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汽车驾驶座椅提高人-机系统安全性设计种植

发布时间:2020-04-19 13:22:58 阅读: 来源:非开挖施工厂家

汽车驾驶座椅提高人-机系统安全性设计

摘要:本文以人因分析为手段,以设计出合理的驾驶座椅来满足驾驶员人体安全、舒适为设计目标,得到结论:驾驶座椅安全性设计应着重考虑人(驾驶员)坐姿生理特性及人体对车内振动、微气候的反应等两大方面。并从主动安全性设计、被动安全性设计两个方面详尽分析了驾驶座椅安全性设计的思路,以期达到对汽车驾驶座椅的安全性设计提供一定的指导作用。

引言

汽车中的座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施,而驾驶员的座椅就更为重要。舒适而操作方便的驾驶座椅,可以减少驾驶员疲劳程度,降低故障的发生率[1]。汽车驾驶员座椅设计优劣与否直接关系到驾驶质量。

本文以人因分析为手段,以设计出合理的驾驶座椅来满足驾驶员人体安全、舒适为设计目标,得到结论:驾驶座椅安全性设计应着重考虑人(驾驶员)坐姿生理特性及人体对车内振动、微气候的反应等两大方面。并从主动安全性设计、被动安全性设计两个方面详尽分析了驾驶座椅安全性设计的思路。

1. 人 座椅系统安全性设计中人的因素分析

任何系统实际上都是人机系统,人机系统包括人、机、环境三个方面[2]。显然驾驶员-座椅也属于人机系统研究的范畴。人机系统的安全模式多以人的行为为主体,即以人为本。对人机系统的研究始于第二次世界大战。在设计和使用高度复杂的军事装备中,人们逐步认识到必须把人和机器作为一个整体,在系统设计中必须考虑人的因素。

1.1 人(驾驶员)坐姿生理特性分析

(1)坐姿时脊柱形态

人坐着时,身体主要由脊柱、骨盆、腿和脚支承。脊柱位于人体的背部中央,是构成人体的中轴。人处于不同的坐姿时,脊柱形态不同,只有座椅的结构和尺寸设计使驾驶员的脊柱形态接近于正常自然状态,才会减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷,防止驾驶疲劳发生。

(2)坐姿体压分布

当座椅上的人处于坐姿状态时,人的身体重量作用于座垫和靠背上的压力分布称作坐姿的体压分布[3]。可见,坐姿体压分布包括座垫上的体压分布和靠背上的体压分布两部分。

① 座垫上的体压分布

根据人体组织的解剖学特性可知,坐骨结节处是人体最能耐受压力的部位,适合于承重,而大腿下靠近表面处因有下肢主动脉分布,故不宜承受重压。据此座垫上的压力应按照臀部不同部位承受不同压力的原则来分布,即在坐骨处压力最大,向四周逐渐减少,自大腿部位时压力降至最低值,这是座垫设计的压力分布不均匀原则。图1为坐姿时座垫上的体压分布[4]。

② 靠背上的体压分布

靠背上的体压分布也以不均匀分布,压力相对集中在肩胛骨和腰椎两个部位。从这两个部位向外,压力应逐步降低。

1.2 人体对车内振动、微气候的反应

(1)人体对振动的反应

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