適合孕婦的公交座椅懸架研究

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適合孕婦的公交座椅懸架研究

依據孕婦的生物動力學模型，優化了公交車座椅懸架，應用類神經元網絡方法設計一種專門供孕婦使用的座椅，這種安全座椅對于長途旅行的孕婦乘員，減少近85%的對其子宮振動，提高了孕婦乘坐舒適性和安全性。

選用1996年Qassem和Othman建立的11自由度模型模擬孕婦身體，模型中彈性元件和阻尼元件均為線性，并且質量集中于孕婦的子宮部位，如圖1所示。試驗中使用諧波激振器產生激勵，座椅最大的位移為10mm，最大的振動頻率為4Hz，因為在該頻率處座椅產生第一次共振。

在優化過程中，設計一個類神經網絡表達座椅到孕婦子宮的振動傳遞率受懸架的質量、彈性、阻尼的影響，為使網絡實現這種功能，需要向類神經網絡中輸入一些座椅-子宮傳遞的實例。座椅-子宮傳遞率是關于懸架特性（如質量、彈簧和阻尼常數）的函數。

通過對類神經網絡的調試進行網絡仿真，分析傳遞率的峰值，調整座椅懸架以減小傳遞到孕婦子宮的振動，找出振動傳遞率最小時懸架的系數（m、C、K）。通過多次迭代試驗，孕婦座椅懸架的最優系數為：質量m= 10.3kg，阻尼系數C=308N·s/m，彈簧剛度常數K=7020N/m，在0～45Hz頻率范圍，能夠減少85.45%的振動。研究結果表明，與普通人相比，孕婦的座椅懸架必須有較大的阻尼系數，需要有較低的彈簧剛度常數。

Mohammad Gohari et al. 2012 IEEE International Conference on Biomedical Engineering (ICoBE),Penang, Malaysia- February,27- 28 2012.

編譯：周沖