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汽车座椅的布置与设计：打造舒适与美观并存的驾乘空间一、座椅布局合理性1. 空间最大化利用在汽车座椅布置与设计中，要考虑的是空间的最大化利用。
通过对座椅的合理布局，确保每位乘客都能享有充裕的腿部和头部空间，提升乘坐舒适度。
2. 功能区划分明确座椅布局应与车内功能区域划分相协调，如驾驶区、乘客区、储物区等，确保各区域功能明确，互不干扰。
二、座椅材质选择1. 舒适性材质座椅材质直接影响乘坐体验。
应选用透气性好、柔软度适中的材料，如高级皮质或透气织物，为乘客提供舒适的触感和支撑。
2. 耐用性与易清洁三、座椅人体工程学设计1. 符合人体曲线2. 调节功能座椅应具备多种调节功能，包括前后移动、座椅角度调整、头枕高度调节等，以适应不同身高和体型的乘客需求。
四、座椅安全性能1. 固定与保护座椅设计需确保在行车过程中的安全性，包括可靠的座椅固定系统和碰撞时对乘客的有效保护。
2. 安全配置配备安全带、安全气囊等安全配置，提高座椅的安全性。
安全配置的设计应与座椅布局相协调，确保在紧急情况下能够发挥最大作用。
五、座椅美观性1. 设计风格统一座椅设计风格应与车内整体设计风格保持一致，通过色彩、纹理、线条的搭配，营造出和谐统一的内饰氛围。
2. 细节装饰在座椅的边缘、缝线等细节处加入装饰元素，如对比色缝线、品牌标识等，提升座椅的整体美观性和品牌识别度。
六、座椅智能化集成1. 智能化调节系统随着科技的发展，座椅可以集成更多智能化调节系统。
通过传感器和记忆功能，座椅能够自动调整到驾驶员或乘客的偏好位置，提供个性化体验。
2. 温度控制智能座椅配备的温度控制系统，可以根据乘客的需求和外界环境自动调节座椅温度，保持乘坐时的舒适度，特别是在极端气候条件下，这一功能尤为重要。
七、座椅健康考量1. 腰部支撑与保健考虑到长时间驾驶可能对腰部造成的压力，座椅设计应包括可调节的腰部支撑，以减轻腰部负担，预防腰肌劳损等健康问题。
2. 透气性与散热八、座椅环保理念1. 可持续材料在座椅材料的选择上，应优先考虑环保和可持续性。
. .目录绪论2第一章座椅系统的平安性功能分析4第二章座椅设计与驾驶疲劳的关系分析52.1人体坐姿生理特性分析52.2人体坐姿的压力分布62.3人体对车振动的反响72.4人体对微天气的反响8第三章座椅的平安性设计93.1靠背设计对平安性的影响93.1.1 靠背形状93.1.2 靠背倾角93.1.3 靠背高度93.2平安性对座垫的要求103.2.1 座垫高度103.2.2 座垫宽度103.2.1 座垫深度103.2.2 座垫倾角113.3头枕的平安性设计113.4座椅总成强度设计12第四章结论12 参考文献13绪论随着汽车日益普及以及购置者对汽车平安的意识的增强，国外汽车厂商也把汽车平安性设计列入了重中之重。
汽车整车的平安性的好坏不仅取决于汽车底盘和车身，部其他部件也起着主导作用。
汽车座椅作为汽车部件之一不仅为乘员提供了舒适而且还在汽车受到意外碰撞过程中提供了平安保障。
现代汽车座椅的机械构造主要由头枕、靠背、座垫、滑道等总成组成如图1所示。
座椅的主要功能是支撑驾驶员及乘坐人员的身体，减缓路面不平传给人体的冲击并减弱由此而引起的振动。
给驾乘提供舒适、平安的乘坐条件和便于驾驶操作的良好的工作条件。
人是人机系统中最重要、最活泼的环节，同时也是最难控制的环节。
从人的面入手设计机械系统才能到达更加合理的效果，设计出的产品才能有使用的价值。
人类一天的姿势主要有坐、躺、站三个动作。
无论是居家、工作、交通还是休闲，坐着的时间占其中的相当大的比率。
在当今社会中，汽车在人的生活中有着相当大的作用，工作、休闲、外出都离不开乘坐或是驾驶汽车。
随着经济水平的提高，汽车价格相对于一般的家庭来说亦不是遥不可及。
多家庭都拥有私家车，这在大大便了人们生活的同时，一些由于乘坐和驾驶的引发的安康问题也相继出现。
究其原因，汽车座椅难逃干系。
作者通过查阅资料发现目前市场上的汽车座椅缺乏设计，有的是根据以往的经历值来进展座椅的尺寸调整和实际进展的反复的大量的“路试〞最终得到一个比拟合理的尺寸；有的是将国外引进的汽车座椅的尺寸照搬进展“仿制〞设计。
毕业设计开题报告学生姓名朱天胤系部汽车工程系专业、班级车辆工程06-8班指导教师姓名鲍宇职称高级实验师从事专业车辆工程是否外聘□是■否题目名称轿车驾驶员座椅设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、研究现状：随着汽车保有量的增加，汽车的舒适性和安全性越来越受到人们的重视。
然而座椅作为直接与人体接触的部件，其重要性自然不言而喻。
关于座椅的安全性分析，其理论和方法都得到了广泛的认可。
与此同时，在满足安全性的前提下，如何提高汽车座椅的经济性并尽可能的减轻质量，也越来越引起业界的关注。
本设计主要针对国内中低档轿车驾驶员座椅在设计中存在的一些不足进行了优化。
同时根据实际的的软、硬件条件，通过对实物的拆解，在一定分析的基础上，以及查阅相关资料和标准，对座椅的动、静态特性参数进行了优选。
需要全套设计请联系QQ1537693694最后通过强度校核以及实际生产中该座椅存在的一些问题，对靠背和座垫骨架进行了改进，使其工艺更为简单。
2、选题的目的和意义：现代汽车的大量使用与普及，驾驶员对座椅提出了更舒适更人性化的新课题。
目前汽车座椅位置的调节多基于手动调节的机械，不方便驾驶员的操作。
为此，本项目研究的基本思路是针对汽车座椅位置的调节方式，根据一威驰车现有座椅，测量结构尺寸，设计出实现既定功能的座椅。
目前国内汽车座椅基本上是一种固定的姿势，人长时间保持一种相对稳定的坐姿很容易疲劳，从提高驾乘人员舒适度的角度，给出一种新型电动座椅的设计思路。
二、设计的基本内容、拟解决的主要问题1、本设计的主要内容:(1)驾驶员座椅的结构设计及设计参数优选：调角器，升降器，水平滑轨的设计(2)驾驶员座椅动态特性计算：通过机械振动对人体的影响完成座椅振动参数与选择及座椅动态特性计算(3) 座椅骨架的强度校核。
(4)撰写使用说明书。
2、拟解决的主要问题:(1)驾驶员座椅的整体布局(2)调角器手柄的工作原理SY-025-BY-3三、技术路线（研究方法）依据威驰车现有座椅，测量结构尺寸，设计出实现既定功能的座椅。
基于人机工程学理论的汽车驾驶室布置系统基于人机工程学理论的汽车驾驶室布置系统1、ＧｅｎＰａｄ是基于人机工程学理论开发的一整套汽车驾驶室布置系统的设计程序。
2、现代人机工程学追求的目标是人-机-环境系统总体性能的最优化。
3、ＧｅｎＰａｄ是Generic Parametric Design 的缩写，多年来一直受到许多汽车行业的设计人员的广泛的应用。
ＧＥＮＰａｄ通过ＣＡＤ模型的参数化设计克服了这些缺点，这些模型可以被自动化的更新，让长时间的繁杂设计在几秒钟内得以完成。
4、ＧｅｎＰａｄ从驾驶员的安全、健康等出发-人机工程学技术，将驾驶员的不满意因素进行综合考虑，配合工程师对各细节部分作人性化的设计。
造成驾驶员不满意的因素：仪表盘面板发出的反射光干扰了驾驶员的视线收音机按钮不在司机伸手所能触及的范围司机不能随手打开车门改进方法控制件均处在司机随手触及的范围内视线和反光区域都得到了人类工程学理论的校合各内饰部件的布置均留出了充分的余量，以满足司机的舒适驾驶5、大家知道车厢内部空间所布置零部件或控制装置的每个尺寸、控制系统的结构、形状等，都将直接影响到设计，比如：信息显示是否既便于接受，又易于做出判断；控制系统的尺寸，力度，结构，形式是否适合操作者的需求；人所处的作业条件舒适安全，是否有利于身心健康，能否充分发挥人的能力等等。
GenPad 正是从这些实际的应用出发开发的一套实用的软件系统。
然后我们来了解一下GenPad的作用、应用范围、以及操作过程。
6、ＧｅｎＰａｄ的设计流程大致是这样的，设计工程师将客户需求通过统计测量，转换成数据资料后从Ｖｉｓｔｏｅｎ网站的ＧｅｎＰａｄ的网页递交，通过ＧｅｎＰａｄ计算后，输出一个ｉｇｅｓ格式的ｓｕｒｆａｃｅ文件，然后设计工程师将得到的iges文件导入图形软件，如PRO-E、UG等等，从中来判断工程师的设计是否符合要求。
下面我们大家看一些例子。
7、GenPad 的主要研究对象是在正常情况下，驾驶员在驾驶室内的触及范围、视野范围、以及碰撞过程中的头部、腿部的碰撞区域等等的问题。
摘要近几年，随着我国公路交通事业的发展，农村城镇化建设的初见成效，农民收入和消费已经达到一定的水平，为此，专为城郊及农村群众而开发的JD6600型客车应运而生。
本文运用人机工程学原理，讨论了汽车座椅设计过程中应考虑的人机因素。
针时汽车驾驶座椅，从人体测量、生物力学、机械振动、作业空问等角度分析了驾驶疲劳的成因。
从座椅的静态特性和动态特性论述了汽车座椅的人机工程设计。
关键词：客车；人机工程；汽车设计；座椅ABSTRACTWith the development of the highway transportation and the progress of towns, the earning and consumption of the peasants have reach a certain level, just for that the JD6600 is designed and developed. This thesis using the principle of ergonomics，discussed the man-machine factor in the Design of the Vehicle Seat．In view of cars driving seat，anthropometry，biomechanics，mechanical vibration，operating room analysis of the causes of fatigue driving and elaborated the Seat of Motorcar in man-machine engineering design from the chair static characteristic and the dynamic characteristic．Key words：Coach；ergonomics；vehicle design；seat目录1 前言 (1)2 市场现状 (3)3 设计原则 (6)4 座椅的结构安全性设计 (7)4.1座椅强度的设计 (7)4.2座椅结构型式的设计 (7)4.3靠背的设计 (7)4.4坐垫的设计 (7)4.5头枕的设计 (7)5 座椅整体布置设计 (9)5.1座椅的选择 (9)5.1.1乘客座椅 (9)5.1.2驾驶员座椅 (9)5.2驾驶区座椅布置 (9)5.3乘客区座椅布置 (11)5.4座椅的整体布置 (12)6 驾驶员座椅设计 (13)6.1座椅设计的人文关系 (13)6.2座椅的结构参数 (13)6.3座椅布置 (14)6.4人体压力在座椅上的分布 (14)6.5座椅的人机工程学要求 (15)6.6人体模板在车辆座椅设计中的应用 (15)6.7座椅的静态舒适性设计 (16)6.8座椅的动态舒适性设计 (17)7 乘客座椅设计 (19)7.1座椅设计的基本原则 (19)7.1.1安全 (19)7.1.2乘座舒适性 (19)7.2静态舒适性 (19)7.2.1最终坐姿与座椅外形 (19)7.2.2体压分布与测量 (20)7.3动态舒适性 (21)7.4座椅的舒适性设计 (22)8 主要计算及校核 (24)8.1座椅设计的计算 (24)8.2 SAE适意线法的应用 (25)8.3 H点高度的确定 (25)8.4 H点最前位置与最后位置 (26)8.5座椅靠背角参数选择 (26)8.6上肢舒适度计算 (27)8.7驾驶员校核计算 (27)8.7.1眼椭圆的定位 (27)8.7.2眼椭圆的制取 (28)8.8视野校核 (28)8.8.1前方视野校核 (28)8.8.2风窗视野角校核 (29)9 设计中存在的问题及改进意见 (30)10 结束语 (31)附录参考文献 (32)1 前言汽车行业是中国经济发展的支柱产业之一，近年来，无论是汽车产量还是销售量都保持了较快增长；国内汽车行业的市场占有率整体上也呈上升趋势。
汽车座椅人机舒适性及布置设计指导汽车座椅是影响驾驶员和乘客舒适性的重要因素之一，人机舒适性及布置设计对于汽车座椅的设计至关重要。
本文将从人体工学、座椅材料和功能性布置三个方面探讨汽车座椅人机舒适性及布置设计的指导。
首先，人体工学是指研究人类在特定工作环境下，为了适应其工作姿势、工作强度和工作节奏所采取的生理和心理的反应方式。
在汽车座椅设计中，人体工学起着重要的作用。
首先，座椅的形状和结构应与人体曲线相匹配，以提供良好的支撑和舒适的坐姿。
其次，座椅的高度和角度应可调节，以适应不同身高和体型的驾驶员和乘客。
此外，座椅的头枕和腰靠应能够提供良好的支撑，以减轻颈椎和腰椎的疲劳。
人体工学设计还应考虑到座椅的材料选择和使用寿命，以确保长时间使用时的舒适性和耐久性。
其次，座椅材料对于人机舒适性有着重要影响。
座椅的材料应具有透气性、舒适性和耐磨性。
透气性是指座椅能否在长时间使用时提供足够的通风，以防止皮肤过热和出汗。
舒适性是指座椅能否提供足够的软硬度和弹性，以减轻长时间坐姿带来的不适。
耐磨性是指座椅的材料能否经受长时间使用和摩擦，以保持良好的外观和舒适性。
目前，许多汽车座椅采用高级材料，如皮革或织物，以提供更高的舒适性和耐用性。
最后，座椅的功能性布置是汽车座椅设计中的关键要素之一、座椅的功能性布置应考虑到驾驶员和乘客的实际需求。
例如，座椅上应配备方便调节的控制装置，如显著的调节按钮和旋钮，以便驾驶员和乘客在行车过程中可以方便地调整座椅的位置和角度。
此外，座椅上还可以配置高级功能，如座椅加热和通风、按摩功能等，以提供更高的舒适性和愉悦感。
座椅的功能性布置还应与车内其他设备相协调，以确保驾驶和乘坐的便利性和安全性。
综上所述，人机舒适性及布置设计对汽车座椅的设计至关重要。
人体工学、座椅材料和功能性布置是指导汽车座椅人机舒适性及布置设计的关键要素。
通过合理的人体工学设计、选择优质的座椅材料和考虑功能性布置，可以提高汽车座椅的舒适性和使用寿命，为驾驶员和乘客提供更好的乘坐体验。
基于人机工程学的汽车驾驶室座椅设计摘要：驾驶室座椅设计是汽车设计中非常重要的部分，设计是否合理直接影响到驾驶员的安全、开车效率和舒适度。
鉴于此，本文先对人机工程学的定义进行概述，然后分析了汽车座椅的人机工程学，最后探讨了基于人机工程学的汽车驾驶室座椅设计，以供相关的工作人员参考借鉴。
关键词：人机工程学；汽车；驾驶室；座椅；设计1人机工程学所谓人机工程学，亦即是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数；还提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性；分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力；探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。
2汽车座椅的人机工程学分析2.1人体坐姿的生理特点人体结构决定了人的不同生理特点。
坐姿和站姿不同，人体主要躯干骨的受力也不同，其腰部曲线弧度随之变化。
人在端坐时身体的受力点主要集中在脊柱、盆骨、腿以及脚部。
其中脊柱的变化最大，脊柱位于人体背部中间，对人体的支撑起到非常重要的作用。
对于不同的坐姿，脊柱会呈现出不同的形态，在设计座椅的形式、尺寸和结构时，需要考虑脊柱的变化，如设计的座椅不能使人体脊柱形态趋于自然，否则会引起驾驶员的驾驶疲劳，影响驾驶的舒适性。
长期驾驶会影响人的身体健康。
在驾驶时，人的背部需要靠在座椅上，靠背的舒适与否直接影响驾驶。
人在倚靠时，分布在靠背上的压力是不均匀的，肩胛骨和腰椎这两部分的压力是最集中的，由这两部分往外，压力降低。
在人体脊柱结构中，肩靠为第5、6块胸椎，腰靠为第4、5块胸椎，因此在座椅设计中需要重视这两部分的支撑，否则会造成对腰椎的损伤。
人在处于坐姿时，人体重量除了集中在靠背外，主要集中在坐垫上。
2007年5月农业机械学报第38卷第5期基于知识工程的车内布置可视化系统3史国宏 孙凌玉 韩守红 吕振华 【摘要】 根据中国人体尺寸和人机工程学知识,建立了通用的三维参数化中国人体模型。
综合汽车设计标准、设计知识和专家经验,采用面向对象的知识表达方法及基于规则的推理技术,开发了基于知识工程的汽车车身内部布置系统。
实现了视野校核、脚踏板与手操纵件的设计、操纵空间与操纵力校核、安全带固定点位置范围确定等功能。
关键词:车辆 内部布置设计 人机工程学 知识工程中图分类号:U 46318;TB 18文献标识码:AA V isua l System for I n ter ior Layout of Auto Ba sed on Knowledge Eng i neer i ngSh i Guohong 1 Sun L ingyu 1 H an Shouhong 2 L üZhenhua3(1.B eihang U n iversity 2.Institu te of O rd nance T echnology 3.T sing hua U n iversity )AbstractA cco rding to Ch inese an th ropom etry data and ergonom ics know ledge ,a general 3D p aram et 2ric Ch inese m an ik in w as bu ilt .In tegrating w ith au tom ob ile design standard ,engineering design know ledge and exp ert exp erience ,a know ledge 2based engineering system fo r au tom o tive in teri o r layou t w as develop ed w h ich app lied bo th the ob ject 2o rien ted know ledge rep resen tati on and ru le 2based reason ing techn ique .Som e ergonom ics functi on s ,such as the verificati on of visual field ,the design ing of p edal and con tro l handle ,the check ing of m an i p u lative range and con tro l fo rces ,the validati on of safety belt m oun ting po siti on and so on ,w ere all accom p lished .Key words V eh icle ,In teri o r layou t design ,E rgonom ics ,Know ledge 2based engineering收稿日期:2006-01-173北京航空航天大学凡舟科研基金资助项目(项目编号:20031306)史国宏 北京航空航天大学汽车工程系 硕士生,100083 北京市孙凌玉 北京航空航天大学汽车工程系 副教授韩守红 总装军械技术研究所 工程师,050000 石家庄市吕振华 清华大学汽车工程系 教授 博士生导师,100084 北京市 引言目前可用于汽车人机工程学分析的软件主要有3类:①人机工程学通用软件,主要有SAMM IE 、ER GO 和JA CK 等,都提供了三维人体模型,并有强大的人机仿真和评价功能,但用户必须学习不同于商业CAD 软件的建模技术和各种操纵命令等[1];且软件需要接口程序才能与商业CAD 软件进行数据转换,给应用带来了不便。
汽车座椅设计和布置方法首先，在汽车座椅设计中，人体工程学是一个重要的考虑因素。
人体工程学研究人的身体特征和动作，以便优化座椅的设计。
在汽车座椅设计中，应该考虑乘客的身高、体重、腿部长度等因素，以确保座椅能够提供良好的支撑和舒适度。
同时，座椅的背角、座角和头枕的高度都应该根据人体工程学原理进行设计，以减轻乘客长时间坐车时的疲劳和不适感。
其次，材料选择是汽车座椅设计中的另一个重要方面。
座椅面料的选择应该考虑耐磨损、耐污渍和易于清洁的特性。
通常采用皮革、织物或人造材料作为座椅面料，其中皮革面料在高端车型中常用。
另外，座椅填充材料的选择也很重要，应具有良好的透气性和吸湿性，并能够提供舒适的支撑。
传统的座椅填充材料包括海绵和弹簧，而现代材料如记忆海绵和凝胶则能够提供更好的舒适度和支撑性。
此外，优化座椅的功能设计也是汽车座椅设计中的一个关键因素。
例如，座椅的电动调节功能可以使乘客根据自己的需求来调整座椅的高度、角度和位置。
座椅加热和通风功能可以提供冬季的保暖和夏季的舒适。
此外，一些高端车型还配备了按摩功能，通过按摩来缓解乘客长时间坐车的疲劳。
座椅的折叠和移动功能也能够增加车内空间的灵活性和多样性。
在汽车座椅布置方面，应该考虑车内空间的利用率和乘坐人数的需求。
通常汽车座椅分为前排座椅和后排座椅，前排座椅应该尽可能地保证驾驶员的舒适度和操作便利性。
后排座椅的布置应考虑乘客的舒适度和空间利用率。
例如，在多功能车型中，后排座椅通常可以进行折叠和展开，以增加货物的存储空间。
另外，在七座和八座车型中，第二排座椅通常具有可调节和可折叠的功能，以便乘客可以轻松进入第三排座椅。
综上所述，汽车座椅设计和布置需要考虑人体工程学、材料选择和功能设计等多个因素。
通过合理的设计和布置，能够提供舒适的乘坐体验，增强乘客的满意度。
在未来，随着科技的不断进步，汽车座椅设计也将朝着更加智能化、个性化和环保的方向发展。
基于安全人机工程学的汽车座椅系统设计与优化汽车座椅系统是车辆安全和舒适性的重要组成部分。
基于安全人机工程学的设计和优化能够提升座椅系统的性能，并为乘坐者带来更好的体验。
本文将介绍基于安全人机工程学的汽车座椅系统设计和优化的重要性，并探讨一些实现这一目标的方法。
首先，基于安全人机工程学的汽车座椅系统设计和优化能够提供更高的安全性。
一个合适的座椅设计可以减轻事故时乘坐者的伤害，起到保护乘坐者的作用。
例如，通过合理的座椅结构设计和优化，可以有效减少乘坐者在碰撞事故中的前方、侧方和后方碰撞对乘坐者的伤害。
此外，座椅还应能够提供良好的侧向支撑和头部支撑，以减少颈部和脊柱的受伤概率。
其次，基于安全人机工程学的汽车座椅系统设计和优化还可以提供更好的舒适性。
座椅是乘坐者与车辆之间的连接点，直接影响乘坐者的体验和舒适度。
一个合适的座椅设计可以减少乘坐者在长途驾驶中的疲劳感和不适感。
例如，座椅可以采用可调节的腰部支撑和头枕，以适应不同身体形态的乘坐者，并提供良好的腰部和颈部支撑。
在汽车座椅系统的设计和优化中，可以采用一些基于安全人机工程学的方法。
首先，可以进行人体工程学研究，以了解不同身体特征和需求对座椅设计的影响。
例如，通过测量人体尺寸、关节范围和肌肉活动等参数，可以为座椅设计提供准确的数据。
此外，还可以进行人体模型的建立和仿真，以评估不同座椅设计对人体的影响。
其次，可以采用数字化技术来辅助座椅系统的设计和优化。
例如，可以使用计算机辅助设计（CAD）软件来进行座椅结构的三维设计和模拟。
通过CAD软件的模拟功能，可以快速评估不同设计参数（如座椅高度、角度和形状等）对座椅性能的影响，并进行优化。
最后，可以进行人机工程学测试和评估，以验证座椅系统的性能和满足相关标准和规定。
通过进行人机工程学测试，可以评估座椅的舒适性、支撑性和安全性等特性，并根据测试结果进行优化。
综上所述，在汽车座椅系统的设计和优化中，基于安全人机工程学的方法可以提高座椅系统的性能，并为乘坐者带来更好的体验。
基于知识的汽车驾驶员座椅布置系统
任金东;葛安林;黄金陵
【期刊名称】《汽车工程》
【年(卷),期】2003(025)003
【摘要】在对多种驾驶员座椅布置方法进行分析的基础上,提出了在汽车布置设计过程中更为实用的布置方法,并且在CATIA软件平台上研制了一个基于知识的汽车驾驶员座椅布置系统.
【总页数】5页(P275-278，286)
【作者】任金东;葛安林;黄金陵
【作者单位】吉林大学,长春,130025;吉林大学,长春,130025;吉林大学,长
春,130025
【正文语种】中文
【中图分类】U46
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1.基于知识工程的汽车总体布置系统研究 [J], 董益亮;徐宗俊;郭钢
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驾驶员座椅智能控制系统驾驶员座椅智能控制系统是一种先进的科技产品，它可以提高驾驶体验，保障驾驶安全，同时也方便了驾驶员的舒适性。
该系统主要包括座椅调节、空调温度、音响系统等多种功能，驾驶员可以通过操作按钮轻松实现对这些设备的控制。
首先，该系统可以对座椅进行智能调节。
驾驶员可以设置座椅的高度、前后位置、倾斜角度等，以适应不同身高的驾驶员，从而提高驾驶的舒适性。
此外，该系统还可以调整座椅的按摩、加热等功能，缓解长时间驾驶对脊椎的不适。
其次，该系统还可以智能控制空调温度。
在不同的季节和天气条件下，驾驶员可以通过调节空调温度，让车内的温度保持在舒适的范围，这不仅可以提高驾驶员的舒适感，还可以消除驾驶员由于温度过高或者过低而造成的驾驶误差，从而保障驾驶安全性。
除此之外，该系统还包括智能控制音响系统的功能。
驾驶员可以通过系统调节车内音量大小、调整音效、选择喜欢的音乐频道等，从而提高驾驶体验。
总的来说，驾驶员座椅智能控制系统是一种高科技、先进的汽车配套设备。
其功能多样、智能化，可以帮助驾驶员提高驾驶体验，保障驾驶安全，同时还可以方便驾驶员的日常使用。
随着人们对智能化和舒适性的要求不断提高，该系统将越来越受到消费者的喜爱和青睐。
驾驶员座椅智能控制系统是近年来在汽车制造业中广泛应用的智能技术。
以下将列出一些相关数据，并进行分析。
首先，根据MarketsandMarkets预测，全球汽车智能座椅市场规模将从2020年的44.05亿美元增长到2025年的63.41亿美元，复合年增长率为7.6％。
这表明智能座椅市场的需求将不断增长，并且在未来几年内将成为一个重要的增长点。
其次，根据路透社报道，全球智能座椅controller市场在2018年的规模约为5.5亿美元，并有望在2025年增至6.5亿美元。
智能座椅controller能够控制座椅的电动位置、按摩、加热等功能，是驾驶员座椅智能控制系统的核心部件。
可以看出，该市场也呈现出稳步增长的趋势。
2003065基于知识的汽车驾驶员座椅布置系统任金东 葛安林 黄金陵(吉林大学,长春 130025) [摘要] 在对多种驾驶员座椅布置方法进行分析的基础上,提出了在汽车布置设计过程中更为实用的布置方法,并且在CA TIA 软件平台上研制了一个基于知识的汽车驾驶员座椅布置系统。
叙词:基于知识,座椅布置,驾驶员Research and Development of a Knowledge 2basedAutomotive Driver ’s Seat Arrangement SystemR en Jindong ,G e Anlin &H uang JinlingJili n U niversity ,Changchun 130025 [Abstract] Based on the analysis of different ways of packaging ,a more applicable method for determiningthe position of driver ’s seat during car 2body design is presented.And a knowledge 2based automotive driver ’s seat arrangement system is developed on the CA TIA software platform.K eyw ords :K now ledge 2based system ,Seating arrangement ,Driver原稿收到日期为2002年9月2日,修改稿收到日期为2002年10月28日。
1 前言在以人为中心的车身内部布置中,座椅的布置对驾驶员的安全性、坐姿舒适性、视野、操作方便性以及驾驶室内部空间具有重要的影响,在车身内部布置中占有极为重要的位置。
座椅的布置主要是确定H 点的位置和行程,以及设计合理的座椅调节方式及其调节轨迹。
由于座椅位置的影响因素多,各因素之间互相影响,其空间关系又不易表达,座椅布置一直是一个比较复杂的问题。
国外的汽车公司、高校和研究机构都在研究寻求方便实用的布置方法。
2 座椅布置方法211 SAE 适意线法[1]早在1985年,SAE 就推出了SAE J 1517标准,用来确定满足一定百分位的驾驶员H 点的位置。
在SAE J 1517中推荐了不同百分位的一组适意驾驶位置时H 点的位置线,其中每一条曲线都表征了H点位置与定位参考点之间的水平和垂直方向的位置关系。
A 类车的适意H 点高度z 与H 点相对定位参考点水平方向的距离x 呈二次非线性关系;对于B 类车,z 与x 呈线性关系。
图1给出了A 类车的一图1 A 类车SA E 适意H 点位置线组SA E 适意H 点位置线。
给定不同百分位的H 点高度就能够得到最后、最前以及其它百分位的设计H 点,座椅的行程和升程可根据最后和最前H 点来确定。
SAE 适意线是根据早先的美国人体数据,经统计分析之后得出的,对于不同时代、不同国家的人体统计数据不一定适用;求对应某一百分位的H 点时只能得到一个点,灵活性较差。
同时,SAE 适意线法没有将目标驾驶员群体的统计特性,尤其是国别、身材、男女比例、百分位等作为参数,使得此方法不宜作为一个通用的方法,针对任意给定的驾驶员目标人群都适用。
SAE 适意线比较适合于在从内到2003年(第25卷)第3期 汽 车 工 程Automotive Engineering 2003(Vol.25)No.3外的车身布置方法中使用。
212 Jean 2Mark 等人的区域法1993年Jean 2Mark 等人在其发表的文章中提出了求解H 点分布位置的区域法[2]。
该方法综合考虑了驾驶员舒适关节角度、踏板、转向盘和前方视野要求对驾驶员座椅位置的影响,可以求得满足要求的H 域。
此外,还提出了一种座垫倾角、座椅靠背角和座椅调节轨迹的优化设计方法。
Jean 2Mark 等人的区域法在确定最后H 点域时,没有结合考虑SAE J 826人体模型定位方法,在本来是通过舒适性关系求得的最后H 域中的H 点处用SAE J 826法定位人体模型后反而可能不舒适;同时,人体模型定位后的下肢关节角度也与SAE J 826法的结果不一致。
213 多功能区域法针对SAE 适意线法的不足,借鉴了Jean 2Mark 等人的区域法思想,并经过大量的研究之后,文中提出了更加合理的座椅位置布置的多功能区域法[3-5],包括以下几部分。
(1)舒适性约束法。
以驾驶员下肢的关节角度的舒适性作为约束来计算H 点分布区域。
(2)视野约束法。
以保证驾驶员足够的前方视野为约束条件计算H 点分布区域。
(3)顶盖约束法。
以保证驾驶员必要的头部空间为约束计算H 点分布区域。
(4)腿部空间约束法。
将驾驶员腿部空间L 34的统计范围作为约束计算H 点分布区域。
(5)转向盘约束法。
通过约束转向盘轮缘到大腿中心线的最小距离H 13和到躯干中心线的最小距离L 7来计算驾驶员H 点分布区域。
文中详细分析了座椅位置的影响因素,研究了人体模型的定位方法,采用了全新的根据舒适性、视野性、头部空间、腿部空间、转向盘约束以及上肢舒适性和伸及性等要求求解H 点的数学模型:将知识工程理论与座椅布置的专业知识相结合提出了基于知识的座椅布置方法。
最重要的是使用了参数化的人体模型和舒适关节角度,以及在系统指导下的可选的约束条件,使得系统可以适用于任何目标驾驶员人群,适合于不同种类的应用场合,从而达到了实用化的目的。
3 座椅位置的影响因素311 加速踏板布置位置加速踏板布置位置对驾驶员右脚的摆放位置有直接影响,很大程序上决定了座椅的水平方向位置。
加速踏板(以及转向盘)相对于前风窗上边框的水平距离会影响驾驶员的前方上视野。
为保证必要的前方上视野性,就必须调整座椅或加速踏板的位置。
312 目标驾驶员群体的统计特性对座椅位置起主要影响的统计特性指标是肢体(尤其是下肢)长度的均值和标准差。
肢体越长,需要的车内布置空间越大,座椅越靠后。
313 座椅高度(H 30)H 30是决定座椅位置的一个重要参数。
当加速踏板位置型式和目标驾驶员群体的统计特性已经确定时,座椅的前后位置随着座椅的升高而逐渐向前变化。
314 车型级别车型的级别对车内空间的大小有直接影响,同时驾驶员能达到的舒适程度(关节角度)也因此而不同。
车的级别越高,驾驶员腿部空间也相对越宽敞,座位也相对靠后;而级别越低,腿部空间也相对紧凑。
这些影响具体反映在L 11、L 34、H 13、和L 7等硬点尺寸上,如图2所示。
各硬点尺寸的含义参见SAE J 1100。
另外,是否采用自动变速器、方向盘和加速踏板是否可调等不同情况的车的配置都会对座椅的位置产生影响。
图2 车内空间布置硬点图示4 基于知识的座椅布置方法411 H 点分布域41111 H 点域的生成过程 经过理论分析可知,根据舒适性约束条件可以得到一个H 点分布域[3]。
如果在舒适性约束求解过程中综合考虑其它约束条件,就可以得到满足各种约束的H 域。
在求解H 点的过程中必须综合考虑约束条件是否满足,以使结果更加准确,也易于与设计知识相结合。
・672・汽 车 工 程 2003年(第25卷)第3期41112 最后H 点分布域 人体模型大腿角α9是选择座垫倾角的重要参考值。
在求得的最后H 点图3 最后H 点分布域及α9参考线分布域中给出了α9参考线,参见图3。
一方面方便了对最后H 点的选择,用户根据座椅高度和座垫倾角(参照α9)可以确定最后H 点;另一方面,如果还要重新设计座椅,根据选定的最后H 点对应的α9能够对座垫倾角提出设计要求。
在求解最后H 点域时踝关节角度α4应限定在87°,以保证加速踏板踩下的舒适性,同时还符合SAE J 826标准的要求[5,6]。
图4 给定α9的50th 百分位H 点分布域4.1.3 给定α9的H 点域 在计算其它百分位H 点分布域时,应该按照已知座垫倾角给定α9来计算相应的H 点分布域,参见图4。
412 参数化人体模型对于汽车公司而言,开发一个车型时使用的人体模型应该符合产品投放市场后驾驶员人群的统计特性。
为此,要求人体模型的定义能够方便地根据以往目标驾驶员群体统计特性进行预测。
为方便人体尺寸的计算和使用,建立参数化人体模型是必要的,参见图5。
已经建立了包括中国、欧洲和SAE 在内的参数化人体模型(各包括5th 、50th 和95th 三种百分位);同时,用户还可以根据情况自行定义所需的人体模型。
采用参数化人体模型之后,系统可以应用于任何目标驾驶员群体,克服了SAE J 1517推荐的适意线的局限性。
图5 参数化人体模型413 舒适坐姿与参数化舒适关节角度布置座椅必须首先考虑座椅位置对驾驶员坐姿舒适性的影响。
驾驶员在驾车行驶过程中所采用的姿势一般与以下因素有关。
驾车本身的活动(例如:右脚通常踩在加速踏板上;左手通常握转向盘,而右手可能在转向盘上,也可能在变速杆上);驾驶员获得舒适性的需要;车内空间的制约;驾驶员的习惯。
同时,驾驶员在驾车过程中为了减轻疲劳还要经常自我调节乘坐姿势。
尽管人机工程学推荐的舒适关节角度范围是一样的,但是对于不同的车型和不同身材的驾驶员,实际的角度范围差别却很大。
为方便使用,定义了参数化的关节角度范围。
针对具体的车型和具体的目标驾驶员群体,采用不同的舒适角度范围,使得设计结果更加理想。
414 满足不同约束条件的H 点域前面分析的座椅位置的影响因素,可以作为求解H 点位置的约束条件。
但尽可能多地考虑各种约束条件对H 点位置的影响能够提高设计的灵活性和准确性。
因此考虑了驾驶员前方视野要求、腿部空间要求、头部空间要求、加速踏板行程内舒适性的要求以及上肢的伸及性和舒适性等要求,参见图6。
图6 约束条件驾驶员的前方视野要求包括前方上、下视野两部分。
上视野约束条件要求身材较高的驾驶员能看到位于汽车前方12m 处的高5m 的信号灯。
下视野约束条件要求小身材驾驶员能从转向盘上方看到车前方的路面。
为获得必要的操作空间,硬点尺寸L 34、H 13、L 7必须控制在一定的范围内。
例如:控制H 13不过小可以避免在紧急刹车时,驾驶员右脚从加速踏板切换到制动踏板的过程中大腿可能和转向盘的干涉这种非常危险的情况;而L 7过小,则在撞车时转向盘或者安全气囊容易对驾驶员的躯干或面部造成伤害。
驾车过程中,尤其是在高速公路上,加速踏板总是处于一定的踏下位置附近,驾驶员的脚也相应地经常处于踩下的状态。
鉴于此,在确定H 点位置时考虑了加速踏板踏下之后驾驶员的舒适性,对于提・772・2003年(第25卷)第3期 汽 车 工 程高行车的安全性具有重要意义。
