探討如何根據人機工程學提高汽車座椅舒適性

鄧兵

摘要：本文首先介紹了汽車座椅舒適性的要求，文章緊接著對汽車座椅的人機工程學應用進行分析，主要內容包括人體的肢體需要與汽車座椅有很高的服帖性;汽車座椅的設計工作需要考慮到座椅的平衡性;汽車座椅的設計需要有兩個科學的支撐點;汽車座椅的軟硬程度控制，文章在最后對汽車座椅的結構參數與空間設計進行討論。

關鍵詞：人機工程學;汽車;座椅;舒適性

0? 引言

隨著我國經濟與社會的快速發展，人們越來越傾向于自己買車做有車一族。隨著人們對汽車需求的日益增長，人們對汽車座椅的舒適性有著越來越高的要求。汽車座椅設計人員創新地將人機工程學運用在汽車座椅舒適性的設計工作中，有效的提升了汽車座椅的舒適程度，為我國汽車行業的發展做出了很大的貢獻。

1? 汽車座椅舒適性的要求

相關設計人員為了保證設計出來的汽車座椅在一定程度上滿足駕駛者的實際舒適度需求，往往會選擇在汽車座椅設計工作中結合人機工程學的基礎知識，保證設計出的汽車座椅符合人機工程學的使用原理[1]。換一句話說，汽車座椅的設計工作就是需要滿足人機工程學中的相關知識。首先，汽車座椅設計需要保證乘車用戶在長時間的駕駛過程中有著良好的舒適度，最好的汽車座椅甚至還可以在乘車用戶使用的過程中逐漸修正不正確的坐姿。其次，汽車座椅設計還需要保證在汽車行駛過程遇見的所有情況，包括顛簸、道路不平、急轉彎等，盡可能的不影響乘車用戶的駕駛舒適感[2]。最后一點，設計人員在設計汽車座椅的時候需要重視汽車駕駛視野的設置工作，盡可能保證駕駛過程中駕駛者沒有視野盲區，有著足夠的視野進行駕駛操作，有效的避免由于視野盲區而導致的駕駛安全事故，在一定程度上減少車禍的發生可能性。

2? 汽車座椅的人機工程學應用分析

設計人員在對汽車座椅進行設計的時候，需要根據用戶對于汽車座椅的實際需求開展設計工作，其中最重要的需求就是對于汽車座椅安全性以及舒適性的保障。不同的用戶有著不同的身材與身高，不同用戶對汽車座椅的舒適程度也有著很大不同的自我感知。設計人員需要盡可能將汽車座椅的設計適合于更多的用戶，將人機工程學中的理論知識充分的有效運用。

2.1 人體的肢體需要與汽車座椅有很高的服帖性

設計人員在進行汽車座椅設計的時候，首先需要對人類身體的實際構造有一個完整的認識，根據人類身體的實際構造去設計適宜不同身高、體重人群的汽車座椅。汽車座椅的靠背與座墊的形狀必須保證與駕駛員的身體貼合，無論是后背、臀部和腿部都要呈貼合的狀態，特別是腰部以及背部是反映舒適度最明顯的部位，一旦駕駛員腰部或者背部在使用汽車座椅的時候存在不舒服的感覺，長時間的駕駛時間里會放大其不舒適的感覺，足以反應出汽車座椅沒有與駕駛員身體有足夠的服帖性[3]。

2.2 汽車座椅的設計工作需要考慮到座椅的平衡性

設計人員在設計汽車座椅的時候，需要考慮到各種不同的道路狀況。用戶在駕駛汽車的時候往往會遇見一些急轉彎或者大轉彎，這個時候乘車人員就會隨著車輛運行而產生的向心力發生身體的偏轉和擺動，以致乘車人員的舒適度大大降低。汽車座椅的平衡性的設計就是需要保證在乘車人員身體將發生明顯偏轉的時候，盡可能保證身體的穩定性。人們的大腿就是一個杠桿，腰部就是一個有力的杠桿點，通過加高座墊和靠背的兩側，加大對大腿和腰部的支撐，通過汽車座椅的兩側高度的防護作用能有效控制身體的偏移程度，盡可能保證在人們可以接受的舒適范圍內。

2.3 汽車座椅的設計需要有兩個科學的支撐點

設計人員在進行汽車座椅設計工作的時候，一定需要注意座椅的兩個支撐點的設計工作。這兩個支撐點的有效作用就是盡可能提升乘車人員的舒適感。第一支撐部位位于人體第5-6胸椎之間的高度，有效的設計好這一位置，可以在一定程度上減少乘車人員長久保持開車姿勢或者坐車姿勢的時候導致的肌肉酸疼的問題，還可以有效降低人們發生脊椎側彎病變的可能。第二個支撐點所在的位置就是乘車人員腰部的位置，人體腰部的構造有著往內陷的特點，相關工作人員需要根據人類腰部的弧度進行汽車座椅腰部支持點的設計工作，盡可能保證支撐點對于腰部起到一定的支撐作用[4]。

2.4 汽車座椅的軟硬程度控制

汽車座椅軟硬度實際在一定程度上與床墊軟硬度相似，太硬或太軟都不合適。硬度太高的汽車座椅在短途行駛中，會壓迫駕駛員的臀部、背部，大大降低乘車用戶的舒適度;而硬度太軟的汽車座椅在使用過程中會導致駕駛者的注意力分散，很難集中注意力全身心投入駕駛工作，并且長時間的駕駛容易令駕駛員曲起身子，全身肌肉和骨骼受力不均，從而導致腰酸背痛現象的產生。設計人員應當綜合考慮汽車座椅與駕駛者的貼合度，合理地控制座椅的軟硬度。例如通過汽車座墊海綿雙密度發泡構造，彌補硬海綿剛入座時的不適感，以及軟海綿長時間駕駛時，身體支撐力不夠的缺點，獲得較好的駕乘效果。

3? 汽車座椅的結構參數與空間設計

3.1 結構參數

汽車座椅結構參數中對于舒適性主要包含有振動平衡性能、座椅的舒適程度、駕駛設備的方便操作程度等3個方面要求。振動平衡性能的結構參數調整是最為困難的，設計人員需要有效的結合人機工程學的實際理論知識以及人類身體的實際構造進行有效的設計，根據實際駕駛過程中乘車用戶的使用感受來調整設計的具體細節。重復試驗得到大量的駕駛數據，對采集到的一系列數據進行合理的分析，最終設計出不同身高、體重用戶最適合的汽車座椅方案，盡可能滿足不同乘車用戶對汽車座椅的實際需求。汽車座椅的舒適程度以及駕駛設備的方便操作程度，設計人員可以通過調整座椅的結構和尺寸參數，有效提升汽車座椅的舒適度。

3.2 空間位置設計

在駕駛汽車的過程中，乘車用戶的舒適度是來自于汽車內部的各種環境因素，設計人員想要有效提升汽車座椅的舒適度，不僅僅只是把工作重點放在汽車座椅上，還需要將設計調試的重點放在汽車的空間位置設計工作上，有效的劃分汽車內部空間的功能使用。在設計汽車內部空間的首要目標就是要保證相關駕駛者有一個足夠寬敞的視野，只有視野開闊才可以保證駕駛過程的安全程度，在一定程度上避免視野過小駕駛員存在盲區進一步造成駕駛事故的發生。

設計人員需按照不同駕駛者的身高、體重情況去調整一個合理的駕駛空間，盡可能保證絕大多數類型的駕駛者有著合適的踏板距離以及方向盤距離，滿足更多人群的實際駕駛舒適程度[5]。在實際設計過程中，需要盡可能匹配更多汽車使用者對于汽車內部環境的適應范圍以及人體感到最佳的舒適范圍，將汽車座椅的高度進行個性化的調整，盡可能保證汽車座椅寬度的人性化設計，保證汽車座椅可以保證與地面形成合理的角度。

設計人員還需要考慮到在駕駛過程中有可能會遇見的所有駕駛狀態，比如轉彎、加速等，在多樣駕駛狀態中盡可能保證駕駛人員處于一種平穩的駕駛狀態。在試驗過程中，相關工作人員需要在長時間的駕駛之后，采集駕駛人員對于駕駛后產生的一系列想法，有效整理在駕駛過程中出現的不舒適的地方以及有待改進的地方，盡可能在后續的設計調試過程中克服之前存在的不足之處。

在汽車座椅的實際設計工作中，設計人員需保留一部分可以供駕駛者自由調整的可能性，讓汽車座椅的使用人員可以根據自身的實際身體情況去調整更加適宜的汽車座椅高度以及與地面形成的角度等，更好的滿足不同人群對于汽車座椅的特殊需求，提升汽車座椅用戶的使用舒適感[6]。在乘車人員長時間使用汽車座椅的時候，可以通過自由調整的一系列操作去調整自身的使用姿勢，避免出現身體長時間保持同一姿勢的疲態，有效通過改變身體姿勢去放松身體，減少汽車座椅使用者發生身體疲勞的可能性，在一定程度上保證了長時間駕駛操作的安全程度與舒適程度。

3.3 人體模版的應用

相關設計人員為了深入人機工程學的分析，充分結合相關知識到汽車座椅設計工作中，需要使用到一系列科學的人體模版，通過有效試驗得到對應的操作數據，設計人員系統、全面采集這些數據信息，對其進行有效分析，根據汽車座椅舒適度的調整方向對其開展一定的調試工作。人體模版的應用是相關工作人員采用先進的科學技術去模擬人類的感官系統，根據人類形體的普遍形式去進行模板外在的制作，將模板運用到汽車座椅舒適度的試驗過程中。

人體模版的具體設計工作就是設計人員根據大部分人類的體型特性進行模板的外形設計，主要包括身高、體重等，有效的模擬大多數人類的身材條件，從而實現外形的以假亂真[7]。實際人體模版的應用步驟，首先是相關工作人員將人體模板放在汽車內部空間，根據相關建模技術以三維立體動畫設計的知識去設計圖紙，將人體模板放在汽車座椅的實際環境中，模擬在正常駕駛過程中使用者可以遭遇到的一系列情況，有效的觀測出不同情況中人體模板的可行力度以及安全指數。

4? 結束語

汽車座椅設計人員需要根據人機工程學的相關知識體系去提高汽車座椅的舒適性，進一步滿足乘車用戶對于汽車座椅的舒適度要求，在一定程度上避免過軟的汽車座椅分散駕駛員的注意力導致車禍的發生，也盡可能的滿足長時間駕駛之后駕駛員對于汽車座椅的舒適使用感。隨著我國科學技術的不斷前進，汽車座椅的相關工作人員將會采取更多有效的改善措施去提高汽車座椅的舒適度，或者深化分析人機工程學的具體知識將其有效運用在汽車座椅的設計工作中。

參考文獻：

[1]辛建潮，王玉影.基于人機工程學的汽車座椅舒適性研究[J].內燃機與配件，2018（19）：8-9.

[2]楊博.基于計算機輔助人機工程的家用汽車個性化內飾改裝設計研究[D].華南理工大學，2016.

[3]趙天鵬，王淑芬，胡文文.汽車駕駛座椅的人機工程學設計[J].機械工程師，2014（09）：92-94.

[4]歐陽丹.基于動態舒適性的汽車座椅系統的研究[D].湘潭大學，2012.

[5]唐天寶.汽車座椅舒適性研究[J].企業技術開發，2009，28（09）：49-51，66.

[6]鄒博維.基于人機工程的汽車駕駛座椅舒適性設計[J].汽車科技，2009（04）：15-17.

[7]樊慧.基于虛擬樣機和人機工程學的汽車座椅舒適性研究[D].哈爾濱工業大學，2009.