汽車座椅頭枕和腰靠的設計開發流程

徐培培　唐夢姣　戴德飛

摘 要：由于現在生活方式的改變以及互聯網的發達使得人們頸椎和腰部都出現不同程度的勞損和酸痛，加上現在人們對汽車使用頻率的快速增加，長時間的駕駛需要頭枕和腰靠給予舒適安全的支撐，緩解腰酸背痛。本文主要通過介紹汽車座椅頭枕和腰靠的設計開發過程，其中包括產品的組成、設計思路分析、造型模擬以及試樣。

關鍵詞：頭枕 腰靠 設計 汽車座椅

隨著人們生活水平的提高，汽車已不再是簡單的代步工具，它成為每個家庭生活中必不可少的一部分。隨著使用頻率的增加使人們對汽車的舒適度要求也越來越高，同時社會生活節奏的加快以及互聯網的發達也讓大部分人患有不同程度的職業病，主要是頸椎和腰的勞損，如果再加上長時間的開車更會使駕駛者的頸部與腰部出現酸痛等問題，影響對汽車駕駛的情緒。主要原因是在于座椅設計與每個人的實際操控是存在差異的。為了解決這個問題，我們開發了貼合人體頸部和腰部的頭枕和腰靠，使人們在駕駛過程中有一個舒適良好的支撐，緩解長時間開車帶來的頸部腰部的勞累和疲倦，同時在發生突發緊急情況時可以起到保護駕駛者脊椎的作用。本文主要介紹頭枕和腰靠的設計開發流程。

1構成與設計分析

頭枕和腰靠一般由面套和填充物兩部分組成。

市面上有真皮、超纖皮、麂皮、針織、梭織等不同材質的面料制作成頭枕腰靠的面套，有的成本很高，使用觸感上也并沒有想象中那么舒服。隨著人們對汽車內飾品質感要求的不斷提高以及環保意識的提升，相對于皮革來說，面料具有親膚透氣，性價比高等優點，因此我們采用舒適透氣的針織面料，并且經過特殊的后整理使其具有防水、防火、防褪色、防磨損、防靜電、防皺和防污的效果，我們稱之為“七防面料”。利用七防面料制成頭枕腰靠的面套在使用時不僅耐臟便于打理，而且結實耐用，性價比高。

另外頭枕腰靠的填充物也有許多種，例如PP棉，PE顆粒、蕎麥顆粒、乳膠、海綿等不同材質，這些材質的價格和質量好壞也不盡相同，從更為舒適安全的角度考慮，選擇富有彈性、手感舒適最為合適，因此我們采用慢回彈型的海綿作為填充物，利用特定形狀的模型進行模塑發泡制成頭枕和腰靠的泡沫芯，具有透氣吸濕，健康環保，自動塑性的優點。選擇怎樣的面套與填充物材質是決定頭枕腰靠品質的關鍵，在最初設計時就要關注重視。

2 設計構想與草圖設計

從產品的人機工程設計方面考慮，既要符合人體結構特征，還要考慮汽車座椅能否與頭枕腰靠貼合。頭枕的設計不僅要舒緩頸部頸椎壓力還要符合主機廠對座椅安全的要求，在緊急情況下產生撞擊時減輕頸椎帶來的意外傷害。頭枕可以支撐駕駛時人體脊椎的生理前凹，當遇到緊急剎車的情況時，由于慣性會使人向后倒，那么頭枕可以很好的緩沖和吸收慣性給脊椎帶來的壓力。腰靠的設計也要貼合人體曲線，使之有效支撐背部脊椎，緩解腰椎壓力。同時為了使產品更具美感和人性化，通常會從自然界中尋找靈感，以大自然中的動植物為原型，通過形態抽象演變，從仿生的角度設計合理的造型，見下圖1.在目前嚴重的環境污染，快節奏的亞健康生活方式中，傳達出一種回歸自然，與自然和諧共處的設計理念。

3 造型效果圖制作

經過一系列的產品分析和定位，頭枕和腰靠的造型設計已基本完成，這時需要利用rhino，CATIA等相關軟件進行模擬，這類軟件具有強大的造型設計功能，通過與實體和曲面造型功能的結合，可以精準的計算模擬出頭枕腰靠的造型。這一過程需要專業的工程師進行數據模型的搭建，并參考人機工程相關文件與汽車座椅設計圖，對頭枕腰靠的人機關系細節進行詳細的建模設計。這一過程使產品進一步數字化，可以在計算機屏幕上生成真實感圖形，見下圖2和圖3。更為直觀的展現在設計師與工程師的眼前，便于雙方對產品的溝通與修改調整。也為頭枕和腰靠的造型設計和生產提供了方便。

4 手工件制作與設計驗證

所有的造型數據通過模擬確定好后，還需要進一步的將頭枕腰靠制作出來以驗證模型是否符合設計要求和人機工程，這一過程是通過手辦模型的方式，把造型方案以1：1的形式體現出來，制作特定的發泡模具，生產頭枕和腰靠的泡沫芯填充物并檢驗其質量、外觀、物理性能是否符合設計要求。同時還要繪制面套的裁剪縫制圖，進行首次樣件的制作。最后將面套套在泡沫芯填充物上并檢驗兩者尺寸大小是否匹配合適，

5 批量生產及驗證

通過試樣過程基本上確定了頭枕和腰靠生產數據，需要先進行小批量的生產驗證，完善整個生產制作工藝，最終確定產品生產的所有工藝數據，并且制定和編寫整個生產流程的生產作業指導書和檢驗作業指導書，使之順利的進行批量生產。

隨著近年來頸椎和腰椎的發病率越來越高，越來越多的汽車駕駛者會購買頭枕和腰靠，良好的頭枕和腰靠設計可以完美的貼合人體頸部和腰部，給予人體舒適的支撐，可以有效的緩解長時間開車帶來的頸椎和腰椎疲勞酸痛，讓人們擁有一個輕松、舒適的駕駛氛圍 。

參考文獻：

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[3] 王波、金曉萍、成波，腰靠在駕駛員脊柱上最佳支撐的研究[J]，汽車工程，2012：34-12

作者簡介：

徐培培1992/6/16，女，漢族，紡織助理工程師，汽車內飾紡織面料開發，