工业与信息化 TECHNOLOGY AND INFORMATION基于人机工程学的汽车座椅优化设计分析马暄程 陈思印华晨汽车工程研究院 辽宁 沈阳 110034摘 要 在汽车座椅设计的过程中，如果汽车座椅的设计结构能够符合人体力学，驾驶座椅设计更加科学化、人性化、舒适化，可以有效提高驾驶员的注意力，使得驾驶员能够集中精力于行车驾驶，有效避免疲劳驾驶，从而减少交通事故的发生概率。本文基于人机工程学对汽车座椅的优化设计进行了探讨。关键词 人机工程学；汽车座椅；优化设计随着经济的发展，我国居民的消费水平不断上升，汽车逐斜，因此在座椅设计的过程中，需要考虑座椅的横向稳定性，渐走入千家万户，然而，随着汽车数量的增加，交通事故的数量使得身体的胯部与大腿能够有效支撑身体，使得驾驶员及乘客也在不断上升，而在交通事故中，疲劳驾驶成为诱发交通事故的保持良好的稳定状态。重要原因之一。在驾驶员行车的过程中，存在多种导致驾驶员出稳定的支承力主要是座椅设计需要能够对人体提供相应现疲劳驾驶的因素，而汽车座椅的舒适度就能够对驾驶员的精神的支承作用，支承力主要作用于两个支承点，第一支承点位于状态和身体状态产生较大影响，因此本文在汽车座椅优化设计的人体第5胸椎与第6胸椎之间，能够有效改善颈曲变形的情况，分析中引入了人机工程理论，并以此展开了设计分析。第二支承点位于腰部，主要用于稳定坐姿，第二支承点作为腰1 人机工程学简述靠，需要贴合人体正常的腰曲弧线。人机工程学的研究重点在于人、机、环境三者之间的相互舒适性主要体现为座椅硬度、共振频率、刚度及振幅衰减作用，通过优化人、机及环境三者之间的关系从而提高人类使特性。在驾驶汽车的过程中，保持一定硬度的汽车座椅可以有用机械的安全性和舒适度，人机工程学属于近年来兴起的综合效降低驾驶员的疲劳度，但是如果硬度过高则会对身体形成压性交叉学科，涉及学科范围广且学科之间的相互作用较强。迫感，反而导致驾驶疲劳，因此需要合理控制座椅的硬度，从在汽车座椅设计过程中，基于人机工程学理论，汽车座椅而提高驾驶员的舒适度[3]。的设计必须提高驾驶员的行车安全性和舒适度。汽车座椅设计必4 汽车座椅设计中的人机工程学应用须做到以人为本，同时能够满足不同体型的客户对汽车的驾驶需4.1 动态设计求，能够使得驾驶员在行车过程中感到舒适、安全、高效[1]。汽车座椅的动态设计主要是降低路面颠簸对驾驶员的影响程2 人机工程学在座椅优化设计中的必要性度。在驾驶员的形成过程中，路面颠簸会引起汽车的车身震动，在驾驶员行车过程中，疲劳驾驶是常见的车祸诱因之一，并且由于汽车本身设计原因，驾驶员会受到水平震动和垂直震动如果驾驶员在连续驾驶超过4小时之后，驾驶员的身体机能和的双重影响，其中，垂直震动对驾驶员的影响最大。人体共振频反应能力会大幅度下降，影响正常的思考判断能力。如果驾驶率最高的部位是头部和眼睛，其次是手臂，而在行车过程中，眼员的驾驶环境较差，则有可能导致疲劳驾驶提前出现。一般而睛负责收集路面信息，大脑负责分析路面信息，手臂则负责行车言，导致疲劳驾驶的因素主要包括坐姿、震动及温湿度。操作，因此为了避免震动对驾驶员的不良影响，在座椅设计过程如果驾驶员的坐姿舒适，可以有效降低驾驶员的疲劳度，中，设计人员需要找出座椅与人体的共振点，将共振点作为设计因此，在座椅优化设计中引入人机工程学可以有效承受驾驶员重点，保持座椅的舒适度，降低震动对驾驶员的影响力度。的坐姿压力。如果汽车途径凹凸不平的坑洼路段，会产生颠簸状4.2 静态设计况，如果颠簸过大或者过于频繁，则会导致驾驶员的大脑长时间在人体力学中，驾驶员的正常坐姿应该是腰身前倾，臀部处于兴奋状态，一旦兴奋状态结束，驾驶员的大脑会在较短时间与座椅靠背保持较小距离，驾驶员的大腿与上半身之间的夹角应内进入疲劳状态，降低脑细胞的工作效率和反应程度，在一定程该在90°~120°之间，最佳角度为100°，此外，大腿与小腿、度上会造成疲劳驾驶。此外，驾驶空间内的温湿度也会对驾驶员小腿与脚掌、胳膊的大臂与小臂、腰部与靠背之间都应该保持的驾驶状态产生影响，如果座椅材质透气性达不到标准要求，将一定的角度。在座椅设计过程中，应该对以上区域设定一定的角会使得驾驶员的背部及臀部产生较多汗液，降低驾驶舒适感，使度调整范围，方便驾驶员根据自身的体型和驾驶需要调整相应角得驾驶员过早进入疲劳状态。因此，在座椅设计过程中引入人机度。此外，静态设计还体现在座椅材质的选择上，在座椅设计过工程学可以有效降低上述情形所带来的疲劳感，从而为驾驶员提程中，尽量选择透气性较强的材质，同时采用孔网状结构，提高供安全、舒适的行车环境，提高行车安全性[2]。座椅的透气性，避免驾驶员产生潮湿感而影响正常的驾驶。4.3 空间设计3 座椅设计中的人机工程学要求为了保障驾驶员的行车安全性、舒适性和高效性，需要基于人机工程学，汽车座椅的优化设计必须满足以下几点对座椅的空间结构进行优化设计。在设计过程中，需要重点要求，分别是良好的贴合度、良好的横向稳定性、稳定的支承考虑驾驶员的视野范围，同时考虑驾驶员对方向盘、离合器、力及舒适度。座椅整体形状设计需要贴合人体背部、腿部、臀油门、脚刹、手刹的操作距离，从而确保驾驶员能够根据自身部的形状，尤其是座椅的靠背部分，需要与人体的背部形成有的体型及驾驶需求通过调整座椅的方式优化上述操作距离。一效贴合，以此改善靠背和人体背部的接触面积。个良好的汽车座椅必须能够对驾驶员的身体起到良好的支持作横向稳定性主要体现在汽车在弯道行驶时，汽车车身受到用，同时给驾驶员一定的操作空间，允许驾驶员在座椅上进行横向加速度及惯性的作用，会使得驾驶员及乘客的身体发生侧（下转第102页）100 科学与信息化2019年9月下科学与信息化 9月下 内文 - 最终.indd 1002019/10/15 13:47:21工业与信息化 TECHNOLOGY AND INFORMATION在装埚机应用过程中，也出现了一些问题，比如输送轻密4 结束语度物料时，真空上料器堵料，适当延长上料器下料时间得到有效该装埚机在某石墨化厂得到了成功的应用，表明装埚机替解决；坩埚密封面漏粉，将软橡胶密封更改为气囊密封，取得了代人工装埚时切实可行的。该装埚机的主要优点总结如下：良好效果。经过摸索更参数更改，设备最终实现了平稳运行。（1）装填效率高，一台装埚机每次可装4只坩埚，每小时3 经济效益可装48只，每天可装384只，是人工装埚效率的7倍；该厂每个月有5炉产量，每炉可装950个坩埚。该石墨化厂（2）装填密度高，装填密度是粉料散装密度的1.5~1.6现有8名装埚工人，平均每人每天可装埚55个，8名工人可完成倍，较人工提升约15%~20%；440个坩埚的负极粉装填工作。（3）密封效果好，整个装埚过程没有粉尘泄露，车间环按装埚机比人工装填密度提升15%计算，人工装埚平均每境大大改善；炉约60吨。一炉可多装9吨，每月可多装：5×9=45吨。（4）自动化程度高，整个装置仅需三人即可完成，其中1每吨石墨负极材料的代工费按15000元计算，多装物料的人放料，2人吊装坩埚。代工费为：675000元。（5）经济效益显著，每台装埚机每年可以为石墨化企业按每月5炉的产量，装埚机需要工作：950×5/48=98.96小创造约700万元的经济效益。时参考文献而装埚机每小时的电费约13元，每月电费：1286元。[1] 李春晓.锂离子电池负极材料研究进展[J].新材料产业,2017,(9): 人工工资平均每人5000元/月，人工成本减少：（8-3）27-33.×5000=25000元。[2] 付云峰.一种石墨微粉装填石墨坩埚的方法[P].中国:CN102515807A, 每月产生经济效益：675000-1286+25000=698714万元。2012.一台装埚机每年可为该石墨化企业创造约700万元的经济[3] 刘光涛,宗文.一种负极材料石墨化装坩埚的方法及振动装置[P].效益。中国:CN106981660A,2017.（上接第98页）过程中严格按照检测的标准对电梯进行安全检测，合理利用相参考文献关的检测技术辅助检测工作的进行，提高检测工作的准确性。[1] 何丽娟.电梯检验检测工作及检测现场的安全管理[J].中国设备并且，对电梯的组成部件也要进行仔细的检查，保证电梯能够工程,2019,(4):104-105. 安全运行。电梯的使用人员在使用之前也需要提前熟悉电梯的[2] 朱洪涛.电梯检验检测工作及检测现场的安全管理[J].化工管安全防范措施，正确的使用电梯，保证自身以及周围人们居住理,2019,(11):94. 和出行安全。[3] 潘军利,马特.电梯检验检测工作及检测现场的安全管理[J].中国化工贸易,2019,11(13):53.（上接第99页）体实践内容保证维修人员通过培训获得相应的实践能力。保障对维修工作技术要求较高，需要通过分析管理改进措施更好的维修人员具备实践操作能力，确保在故障维修中较好的解决存解决故障问题。在的故障问题。参考文献4 结束语[1] 尚金龙,顾振华,吴勇.民航飞机维修故障分析及质量改进方法研民航飞机故障对保证飞机的安全运行具有重要的意义，针究[J].科学技术创新,2018,(29):149-150.对飞机维修工作要做好全面准备，通过对故障深入分析，更好[2] 周毅.我国民航飞机维修故障分析和管理改进措施[J].智库时的进行预防维修功能组。飞机结构复杂，包含部件系统繁杂，代,2018,(26):216,223.（上接第100页）小幅度的移动以放松肌肉和大脑，提高肌肉和大脑反应能力，参考文献提高驾驶安全性。[1] 孙明欣.基于人机工程学的座椅设计[J].汽车工程师,2018,(07): 5 结束语23-25,36.本文首先对人机工程学进行了简述，进而分析了人机工程[2] 张永杰,陈玉.汽车驾驶座椅的人机工程学设计[J].内燃机与配学在座椅设计中的重要性，对座椅优化设计中的人机工程学要件,2017,(19):113.求进行了简单分析和概述，最后对人机工程学在汽车座椅优化[3] 罗剑英,张煜欣,黄建烜.基于人机工程学的座椅设计研究综述[J].设计中的应用进行了探讨，希望通过本文的论述，可以推动人东莞理工学院学报,2016,23(01):69-72.机工程学在汽车座椅设计中的实践和应用。102 科学与信息化2019年9月下科学与信息化 9月下 内文 - 最终.indd 1022019/10/15 13:47:21