基于人機(jī)工程學(xué)的輕卡駕駛室座椅設(shè)計(jì)方法

楊新

摘 要 為了使人體坐姿達(dá)到一定的舒適度，需要在設(shè)計(jì)座椅模型的過程中，考慮座高、靠背高度、座深等靜態(tài)參數(shù)。本文首先介紹了人體坐姿的舒適特征，然后分析了以上座椅設(shè)計(jì)的靜態(tài)參數(shù)，并結(jié)合實(shí)際的座椅模型，對(duì)人機(jī)工程學(xué)的輕卡駕駛室座椅設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞 人機(jī)工程學(xué) 輕卡 駕駛室 座椅

在輕卡駕駛室座椅設(shè)計(jì)中，充分利用人機(jī)工程學(xué)方面的原理，使座椅與人體的尺寸、生理，以及心理特征更加符合。在此基礎(chǔ)上，使駕駛員獲得最佳的坐姿舒適度，從而減輕工作中的疲勞。同時(shí)，合理的座椅設(shè)計(jì)也有助于駕駛員保持合理的坐姿，避免駕駛員由于坐姿不正確引發(fā)腰肌勞損、脊椎病。另外，在很大程度上保證了駕駛的安全性。

一、人體舒適坐姿的生理特征

人體在不同姿勢(shì)下，呈現(xiàn)出不同的曲線狀態(tài)。當(dāng)人體處于松弛狀態(tài)時(shí)，脊柱為自然彎曲狀態(tài)。通常情況下，人體軀干與大腿夾角超過90笆保怪現(xiàn)乇湫巍K裕聳棺擻爰怪勻煌淝男翁詠詠蟠笸扔肭傻募薪侵遼儔3？35暗募薪恰M保諫杓譜問保掛實(shí)敝С偶菔輝鋇難俊V揮姓庋拍蓯寡車募∪獯锏階勻?、放松的状藺磽猓頌宕τ謐聳保硤宓鬧饕亓坑勺衛(wèi)粗С擰S捎詮曬淺惺芤歡ǖ難沽Γ傭黽恿搜臣∪獾鈉@停砸笱麓τ謐勻蛔刺庋拍芑航饃咸宥源笸妊艿難沽Γ傭寡貉繁3終W刺Q芯勘礱鰨頌遄釷媸實(shí)淖宋和尾肯蚩勘城胺轎⒁疲咸迓暈⑾蠔笄閾保逵氪笸鵲募薪竊？0暗？15爸洹M保⊥認(rèn)蚯吧歟勾笸?、小妄x約敖琶嫻募薪竊諍鮮實(shí)姆段凇？

二、輕卡駕駛室座椅設(shè)計(jì)的靜態(tài)參數(shù)

在設(shè)計(jì)輕卡駕駛室座椅時(shí)，必須綜合考慮靜態(tài)參數(shù)，包括座高、座深、座寬，以及靠背高度等，下面具體來分析。

1、座深。不合理的座深設(shè)計(jì)不但會(huì)影響小腿的靈活度，而且給身體帶來很大的不適感。比如：對(duì)于身材矮小者來說，當(dāng)座深明顯過高時(shí)，由于背部得不到支持，就會(huì)增加座面前緣膝窩處的壓力，使身體處于不適狀態(tài)。在這種情況下，只有改變腰部曲線才能使靠背得到支持，但是也會(huì)帶來很大的不適感。所以，在設(shè)計(jì)座深時(shí)，應(yīng)該采用較小百分位群體設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。該設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有助于減輕大腿部產(chǎn)生的壓力，對(duì)任何身材的駕駛員都比較適用。

2、座寬。座寬要與臀部的尺寸大小相符，便于對(duì)坐姿進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，在設(shè)計(jì)座寬時(shí)，要求取值適當(dāng)大于臀寬。一般情況下，為了滿足身材粗壯者的需要，將大身材女星臀寬作為依據(jù)。另外，由于駕駛室空間有限，因此座寬尺寸必須合適。如果座寬過大，就會(huì)影響到制動(dòng)桿、操作桿的操作。

3、座面傾角。水平臺(tái)與座面的夾角，稱之為座面傾角。座面后傾的作用主要為：第一，當(dāng)坐者軀體向后移時(shí)，受到重力的作用，使背部與靠墊接觸，并獲取支撐力，最終使腰背肌肉達(dá)到放松的狀態(tài)。第二，在顛簸環(huán)境中，可以避免駕駛員滑出座面前緣，有利于駕駛員的安全行駛。然而，當(dāng)座面傾角過大時(shí)，就會(huì)形成一種費(fèi)力姿勢(shì)，不但破壞了駕駛員正常的腰椎曲線，而且加劇了腹部壓力，給駕駛員的身體健康帶來了極大的危害。所以，座面傾角必須適當(dāng)，一般在4暗？爸潯冉蝦鮮省？

4、靠背的高度?？勘车母叨仍诤侠矸秶鷥?nèi)，可以幫助脊柱獲得輕松、舒適感。因?yàn)槿梭w脊柱長(zhǎng)度以及曲度變化不一致，所以靠背設(shè)計(jì)的高度也有一定的差異性。按照高度可以將靠背分為4個(gè)類別，包括低靠背、中靠背、高靠背，以及全靠背。低靠背與中靠背同為一點(diǎn)支撐，其中，低靠背的支撐點(diǎn)在腰部，中靠背的支撐點(diǎn)在胸椎。高靠背為腰椎、肩胛骨兩點(diǎn)支撐。全靠背除了這兩點(diǎn)支撐外，還包括頭枕支撐，為三點(diǎn)支撐。另外，在設(shè)計(jì)靠背高度的過程中，不僅要考慮到駕駛員自身的生理特征，而且要將座椅的厚度計(jì)算在內(nèi)。

5、座高。座高指的是：地面到座面上坐骨支撐處的高度。座高在設(shè)計(jì)的過程中，要求與駕駛員大腿接近水平，同時(shí)小腿處于自然放松的狀態(tài)。如果座高太高，就會(huì)使小腿懸空。在這種情況下，也會(huì)導(dǎo)致肌肉受到座椅前緣的壓迫。一旦肌肉受到壓迫后，就會(huì)影響腿部的血液循環(huán)，然后使小腿產(chǎn)生麻木感，嚴(yán)重的情況下，還會(huì)導(dǎo)致小腿腫脹。反之，如果座高高度達(dá)不到要求，就會(huì)增加背部肌肉的負(fù)載。因此，在設(shè)計(jì)座高的過程中，應(yīng)該首先要考慮到身材矮小的駕駛員。

6、靠背傾角?？勘硟A角指的是：靠背與坐面之間的夾角。一般情況下，靠背傾角取115氨冉蝦鮮剩梢允辜菔輝痹詡菔壞墓討校怪3腫勻壞淖刺⒒竦蒙硤逕系氖媸矢?。?/p>

三、輕卡駕駛室座椅設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的問題

如果輕卡駕駛室座椅設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)導(dǎo)致駕駛姿勢(shì)不合理，在此基礎(chǔ)上，給駕駛員帶來腰酸、背痛等不適感。嚴(yán)重的情況下，使駕駛員難以集中精力駕駛，無心關(guān)注當(dāng)前路況。與此同時(shí)，埋下了嚴(yán)重的安全隱患。當(dāng)前，隨著輕卡的不斷發(fā)展，人們對(duì)卡車的要求越來越高，比如車的舒適度、安全性，以及高效性。當(dāng)前，在輕卡駕駛室座椅設(shè)計(jì)中，還應(yīng)該注意這幾個(gè)方面的問題：第一，合理布置座椅。第二，座椅的外形必須與人體的生理功能符合。第三，座椅應(yīng)該具有調(diào)節(jié)的機(jī)構(gòu)。第四，座椅要有良好的振動(dòng)性。第五，座椅的性能必須安全可靠。

四、結(jié)束語

在輕卡駕駛室座椅設(shè)計(jì)中，需要確定座寬、座深等靜態(tài)參數(shù)。將人機(jī)工程學(xué)運(yùn)用到其中，體現(xiàn)了以人為本的理念，提高了座椅的舒適度，保證了駕駛員的安全駕駛。同時(shí)，使用虛擬建模分析有效解決了不合理的問題，避免了重復(fù)設(shè)計(jì)，節(jié)約了設(shè)計(jì)的時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：沈陽金杯車輛制造有限公司）