探讨如何根据人机工程学提高汽车座椅舒适性

邓兵

摘要：本文首先介绍了汽车座椅舒适性的要求，文章紧接着对汽车座椅的人机工程学应用进行分析，主要内容包括人体的肢体需要与汽车座椅有很高的服帖性;汽车座椅的设计工作需要考虑到座椅的平衡性;汽车座椅的设计需要有两个科学的支撑点;汽车座椅的软硬程度控制，文章在最后对汽车座椅的结构参数与空间设计进行讨论。

关键词：人机工程学;汽车;座椅;舒适性

0  引言

随着我国经济与社会的快速发展，人们越来越倾向于自己买车做有车一族。随着人们对汽车需求的日益增长，人们对汽车座椅的舒适性有着越来越高的要求。汽车座椅设计人员创新地将人机工程学运用在汽车座椅舒适性的设计工作中，有效的提升了汽车座椅的舒适程度，为我国汽车行业的发展做出了很大的贡献。

1  汽车座椅舒适性的要求

相关设计人员为了保证设计出来的汽车座椅在一定程度上满足驾驶者的实际舒适度需求，往往会选择在汽车座椅设计工作中结合人机工程学的基础知识，保证设计出的汽车座椅符合人机工程学的使用原理[1]。换一句话说，汽车座椅的设计工作就是需要满足人机工程学中的相关知识。首先，汽车座椅设计需要保证乘车用户在长时间的驾驶过程中有着良好的舒适度，最好的汽车座椅甚至还可以在乘车用户使用的过程中逐渐修正不正确的坐姿。其次，汽车座椅设计还需要保证在汽车行驶过程遇见的所有情况，包括颠簸、道路不平、急转弯等，尽可能的不影响乘车用户的驾驶舒适感[2]。最后一点，设计人员在设计汽车座椅的时候需要重视汽车驾驶视野的设置工作，尽可能保证驾驶过程中驾驶者没有视野盲区，有着足够的视野进行驾驶操作，有效的避免由于视野盲区而导致的驾驶安全事故，在一定程度上减少车祸的发生可能性。

2  汽车座椅的人机工程学应用分析

设计人员在对汽车座椅进行设计的时候，需要根据用户对于汽车座椅的实际需求开展设计工作，其中最重要的需求就是对于汽车座椅安全性以及舒适性的保障。不同的用户有着不同的身材与身高，不同用户对汽车座椅的舒适程度也有着很大不同的自我感知。设计人员需要尽可能将汽车座椅的设计适合于更多的用户，将人机工程学中的理论知识充分的有效运用。

2.1 人体的肢体需要与汽车座椅有很高的服帖性

设计人员在进行汽车座椅设计的时候，首先需要对人类身体的实际构造有一个完整的认识，根据人类身体的实际构造去设计适宜不同身高、体重人群的汽车座椅。汽车座椅的靠背与座垫的形状必须保证与驾驶员的身体贴合，无论是后背、臀部和腿部都要呈贴合的状态，特别是腰部以及背部是反映舒适度最明显的部位，一旦驾驶员腰部或者背部在使用汽车座椅的时候存在不舒服的感觉，长时间的驾驶时间里会放大其不舒适的感觉，足以反应出汽车座椅没有与驾驶员身体有足够的服帖性[3]。

2.2 汽车座椅的设计工作需要考虑到座椅的平衡性

设计人员在设计汽车座椅的时候，需要考虑到各种不同的道路状况。用户在驾驶汽车的时候往往会遇见一些急转弯或者大转弯，这个时候乘车人员就会随着车辆运行而产生的向心力发生身体的偏转和摆动，以致乘车人员的舒适度大大降低。汽车座椅的平衡性的设计就是需要保证在乘车人员身体将发生明显偏转的时候，尽可能保证身体的稳定性。人们的大腿就是一个杠杆，腰部就是一个有力的杠杆点，通过加高座垫和靠背的两侧，加大对大腿和腰部的支撑，通过汽車座椅的两侧高度的防护作用能有效控制身体的偏移程度，尽可能保证在人们可以接受的舒适范围内。

2.3 汽车座椅的设计需要有两个科学的支撑点

设计人员在进行汽车座椅设计工作的时候，一定需要注意座椅的两个支撑点的设计工作。这两个支撑点的有效作用就是尽可能提升乘车人员的舒适感。第一支撑部位位于人体第5-6胸椎之间的高度，有效的设计好这一位置，可以在一定程度上减少乘车人员长久保持开车姿势或者坐车姿势的时候导致的肌肉酸疼的问题，还可以有效降低人们发生脊椎侧弯病变的可能。第二个支撑点所在的位置就是乘车人员腰部的位置，人体腰部的构造有着往内陷的特点，相关工作人员需要根据人类腰部的弧度进行汽车座椅腰部支持点的设计工作，尽可能保证支撑点对于腰部起到一定的支撑作用[4]。

2.4 汽车座椅的软硬程度控制

汽车座椅软硬度实际在一定程度上与床垫软硬度相似，太硬或太软都不合适。硬度太高的汽车座椅在短途行驶中，会压迫驾驶员的臀部、背部，大大降低乘车用户的舒适度;而硬度太软的汽车座椅在使用过程中会导致驾驶者的注意力分散，很难集中注意力全身心投入驾驶工作，并且长时间的驾驶容易令驾驶员曲起身子，全身肌肉和骨骼受力不均，从而导致腰酸背痛现象的产生。设计人员应当综合考虑汽车座椅与驾驶者的贴合度，合理地控制座椅的软硬度。例如通过汽车座垫海绵双密度发泡构造，弥补硬海绵刚入座时的不适感，以及软海绵长时间驾驶时，身体支撑力不够的缺点，获得较好的驾乘效果。

3  汽车座椅的结构参数与空间设计

3.1 结构参数

汽车座椅结构参数中对于舒适性主要包含有振动平衡性能、座椅的舒适程度、驾驶设备的方便操作程度等3个方面要求。振动平衡性能的结构参数调整是最为困难的，设计人员需要有效的结合人机工程学的实际理论知识以及人类身体的实际构造进行有效的设计，根据实际驾驶过程中乘车用户的使用感受来调整设计的具体细节。重复试验得到大量的驾驶数据，对采集到的一系列数据进行合理的分析，最终设计出不同身高、体重用户最适合的汽车座椅方案，尽可能满足不同乘车用户对汽车座椅的实际需求。汽车座椅的舒适程度以及驾驶设备的方便操作程度，设计人员可以通过调整座椅的结构和尺寸参数，有效提升汽车座椅的舒适度。

3.2 空间位置设计

在驾驶汽车的过程中，乘车用户的舒适度是来自于汽车内部的各种环境因素，设计人员想要有效提升汽车座椅的舒适度，不仅仅只是把工作重点放在汽车座椅上，还需要将设计调试的重点放在汽车的空间位置设计工作上，有效的划分汽车内部空间的功能使用。在设计汽车内部空间的首要目标就是要保证相关驾驶者有一个足够宽敞的视野，只有视野开阔才可以保证驾驶过程的安全程度，在一定程度上避免视野过小驾驶员存在盲区进一步造成驾驶事故的发生。

设计人员需按照不同驾驶者的身高、体重情况去调整一个合理的驾驶空间，尽可能保证绝大多数类型的驾驶者有着合适的踏板距离以及方向盘距离，满足更多人群的实际驾驶舒适程度[5]。在实际设计过程中，需要尽可能匹配更多汽车使用者对于汽车内部环境的适应范围以及人体感到最佳的舒适范围，将汽车座椅的高度进行个性化的调整，尽可能保证汽车座椅宽度的人性化设计，保证汽车座椅可以保证与地面形成合理的角度。

设计人员还需要考虑到在驾驶过程中有可能会遇见的所有驾驶状态，比如转弯、加速等，在多样驾驶状态中尽可能保证驾驶人员处于一种平稳的驾驶状态。在试验过程中，相关工作人员需要在长时间的驾驶之后，采集驾驶人员对于驾驶后产生的一系列想法，有效整理在驾驶过程中出现的不舒适的地方以及有待改进的地方，尽可能在后续的设计调试过程中克服之前存在的不足之处。

在汽车座椅的实际设计工作中，设计人员需保留一部分可以供驾驶者自由调整的可能性，让汽车座椅的使用人员可以根据自身的实际身体情况去调整更加适宜的汽车座椅高度以及与地面形成的角度等，更好的满足不同人群对于汽车座椅的特殊需求，提升汽车座椅用户的使用舒适感[6]。在乘车人员长时间使用汽车座椅的时候，可以通过自由调整的一系列操作去调整自身的使用姿势，避免出现身体长时间保持同一姿势的疲态，有效通过改变身体姿势去放松身体，减少汽车座椅使用者发生身体疲劳的可能性，在一定程度上保证了长时间驾驶操作的安全程度与舒适程度。

3.3 人体模版的应用

相关设计人员为了深入人机工程学的分析，充分结合相关知识到汽车座椅设计工作中，需要使用到一系列科学的人体模版，通过有效试验得到对应的操作数据，设计人员系统、全面采集这些数据信息，对其进行有效分析，根据汽车座椅舒适度的调整方向对其开展一定的调试工作。人体模版的应用是相关工作人员采用先进的科学技术去模拟人类的感官系统，根据人类形体的普遍形式去进行模板外在的制作，将模板运用到汽车座椅舒适度的试验过程中。

人体模版的具体设计工作就是设计人员根据大部分人类的体型特性进行模板的外形设计，主要包括身高、体重等，有效的模拟大多数人类的身材条件，从而实现外形的以假亂真[7]。实际人体模版的应用步骤，首先是相关工作人员将人体模板放在汽车内部空间，根据相关建模技术以三维立体动画设计的知识去设计图纸，将人体模板放在汽车座椅的实际环境中，模拟在正常驾驶过程中使用者可以遭遇到的一系列情况，有效的观测出不同情况中人体模板的可行力度以及安全指数。

4  结束语

汽车座椅设计人员需要根据人机工程学的相关知识体系去提高汽车座椅的舒适性，进一步满足乘车用户对于汽车座椅的舒适度要求，在一定程度上避免过软的汽车座椅分散驾驶员的注意力导致车祸的发生，也尽可能的满足长时间驾驶之后驾驶员对于汽车座椅的舒适使用感。随着我国科学技术的不断前进，汽车座椅的相关工作人员将会采取更多有效的改善措施去提高汽车座椅的舒适度，或者深化分析人机工程学的具体知识将其有效运用在汽车座椅的设计工作中。

参考文献：

[1]辛建潮，王玉影.基于人机工程学的汽车座椅舒适性研究[J].内燃机与配件，2018（19）：8-9.

[2]杨博.基于计算机辅助人机工程的家用汽车个性化内饰改装设计研究[D].华南理工大学，2016.

[3]赵天鹏，王淑芬，胡文文.汽车驾驶座椅的人机工程学设计[J].机械工程师，2014（09）：92-94.

[4]欧阳丹.基于动态舒适性的汽车座椅系统的研究[D].湘潭大学，2012.

[5]唐天宝.汽车座椅舒适性研究[J].企业技术开发，2009，28（09）：49-51，66.

[6]邹博维.基于人机工程的汽车驾驶座椅舒适性设计[J].汽车科技，2009（04）：15-17.

[7]樊慧.基于虚拟样机和人机工程学的汽车座椅舒适性研究[D].哈尔滨工业大学，2009.