汽車電動(dòng)座椅結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用

張瑾

（江西江鈴汽車股份有限公司，江西 南昌 330001）

一、引言

隨著汽車制造業(yè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們對于汽車的需求也在不斷的提高，因此人們對于座椅的功能與座椅的要求也在不斷提高，由于電動(dòng)座椅的功能原理更加全面，可操縱性更強(qiáng)，可以為駕駛員提供更多的應(yīng)用功能，對駕駛員的駕駛起到輔助效果，因此許多汽車制造廠家都在針對汽車電動(dòng)座椅的結(jié)構(gòu)原理與相關(guān)的應(yīng)用功能進(jìn)行研究分析，試圖進(jìn)一步提高電動(dòng)座椅的功能性與舒適度。

二、汽車電動(dòng)座椅的基本結(jié)構(gòu)與工作原理

汽車電動(dòng)座椅的結(jié)構(gòu)雖然并不復(fù)雜，但是也包含了許多的內(nèi)容與系統(tǒng)，從整體上來看，汽車電動(dòng)座椅的設(shè)計(jì)是基于人體的坐姿形態(tài)與體壓進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的，而在座椅的具體內(nèi)容結(jié)構(gòu)中，不同的組成部分又有著不同的理論基礎(chǔ)，因此，本文首先從汽車電動(dòng)座椅的基本結(jié)構(gòu)與工作原理角度進(jìn)行探究，進(jìn)而為下文研究不同結(jié)構(gòu)的應(yīng)用功能奠定理論基礎(chǔ)。

（一）汽車電動(dòng)座椅的基本結(jié)構(gòu)與工作內(nèi)容

汽車電動(dòng)座椅具備較強(qiáng)的調(diào)節(jié)性，因此座椅的結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，從其基本結(jié)構(gòu)來看，主體從上到下分為四個(gè)主要部分，分別是高度調(diào)節(jié)電機(jī)、座墊、靠背以及靠背調(diào)節(jié)電機(jī)，而不同的蝸桿機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)電機(jī)又都連接了霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)信號傳輸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)駕駛員對座椅的調(diào)整與控制。整體結(jié)構(gòu)上來看，座墊與靠背通過傳動(dòng)軸連接著蝸桿機(jī)構(gòu)，蝸桿機(jī)構(gòu)連接了調(diào)節(jié)電機(jī)，座墊連接的是高度調(diào)節(jié)電機(jī)，而靠背連接的是靠背調(diào)節(jié)電機(jī)，座墊下方的高度調(diào)節(jié)電機(jī)起到了對座墊高度的調(diào)節(jié)信號傳輸，后方連接的水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)起到水平調(diào)節(jié)方向的作用；而靠背調(diào)節(jié)電機(jī)起到對靠背的方向調(diào)節(jié)的效果。每個(gè)電機(jī)結(jié)構(gòu)后方都連接了霍爾傳感器。

（二）工作原理分析

電動(dòng)座椅的設(shè)計(jì)與工作目的主要是為了提高駕駛員的駕駛舒適度，對駕駛起到輔助作用。而座椅的設(shè)計(jì)原理主要是基于人體的坐姿進(jìn)行設(shè)計(jì)的，工作原理也較為簡單，本文就從坐姿的生理形態(tài)與人體坐姿的體壓分布、系統(tǒng)的基本工作原理三個(gè)方面進(jìn)行簡要討論，進(jìn)一步明確座椅的結(jié)構(gòu)原理。

1.坐姿的生理形態(tài)

首先，電動(dòng)座椅的設(shè)計(jì)主要是依照坐姿的生理形態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，主要依托人在坐姿狀態(tài)下對人體的背部、臀部、腿部、腳部的支撐，使得座椅提高駕駛員在駕駛過程中的舒適度效果，充分保持大腿與上體之間的間角在85°以上，120°以下，形成支撐角度后滿足駕駛的坐姿要求。

2.人體坐姿的體壓分布

根據(jù)人體坐在座椅上的重量分布情況，從人機(jī)工程學(xué)角度來看，電動(dòng)座椅還需要充分考慮人體坐姿的體壓分布情況，確保對人體支撐面積與體壓分布面積的適應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人體坐姿的舒適效果。因此，現(xiàn)階段大部分座椅的生產(chǎn)主要會將肩部與臀部的承重進(jìn)行合理處理，形成有針對性的承重結(jié)構(gòu)，提高座椅舒適效果。

三、電動(dòng)座椅的結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用功能分析

基于電動(dòng)座椅的不同結(jié)構(gòu)原理與功能，在現(xiàn)階段許多汽車生產(chǎn)廠家也在嘗試進(jìn)行對汽車座椅功能結(jié)構(gòu)的有效應(yīng)用，本文中基于上文所述的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行了對不同功能應(yīng)用的分析，主要分析了自動(dòng)調(diào)節(jié)功能、記憶功能、座椅加熱裝置、測量位置極限與自學(xué)習(xí)功能的應(yīng)用，明確了當(dāng)前我國電動(dòng)座椅的主要應(yīng)用方向，為相關(guān)研究人員進(jìn)一步開展研發(fā)制作提供方向與思路。

（一）自動(dòng)調(diào)節(jié)功能

自動(dòng)調(diào)節(jié)功能是電動(dòng)座椅的基本功能，主要就是應(yīng)用座椅結(jié)構(gòu)中的霍爾傳感器通過信號的傳輸，基于調(diào)節(jié)電機(jī)的控制，形成對座墊的高度與水平方向上的調(diào)節(jié)以及靠背的角度調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)過程中駕駛員可以依照自己的身材與喜好調(diào)整到適合的駕駛位置，既提高了舒適度，又可以增強(qiáng)駕駛效果。座椅上設(shè)有不同的按鈕，按鈕可以傳輸指令形成對座椅的調(diào)節(jié)，同時(shí)座椅上面有存儲鍵，存儲駕駛員較為舒適的座椅位置，進(jìn)一步提高駕駛員的駕駛舒適度。目前的大部分汽車已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了頭枕高度、靠背上部、傾斜度、寬度以及座墊縱向調(diào)節(jié)、高度調(diào)節(jié)、傾斜度、前后的調(diào)節(jié)，功能齊全。

（二）記憶功能

記憶功能主要就是通過按鍵手動(dòng)設(shè)置調(diào)整完座椅的角度與位置后形成對座椅的控制，通過電機(jī)與霍爾傳感器的脈沖數(shù)進(jìn)行存儲，系統(tǒng)有效的記憶信息，在駕駛員下一次需要調(diào)整到這個(gè)座椅位置或者恢復(fù)座椅位置時(shí)就可以通過按存儲鍵三秒實(shí)現(xiàn)復(fù)位。記憶功能可以目前主要應(yīng)用于前乘客座椅與駕駛員座椅，控制系統(tǒng)中有多個(gè)存儲按鍵，所以一般可以記憶多個(gè)座椅位置，為乘客與駕駛員提供了較大的便利與舒適。

（三）座椅加熱裝置

電動(dòng)座椅還可以實(shí)現(xiàn)加熱效果，主要是同構(gòu)加熱裝置，大部分汽車目前可以從總線端進(jìn)行控制，啟動(dòng)座椅的加熱裝置，通過系統(tǒng)信號的傳輸，將信號發(fā)送到座椅，形成負(fù)荷電流，實(shí)現(xiàn)座椅加熱，在座墊中分別帶有NTC電阻，實(shí)現(xiàn)對溫度的調(diào)節(jié)。

（四）測量位置極限的自學(xué)習(xí)功能

最后一個(gè)應(yīng)用功能是測量位置極限的自學(xué)習(xí)功能，由于汽車內(nèi)部空間大小有差別，所以汽車座椅的調(diào)節(jié)距離也有所差異，所以大部分電動(dòng)座椅具備自學(xué)習(xí)功能，可以測量汽車內(nèi)部空間的位置極限，確保內(nèi)部空間的而合理使用，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，系統(tǒng)會對電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)速效果時(shí)就可以判斷電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，確定極限位置，放置堵轉(zhuǎn)，確保座椅位置合理。

結(jié)論：汽車的電動(dòng)座椅是汽車中輔助駕駛員駕駛的一個(gè)重要部分，而電動(dòng)座椅的結(jié)構(gòu)較多，不同結(jié)構(gòu)承擔(dān)著不同的功能，也具備不同的原理，不同座椅生產(chǎn)廠家在明確電動(dòng)座椅不同結(jié)構(gòu)的原理與功能后可以有效的利用功能實(shí)現(xiàn)對座椅的進(jìn)一步開發(fā)與應(yīng)用，進(jìn)一步提高電動(dòng)座椅的用途。本文就從電動(dòng)座椅的結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用功能等多方面進(jìn)行了分析討論，旨在為駕駛員與相關(guān)座椅設(shè)計(jì)人員進(jìn)一步明確座椅的功能與應(yīng)用方向，為更好地使用與開發(fā)汽車電動(dòng)座椅奠定基礎(chǔ)。