汽車座椅的人機(jī)工程

汽車座椅的人機(jī)工程成員：汪棟鐘磊郭明鑫人機(jī)工程特點(diǎn)人機(jī)工程學(xué)的顯著特點(diǎn)是，在認(rèn)真研究人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)要素本身特性的基礎(chǔ)上，不單純著眼于個(gè)別要素的優(yōu)良與否，而是將使用“物”的人和所設(shè)計(jì)的“物”以及人與“物”所共處的環(huán)境作為一個(gè)系統(tǒng)來研究。在人機(jī)工程學(xué)中將這個(gè)系統(tǒng)稱為“人——機(jī)——環(huán)境”系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)中，人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)要素之間相互作用、相互依存的關(guān)系決定著系統(tǒng)總體的性能。本學(xué)科的人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論，就是科學(xué)地利用三個(gè)要素間的有機(jī)聯(lián)系來尋求系統(tǒng)的最佳參數(shù)。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法，通常是在明確系統(tǒng)總體要求的前提下，著重分析和研究人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)要素對系統(tǒng)總體性能的影響，如系統(tǒng)中人和機(jī)的職能如何分工；如何配合；環(huán)境如何適應(yīng)人；機(jī)對環(huán)境又有何影響等問題，經(jīng)過不斷修正和完善三要素的結(jié)構(gòu)方式，最終確保系統(tǒng)最優(yōu)組合方案的實(shí)現(xiàn)。這是人機(jī)工程學(xué)為工業(yè)設(shè)計(jì)開拓了新的思路，并提供了獨(dú)特的設(shè)計(jì)方法和有關(guān)理論依據(jù)。

人機(jī)工程在汽車座椅方面的體現(xiàn)以汽車內(nèi)部設(shè)計(jì)來說，就有三個(gè)表達(dá)人機(jī)工程需求的方式：一是操控界面，如方向盤的設(shè)計(jì)；二是座椅及內(nèi)裝設(shè)計(jì)，如一些大客車座椅，或者老板椅的靠背上部，都有一道鼓起來的凸包。對于大多數(shù)的中國人來說，這個(gè)凸包常常是頂在后腦勺，使得身體后靠在椅背時(shí)，不得不稍稍低頭。從設(shè)計(jì)上來說，這道凸包本來是用來墊靠頸部凹處，使人的頭頸更舒服的。問題的出現(xiàn)是由于這些座椅的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)直接從國外引進(jìn)，而生產(chǎn)者又沒有重新考慮中西方人在身材方面的不同，尺寸上完全照搬。結(jié)果西方人墊頸的凸包就頂住了我們的后腦勺。汽車座椅的設(shè)計(jì)所需的主要參數(shù)可依據(jù)中國成年人坐姿人體尺寸來確定具體數(shù)值（可參考《人機(jī)工程學(xué)》丁玉蘭編著北京理工大學(xué)出版）。運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)原理,針對汽車駕駛座椅,從人體測量、生物力學(xué)、心理學(xué)、機(jī)械振動(dòng)、作業(yè)空間等角度分析駕駛疲勞的成因,并要從座椅的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性兩方面對汽車座椅進(jìn)行分析研究。制造汽車座椅，首先要從人機(jī)工程學(xué)原理討論研究坐姿的優(yōu)缺點(diǎn),良好坐姿的必要條件是將最適當(dāng)?shù)膲毫Ψ植加诟骷棺倒侵g的椎間盤上,并將最適當(dāng)、最均勻的靜負(fù)荷量分布于所附著的肌肉組織上.運(yùn)用人體解剖學(xué)原理,分析不良坐姿造成的不舒適感和脊椎疾病,用姿勢原狀恒定原則分析坐姿行為,認(rèn)為坐姿變化是人體在穩(wěn)定和變動(dòng)之間尋求平衡以取得折衷的過程;從而提出座椅設(shè)計(jì)的基本原則及其主要的參考數(shù)據(jù)。(1)只有座椅的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)使駕駛員的脊柱形態(tài)接近于正常自然狀態(tài)，才會(huì)減少腰椎的負(fù)荷以及腰背部肌肉的負(fù)荷，防止駕駛疲勞發(fā)生。(2)坐姿體壓分布。當(dāng)座椅上的人處于坐姿狀態(tài)時(shí)，人的身體重量作用于座墊和靠背上的壓力分布稱作坐姿的體壓分布?？梢姡梭w壓分布包括座墊上的體壓分布和靠背上的體壓分布兩部分。(3)座墊上的體壓分布。根據(jù)人體組織的解剖學(xué)特性可知，坐骨結(jié)節(jié)處是人體最能耐受壓力的部位，適合于承重，而大腿下靠近表面處因有下肢主動(dòng)脈分布，故不宜承受重壓。人坐在座椅上最舒適的姿勢，是臂部離開靠背向前略移，上體胸肩部位與大腿下平面之間夾角為115°。使腰背肌肉放松，雙腿能舒適地?cái)R置于地面，使腹部通向大腿的血管不受壓迫，血液正常循環(huán)，符合人體座下休息時(shí)的生理要求。

坐姿人體測量尺寸是座椅靜態(tài)尺寸設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。與座椅設(shè)計(jì)相關(guān)的人體測量主要尺寸有：坐著的高度（自然）；膝蓋的高度；坐著臀部高度；肘高；大腿凈高；臀部至膝蓋的距離；臀部至小腿的距離；肘至肘的寬度；臀部寬度。

除了要考慮座椅的舒適度外，還要考慮其保證人的視野開闊，手部與方向盤的關(guān)系和角度、腿部與腳踏板的距離、腳和離合器、剎車的距離等等，要做到這些部位的合理性是離不開對人機(jī)工程的研究的。采用人機(jī)工程學(xué)的方法進(jìn)行分析,并用優(yōu)化設(shè)計(jì)理論對座椅進(jìn)行設(shè)計(jì),得出更符合人體生態(tài)曲線的座椅,以提高乘坐和駕駛的舒適性,并適應(yīng)人體的健康需要.這是設(shè)計(jì)發(fā)展的主流和趨勢：更健康、更人性化。通過對人性化汽車座椅設(shè)計(jì)具體案例的分析來說明了人性化設(shè)計(jì)中所包含的人機(jī)工程學(xué)因素，并進(jìn)一步闡述了在汽車座椅設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)的工作步驟，指出中國未來的產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須以創(chuàng)意與革新為首要條件，符合人機(jī)工程學(xué)，使人性化的設(shè)計(jì)真正體現(xiàn)出對人的尊重和關(guān)心。同時(shí)也是最前沿的潮流與趨勢，是一種人文精神的體現(xiàn)，是人與產(chǎn)品完美和諧的結(jié)合。關(guān)鍵詞:人性化設(shè)計(jì);人機(jī)工程學(xué);人;機(jī);環(huán)境。

社會(huì)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步、產(chǎn)品的更新、生活節(jié)奏的加快……等等一系列的社會(huì)與物質(zhì)的因素，使人們在享受物質(zhì)生活的同時(shí)，更加注重產(chǎn)品在“方便”、“舒適”、“可靠”、“價(jià)值”、“安全”和“效率”等方面的評價(jià)，也就是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中常提到的人性化設(shè)計(jì)問題。

所謂人性化產(chǎn)品，就是包含人機(jī)工程的產(chǎn)品，只要是“人”所使用的產(chǎn)品，都應(yīng)在人機(jī)工程上加以考慮，產(chǎn)品的造型與人機(jī)工程無疑是結(jié)合在一起的。我們可以將它們描述為：以心理為圓心，生理為半徑，用以建立人與物(產(chǎn)品)之間和諧關(guān)系的方式，最大限度地挖掘人的潛能，綜合平衡地使用人的肌能，保護(hù)人體健康，從而提高生產(chǎn)率。僅從工業(yè)設(shè)計(jì)這一范疇來看，大至宇航系統(tǒng)、城市規(guī)劃、建筑設(shè)施、自動(dòng)化工廠、機(jī)械設(shè)備、交通工具，小至家具、服裝、文具以及盆、杯、碗筷之類各種生產(chǎn)與生活所創(chuàng)造的“物”，在設(shè)計(jì)和制造時(shí)都必須把“人的因素”作為一個(gè)重要的條件來考慮。若將產(chǎn)品類別區(qū)分為專業(yè)用品和一般用品的話，專業(yè)用品在人機(jī)工程上則會(huì)有更多的考慮，它比較偏重于生理學(xué)的層面；而一般性產(chǎn)品則必須兼顧心理層面的問題，需要更多的符合美學(xué)及潮流的設(shè)計(jì)，也就是應(yīng)以產(chǎn)品人性化的需求為主。

早在大約四十年前，Volvo（富豪）汽車公司就率先在世界上推出可無級調(diào)節(jié)的座椅腰部支撐結(jié)構(gòu)，并將其應(yīng)用在亞馬孫型汽車的前排座椅上。從那時(shí)起，Volvo（富豪）汽車的座椅一直被認(rèn)為是業(yè)界最佳產(chǎn)品。

Volvo（富豪）之所以能保持這項(xiàng)領(lǐng)先優(yōu)勢，有著多方面原因，不過最重要的因素是公司非常注重座椅的科技含量、人機(jī)工程效應(yīng)、安全以及美觀。

1964年，Volvo（富豪）汽車公司專門為客戶出版的雜志《Ratten》就盛贊Volvo亞馬孫汽車的新型前排座椅是“世界首創(chuàng)”。而該座椅上最值得稱道的就是新型腰部支撐結(jié)構(gòu)，只需一把螺絲刀，就可根據(jù)駕車人的生理特征對其進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)時(shí)，Volvo（富豪）的工程人員是在與醫(yī)務(wù)專家密切合作下開發(fā)出汽車新座椅的（當(dāng)時(shí)人們對人機(jī)工程學(xué)還幾乎一無所知）。這類座椅的設(shè)計(jì)非常超前，坐墊采用泡沫聚酯制作，因而具有極佳的支撐性和舒適性。座椅的高度和縱向位置都可調(diào)整，而其靠背角度可通過一個(gè)手輪變更。列德伯格提到，擁有16名成員的人機(jī)工程學(xué)工作組目前正著重在兩個(gè)領(lǐng)域內(nèi)開展工作，即人機(jī)界面學(xué)和物理人機(jī)工程學(xué)。人機(jī)界面學(xué)研究的對象是如何在車內(nèi)所配置的各項(xiàng)功能與司機(jī)之間建立用戶界面。這涉及多項(xiàng)具體問題，例如如何改變車廂內(nèi)的氣候環(huán)境，司機(jī)如何去理解并操作各種儀器、按鈕和控制器。列德伯格說：“就車廂內(nèi)控制器的數(shù)量而言，我認(rèn)為我們已經(jīng)達(dá)到了極限?，F(xiàn)在，已經(jīng)可將若干個(gè)功能整合到同一個(gè)控制器內(nèi)，并顯示在同一個(gè)顯示屏上。然而，對于某些功能件，我們卻需要可直接接接觸的控制器。XC90型車內(nèi)的收音機(jī)就是一個(gè)例子，我們對它作了一些修改，可與類似功能空制器組合在一起?！薄安贿^，我們也不應(yīng)該把事情搞得復(fù)雜化，讓普通的駕車人難于掌握，因?yàn)檫@些人在所有車主中所占的比例高達(dá)80%。如果司機(jī)需要把眼睛長時(shí)間地盯在顯示屏上而無法去關(guān)注路況，他們就會(huì)覺得不舒服，沒有安全感。因此，重要的顯示數(shù)據(jù)必須盡量靠近正常視野范圍，而不應(yīng)分散司機(jī)的注意力。沃爾沃XC90中控臺(tái)

汽車座椅在人類的生活中起到越來越大的作用。更多的駕駛者和乘坐者越來越重視汽車座椅的安全性和舒適性。汽車座椅相信這款寶馬MINI是很受年輕女子喜歡的一款車。MINI車也是小型車中座椅設(shè)計(jì)的比較好的一款車。如果單看空間，甚至不相信這是一款MINI的車型，不過后排只有兩個(gè)座位，這倒也好，本來有限的車身寬度就不適合三人乘坐，兩個(gè)獨(dú)立座椅可以做到互不干擾，另外，后排中間的導(dǎo)軌是可以滑動(dòng)的杯座，挺新鮮的?？煞鄣淖蜗騺硎莾蓭囆偷牧咙c(diǎn)，Countryman也不例外，在后排座椅放倒后可以形成不小的載貨空間，而且地板下還有一個(gè)不小的儲(chǔ)物格，只不過由于后排只有兩個(gè)座椅的緣故，座椅放倒后并不能與后備廂形成平面，在一定程度上會(huì)對實(shí)用性造成影響。這是微型車中的代表車型。在微型車中像奧拓這樣外觀設(shè)計(jì)可愛，配置不錯(cuò)，安全系數(shù)高的不多。座椅看上去很精致，而且舒適性和包裹性都不錯(cuò)

空間方面，新奧拓2360mm的軸距在微型車?yán)镞€算占點(diǎn)優(yōu)勢，前排頭部跟橫向空間都表現(xiàn)的非常完美，但前排腿部空間因?yàn)榉较虮P無法調(diào)節(jié)而變得不可能適合所有人，后排腿部空間和頭部空間非常局促，超過175mm的高個(gè)青年還是盡量不要坐在后座。儲(chǔ)物空間的設(shè)計(jì)也比較合理，中控臺(tái)上的兩個(gè)大儲(chǔ)物格方便放置手機(jī)和過路卡等；手套箱則中規(guī)中矩，不算太大，勉強(qiáng)能放下3瓶水，前排中控臺(tái)兩杯架，后排門板上還設(shè)置有兩個(gè)杯架；前排門板比較窄，僅能放些小型雜物；后備箱空間平整，但受限于車身大小還是避免不了尺寸小，只有在后排座椅整體放倒后才會(huì)略微寬裕些。是一種系于汽車座位上,供小童乘坐,有束縛設(shè)備,并能在發(fā)生車禍時(shí),束縛著小童以保障小童安全的座椅。兒童汽車座椅斯迪姆兒童安全座椅斯迪姆（STM）。斯迪姆號稱德國品牌，網(wǎng)上比較火，但是小編沒有查到在國外有賣，也沒在國內(nèi)的各大型商場見過。小編見過實(shí)物，品質(zhì)中上等，價(jià)格在2500元左右，比較昂貴。葛萊兒童安全座椅美國葛萊（Graco）。在網(wǎng)上，國內(nèi)大型商場，以及國外都有銷售，做工精良，用料扎實(shí)，但設(shè)計(jì)樣子比較一般，價(jià)格比較昂貴。百代適兒童安全座椅英國百代適（Britax）。百代適是世界上最大的民用航空頭等艙座椅，客機(jī)成套內(nèi)飾設(shè)備制造商，所以生產(chǎn)兒童安全座椅自然輕車熟路。無論在國內(nèi)還是國外都有售，但大型商場的百代適專柜還比較少，反正小編沒有見到過。品質(zhì)自然沒的說，價(jià)格同樣比較昂貴。兒童安全座椅品牌“康貝”兒童安全座椅康貝（Combi）?？地惼放苼碜杂谌毡荆诰W(wǎng)上賣的比較少，國外網(wǎng)站也沒見過有賣。但是在國內(nèi)的大型商場設(shè)有專柜，做工秉承了日本車一樣的精致，但樣子一般，價(jià)格比較昂貴。“智高”兒童安全座椅智高（chicco）。來自意大利的品牌智高擁有意大利跑車般的流線造型，不得不承認(rèn)意大利人連兒童安全座椅都可以做的非常漂亮，雖然小編在國外網(wǎng)站同樣沒有見到，但在國內(nèi)的網(wǎng)站以及大型商場均有銷售，品質(zhì)過硬，價(jià)格也比較昂貴。在2500元左右。

意大利智高豪華汽車座椅現(xiàn)在人越來越重視安全，所以在汽車座椅的設(shè)計(jì)和研究上，很多公司都下足了工夫。最近有個(gè)公司設(shè)計(jì)出WIL概念座椅。示意圖如下：“WIL”就是英文“WhiplashInjuryLessening”的縮寫，即“甩鞭式損傷減輕”之意，這是一個(gè)醫(yī)學(xué)術(shù)語。據(jù)專家介紹，在交通事故所引發(fā)的人身傷害中，有七成都包含有頸椎損傷。特別是常發(fā)生的追尾撞擊事故就是造成頸椎傷害的主要元兇之一，當(dāng)一輛汽車遭到行駛在后面的另一輛車撞擊時(shí)，人體上半身的激烈運(yùn)動(dòng)會(huì)對相對脆弱的頸部造成嚴(yán)重扭傷，即醫(yī)學(xué)上所稱的“甩鞭式損傷”（“WhiplashInjury”），這種損傷會(huì)引起頸椎功能混亂，產(chǎn)生劇烈的頸部和頭部疼痛，而且往往成為慢性疾病，給人們帶來生理上和心理上的痛苦WIL概念座椅”的設(shè)計(jì)原理就是在碰撞發(fā)生時(shí)對整個(gè)脊椎和頭部提供同步安全支撐?！癢IL概念座椅”通過新穎的靠背工程結(jié)構(gòu)和頭枕設(shè)計(jì)，有效地維持頸椎和座椅之間的角度，使頭部和脊椎擁有妥善的承托保護(hù)。當(dāng)追尾發(fā)生時(shí)，“WIL概念座椅”的靠背會(huì)提高身體與座椅的吻合度，同時(shí)頭枕也相對前移，縮短頭部和頭枕的距離，緩解頸椎擺動(dòng)幅度，從而避免給頸椎帶來的傷害。WIL概念新WIL概念座椅利用THUMS再現(xiàn)傷害過程的研究客車座椅客車座椅作為客車內(nèi)飾的重要組成部分，要求其高雅和豪華，而且其外形、色彩和材料必須與整車相協(xié)調(diào)。在歐洲，其客車座椅的設(shè)計(jì)均必須滿足歐洲汽車安全法規(guī)的要求，在設(shè)計(jì)上，以充分體現(xiàn)人機(jī)工程學(xué)原理為基礎(chǔ)，不僅滿足安全舒適性和方便性的要求，還融入了一定的美學(xué)概念，使產(chǎn)品在造型上具有曲線流暢、大氣的風(fēng)格，在功能上，歐洲客車座椅靠背角度可在一定范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，雙人外椅具有外移功能，可增加座位的寬松度，更好地滿足乘坐舒適性的要求。座椅面料采用全羊毛織物或雙劍桿機(jī)織面料，具有良好的耐磨性和透氣性，座椅彈性元件采用冷塑化高回彈率聚氨酯泡沫海綿塑料，肘靠可以下壓至與座墊水平面平齊，方便乘客出入，肘靠的活動(dòng)鎖止機(jī)構(gòu)具有靈活的操作性和可靠性。座椅附件配備齊全，如椅背拉手、小餐桌、雜物袋、腳踏板等，盡可能滿足用戶的需要?？蛙囎蔚谋Ｗo(hù)措施在對乘員的安全保護(hù)措施方面，與國內(nèi)的客車座椅相比較，歐洲的客車座椅一般還具有以下特點(diǎn)：在座椅靠背的重要部位，安裝有一塊蜂窩狀的吸能裝置，當(dāng)碰撞發(fā)生時(shí)，該裝置產(chǎn)生一定量的變形，以緩沖和吸收來自后排座椅乘客身體的撞擊能量，使傷害降低到最小;為保證座椅有一定的柔性。在骨架結(jié)構(gòu)上采用尺寸控制的方法，使其有一定的變形量且在允許范圍內(nèi);安全帶采用帶有速度感應(yīng)功能的鎖止式卷收安全帶，發(fā)生碰撞的瞬間，系統(tǒng)感應(yīng)出速度的變化，能在一定的限度內(nèi)自動(dòng)拉緊安全帶，從而起到保護(hù)乘員的作用。豪華車也被稱為D級車，一般情況下，屬于該級別的車其軸距超過3.0米，車身長度超過5.0米，發(fā)動(dòng)機(jī)排量超過3.0升，比較典型的豪華車是奔馳S級、邁巴赫、勞斯萊斯幻影等。豪華車可以分為兩種，一種是民用級豪華車，也就是常規(guī)高端品牌的頂級車型，比如奧迪A8L等；還有一種就是豪華品牌的豪華車型，比如賓利雅致等，它們的售價(jià)通常都不低于300萬，并且加長現(xiàn)象非常普遍，車內(nèi)空間極為寬敞，很多車都是根據(jù)顧客的需求量身定做的，不少配置可以用“奢華”來形容。豪華級轎車一般都是一個(gè)汽車品牌中的旗艦車型，所以它擔(dān)負(fù)著一個(gè)汽車品牌在實(shí)力上的綜合體現(xiàn)。在汽車座椅方面它必定有的和其他的車型不同的獨(dú)到之處。比如拿AudiA8L2010款來進(jìn)行分析一下。AudiA8L座椅全部采用牛皮制成，乘坐舒適，而且整個(gè)空間相當(dāng)寬敞。AudiA8L2010款后排可調(diào)整前排副駕駛座座椅與液晶顯示屏，放下前座后背的腳架板，并配置個(gè)人電動(dòng)后排座位進(jìn)行完美的定位，可以調(diào)整至最舒適的休息位置。調(diào)整前