基于体压分布仿真的驾驶员座椅舒适性设计研究

本文中建立了HPM-II型H点装置有限元模型,验证了模型各部分的尺寸、质量、腰部支撑和躯干的运动学姿态,通过H点装置姿态的仿真来测量座椅的设计参数,对驾驶员人体与座椅的相互作用进行了仿真研究。首先,基于ANSUR人体数据库建立了人体几何模型,利用CPM模型设置其驾驶姿势,并建立了人体有限元模型。接着,建立了参数化的座椅有限元模型。最后,将人体有限元模型与座椅有限元模型组装到一起,设定相应的边界条件,在不同海绵厚度、腰部支撑量与支撑位置、坐垫角和靠背角下进行了人体与座椅间体压分布的仿真,得出了这些因素对体压分布的影响。本文中采用的方法为今后建立面向理想体压分布的座椅设计奠定了基础,为座椅舒适性设计提供参考。     

汽车座椅靠背对驾乘者腰部支撑强度的压力特征及演变

在座椅其他设计均不变的情况下,被试者通过调节腰托前后位置实现腰部支撑强度变化,模拟背部特别是腰部不同支撑设计的座椅,进行了座椅靠背主客观评价相结合的舒适性研究,并讨论了随着驾驶时间的推移,驾乘者不舒适部位和坐姿变化规律。研究显示,得到被试者腰部支撑强度适中、不足和过大3种形式的压力分布特征之一。腰部支撑强度适中时,腰部区域内压力变化平缓成“面”支撑;腰部支撑不足时,一般特征是腰部区域内压力小于肩部,随着驾乘时间增加,骨盆会前移使腰椎脱离脊柱“S”形的健康弯曲状态;腰部支撑过大时,有“点”支撑的变化趋势,随着驾乘时间增加,胸廓后仰头部调整驾驶所需的眼睛位置,颈部和肩部肌肉处于活跃做功状态易产生疲劳。     

基于不同身材驾驶员体压分布的座椅舒适性研究

为研究不同身材驾驶员体压分布的特点和腰部支撑对乘坐舒适性的影响,首先构建了3个典型身材(5,50和95百分位)的人体有限元模型,模型中包含骨骼、软组织和皮肤3种材料,并采用驾驶姿势的级联预测模型来调整人体的姿势;建立了包含腰部支撑的座椅有限元模型;接着将座椅和人体模型组装一起,并施加边界条件,对体压分布进行了仿真,着重分析驾驶员身材和腰部支撑对界面压强和软组织应力的影响;最后进行体压分布主观评价实验。通过数据对比和主观评价,建立了体压分布与乘坐舒适性的关系,证实了腰部支撑对提高座椅舒适性的作用。     

基于中国人体尺寸的驾驶员驾姿舒适性分析

为了建立基于中国人体尺寸的驾驶员舒适坐姿模型,提升驾驶员的驾乘舒适性,文章选取不同的驾驶座椅高度,通过采集驾驶员的舒适驾车姿态,拟合出驾驶员的驾驶H点与方向盘及踏板点的位置关系,得出男性、女性和男女性的舒适驾驶坐姿模型,并给出了各种座椅高度对应的座椅位置和方向盘位置的设计值,对于驾驶员的驾驶舒适性设计有一定的指导意义。     

基于人体压力分布的座椅形面优化设计

为获得舒适座椅形面的造型和尺度特征,基于体压分布指标与舒适度量表评分相结合的评价方法,分析了静态坐姿条件下,座椅靠背和坐垫形面特征与人体关键部位的舒适度影响关系,并据此提出了座椅靠背和坐垫形面人机优化设计建议。体压分布实验结果表明:座椅压力分布SPD值仅反映压力分布均匀程度,但在形面几何构造复杂的情况下,不能表征靠背或坐垫的整体舒适度;圆形压力梯度G_C值不受坐垫形面变量因素的影响,能有效表征人体坐骨结节处的舒适度。     

基于人体17位压力分布的汽车座椅靠背舒适性研究

与人-椅接触界面压力普通分区方式相比,人体分为肩背部、腰部和臀部等17个部位的压力分布方式更符合汽车座椅人机工效学设计理念。在汽车座椅靠背舒适性方面,肩背部和腰部的人-椅接触界面压力是相辅相成的。采用人体17位压力分布方式,通过主客观评价相结合的方法,分析了座椅肩背部和腰部区域的人-椅接触界面压力之间的量化关系。结果表明,汽车座椅人-椅接触界面的肩背部和腰部最大舒适压力比率范围为25%~56%,其最大压力比率平均值约为40%。人-椅接触界面的肩背部和腰部区域平均舒适压力比率范围为8%~24%,其平均压力比率平均值约为13%。与腰部相比,肩背部区域的人-椅接触界面压力较小,感知更灵敏,压力梯度变化更需平缓过渡。     

基于生物力学仿真的驾驶员身体负荷分布研究

针对目前主要从姿势角度和主观评价两方面对驾驶姿势舒适性进行评价,未能在更深层次上揭示驾驶姿势舒适性的机理,且通过主观评价构建的姿势不舒适度模型的实用效果不理想,提出了一种客观评价方法。首先建立了驾驶员的人体生物力学模型;接着设计仿真方案,进行肌肉分群,设定评价指标,并定义姿势变量;最后通过仿真,初步获得驾驶员坐姿和驾驶室布置参数对驾驶员人体生物力学负荷及其分布的影响规律。     

汽车电动座椅骨架结构及功能件分析

汽车座椅骨架及功能件是支撑驾乘人员坐姿的重要载体,其外形与布置参数极大地影响着驾乘人员安全性、操作、乘坐舒适性。座椅骨架及功能件布置更是座椅工程设计的重点,是造型设计的基础。文章基于人体工程学及相应法规,分析电动座椅前后调节、高度调节、靠背旋转调节、腰托四向调节、头枕上下调节的设计原理及参考依据,可在造型设计阶段确认座椅坐垫、靠背、头枕位置轨迹的工程硬点,确保造型设计符合安全性、可操作性及舒适性,提升电动座椅整体设计质量,为整车内饰造型设计提供座椅骨架模块的理论支持,提高汽车内饰分组设计的效率。     

座椅静态舒适性影响因素分析

正本文针对汽车座椅系统结构分析,提出了座椅的一般设计要满足人机工程要求;在行驶过程中,应有效削弱地面传递的冲击和振动;驾驶过程中要减少盲区等要求。通过分析人体生理结构、人体测量学以及人体工程学与乘坐舒适性的关系,得出了最舒适的乘坐姿势和座椅尺寸参数,这些座椅设计参数直接影响了座椅的舒适性。随着社会的进步和生活水平的提高,汽车成为日常生活中不可缺少的交通工具,人们在汽车中停留的时间也越来越长,这样汽车的舒适性也变得尤为重要,而汽车座椅对舒适性影响最大,因此汽车座椅舒适性的设计要求也越来越高,而其中座椅舒     

汽车驾驶座椅人－机系统安全性设计

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。     

轿车驾驶室计算机辅助设计方法

本文依据人机工程学对驾驶室设计的要求，着重分析了H点高度、方向盘、座椅靠背角对驾驶舒适性的影响。提出了轿车驾驶室计算机辅助设计方法，并用实际车型对该方法进行了验证。     

基于H点装置仿真的压力分布与座椅参数测量和舒适性评价的研究

为研究人-椅界面的压力分布座椅不同参数对座椅静态舒适性的影响,基于相关标准构建了H点装置有限元模型,验证了几何模型的主要尺寸、各部分的质量、腰部调节量和躯干运动学姿态;对几何模型进行了网格划分,并定义了接近真实情况的边界条件,对有限元模型的准确性进行了验证。建立了简化的座椅有限元模型,并将H点装置和座椅有限元模型装配在一起;按照实际接触情况施加边界条件,进行了压力分布仿真,并通过试验验证了仿真结果的准确性。最后以某一座椅实例,验证了利用H点装置有限元仿真进行座椅参数和压力分布测量的可行性,并提出了一种基于H点装置仿真压力分布的座椅静态舒适性评价模型。     

乘员坐姿舒适性评价指标权重的评估

为综合定量评估车辆乘员坐姿舒适性,从肩部舒适度、背部舒适度、腰部舒适度、臀部舒适度和大腿部舒适度对坐姿舒适性的影响出发,建立基于人体各部位对坐姿舒适性影响的评价指标体系。运用熵权法修正层次分析法（AHP）测定人体各部位对坐姿舒适性影响的权重,并开展实车试验进行验证。结果表明,该赋权方法可更精确地测定人体各部位对坐姿舒适性影响的权重。     

乘用车驾驶员H点位置定制化研究

为了使驾驶员座椅位置更加符合目标人体,本文提出一种方法,该方法依据目标人体的关节尺寸,制定相应的舒适坐姿,确定专属H点,从而确定符合目标人体的座椅位置。依据定制化的驾驶员H点位置,可以有效的评估目标人体的人机性能,进而合理的设计车身结构以及车内空间布局。     

基于逆向设计的整车人体布置技术研究

鉴于目前国内车型设计开发现状,通常全新开发项目会选择一款优秀的技术标杆车型进行逆向开发,可理解为在成熟的现有平台上进行二次开发,需测量标杆车驾驶员座椅H点位置,再根据座椅的调节范围对相关参数进行初步校核,最后确定出标杆车H点.通常拟合出的人体H点不在座椅舒适线上,那么如何在满足SAE标准的前提下,使人体坐姿无限接近座椅舒适线,成为研究方向,就此给出详细的操作方法.     

正确驾车坐姿的重要性

你经常在长途驾驶后感到腰酸背痛吗？人类工程学（Ergonomics）专家指出错误的坐姿与不良的座椅支撑若持续一段时间．将对下背部与臀部造成永久性的伤害！我们要告诉你如何车型，以及腰靠/腰部支撑（lumbar support）功能对长途驾驶人的重要性。[编者按]     

基于数字人体模型舒适性的越野车驾驶员区域布置

驾驶员H点是驾驶员区域布置时的设计基准点,通常是指第95百分位的男子人体模型在座椅处于最后最低时的胯点。驾驶员H点位置的优劣直接关系到驾驶室的乘坐舒适性,而驾驶员处于舒适驾驶姿势时,身体各关节的角度一般在一定的范围内,文章以数字人体模型各关节角度的舒适范围为输入,研究H点的优化方法,并进行越野汽车的驾驶员区域布置,为驾驶室人机工程布置提供理论依据。     

SUV汽车歇脚板人机舒适性研究

针对SUV车型的人体坐姿H30(座椅设计位置R点与踵点Z向高度差[1])普遍偏高,歇脚板的布置对驾驶员左脚的舒适性影响较大,从人体舒适性的角度出发,依据人体理论模型与关节舒适经验范围,理论分析得到歇脚板布置位置的舒适范围,并经过Ramsis软件分析验证,人机平台主观评价验证等方法得到理论分析结论的正确性,分析结果对车辆布置中歇脚板的位置布置有一定指导意义。     

面向体压分布的人椅系统建模

以Hybrid III假人和某款乘用车座椅为基础,建立不同网格尺寸的人椅系统有限元模型,通过对其体压分布结果进行分析和对比,确定了满足要求的模型网格尺寸。然后对人体模型的体段质量和人椅系统的体压分布结果进行验证。在此基础上,计算了人椅系统模型的体压分布,分别分析和对比了良好坐姿和两种不良坐姿状态下的体压分布,包括最大压力和平均压力等参数。结果表明,所建立的模型可准确反映人体体压分布特征,可为座椅的设计和乘坐舒适性评价提供参考依据。     

汽车座垫舒适性探讨及研究

通过驾驶员坐姿分析,得到座垫舒适性的解决方案。研究表明:坐骨结节是坐姿状态下身体的主要支撑点;座垫支撑、大腿角、座面造型及座垫硬度是影响座椅舒适性的4大因素。S形弹簧加强结构是坐盆支撑方式的优选;对于H30为300mm左右的座椅,大腿角在(10±2)°为宜;座垫平坦区域尺寸(310±5)mm较为舒适;座垫的臀部硬度65N、前部硬度37N适于长途及短途。