汽车座椅舒适性的改进方法

一种用于汽车座椅上的隐藏式吊紧结构的制作方法

随着汽车产业的发展，汽车座椅舒适性和安全性日益受到关注。而座椅的吊紧结构作为座椅安全性的重要组成部分，其制作方法对座椅的使用效果和安全性具有重要影响。本文将介绍一种用于汽车座椅上的隐藏式吊紧结构的制作方法，旨在提高汽车座椅的安全性和舒适性。

1. 前言

汽车座椅的吊紧结构主要用于调节座椅的固定和松紧度，确保乘坐者在行驶过程中处于稳定的状态，从而提高乘坐舒适性和安全性。而传统的吊紧结构往往显露在座椅表面，不仅美观性不佳，而且容易造成磨损和损坏。设计一种隐藏式吊紧结构对于提高座椅的整体美观性和使用寿命具有重要意义。

2. 制作方法

(1) 材料准备

隐藏式吊紧结构的制作首先需要准备相应的材料，如高强度尼龙绳、金属扣环、金属钩等。其中，高强度尼龙绳应具有耐磨、耐拉、不易变形的特点，以确保座椅吊紧结构的稳定性和持久性。

(2) 结构设计

隐藏式吊紧结构的设计应考虑到座椅的整体轮廓和使用舒适性，一般采用环绳结构，将尼龙绳穿过座椅内部的金属扣环，并通过金属钩固定在座椅底部。为了便于用户调节座椅的松紧度，可在座椅侧面设计隐藏式拉绳装置，使用户可以通过拉绳调节座椅的松紧度。

(3) 制作步骤

a. 将高强度尼龙绳穿过金属扣环并固定在座椅的底部；

b. 根据座椅的结构和轮廓，设计合理的尼龙绳布局，确保吊紧结构的稳定性和舒适性；

c. 设计隐藏式拉绳装置，方便用户调节座椅的松紧度；

d. 经过多次实验和调整，确保隐藏式吊紧结构的稳定性和可靠性。

3. 使用效果

采用隐藏式吊紧结构制作的汽车座椅不仅外观美观，而且座椅的舒适性和安全性得到显著提高。隐藏式吊紧结构不易受到外部环境的磨损，能够有效延长座椅的使用寿命，提高用户的整体乘坐体验。隐藏式拉绳装置便于用户根据个人需求调节座椅的松紧度，提高了座椅的人性化设计。

4. 结语

本文介绍了一种用于汽车座椅上的隐藏式吊紧结构的制作方法，旨在提高汽车座椅的安全性和舒适性。通过合理的结构设计和制作步骤，隐藏式吊紧结构能够有效提高座椅的整体外观和使用效果，为汽车座椅的制作和设计提供了新的思路和方法。希望本文能够对相关领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴。随着汽车产业的持续发展，汽车座椅的舒适性和安全性一直是人们关注的焦点。然而，传统的汽车座椅吊紧结构往往存在一些问题，比如外观不够美观，易受磨损和损坏，以及调节松紧度不够方便等。为了解决这些问题，一种用于汽车座椅上的隐藏式吊紧结构制作方法应运而生。本文将对此进行进一步的扩写，并探讨该制作方法的优势和应用前景。

机械工程师网址：电邮：*******************圆园21年第4期MECHANICALENGINEER基于TRIZ原理提升汽车座椅腰部支撑机构行程杨常群，李满贺，战磊（长春富维安道拓汽车饰件系统有限公司，长春130033）0引言汽车行业经过100多年的发展至今，对于乘坐舒适性的要求越来越高。汽车座椅作为直接与乘员接触并提供保护和支撑的部件，是驾乘舒适感的重要组成部分。腰部支撑结构简称腰托，能够提升乘员的腰部的舒适感。D.E.DeCarvalho等[1]的研究阐述了座椅腰部支撑对于乘员腰部健康的重要影响。孟祥杰等[2]的研究说明，汽车座椅腰靠高度需要达到一定高度才能够降低乘员的腰部负载，起到提高舒适性的作用。目前越来越多的汽车座椅设有腰托功能，高端车型多为电动调节，中低端车型多为手动调节。目前某车型应用的腰部支撑结构为手动调节方式，具体结构如图1所示。结构图1简化为图2，简单描述，即闸线缠绕器受乘员手部驱动进行旋转，闸线缠绕其上，闸线长度缩短，进而横向和竖向钢丝向前平移，起到腰部支撑的作用。实际上，当乘员加载到最大旋转角度时（如图3），钢丝向前的最大行程只能达到20mm，不能达到要求值（30mm），导致乘员乘坐舒适性不佳。1TRIZ理论介绍TRIZ是发明问题解决理论的简称，是由苏联的科学家、发明家根里奇-阿奇舒勒（G.S.Altshuller）于1946年创立的一门理论。TRIZ是研究人员在研究分析了200多万项高水平的专利后，发现了发明背后存在的某种规律和模式，又经过研究人员研究和验证，最终形成的一套研究人类进行发明创造、解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则。TRIZ理论体系如图4所示，有多种工具用于分析问题、解决问题[3]。TRIZ解决实际工程问题时，一般流程如图摘要：目前座椅手动腰部支撑机构的调节行程不足，不能满足乘坐者的舒适性要求，为了改善此问题，通过应用TRIZ理论，采用资源分析、功能分析、根原因分析等工具分析问题产生的根本原因，并运用矛盾冲突、物场模型、标准解等工具，最终得到13个解决方案。对所得方案进行评价，根据项目情况选择方案9和方案12，有效提高了机构的行程，解决了问题。关键词：TRIZ；汽车座椅；腰部支撑；行程中图分类号:U463.83文献标志码:粤文章编号：员园园圆原圆猿猿猿（圆园21）04原园069原园5ImprovedLumbarSupportMechanismLengthAdjustmentofCarSeatBasedonTRIZTheoryYANGChangqun,LIManhe,ZHANLei(ChangchunFawayAdientAutomotiveSystemsCo.,Ltd.,Changchun130033,China)Abstract:Atpresent,thelengthadjustmentoftheseatmanuallumbarsupportmechanismisinsufficient,whichcannotmeetthecomfortrequirements.Inordertoimprovetheproblem,thispaperusesTRIZtheory,resourceanalysis,functionalanalysis,rootcauseanalysisandothertoolstoanalyzetherootcauseoftheproblem,andusesconflictanalysis,substancefieldanalysisandstandardsolutiontoolstoobtain13solutions.Intheend,theresultingschemeisevaluated,options9andoptions12areselectedaccordingtotheprojectsituation,whichcaneffectivelyimprovethelengthadjustmentandsolvedtheproblem.Keywords:TRIZ;carseat;lumbarsupport;adjustment

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- 46 -工 业 技 术１　人体生理结构与乘坐舒适性的关系1.1 舒适坐姿时人体的解剖学原理：当人体以正常姿势入座后，靠背腰椎部分承受的负荷最大，腰曲最易于变形，即腰曲部位向前倾。形成诸如猫背姿势，腰椎会变得笔直或向后弯的不自然状态，使人体感觉不舒适，脊柱处于非正常生理弯曲状态，使腰曲弧度减小，椎间盘的前缘受压、后缘受拉，从而导致韧带受压迫绷紧，容易引起腰酸等不适的感觉。对于工体工程学而言，有95%的病变均发生于第4和第5腰椎的椎间盘，当乘客在运行的车上时脊柱处于正常生理弯曲状态，通过座靠海绵的弧面造型，以及面罩对人体加大磨擦系数，在车运行过程中一般座椅设计需要在这个位置设置腰托装置或脚托，这样才能对胸曲部分的肩胛骨提供凭靠，减轻胸曲压迫与变形。当然身体某一部分受力也不能够过大，否则人体同样会产生不适感。1.2座椅合理的体压分布与乘坐舒适性的关系:①适当提高坐垫与水平方向的夹角，约5°~10°为宜，这样的话可以使压力集中于大腿后部的坐骨结节周围，同时还能够防止行车过程中乘客臀部向前滑动的趋势，避免造成生理和心理上的疲劳感；②腿夹角，一般在105°~115°左右为舒适，躯干和大腿之间的角度称为体腿夹角，在体腿夹角为105°~115°左右时，能够保证人体腹部与大腿之间的血管不受压迫且血液通畅，这一生理需求同样要求座椅靠背稍微向后倾；③小腿与大腿之间达到105°~115°左右为舒适，这样的话，小腿可以向前伸，保持人体血液流畅，此外，坐位时大腿稍微倾斜并向后下、小腿稍微向前的位置也使得静脉血易于回流，可以减少疲劳的发生；④对座椅左、中、右侧设立不同档位的扶手，有了扶手的支撑，能促进上肢静脉血回流及减轻疲劳的作用，对于扶手的高度，应满足75kg人体手臂自然下垂的模拟状态；⑤可增加靠背腰托装置对乘客合理的体压分布，在靠背对应人体的第4和第5腰椎的椎间盘处，增加靠背腰托装置后会明显增加对于人体腰部区域的支撑，避免腰部区域受载过大变形而造成人体疲劳。乘客乘坐时人体脊柱的自然生理弯曲，对由肩胛骨提供凭靠的支承和腰曲部位的支承，通行顶腰对肩靠和腰垫的两点支撑来达至乘坐舒适的支撑点。２　人体测量数据与座椅设计参数的关系2.1座椅尺寸中按人体测量学相应的部位，坐垫宽度满足95%女性的人体臀部尺寸，推荐尺寸500mm~525 mm；坐垫长度在满足5%最小女性臀部到腿弯部的尺寸，推荐尺寸440mm左右；坐垫高度在满足5%最小女性的腿弯部高度尺寸，推荐尺寸不超过363mm，推荐为346mm左右；④靠背宽度在满足95%男性的肩部（测量值取自H点以上220mm的数据）推荐为384mm；⑤靠背高度在从H点沿躯干线测量满足5%最小女性靠背，推荐为410mm~550mm ；⑥腰托顶出时腰托最凸出一点到躯干点之间的距离一般这个值选择为90mm~110mm。2.2座椅泡沫的影响：为了给乘客靠部与臀部提供合理的体压分布支撑，座垫弹性结构的刚度应该遵循体压分布原则进行合理分配。在座垫长度的2/3区域处，即乘坐时人体坐骨接触部位的硬度应该比其他部分的硬度高，以此承受坐骨部位的较大压力。由于座垫前沿在大脚处会产生较大的支撑力，所以在座垫前沿需采用人体工程学的曲线造型，在座海绵前沿采用曲线与大腿进行贴合，同时减少前沿海绵的硬度，从而减小大腿的支撑力对海绵前沿施加的较大支撑力，避免压迫大腿下面的神经和血管使经脉舒缓达到舒适的乘座空间。中间的海绵可采用不同组份配方的海绵料进行加工，使之在同一海绵上产生密度不同的工艺，以实现合理的硬度分配。为了阻止乘员横向滑移，泡沫结构中在座垫与靠背两侧增加翼状结构，增加这种结构，能够明显提高两侧硬度，从而可以形成必要的横向稳定支承。根据研究表明，人体对频率4Hz-8Hz的振动是最敏感的，这种频率的振动会使人感到精神疲惫，这种振动对心脏虚弱的人伤害更为严重，经过振动人体的心脏会最身体各项技能的供血不足，很容易引起心脏病人的病发从而造成生命危险。对于人体工程学来说，与人接触电的座椅面罩下的海绵物性要求为：密度（kg/m3）座为55±5，靠为65±5，头枕为35±5；压陷负荷25%（硬度），靠背≧160N，座垫≧180N，头枕≧30N，扶手≧30N；模数比（舒适性系数）65%/25%≧2.6；④落球回弹率≧50%；⑤伸长率≧90%；⑥拉伸强度≧100MPa；撕裂强度≧1.8N/cm；压缩永久变形（75%）在70±1℃22小时应≦8%；能满足乘客在长时间旅途中的颠波共振产生的部分疲劳的缓解与消除。３　设计优化安全带在车辆运行过程中对乘客舒适性的影响乘客使用座椅上的安全带（三点式）进行安全防护，从而在车辆出现交通事故过程中，起到预防与减少人员损伤的作用，从而挽救生命。乘客在佩戴和使用安全带过程中的主汽车座椅舒适性的技术研究钱志刚（厦门金龙汽车座椅有限公司，福建 厦门 361022）摘󰀁󰀁󰀁要：座椅设计时需要考虑人体生理结构，避免使人体受到静态载荷，肌肉长期受载会对人体生理机能产生不良的影响。在受迫情况下血液循环将受影响从而涉及到正常新陈代谢过程中营养物质的交换，严重的更会形成硬化区域。为了防止这种现象的产生，一个设计合理的座椅系统首先应当考虑人体生理结构，其次需要考虑结合人体工程学原理，最后需要优化座椅本身的设计参数。关键词：舒适性；压陷负荷；模数比中图分类号：U463󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁文献标志码：A中国新技术新产品2018 NO.2（上）

科学理论探索　

汽车座椅静态舒适性试验设计　

龚治人　上海交通大学，上海２０００３０　

摘　要　随着人民生活水平的不断提高，汽车逐渐成为当今社会的主要代步工具　人们购车选择时，已经不仅仅　考虑外观、油耗、安全性等方面，舒适性渐渐成为人们选车的一个重要衡量指标。　关键词静态舒适性；操作舒适性；ｎ点；汽车座椅；人机工程　中图分类号Ｕ４６　文献标识码Ａ　文章编号２０９５—６３６　３（２０１７）０８—００４２—０２　

１静态舒适性介绍及其影响因素　

静态舒适性，从字面层次也不难理解，指在静止　的情况下，乘员的主观舒适性感受。也正是由于在静止　

的环境状态下评测，所以座椅的静态舒适性主要由其自　

身的相关特性所决定，与汽车底盘悬架、道路工况、座　椅在车身环境中的周边零部件的特性等关系不大。具体　

座椅自身的哪些特性与静态舒适性相关？哪个特性又是　

最关键的影响因素呢？本文接下来运用正交试验设计分　析来寻找关键影响因素。　就汽车来说，影响座椅舒适性因素较多　Ｊ。根据　

企业中实际工作中的经验得出，影响座椅静态舒适性结　

果的主要因素如下。　

１．１座椅外轮廓尺寸　

座椅外轮廓的头枕高度、靠背高度、腰托位置、　

靠背离去点、坐垫离去点、坐垫长度、各截面的Ｉｎｓｅｒｔ　宽度及Ｂｏｌｓｔｅｒ高度等均影响座椅静态舒适性。　

Ｉ．２　ＭｅａｔＴｏＭｅｔａｌ值　

Ｍｅａｔ　Ｔｏ　Ｍｅｔａｌ值是指各舒适性截面上，假人与座　

椅骨架间的最小直线距离。　

１．３悬挂件／蛇形弹簧的弹性系数　

在前排座椅靠背或坐垫的中部支撑区域，通常有　

悬挂件／蛇形弹簧设计。悬挂件／蛇形弹簧均属于簧类　零件，其弹性系数直接影响对人体的支撑效果，从而影　

响静态舒适性。　

１．４面料张紧力　

座椅的面套原材料都具有一定的拉伸性。面套设　

计时，为了避免外观的褶皱、空浮等问题，都会将各块　

裁片的面料适度拉紧。这样，面套包覆在座椅上时，各　区域的面料都有一定的张紧力。这些张紧力使得面套像　

吊床一样对人体也有一定的支撑性，故也会影响静态舒