感的4~8Hz區(qū)域，但如果座墊設計頻率高于8Hz，將會導致彈性元件剛度過大，這樣不僅達不到合理的體壓分布，而且沖擊頻率過高，容易使駕駛員疲勞。

2）為了避免與車身固有頻率(ɡùyǒupínlǜ)1.2~2Hz相重合，如果取低于1Hz的彈性元件，運行中振幅將增大，座墊的靜撓度將超過25mm，導致布置上的困難，而且要求匹配較大的阻尼。

3）因為振動的傳遞與所采用的座墊材料有關，所以正確選擇彈性元件的材料是非常重要的。共七十頁相對阻尼(zǔní)系數(shù)頻率響應(pínlǜxiǎnɡyīnɡ)函數(shù)頻率比振幅響應座椅動態(tài)特性共七十頁振動(zhèndòng)的傳遞性1）低頻(dīpín)段|z/q|略大于1，阻尼比ζ對這一頻段的影響不大。0.1110頻率比λ=ω/ω010lg|z/q|-101-1lgλ0.11|z/q|10-2:1-1:1共七十頁2）共振(gòngzhèn)段|z/q|出現(xiàn)峰值，將輸入位移放大，加大阻尼比ζ，可使共振峰值明顯(míngxiǎn)下降。0.1110頻率比λ=ω/ω010lg|z/q|-101-1lgλ0.11|z/q|10-2:1-1:1振動傳遞性共七十頁2）共振(gòngzhèn)段|z/q|出現(xiàn)峰值，將輸入位移(wèiyí)放大，加大阻尼比ζ，可使共振峰值明顯下降。0.1110頻率比λ=ω/ω010lg|z/q|-101-1lgλ0.11|z/q|10-2:1-1:1振動傳遞性共七十頁頭枕靠背(kàobèi)墊安全帶固定點背靠框架(kuànɡjià)靠背角度調節(jié)

高度調節(jié)座墊底座前后移動調節(jié)座面腰托調節(jié)五：座椅的構成

座墊部靠背部共七十頁五：座椅的構成(gòuchéng)及作用

座墊部部形狀維持及強度(qiángdù)確保.彈簧支座共七十頁五：座椅的構成(gòuchéng)及作用

座椅前后調節(jié)裝置保證(bǎozhèng)駕駛員的最佳駕駛條件。滑軌

總成

導軌滑軌控制手柄上導軌下導軌C形W形T形共七十頁五：滑軌(huáɡuǐ)

總成

共七十頁

座椅的上下調節(jié)裝置保證(bǎozhèng)駕駛者的最佳駕駛條件.高度(gāodù)調節(jié)裝置總成

LEVER旋鈕式調節(jié)搖柄式五：座椅的構成及作用

共七十頁

保證BACK部的最佳形狀,乘客的位置維持(wéichí)及強度保證。

背靠

管狀構造(gòuzào)沖壓鈑金骨架五：座椅的構成及作用

共七十頁五：座椅的構成(gòuchéng)及功用

保證駕駛(jiàshǐ)員在長距離駕駛(jiàshǐ)時的腰部舒適度.

靠背靠背調節(jié)旋柄靠背支撐塊（腰托）凸輪式滾筒（鼓）軸式不可調彈簧支座共七十頁五：座椅的構成(gòuchéng)及功用

通過調整的強度(qiángdù),保證乘客的安全.

角度調節(jié)總成共七十頁五：調角(diàojiǎo)機構（1）共七十頁五：調角(diàojiǎo)機構（2）共七十頁五：座椅的構成(gòuchéng)及功用

當受到后方的沖擊(chōngjī)時,保證乘客的頭腦后部的安全.頭枕結構示意自適應翻轉上下可調共七十頁彈簧(tánhuáng)懸置鉸鏈(jiǎoliàn)發(fā)條五：技術應用

車輛受到后方撞擊時,

頭枕會向乘客頭部后上方推出,

以防止乘客

頸部受傷,增大安全性

。

后方撞擊時上移共七十頁五：技術(jìshù)應用DVD頭枕靠背(kàobèi)風扇按摩裝置側面氣囊座墊風扇電動導軌可外置太空記憶棉共七十頁六：座椅相關(xiāngguān)法規(guī)---尺寸

韓國北美歐洲澳洲尺寸a≥400b≥400a≥400b≥400a≥400c≥400d≥400800≥a≥400(1人用)間距可調e≥460e≥460--不可調e≥650e≥650--abc座墊、靠背部尺寸(chǐcun)要求座椅間距離要求CTR.eeeHIPPOINT國家項目單位

:mmdH點軀干線共七十頁25425425417010063565BUCKETBENCH中國北美(FMVSS202)歐洲(ECE17.07,EEC96/37)澳洲(ADR22/03)一般規(guī)定FRONLYFRONLYFR＆RR捷克/波蘭/斯洛文尼亞FRONLY高度(H/REST最下端)≥700≥700≥800/750,≥700≥750/700,≥700≥700寬度BUCKET≥170BENCH≥254BUCKET≥170BENCH≥254FR:BUCKET≥170BENCH≥254RR:≥170BUCKET≥170BENCH≥254頭部高度--≥100-H/REST最上端(shànɡduān)H/REST最下端(xiàduān)TORSOLINE寬度要求

頭部高度要求HIPPOINT國家項目單位

:mm高度要求六：座椅相關法規(guī)---尺寸

共七十頁中國北美歐洲澳洲H/REST強度判定a≤102a≤102a≤102a≤102備注--P1負荷

加的狀態(tài)下加P2的負荷P2負荷負荷時從HIPPOINT到635mm點加負荷.國家(guójiā)項目(xiàngmù)單位

:mm65aHIPPOINTTORSOLINEDTRLP2P1BACKPAN●TEST方法

1.在BACKPAN上施加P1(38Kgfm)以

DTRL為基準.2.P1負荷取消后,在

H/REST上端往下65mm施加

P2負荷(38Kgfm).3.施加P2負荷時,測出H/REST

上端部和

DTRL的距離(a).※調節(jié)

位置

-H/REST:最上端

-SLIDE:最下端

-LIFTER:最下端

-其他

調節(jié)器具

:設計基準位置635六：座椅相關法規(guī)---強度

共七十頁韓國北美歐洲澳洲一般規(guī)定FRONLYFRONLYFR＆RRFRONLY備注※碰撞位置-頭部受沖擊部位的最大力部位

,或者如上圖所示位置的地方※碰撞方向沖擊位置的接線的垂直方向，或者沖擊位置與表面垂直的方向※適用車型-乘用車,4.5ton以下旅行車,貨物及特種車※H/FORM速度

:24.1Km/h※SEAT

調節(jié)位置-TORSO角

:接近于25?-H/REST:最不利的位置

※沖擊方向-后方沖擊

:水平長度方向前方沖擊

:與垂直面的45?方向※H/REST無時只評定前方沖擊※沖擊位置預計沖擊最大的位置(調節(jié)H/REST最上端后打擊BACKFRM上端的實驗也包含)※沖擊方向-垂直面的

45?方向國家(guójiā)項目(xiàngmù)●TEST方法

/評定基準

-把H/FORM(Φ165,6.8Kg)23.7±0.5Km/h速度來沖擊時

H/FROM的

減速度

不能連續(xù)超過3/1000秒以上的80G.※SEAT調節(jié)位置

-RECLINER:設計基準

-H/REST上下位置

:最下端

-H/REST前后位置

:設計基準

-SLIDE:最后方

-LIFTER:最下端HIPPOINTH/FROM六：座椅相關法規(guī)---吸能共七十頁韓國北美歐洲澳洲負荷施加位置BACKFRAME上端BACKPAN-適用負荷P2(38Kgfm)P1(530Nm)-評定基準TEST后,SEATFRAME,SEATANCHORAGE,SLIDE,LIFTER裝置等,不得發(fā)生龜裂,變形等現(xiàn)象.

碰撞時的傷害危險性沒有增加,

說明合格.-國家(guójiā)項目(xiàngmù)●TEST方法

/評定標準

-在HIPPOINT瞬間性的往水平方向加38Kgfm的負荷時，可以

承受所受到的力。※SEAT調節(jié)位置

-SLIDE:最后方

-其他調節(jié)器具

:設計標準位置P1P2(歐洲)(韓國/北美)HIPPOINTBACKFRAME六：座椅相關法規(guī)--強度共七十頁韓國北美歐洲澳洲備注※BELT-IN-SEAT的情況(韓國):SEAT重量的20倍負荷加

BELT-ANCHOR-TEST負荷?！鵖EAT調節(jié)位置●前后方調節(jié)

:與歐洲的前后方

SEAT調節(jié)相同.●后方調節(jié)-SLIDE:RR.MOST-RECLINER:設計基準位置-LIFTER:設計基準位置-H/REST:最上端LOCK位置國家(guójiā)項目(xiàngmù)●TEST方法

/評定基準

-

在座椅的重量中心，前后方向加

SEAT重量20倍的負荷時，可以承受。

(韓國/北美

:STATICTEST,歐洲

:用30ms做DYNAMICTEST).※SEAT調節(jié)位置(韓國/北美)-受沖擊最大的位置.

或者前后/上下方向的中間位置.(韓國)-滿足所有

SEAT調節(jié)位置(北美).PPSEAT重心※SEAT調節(jié)位置(歐洲)-SLIDE:FRT./RR.MOST-RECLINER:設計基準位置

-LIFTER:設計基準位置

-H/REST:最上端

LOCK位置六：座椅相關法規(guī)---慣性負荷共七十頁韓國北美歐洲澳洲備注※SEAT調節(jié)位置-最前方位置-※SEAT調節(jié)位置-RECLINER:設計基準

-SLIDE:RR.MOST-LIFTER:設計基準-H/REST:最上端位置※SEAT調節(jié)位置

與歐洲相同國家(guójiā)

項目(xiàngmù)●TEST方法

/判定基準

-前方向

SEAT的情況

BACK重量的

20倍,后方向

SEAT的

情況

BACK重量的

8倍的FORCE加時,

LOCK`G的解開與否

TEST(STATICTEST).PBACK重心P<前向

SEAT><后向SEAT>※SEAT調節(jié)位置(北美)-RECLINER:設計基準位置

-SLIDE:RR.MOST-LIFTER:最上端位置

-H/REST:最上端位置六：座椅相關法規(guī)---鎖止機構強度

共七十頁＊適用對象

:乘用車,MPV/Truck(3856kgf以下),BUS(4536kgf以下)＊適用地點

:美國(Tether&LowerAnchor)加拿大(TetherAnchorOnly)＊適用時點

:美國(TetherAnchor:‘00.09.01以后全車種

,LowerAnchor:‘02.09.01以后全車種)

加拿大(TetherAnchor:‘99.09.01以后全車種)＊判定基準①如上(rúsháng)記負荷負荷時

T/Anchor的任何一個點

都不能移動

125mm以上②如上記負荷負荷時

SFAD2的負荷作用點不能移動

125mm以上●TEST方法

:T/Anchor(①利用SFAD1

TL方向

15,000N負荷

or②BeltStrap末端的水平面上下

20。以內

前方向

5,300N負荷中選擇一種(yīzhǒnɡ)方法就行)L/Anchor(①利用SFAD2TL方向

11,000N負荷

and②利用SFAD2

WL平面上

以75±5?方向

加5,000N負荷)15000N5300N20。11000N5000N75±5?SFAD1SFAD2<TetherAnchor><LowerAnchor>六：兒童座椅相關法規(guī)

ORAND共七十頁韓國北美(FMVSS209)歐洲(ECE16.04,EEC96/36)澳洲(ADR5/03)安全帶類型FRT.SIDE:3點CTR.:2or3點SIDE:3點CTR.:2or3點SIDE:3點CTR.:3點SID