基于人機工程學的抗疲勞汽車座椅設計

摘 要:據不完全統計，每年世界上發生的數不勝數的交通事故很大一部分是由于駕駛員疲勞駕駛造成的，疲勞駕駛也因此成為造成交通事故的一大殺手。汽車座椅作為與駕駛員接觸最緊密的工具，它的設計科學與否直接影響了駕駛員的疲勞程度，這也在相當大的程度上決定了交通事故發生的幾率。本文將從汽車座椅對駕駛員疲勞的影響和從人機工程學方面對汽車座椅的設計兩個方面做一些簡單介紹。

關鍵詞:汽車座椅 抗疲勞 人機工程學

中圖分類號:U463.836文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)08(a)-0047-01傳統的汽車座椅設計因為沒有充分考慮到對駕駛員疲勞的影響，所以極易導致駕駛員的疲勞駕駛，從而造成一次次的令人痛心的交通事故。人機工程學作為一種新興的交叉學科，它在充分掌握了人的心理和生理的基礎上，對人、機和環境之間的相互作用規律做了深入研究。把人機工程學的相關原理應用于汽車座椅的科學設計，不僅有益于駕駛員，而且使交通事故的發生率大大降低。

1 傳統汽車座椅影響駕駛員疲勞的表現

1.1 座椅沒有合適的高度以及前后距離

有些汽車座椅高度過高，因此當汽車在高低不平的路上行駛而使汽車上下顛簸時，這樣駕駛員的頭部就很容易碰觸到車頂，不僅影響了駕駛員的人身安全，更影響到了汽車行車安全。相反，倘若汽車的座椅高度太低的話，這樣就容易使駕駛員的腿不能正常彎曲，這樣就容易使駕駛員身體感到極不舒適，從而影響到汽車正常駕駛。另一方面，汽車座椅的前后位置是否合適也是影響駕駛員產生疲勞感的一個因素。如果汽車座椅的位置過于靠后，這樣就需要駕駛員在操作時極力伸腳來踩踏板，這就增加了交通事故發生的概率；如果汽車座椅的位置過于靠前，這就使駕駛員在踩踏板時腿部感到過于憋屈，從而影響了駕駛效果。

1.2 汽車座椅缺乏科學合理的結構和尺寸

汽車座椅的結構和尺寸不合理，一方面使汽車駕駛員的脊柱形態始終不能處于正常的自然狀態，這樣就會增加了駕駛員腰椎的負荷和背部肌肉群的負擔，這樣也就容易導致駕駛員的疲勞駕駛。另一方面，不合理的座椅結構不能夠科學承受來自坐墊和靠背上的人體的體壓分布，從而使駕駛員在駕駛過程中很快感到疲勞。再一個方面，座椅的坐墊沒有能夠按照臀部不同部位會有不同壓力的原則來設計，使壓力分布不均勻；同時靠墊的不科學合理不能夠承受來自肩部和腰椎的壓力，沒有考慮到人體對坐墊的壓力分布規律，使駕駛員極易感到疲勞。

1.3 座椅震動和溫濕度對駕駛員的影響

汽車座椅不考慮震動的因素，就會使汽車在嚴重顛簸或震動時，外界的振動頻率超出人體內器官原本屬于正常的振動頻率范圍，引起駕駛員視覺效率降低，減弱駕駛員皮質細胞工作的強度，從而駕駛員感到疲勞，從而造成危險駕駛，影響人員安全。另一方面，座椅如果沒有合適的溫濕度，會降低人體皮膚的散熱和呼吸功能，從而影響到人體正常的生理機能，慢慢產生駕駛員的疲勞。

2 基于人機工程學的抗疲勞座椅設計

2.1 從靜態角度對汽車座椅的設計

在設計汽車座椅時要使座椅的尺寸符合人體的相關測量學數據，并且保證座椅在一定范圍內可以做些調整，從而使駕駛員能夠始終保持一種自然舒適的狀態，要能合理分布人體施與座椅的重力和壓力，要能夠減輕脊椎和背部的變形與疲勞，最好在座椅設計時確保有靠背兩點支承。在汽車座椅的坐墊方面，應當盡量采用坐墊質地堅實平坦的坐墊，如此才能降低座椅的振動頻率，減弱對人體影響較大的直線震動和角震動，從而使駕駛員保持較穩定的狀態，確保平安駕駛。坐墊的材料盡量選擇通透氣較好的材料，或者在不同的季節和溫濕度條件下及時更換不同的面料。有條件的汽車，還可以在車內安裝通風式座椅，降低因駕駛員長時間坐著而在背部和坐墊產生的大量熱量，使座椅始終保持舒適的溫度、濕度。另外，在座椅設計時，應保持座椅位置適當，使駕駛員有適宜的空間來作調節。

2.2 從動態角度對汽車座椅的設計

從動態角度考慮，應當在最大限度上降低座椅的共振率以及在震動時候的傳遞率，還要做到盡量把人體敏感的一些振動隔離開來。要堅持把“路面-輪胎、懸架、座椅-人”納入一個整體的人機動力學系統中來考慮，把對人體最有影響的高頻區降下來，使其抗橫向振動的能力增強；座椅靠背要適度柔軟，并且讓靠背兩端稍稍隆起，不僅緩沖駕駛員的橫向移動，更可以降低車輛振動對駕駛員造成的沖擊。此外，給駕駛員設置一個舒適的心理距離也相當重要，使駕駛員能保持一個良好的心態，避免消極情緒對駕車的不良影響。

3 結語

在當前汽車已經成為人們出行的必要工具時，汽車疲勞駕駛成為我們出行的警告。本文基于人機工程學的角度，對汽車座椅造成駕駛員疲勞的影響情況進行了簡單的分析，同時也從人機工程學原理出發，對汽車座椅的結構及尺寸和適應人體的原理方面進行了初步探索。只要我們能夠深入掌握學習人機工程學原理，就能夠使駕駛員始終保持一種安心舒適的狀態，這不僅對于駕駛員的平安駕駛有重要作用，同時這對千千萬萬駕駛員家人來說是一份永久的欣慰。

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