探討如何根據(jù)人機(jī)工程學(xué)提高汽車(chē)座椅舒適性

鄧兵

摘要：本文首先介紹了汽車(chē)座椅舒適性的要求，文章緊接著對(duì)汽車(chē)座椅的人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用進(jìn)行分析，主要內(nèi)容包括人體的肢體需要與汽車(chē)座椅有很高的服帖性;汽車(chē)座椅的設(shè)計(jì)工作需要考慮到座椅的平衡性;汽車(chē)座椅的設(shè)計(jì)需要有兩個(gè)科學(xué)的支撐點(diǎn);汽車(chē)座椅的軟硬程度控制，文章在最后對(duì)汽車(chē)座椅的結(jié)構(gòu)參數(shù)與空間設(shè)計(jì)進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：人機(jī)工程學(xué);汽車(chē);座椅;舒適性

0? 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越傾向于自己買(mǎi)車(chē)做有車(chē)一族。隨著人們對(duì)汽車(chē)需求的日益增長(zhǎng)，人們對(duì)汽車(chē)座椅的舒適性有著越來(lái)越高的要求。汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)人員創(chuàng)新地將人機(jī)工程學(xué)運(yùn)用在汽車(chē)座椅舒適性的設(shè)計(jì)工作中，有效的提升了汽車(chē)座椅的舒適程度，為我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。

1? 汽車(chē)座椅舒適性的要求

相關(guān)設(shè)計(jì)人員為了保證設(shè)計(jì)出來(lái)的汽車(chē)座椅在一定程度上滿(mǎn)足駕駛者的實(shí)際舒適度需求，往往會(huì)選擇在汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)工作中結(jié)合人機(jī)工程學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，保證設(shè)計(jì)出的汽車(chē)座椅符合人機(jī)工程學(xué)的使用原理[1]。換一句話說(shuō)，汽車(chē)座椅的設(shè)計(jì)工作就是需要滿(mǎn)足人機(jī)工程學(xué)中的相關(guān)知識(shí)。首先，汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)需要保證乘車(chē)用戶(hù)在長(zhǎng)時(shí)間的駕駛過(guò)程中有著良好的舒適度，最好的汽車(chē)座椅甚至還可以在乘車(chē)用戶(hù)使用的過(guò)程中逐漸修正不正確的坐姿。其次，汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)還需要保證在汽車(chē)行駛過(guò)程遇見(jiàn)的所有情況，包括顛簸、道路不平、急轉(zhuǎn)彎等，盡可能的不影響乘車(chē)用戶(hù)的駕駛舒適感[2]。最后一點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)汽車(chē)座椅的時(shí)候需要重視汽車(chē)駕駛視野的設(shè)置工作，盡可能保證駕駛過(guò)程中駕駛者沒(méi)有視野盲區(qū)，有著足夠的視野進(jìn)行駕駛操作，有效的避免由于視野盲區(qū)而導(dǎo)致的駕駛安全事故，在一定程度上減少車(chē)禍的發(fā)生可能性。

2? 汽車(chē)座椅的人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用分析

設(shè)計(jì)人員在對(duì)汽車(chē)座椅進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要根據(jù)用戶(hù)對(duì)于汽車(chē)座椅的實(shí)際需求開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，其中最重要的需求就是對(duì)于汽車(chē)座椅安全性以及舒適性的保障。不同的用戶(hù)有著不同的身材與身高，不同用戶(hù)對(duì)汽車(chē)座椅的舒適程度也有著很大不同的自我感知。設(shè)計(jì)人員需要盡可能將汽車(chē)座椅的設(shè)計(jì)適合于更多的用戶(hù)，將人機(jī)工程學(xué)中的理論知識(shí)充分的有效運(yùn)用。

2.1 人體的肢體需要與汽車(chē)座椅有很高的服帖性

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先需要對(duì)人類(lèi)身體的實(shí)際構(gòu)造有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)，根據(jù)人類(lèi)身體的實(shí)際構(gòu)造去設(shè)計(jì)適宜不同身高、體重人群的汽車(chē)座椅。汽車(chē)座椅的靠背與座墊的形狀必須保證與駕駛員的身體貼合，無(wú)論是后背、臀部和腿部都要呈貼合的狀態(tài)，特別是腰部以及背部是反映舒適度最明顯的部位，一旦駕駛員腰部或者背部在使用汽車(chē)座椅的時(shí)候存在不舒服的感覺(jué)，長(zhǎng)時(shí)間的駕駛時(shí)間里會(huì)放大其不舒適的感覺(jué)，足以反應(yīng)出汽車(chē)座椅沒(méi)有與駕駛員身體有足夠的服帖性[3]。

2.2 汽車(chē)座椅的設(shè)計(jì)工作需要考慮到座椅的平衡性

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)汽車(chē)座椅的時(shí)候，需要考慮到各種不同的道路狀況。用戶(hù)在駕駛汽車(chē)的時(shí)候往往會(huì)遇見(jiàn)一些急轉(zhuǎn)彎或者大轉(zhuǎn)彎，這個(gè)時(shí)候乘車(chē)人員就會(huì)隨著車(chē)輛運(yùn)行而產(chǎn)生的向心力發(fā)生身體的偏轉(zhuǎn)和擺動(dòng)，以致乘車(chē)人員的舒適度大大降低。汽車(chē)座椅的平衡性的設(shè)計(jì)就是需要保證在乘車(chē)人員身體將發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的時(shí)候，盡可能保證身體的穩(wěn)定性。人們的大腿就是一個(gè)杠桿，腰部就是一個(gè)有力的杠桿點(diǎn)，通過(guò)加高座墊和靠背的兩側(cè)，加大對(duì)大腿和腰部的支撐，通過(guò)汽車(chē)座椅的兩側(cè)高度的防護(hù)作用能有效控制身體的偏移程度，盡可能保證在人們可以接受的舒適范圍內(nèi)。

2.3 汽車(chē)座椅的設(shè)計(jì)需要有兩個(gè)科學(xué)的支撐點(diǎn)

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)工作的時(shí)候，一定需要注意座椅的兩個(gè)支撐點(diǎn)的設(shè)計(jì)工作。這兩個(gè)支撐點(diǎn)的有效作用就是盡可能提升乘車(chē)人員的舒適感。第一支撐部位位于人體第5-6胸椎之間的高度，有效的設(shè)計(jì)好這一位置，可以在一定程度上減少乘車(chē)人員長(zhǎng)久保持開(kāi)車(chē)姿勢(shì)或者坐車(chē)姿勢(shì)的時(shí)候?qū)е碌募∪馑崽鄣膯?wèn)題，還可以有效降低人們發(fā)生脊椎側(cè)彎病變的可能。第二個(gè)支撐點(diǎn)所在的位置就是乘車(chē)人員腰部的位置，人體腰部的構(gòu)造有著往內(nèi)陷的特點(diǎn)，相關(guān)工作人員需要根據(jù)人類(lèi)腰部的弧度進(jìn)行汽車(chē)座椅腰部支持點(diǎn)的設(shè)計(jì)工作，盡可能保證支撐點(diǎn)對(duì)于腰部起到一定的支撐作用[4]。

2.4 汽車(chē)座椅的軟硬程度控制

汽車(chē)座椅軟硬度實(shí)際在一定程度上與床墊軟硬度相似，太硬或太軟都不合適。硬度太高的汽車(chē)座椅在短途行駛中，會(huì)壓迫駕駛員的臀部、背部，大大降低乘車(chē)用戶(hù)的舒適度;而硬度太軟的汽車(chē)座椅在使用過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致駕駛者的注意力分散，很難集中注意力全身心投入駕駛工作，并且長(zhǎng)時(shí)間的駕駛?cè)菀琢铖{駛員曲起身子，全身肌肉和骨骼受力不均，從而導(dǎo)致腰酸背痛現(xiàn)象的產(chǎn)生。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)綜合考慮汽車(chē)座椅與駕駛者的貼合度，合理地控制座椅的軟硬度。例如通過(guò)汽車(chē)座墊海綿雙密度發(fā)泡構(gòu)造，彌補(bǔ)硬海綿剛?cè)胱鶗r(shí)的不適感，以及軟海綿長(zhǎng)時(shí)間駕駛時(shí)，身體支撐力不夠的缺點(diǎn)，獲得較好的駕乘效果。

3? 汽車(chē)座椅的結(jié)構(gòu)參數(shù)與空間設(shè)計(jì)

3.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)

汽車(chē)座椅結(jié)構(gòu)參數(shù)中對(duì)于舒適性主要包含有振動(dòng)平衡性能、座椅的舒適程度、駕駛設(shè)備的方便操作程度等3個(gè)方面要求。振動(dòng)平衡性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整是最為困難的，設(shè)計(jì)人員需要有效的結(jié)合人機(jī)工程學(xué)的實(shí)際理論知識(shí)以及人類(lèi)身體的實(shí)際構(gòu)造進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際駕駛過(guò)程中乘車(chē)用戶(hù)的使用感受來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)的具體細(xì)節(jié)。重復(fù)試驗(yàn)得到大量的駕駛數(shù)據(jù)，對(duì)采集到的一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的分析，最終設(shè)計(jì)出不同身高、體重用戶(hù)最適合的汽車(chē)座椅方案，盡可能滿(mǎn)足不同乘車(chē)用戶(hù)對(duì)汽車(chē)座椅的實(shí)際需求。汽車(chē)座椅的舒適程度以及駕駛設(shè)備的方便操作程度，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)調(diào)整座椅的結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)，有效提升汽車(chē)座椅的舒適度。

3.2 空間位置設(shè)計(jì)

在駕駛汽車(chē)的過(guò)程中，乘車(chē)用戶(hù)的舒適度是來(lái)自于汽車(chē)內(nèi)部的各種環(huán)境因素，設(shè)計(jì)人員想要有效提升汽車(chē)座椅的舒適度，不僅僅只是把工作重點(diǎn)放在汽車(chē)座椅上，還需要將設(shè)計(jì)調(diào)試的重點(diǎn)放在汽車(chē)的空間位置設(shè)計(jì)工作上，有效的劃分汽車(chē)內(nèi)部空間的功能使用。在設(shè)計(jì)汽車(chē)內(nèi)部空間的首要目標(biāo)就是要保證相關(guān)駕駛者有一個(gè)足夠?qū)挸ǖ囊曇埃挥幸曇伴_(kāi)闊才可以保證駕駛過(guò)程的安全程度，在一定程度上避免視野過(guò)小駕駛員存在盲區(qū)進(jìn)一步造成駕駛事故的發(fā)生。

設(shè)計(jì)人員需按照不同駕駛者的身高、體重情況去調(diào)整一個(gè)合理的駕駛空間，盡可能保證絕大多數(shù)類(lèi)型的駕駛者有著合適的踏板距離以及方向盤(pán)距離，滿(mǎn)足更多人群的實(shí)際駕駛舒適程度[5]。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要盡可能匹配更多汽車(chē)使用者對(duì)于汽車(chē)內(nèi)部環(huán)境的適應(yīng)范圍以及人體感到最佳的舒適范圍，將汽車(chē)座椅的高度進(jìn)行個(gè)性化的調(diào)整，盡可能保證汽車(chē)座椅寬度的人性化設(shè)計(jì)，保證汽車(chē)座椅可以保證與地面形成合理的角度。

設(shè)計(jì)人員還需要考慮到在駕駛過(guò)程中有可能會(huì)遇見(jiàn)的所有駕駛狀態(tài)，比如轉(zhuǎn)彎、加速等，在多樣駕駛狀態(tài)中盡可能保證駕駛?cè)藛T處于一種平穩(wěn)的駕駛狀態(tài)。在試驗(yàn)過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要在長(zhǎng)時(shí)間的駕駛之后，采集駕駛?cè)藛T對(duì)于駕駛后產(chǎn)生的一系列想法，有效整理在駕駛過(guò)程中出現(xiàn)的不舒適的地方以及有待改進(jìn)的地方，盡可能在后續(xù)的設(shè)計(jì)調(diào)試過(guò)程中克服之前存在的不足之處。

在汽車(chē)座椅的實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員需保留一部分可以供駕駛者自由調(diào)整的可能性，讓汽車(chē)座椅的使用人員可以根據(jù)自身的實(shí)際身體情況去調(diào)整更加適宜的汽車(chē)座椅高度以及與地面形成的角度等，更好的滿(mǎn)足不同人群對(duì)于汽車(chē)座椅的特殊需求，提升汽車(chē)座椅用戶(hù)的使用舒適感[6]。在乘車(chē)人員長(zhǎng)時(shí)間使用汽車(chē)座椅的時(shí)候，可以通過(guò)自由調(diào)整的一系列操作去調(diào)整自身的使用姿勢(shì)，避免出現(xiàn)身體長(zhǎng)時(shí)間保持同一姿勢(shì)的疲態(tài)，有效通過(guò)改變身體姿勢(shì)去放松身體，減少汽車(chē)座椅使用者發(fā)生身體疲勞的可能性，在一定程度上保證了長(zhǎng)時(shí)間駕駛操作的安全程度與舒適程度。

3.3 人體模版的應(yīng)用

相關(guān)設(shè)計(jì)人員為了深入人機(jī)工程學(xué)的分析，充分結(jié)合相關(guān)知識(shí)到汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)工作中，需要使用到一系列科學(xué)的人體模版，通過(guò)有效試驗(yàn)得到對(duì)應(yīng)的操作數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)人員系統(tǒng)、全面采集這些數(shù)據(jù)信息，對(duì)其進(jìn)行有效分析，根據(jù)汽車(chē)座椅舒適度的調(diào)整方向?qū)ζ溟_(kāi)展一定的調(diào)試工作。人體模版的應(yīng)用是相關(guān)工作人員采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)去模擬人類(lèi)的感官系統(tǒng)，根據(jù)人類(lèi)形體的普遍形式去進(jìn)行模板外在的制作，將模板運(yùn)用到汽車(chē)座椅舒適度的試驗(yàn)過(guò)程中。

人體模版的具體設(shè)計(jì)工作就是設(shè)計(jì)人員根據(jù)大部分人類(lèi)的體型特性進(jìn)行模板的外形設(shè)計(jì)，主要包括身高、體重等，有效的模擬大多數(shù)人類(lèi)的身材條件，從而實(shí)現(xiàn)外形的以假亂真[7]。實(shí)際人體模版的應(yīng)用步驟，首先是相關(guān)工作人員將人體模板放在汽車(chē)內(nèi)部空間，根據(jù)相關(guān)建模技術(shù)以三維立體動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)的知識(shí)去設(shè)計(jì)圖紙，將人體模板放在汽車(chē)座椅的實(shí)際環(huán)境中，模擬在正常駕駛過(guò)程中使用者可以遭遇到的一系列情況，有效的觀測(cè)出不同情況中人體模板的可行力度以及安全指數(shù)。

4? 結(jié)束語(yǔ)

汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)知識(shí)體系去提高汽車(chē)座椅的舒適性，進(jìn)一步滿(mǎn)足乘車(chē)用戶(hù)對(duì)于汽車(chē)座椅的舒適度要求，在一定程度上避免過(guò)軟的汽車(chē)座椅分散駕駛員的注意力導(dǎo)致車(chē)禍的發(fā)生，也盡可能的滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)間駕駛之后駕駛員對(duì)于汽車(chē)座椅的舒適使用感。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷前進(jìn)，汽車(chē)座椅的相關(guān)工作人員將會(huì)采取更多有效的改善措施去提高汽車(chē)座椅的舒適度，或者深化分析人機(jī)工程學(xué)的具體知識(shí)將其有效運(yùn)用在汽車(chē)座椅的設(shè)計(jì)工作中。

參考文獻(xiàn)：

[1]辛建潮，王玉影.基于人機(jī)工程學(xué)的汽車(chē)座椅舒適性研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（19）：8-9.

[2]楊博.基于計(jì)算機(jī)輔助人機(jī)工程的家用汽車(chē)個(gè)性化內(nèi)飾改裝設(shè)計(jì)研究[D].華南理工大學(xué)，2016.

[3]趙天鵬，王淑芬，胡文文.汽車(chē)駕駛座椅的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程師，2014（09）：92-94.

[4]歐陽(yáng)丹.基于動(dòng)態(tài)舒適性的汽車(chē)座椅系統(tǒng)的研究[D].湘潭大學(xué)，2012.

[5]唐天寶.汽車(chē)座椅舒適性研究[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2009，28（09）：49-51，66.

[6]鄒博維.基于人機(jī)工程的汽車(chē)駕駛座椅舒適性設(shè)計(jì)[J].汽車(chē)科技，2009（04）：15-17.

[7]樊慧.基于虛擬樣機(jī)和人機(jī)工程學(xué)的汽車(chē)座椅舒適性研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2009.