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随着汽车成为现代人生活中不可或缺的一部分,人们对于汽车座椅的舒适性和安全性的要求也越来越高。然而,很多人可能没有意识到,设计不合理的汽车座椅可能会带来健康和安全问题。
为了解决这一问题,设计人员需要结合人体生理特点进行汽车座椅的设计。然而,随着时代科技的不断进步,早期的标准可能已经形成了明显的时代差异,导致设计出的产品不符合人的生理特点,从而给身体造成一定的损伤。
因此,在进行座椅设计时,设计人员应该以最新的标准为依据,并按照“产品最佳功能尺寸”的公式进行计算,以规范座椅的尺寸。
根据我国国家标准 GB10000—1988,座椅座宽应以臀宽、自然垂臂时舒适姿态下的肩宽为参考标准。座宽尺寸需采用第 95 百分位的数据作为参考,较高的百分位可适用于大部分人群。根据该标准第 95 百分位中,男女性成年人裸体状态下的尺寸为 355~382 mm,着装后座宽修正量一般为 13 mm,因此座宽应大于 395 mm。考虑到座椅软垫宽度为 40~60 mm,小型乘用车座椅座宽尺寸最佳取值为 500 mm。
座椅座深的设计也是非常重要的,它应该小于人体坐姿时大腿水平的长度。超过大腿水平长度的座深会使身体便不易挨上靠背,使腰部缺乏支撑点而悬空,从而导致腰部肌肉疲劳。根据该标准第 5 百分位中裸体状态下男女性成年人尺寸为 421~401 mm,着装后修正量 6 mm,小型乘用车座椅座深尺寸最佳取值为 407 mm。
座椅座高也是一个需要注意的问题。设计人员在提出驾驶座椅高度设计方案时,座椅高度不应过高,过高座椅会对腿部生成压力、血液流通速度随之减慢,导致血流不畅,进一步降低驾驶员反应速率。过低的椅面高度会将压力转移到背部,使得驾乘人员背部受压过大,降低驾驶员乘坐体验。因此,座椅高度应该可调节,并且参考范围应该是 GB10000—1988 第 95 百分位裸体男女性成年人尺寸 382~413 mm,穿鞋后高度修正量 30 mm,着装后座高修正量一般为 6 mm。小型乘用车座椅高度最佳取值范围为 418~449 mm。
座椅靠背的设计也非常重要,它应该为驾乘人员提供舒适并合理的支撑,使胸椎、腰椎获得充分的支撑。靠背取值的高度依据人体身高,设计应在肩胛骨之下,小型乘用车座椅腰靠圆弧半径取 500 mm,靠背高取 760 mm,宽取 520 mm。
此外,椅面倾角和靠背倾角也需要被考虑到。椅面倾角应向后微倾斜,目的是为避免驾乘人员重力前倾、身体向前滑动、背部无法获得支撑导致久坐疲劳。结合我国国家标准 GB/T14774—1993《工作座椅一般人类工效要求》,小型乘用车座椅椅面倾角角度最好取 3°。靠背倾角的设计还要保证驾乘人员乘靠时视野不受影响,背部得到支撑。驾乘人员身体向前弯曲低于 90°时,腹部及胸部会受到压迫,因此靠背倾角度最好取 105°~115°。一般情况下,座椅靠背的倾斜范围为 105°~115°。根据每位驾驶员和乘客的不同身材,可设计座椅靠背其调节范围可控制在 80°~170°。
综上所述,设计人员在进行汽车座椅的设计时,需要结合人体生理特点进行设计,参考最新的标准,并按照“产品最佳功能尺寸”的公式进行计算,以规范座椅的尺寸。座椅设计的尺寸应该考虑椅面深度、椅面宽度、椅面倾角、座椅靠背、靠背倾角、椅面高度等因素。座宽以臀宽、自然垂臂时舒适姿态下的肩宽为参考标准,座宽尺寸需采用第 95 百分位的数据作为参考,较高的百分位可适用于大部分人群。根据 GB10000—1988 第 95 百分位中,男女性成年人裸体状态下的尺寸 355~382 mm,着装后座宽修正量一般为 13 mm,座宽应大于 395 mm。座深尺寸的规定,通常小于人体坐姿时大腿水平的长度,超过大腿水平长度的座深会使身体便不易挨上靠背,从而导致腰部缺乏支撑点而悬空,使腰部肌肉疲劳。因此可取 GB10000—1988 第 5百分位中裸体状态下男女性成年人尺寸 421~401 mm,着装后修正量 6 mm,小型乘用车座椅座深尺寸最佳取值 407 mm。
最后,需要强调的是,人的身体和习惯在不同的时代都会发生变化,因此在进行座椅设计时需要遵循最新的标准和数据,不断更新座椅尺寸的设计。只有这样才能够为驾乘人员提供最舒适、最合理的驾乘体验,保证他们在长时间驾驶或乘坐过程中不会出现身体不适或损伤等问题,提高汽车安全性和驾驶体验。