基于人機工程學的輕卡駕駛室座椅設計方法

楊新

摘 要 為了使人體坐姿達到一定的舒適度，需要在設計座椅模型的過程中，考慮座高、靠背高度、座深等靜態參數。本文首先介紹了人體坐姿的舒適特征，然后分析了以上座椅設計的靜態參數，并結合實際的座椅模型，對人機工程學的輕卡駕駛室座椅設計方法進行探討。

關鍵詞 人機工程學 輕卡 駕駛室 座椅

在輕卡駕駛室座椅設計中，充分利用人機工程學方面的原理，使座椅與人體的尺寸、生理，以及心理特征更加符合。在此基礎上，使駕駛員獲得最佳的坐姿舒適度，從而減輕工作中的疲勞。同時，合理的座椅設計也有助于駕駛員保持合理的坐姿，避免駕駛員由于坐姿不正確引發腰肌勞損、脊椎病。另外，在很大程度上保證了駕駛的安全性。

一、人體舒適坐姿的生理特征

人體在不同姿勢下，呈現出不同的曲線狀態。當人體處于松弛狀態時，脊柱為自然彎曲狀態。通常情況下，人體軀干與大腿夾角超過90笆保怪現乇湫巍K裕聳棺擻爰怪勻煌淝男翁詠詠蟠笸扔肭傻募薪侵遼儔3？35暗募薪恰M保諫杓譜問保掛實敝С偶菔輝鋇難俊V揮姓庋拍蓯寡車募∪獯锏階勻弧⒎潘傻淖刺A磽猓頌宕τ謐聳保硤宓鬧饕亓坑勺衛粗С擰S捎詮曬淺惺芤歡ǖ難沽Γ傭黽恿搜臣∪獾鈉@停砸笱麓τ謐勻蛔刺庋拍芑航饃咸宥源笸妊艿難沽Γ傭寡貉繁3終W刺Q芯勘礱鰨頌遄釷媸實淖宋和尾肯蚩勘城胺轎⒁疲咸迓暈⑾蠔笄閾保逵氪笸鵲募薪竊？0暗？15爸洹M保⊥認蚯吧歟勾笸取⑿⊥齲約敖琶嫻募薪竊諍鮮實姆段凇？

二、輕卡駕駛室座椅設計的靜態參數

在設計輕卡駕駛室座椅時，必須綜合考慮靜態參數，包括座高、座深、座寬，以及靠背高度等，下面具體來分析。

1、座深。不合理的座深設計不但會影響小腿的靈活度，而且給身體帶來很大的不適感。比如：對于身材矮小者來說，當座深明顯過高時，由于背部得不到支持，就會增加座面前緣膝窩處的壓力，使身體處于不適狀態。在這種情況下，只有改變腰部曲線才能使靠背得到支持，但是也會帶來很大的不適感。所以，在設計座深時，應該采用較小百分位群體設計標準。該設計標準有助于減輕大腿部產生的壓力，對任何身材的駕駛員都比較適用。

2、座寬。座寬要與臀部的尺寸大小相符，便于對坐姿進行調整。同時，在設計座寬時，要求取值適當大于臀寬。一般情況下，為了滿足身材粗壯者的需要，將大身材女星臀寬作為依據。另外，由于駕駛室空間有限，因此座寬尺寸必須合適。如果座寬過大，就會影響到制動桿、操作桿的操作。

3、座面傾角。水平臺與座面的夾角，稱之為座面傾角。座面后傾的作用主要為：第一，當坐者軀體向后移時，受到重力的作用，使背部與靠墊接觸，并獲取支撐力，最終使腰背肌肉達到放松的狀態。第二，在顛簸環境中，可以避免駕駛員滑出座面前緣，有利于駕駛員的安全行駛。然而，當座面傾角過大時，就會形成一種費力姿勢，不但破壞了駕駛員正常的腰椎曲線，而且加劇了腹部壓力，給駕駛員的身體健康帶來了極大的危害。所以，座面傾角必須適當，一般在4暗？爸潯冉蝦鮮省？

4、靠背的高度。靠背的高度在合理范圍內，可以幫助脊柱獲得輕松、舒適感。因為人體脊柱長度以及曲度變化不一致，所以靠背設計的高度也有一定的差異性。按照高度可以將靠背分為4個類別，包括低靠背、中靠背、高靠背，以及全靠背。低靠背與中靠背同為一點支撐，其中，低靠背的支撐點在腰部，中靠背的支撐點在胸椎。高靠背為腰椎、肩胛骨兩點支撐。全靠背除了這兩點支撐外，還包括頭枕支撐，為三點支撐。另外，在設計靠背高度的過程中，不僅要考慮到駕駛員自身的生理特征，而且要將座椅的厚度計算在內。

5、座高。座高指的是：地面到座面上坐骨支撐處的高度。座高在設計的過程中，要求與駕駛員大腿接近水平，同時小腿處于自然放松的狀態。如果座高太高，就會使小腿懸空。在這種情況下，也會導致肌肉受到座椅前緣的壓迫。一旦肌肉受到壓迫后，就會影響腿部的血液循環，然后使小腿產生麻木感，嚴重的情況下，還會導致小腿腫脹。反之，如果座高高度達不到要求，就會增加背部肌肉的負載。因此，在設計座高的過程中，應該首先要考慮到身材矮小的駕駛員。

6、靠背傾角。靠背傾角指的是：靠背與坐面之間的夾角。一般情況下，靠背傾角取115氨冉蝦鮮剩梢允辜菔輝痹詡菔壞墓討校怪3腫勻壞淖刺⒒竦蒙硤逕系氖媸矢小？

三、輕卡駕駛室座椅設計應該注意的問題

如果輕卡駕駛室座椅設計不合理，就會導致駕駛姿勢不合理，在此基礎上，給駕駛員帶來腰酸、背痛等不適感。嚴重的情況下，使駕駛員難以集中精力駕駛，無心關注當前路況。與此同時，埋下了嚴重的安全隱患。當前，隨著輕卡的不斷發展，人們對卡車的要求越來越高，比如車的舒適度、安全性，以及高效性。當前，在輕卡駕駛室座椅設計中，還應該注意這幾個方面的問題：第一，合理布置座椅。第二，座椅的外形必須與人體的生理功能符合。第三，座椅應該具有調節的機構。第四，座椅要有良好的振動性。第五，座椅的性能必須安全可靠。

四、結束語

在輕卡駕駛室座椅設計中，需要確定座寬、座深等靜態參數。將人機工程學運用到其中，體現了以人為本的理念，提高了座椅的舒適度，保證了駕駛員的安全駕駛。同時，使用虛擬建模分析有效解決了不合理的問題，避免了重復設計，節約了設計的時間。

參考文獻：

[1]張道林，楊維平.基于人機工程學的輕卡駕駛室座椅設計方法[J].重慶工學院學報（自然科學版），2014，（12）.

[2]陸劍雄， 張福昌， 申利民.坐姿與座椅設計的人機工程學探討[J].人類工效學，2013，（05）.

（作者單位：沈陽金杯車輛制造有限公司）