客运车座椅扶手安全优化设计.docx

摘 要随着社会经济的快速发展，我国汽车制造业发展突飞猛进，安全性问题也随之体现，主要体现在汽车座椅给人的保护方面，当意外突发情况发生时能否更好的保证驾驶人员和乘客的安全如今，汽车的功能已不单纯是代步，而是集工作、休闲、个性展示等于一体汽车座椅也不再是简单的一个座椅，而是顺应市场需求，被赋予了更多的功能客运车座椅扶手作为座椅的重要组成部分，对座椅整体功能的实现起到重要作用，在颠簸的路面和汽车转弯刹车的时候能够保护乘客的人身安全座椅扶手是既可以给乘客提供依靠增加舒适度，又可以让乘客抓握稳定身体在紧急情况下保障安全的重要部分但就目前的调查显示，乘客对现有的客运车座椅扶手重视程度不高，很少有人使用一旦发生危险，由于乘客对扶手提供保护作用的忽视，大大降低了乘客乘车时的安全性本文将通过查阅各类文献和调查问卷以及询问的方式了解当前客运车基本安全问题以及乘客对客运车座椅扶手的使用情况，整理数据并进行分析，寻找问题所在，并根据调查所得数据设计一套优化方案使座椅扶手更好的结合人体工学，提高扶手的安全性和舒适度，使其能够既可以增加舒适感也能够在紧急情况下更好的保障人的安全，以达到减少安全事故的发生，避免或减少对人体的伤害，保护好乘客人身安全的目的。

关键词：客运车；座椅扶手；优化设计；安全人机第1章 绪论1.1 研究目的和意义 近年来，随着汽车保有量呈现快速增长的趋势，给汽车企业带来了商机的同时，也给汽车的安全性带来了挑战，每年因交通事故伤亡人数已达上万人为了减轻人员在交通事故中受到的伤害，汽车中的每一零部件都会考虑其安全性，汽车座椅也不例外[13]过去，座椅在设计时没有考虑到人体舒适坐姿的生理特性，仅仅是从外观角度出发进行设计[14]座椅是客车中重要的内部饰件，具有良好性能的座椅是保证乘客乘坐安全，减轻乘客疲劳的必要条件[1]客运车座椅扶手是一个广泛应用于客车座椅上的一种生活用品，通常用来给乘客提供依靠和把扶，一般安装在靠近中间过道的座椅上座椅扶手作为座椅的一部分，无论在外形上还是实现整体座椅功能上都发挥着重要的作用[2]大客车、大巴车是我们生活中很常见的乘坐出行的代步工具，一般是设有扶手和安全带的，但对大多数乘客来讲，坐车的时候更多的是考虑舒适性，对安全性重视程度不高，往往会忽略座椅上像安全带和扶手这样的安全部件这是由于设计扶手的过程中,在造型、舒适性等诸多因素上设计不合理，使用起来会带来不适，不能让使用者对其起到的作用有充分认识。

就现有的客运车座椅来看，通常情况下座椅靠背的前后位置也就是开合幅度可以调节，调整座椅靠背的开合幅度以满足乘客背部的舒适感，但人坐着的同时手臂也要依靠在扶手上，而扶手的位置是固定的不随座椅靠背的调整而调整，非常不方便人的抓握和依靠，一旦发生紧急情况如急刹车或者侧面倾斜很容易使乘客因没有可抓扶的东西来发力控制住身体而导致意外伤害国内外现有的通用客车座椅扶手一般都是采用一种抬上来可卡住，再抬一次又可放下的结构，但是只能抬到一定高度而且长度也是固定的，这种结构的扶手虽然操作简单，但是不能很好的结合实际根据乘客的坐姿状态进行调整，人机结合程度不高，一旦发生紧急情况，乘客的安全无法得到有效的保障对于乘客来讲安全性永远是第一位，在保证安全性的前提下追求舒适度因此对现有的客车座椅扶手进行改进，现有的座椅扶手在其长度和高度上都是固定的，采用一定的方法对其改进使其能够调节高度和长度，在自行调节座椅之后，乘客可根据自身的坐姿状态对扶手进行手动调节来更舒服的依靠和抓握改进之后使客车座椅扶手更好的结合人体工学，提高扶手的安全性和舒适度，既可以增加舒适感也能够在紧急情况下更好的保障人的安全，避免或减少对人体的伤害。

1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状国外对座椅的研究是伴随着汽车的发明出现而开始的，经历了一百多年的历史，发展较为成熟大约20世纪中期起，人们逐渐认识到同样的汽车安装不同的座椅，乘客乘坐起来感觉大不相同，因而国外的一些人开始分析座椅的舒适性经过了20多年不断的研究，大量的研究证明，座椅的许多功能特性汽车的行驶与座椅的许多功能特性息息相关Error! Reference source not found.汽车座椅既是汽车的基本装置，也是汽车的重要安全部件在汽车中它将人体和车身联系在一起，直接关系到乘员和乘客的舒适性和安全性1886年德国人戴姆勒制成了最早的汽车座椅，其座垫是以棉花等软填料作为芯子，靠背是用木板和木条围成Error! Reference source not found.在座椅的人机工程设计方面，国内外学者主要是通过真人乘坐试验对座椅参数进行设计以满足乘坐舒适性的需求Error! Reference source not found.KroemerError! Reference source not found.等也指出座椅舒适性设计必须结合人体在坐姿时的腰椎自由弯曲曲线，并据此来确定坐垫面中最佳的腰椎支撑点；InagakiError! Reference source not found.等人更加全面的研究了车辆在各种工况下人体-座椅间的接触作用关系；GrandjeanError! Reference source not found.对办公用椅进行因人而异的各部件调节，以达到被测对象最舒适的状态，运用此调节后的数据作为座椅舒适性设计原型。

1.2.2 国内研究现状众所周知，我国的汽车工业起步较晚，对座椅的研究起步也较晚在人体的舒适坐姿方面，国内外大多数学者主要是应用生物肢体力学理论来评价姿势舒适度，用于建立坐姿舒适性预测模型Error! Reference source not found.赖春辉等Error! Reference source not found.运用蒙特卡洛法对舒适区域范围的关节角度进行模拟随机搭配，并建立了该区域搭配角度的样点量化模型另外，马佳等Error! Reference source not found.通过对舒适驾驶姿势进行试验，对试验结果进行分析后,基于模糊理论分析了不同坐姿与舒适度评价指标之间的关系，并建立了二级模糊综合评价模型张立博等Error! Reference source not found.设计试验，对被试人员在不同作业姿势的舒适性进行评价和分级国内人员主要是结合人体工程学理论对座椅舒适性进行设计研究如张启亮等Error! Reference source not found.重点结合人体工程对办公用椅的设计提出了设计理念和数据支撑张艺馨Error! Reference source not found.从满足使用者坐姿、倚靠等休息的行为目标出发，并考虑到人的审美感性因素，对公共座椅的各主要部件制定了深入的舒适性设计方案。

许留军Error! Reference source not found.根据国标规定的工作用椅的推荐设计尺寸，调整座椅使用者的基本身体尺寸数据，要求座椅的设计要适应人的尺度和需求，以达到舒适性设计的目的随着汽车制造工艺的快速发展和人们对高品质生活需求的不断提高，汽车座椅已不仅仅需要满足乘坐和美观，而且关系到汽车的驾乘舒适性和安全性，是集人机工程学、机械振动、控制工程等多种学科和技术为一体的系统工程产品汽车座椅也不再是一个简单的座椅，而是顺应的市场需求，被赋予了更多功能随着汽车工业的高速发展，人们对汽车座椅的要求也越来越高为了进一步提高座椅的舒适性和安全性，全球各大汽车公司以及汽车零部件生产商也在持续加大对座椅的研发力度，将更多的精力放在在座椅的新结构、新工艺、新材料的研发及应用上综上所述，国内外对汽车座椅的研究大多是从座椅的轻量化Error! Reference source not found.和座椅舒适性的方面着手，对于汽车座椅扶手的研究不多，尤其是像大巴车和客运车这种大型乘用车的乘客座椅扶手，本设计针对已有的客运车座椅扶手来进行优化设计1.3 主要研究内容座椅扶手作为座椅的重要组成部分，在路面颠簸、汽车转弯刹车的时候能够保护乘客，减少受伤，对座椅整体功能的实现起到重要作用。

座椅扶手是既可以给乘客提供依靠增加舒适度，又可以让乘客抓握稳定身体在紧急情况下保障安全的重要部分，但就目前的调查显示，大部分乘客对扶手了解程度是一般了解，并且现有的客运车扶手很少有人使用每个人的身高臂展不一样人体参数也不同，由于原本的座椅是不能调整扶手的长度和高度的，乘客使用起来会感到不舒服，使用者对其起到的作用没有充分的认识,座椅扶手保证乘客安全的作用无法发挥另一方面，设计者对座椅扶手的设计关注程度不高，不能根据实际情况对扶手进行设计座椅设计要充分考虑人机工程学、舒适性等多方面的因素因此对现有的客运车座椅扶手进行优化设计,提高扶手的安全性、合理性、舒适性,更好的使用和发挥座椅扶手的作用,是目前急需考虑的问题1）在原有的客运车座椅扶手横杆基础上，在扶手横杆内部加装滑轴的装置，使横杆可以前后滑动，乘客自行调节到舒适长度后，扶手锁住不在移动配合着座椅靠背的调整使整个座椅达到让乘客感觉最舒适的程度改进后的座椅扶手既增加了舒适感又提高了安全性2）在原有的客运车座椅扶手基础上，在扶手横杆内部通过加装弹簧式卡扣的装置，实现座椅扶手上下伸缩的高度调节，乘客根据自身需要调整到适当的高度后，扶手锁住不在移动。

配合着座椅靠背将整个座椅调整乘客自身最为舒适的程度改进后的座椅扶手不仅增加了舒适度也调高了安全性3）在原有的客运车座椅扶手基础上加装一个可用来把持的把手，此把手根据人手的参数设计成长圆棒状，把手安装在扶手横杆内侧靠近乘客的方向上，与扶手横杆成一体，乘客根据自身需要将把手从扶手横杆中拨出加装棒状把手可提供把持，突发情况下乘客把持住以减少伤害鉴于当前社会应用及研究背景，本设计具体要求如下：（1）方便乘客的抓握使用，根据自身需要自行调节，增加舒适感和安全性2）结构简单，操作简易1.4 研究方法（1）模拟法：是先按照原型的主要特征，创设一个相似的模型，然后透过模型来研究2）学科研究法：运用多学科理论、方法从整体上对客运车座椅扶手进行研究3）文献研究法：文献研究法是本文研究采用的主要方法，通过查阅期刊、文书档案、书籍、报纸，互联网的收集和整理有关客运车座椅扶手优化设计的资料文献，确定自己的研究思路4）调查法：调查法是科学研究中最常用的方法之一有目的、有计划、有系统地搜集有关客运车座椅扶手的现实状况或历史状况的材料，综合运用历史法、观察法等方法以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学方式，对调查搜集到的大量资料进行分析、综合、比较、归纳，从而提供规律性的知识。

5）CAD作图法：CAD作图软件操作简便、功能实用、查看简易第2章 现有汽车座椅分析随着汽车工业的高速发展，对汽车座椅的要求也越来越高为了进一步提高座椅的舒适性及安全性，汽车生产企业及汽车零部件生产企业也在不断地加大对汽车座椅的研发力度顺应汽车技术发展潮流，更加注重安全性、舒适性2.1 汽车座椅研究现状 国外对座椅的研究是伴随着汽车的发明出现而开始的，经历了一百多年的历史，发展较为成熟目前国内很多座椅生产厂家借助合资的优势掌握了部分设计和生产技术，但核心技术还是掌握在国外少数生产商手中国内自主设计和研发相较于国外仍处于起步发展阶段，设计方法落后，主要体现在座椅设计辅助研究手段上现阶段很多座椅设计和生产厂家不具备高水准的计算机辅助设计和分析能力，只能沿用传统的设计方法和流程，阻碍了座椅设计的发展针对承受冲击时的座椅安全性，国外已经开展了相关的研究，在国内由于对座椅研发重视程度不够，尚未开展专门的研究，这不仅给汽车座椅的安全带来隐患，而且制约了座椅的发展随着现代汽车设计对安全舒适和环保节能要求的不断提高，在保证汽车座椅安全性的基础上，座椅结构设计也开始向轻量化。