乘用車安全帶舒適性研究

摘要：鑒于公司部分車型出現安全帶不舒適的售后反饋，為完善安全帶舒適性設計要求，利用柔性人機臺架，制作相應轉接件，獲取不同人群和不同身型用戶舒適位置數據，最終得出相對舒適的安全帶上固定點布置區域。該區域可以指導公司后續車型安全帶的設計，保證安全帶在保護乘員安全的同時兼具舒適性。

關鍵詞：人機工程;安全帶;舒適性

中圖分類號：U462 " "文獻標識碼：A

0 引言

安全帶在佩戴時，因為乘員的不同身高和體型，主觀感受的差異性較大。因此，在安全帶上固定點的選擇上，想要選擇一個能滿足所有人體舒適的區域，難度較大，對于后排不可調式安全帶更加困難。

本文論述了一種確定安全帶上固定點的研究方法及設計驗證流程。在柔性臺架上制作相應轉接件，針對不同人群，綜合不同身型用戶安全帶舒適區域，最終得出相對舒適的安全帶上固定點布置區域。該區域可以指導后續車型安全帶的設計，保證安全帶在保護乘員安全的同時又兼具舒適性。

1 研究背景

安全帶佩戴舒適性一直是公司較為關注的問題，針對安全帶佩戴舒適性，目前公司還沒有規范化解決問題的工具及方法。本文總結了一種安全帶佩戴舒適性的校核方法、工具及驗證流程，可指導后續車型設計。

2 研究過程

2.1 研究對象選取

三點式安全帶形式如圖1所示，主要由上固定點、下固定點、安全帶鎖扣、帶扣側固定點、卷收器及織帶組成。

安全帶下固定點在法規要求限定下，各車型布置位置大致相同。佩戴時，帶扣會貼近臀部區域，對乘員舒適性影響相對較小。而上固定點布置形式較多，常見的有3種布置形式：布置在側圍C柱上護板，Y向出帶（圖2）;布置在座椅靠背后部，X方向出帶（圖3）;布置在頂棚或者D柱處，Z向出帶。

由于上固定點法規區域限定范圍大，布置形式多。在車輛設計階段，安全帶布置位置更容易出現滿足法規區域，但不滿足乘員佩戴舒適性的要求。目前市面上的車型前排安全帶大多會配置高低調節器，以滿足不同身型佩戴需求。但后排安全帶出帶位置一般是固定的，很少配置高度調節裝置，故后排安全帶滿足不同身型乘員的佩戴需求顯得十分困難[1]。

故本文選取安全帶上固定點作為研究對象，利用柔性臺架，總結出滿足各身型乘員舒適性的安全帶上固定點布置位置，指導后續車型設計。

2.2 可調式安全帶臺架研究

基于柔性人機臺架（圖4），增加轉接件，模擬安全帶上出帶口相對R點的空間距離，以尋找不同身型人體相對的舒適區域[2]。

2.2.1 臺架結構組成

可調式安全帶臺架由三向調節轉接支架（圖5）、主固定支架、安全帶卷收器及手動調節座椅構成，支架材料為ABS。

支架可調節區域間距為20 mm，直徑12 mm定位銷孔，主固定支架固定點采用M10螺栓固定，固定在支架上的安全帶隨定位銷孔移動，可三項調節（圖6）。

X向調節支架固定于主定位銷支架上，隨Z向調節位置調整，相對于H點調節范圍為-15～445 mm。Y向調節支架固定于X向調節支架上，隨X向調節位置而調整，相對于H點調整范圍為-130～-290 mm。Z向調節支架相對于H點調節范圍為430～710 mm（圖7）。

2.2.2 人體模型選取

為確保數據的多樣性，隨機選取公司不同身高和體重的同事，作為本次試驗的人體模型。具體參數如表1所示。

2.3 實驗數據獲取及處理

將Z向支架固定在同一高度，調整X向和Y向支架，記錄每位體驗人員反饋的舒適區域對應支架上的點，調整不同的高度值，在表格中記錄數據（圖8）。

將表格記錄舒適區域內的點，分別在對應的X向和Y向平面中標出，連接成直線段。并按照安全帶出帶方向隨機框取60%～80%平面內數據，作為研究對象。將選中數據用空間平面包覆，作為安全帶舒適區域（圖9）。根據體驗者對安全帶X向調整獲取的體驗數據，將舒適區域向車前延伸，作為束縛性較差但不影響乘客舒適性區域。

3 成果驗證

用本文總結的安全帶舒適區域，校核公司內部車型以及競品車型安全帶布置位置，組織不同體型人體實車體驗，驗證與校核結果是否一致。公司某SUV車型A上固定點已超出驗證所得舒適區域，實車體驗人員反饋安全帶偏高，脖子容易出現疲勞。

外部某SUV車型B，安全帶上固定點處于所得出區域內，并處于肩部約束好且舒適區域，實際乘坐體驗與預計值一致。

外部某MPV車型C，安全帶上固定點處于所得出區域內，并處于肩部約束好且舒適區域，實際乘坐體驗與預計值一致。

外部某轎車車型D，安全帶上固定點處于所得區域內，并處于肩部約束好且舒適區域，實際乘坐體驗與預計值一致。

外部某SUV車型E，后排安全帶上固定點處于肩部約束不足但仍然舒適的區域。實際乘坐時肩部約束較少，但對于舒適性影響較小，實際乘坐體驗與預計值一致。

4 結束語

經過數據對比與實車驗證，本文所得安全帶布置推薦區域與實車體現結果一致，可在車型設計階段作為安全帶位置的校核工具。僅需將本文安全帶校核模型工具調入整車裝配，將人體R點與工具自帶R點對齊，工具所在區域即為安全帶帶扣合理布置位置，大大提高了工程師布置安全帶的工作效率。