《汽車座椅設計》PPT課件.ppt

第8章 汽車座椅設計,8.1 汽車駕駛座椅設計的人機工程學原理 8.2 汽車駕駛座椅的調節(jié)方式 8.3 汽車座椅動態(tài)參數(shù),8.1 汽車駕駛座椅設計的人機工程學原理,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,2、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,舒適駕駛坐姿,3、臀部壓力分布,舒適駕駛坐姿,單位：100Pa,4、舒適駕駛的關節(jié)角度,舒適駕駛坐姿,舒適駕駛坐姿,DIN33408推薦的轎車駕駛員關節(jié)角度（僅供參考）,舒適駕駛坐姿,二、駕駛座椅設計的人機工程學原理,1、座椅的結構形式 骨架 彈簧 軟墊 座椅護面 調節(jié)機構,汽車座椅的結構與要求,汽車座椅的結構與要求,汽車座椅的結構與要求,2、汽車座椅的人機工程學要求 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。 側向穩(wěn)定感：汽車轉向行駛時乘坐者要能受到座椅左右的適當約束，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。,汽車座椅的結構與要求,3、座椅的幾何參數(shù),8.2 汽車駕駛座椅的調節(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，是車室內部布置中的重要內容。,1、調節(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,對于駕駛員座椅，不僅要確定設計H點的位置和行程，還需確定合理的設計H點調節(jié)方式和調節(jié)軌跡，為座椅調節(jié)機構設計提供參考。 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。,駕駛座椅的調節(jié)量,硬點尺寸H30是與座椅高度密切相關的重要尺寸，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127405mm之間。,駕駛座椅的調節(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被壓塌的地板覆蓋件上的點,拇趾參考點（BOF）： 在側視圖上過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視圖上鞋底平面與水平面的夾角,駕駛座椅的調節(jié)量,駕駛座椅的調節(jié)量,2、H點位移與座椅調節(jié)量的確定原則 X97.5=936.6+0.613879Z0.00186247Z2 X95 =913.7+0.672316Z 0.00195530Z2 X90 =885.0+0.735374Z 0.00201650Z2 X50 =793.7+0.903387Z 0.00225518Z2 X10 =715.9+0.968793Z 0.00228674Z2 X5 =692.6+0.981427Z 0.00226230Z2 X2.5=687.1+0.895336Z 0.00210494Z2 Xi：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%，求座椅的水平調節(jié)量。,駕駛座椅的調節(jié)量,B類車，男女駕駛員比例50：50,駕駛座椅的調節(jié)量,B類車，男女駕駛員比例75：25,駕駛座椅的調節(jié)量,B類車，男女駕駛員比例90：10或95：5,駕駛座椅的調節(jié)量,3、座椅的其它調節(jié)量 高度和水平調節(jié)： 垂直方向：3050mm； 水平：100160mm，每級1020mm。 大腿與腹部夾角：90115度。 坐墊傾角：510度或更大。 靠背傾角：2045度。 坐墊剛度：根據(jù)駕駛員體重調節(jié)，保證固有頻率不變。,駕駛座椅的調節(jié)量,汽車座椅的設計參數(shù)（參考）,1）座椅的幾何參數(shù) 座高：430450mm 座寬：500mm左右 座深：450mm左右 靠背角：100115范圍內，半臥姿乘客座椅靠背角可調至155,2）座椅的調節(jié)量 高度和水平調節(jié)： 垂直方向：3050mm； 水平：100160mm，每級1020mm。 大腿與腹部夾角：90115度。 坐墊傾角：510度或更大。 靠背傾角：2045度。 坐墊剛度：根據(jù)駕駛員體重調節(jié)，保證固有頻率不變。,不同類型的車，對乘坐空間要求不同，應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，應根據(jù)車的級別合理選擇。,8.3 汽車座椅動態(tài)參數(shù),人體最敏感的頻率范圍： 垂直振動為48Hz；水平振動為12Hz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。,1、單質量塊單自由度系統(tǒng)模型 ms=m0+rmp r=0.75或5/7 m0：駕駛座椅簧載質量；mp：駕駛員體重,y,F(t),z2,z1,m2,m1,k2,k1,k,c2,c1,c,2、兩質量塊三自由度線性系統(tǒng)模型 ISO5982規(guī)定： M1=69.4kg M2=6kg C1=1540Ns/m C2=190Ns/m K1=68kN/m K2=24kN/m,f0=2,f0=4,f0=6,f0=8,f0=10,f,H,f,H,f0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。 隨阻尼比的提高，共振峰值下降。,結論： 汽車座椅由于泡沫坐墊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59Hz選取， 當懸架固有頻率較高，地板譜高頻成分多時，f0應取小值； 當懸架固有頻率較低，地板譜低頻成分多時，f0應取大值。,本次課應該掌握的重點及思考題,1、汽車駕駛座椅設計的人機工程學原則。 2、汽車駕駛座椅調節(jié)量的確定原則。,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,2012.,