人机工程学在拖拉机驾驶座椅设计上的应用研究 - 图文 (6)

2.2.2人体动态尺寸

人在各种工作时都需要有足够的活动空间。工作位置上的活动空间设计与人体的功能尺寸密切相关，人体活动空间尺寸(动态尺寸)是相对于人体静态尺寸而言的。人体静态尺寸不考虑人的姿态与活动。人体活动空间尺寸，指人体肢体末端能够达到的三维空间范围，着眼于人的日常姿态与活动需要。人体静态尺寸参数虽然可以解决不少工业产品造型设计中有关人体尺寸的问题，但是人在操纵设备或从事某种作业时并不是静止不动的。因此，人们更关心的是以不同姿态工作时人体的手、脚能活动的范围。可及度是指在空间特定位置，通过改变手臂或腿部的方向及伸展长度，手或脚是否能够触及空间内某一物体的评价指标。常用活动尺度表的绘制，是检验可及度的主要手段，是产品设计不可或缺的重要依据之一。

（1）立姿活动空间

立姿时人的活动空间不仅取决于身体的尺寸，而且也取决于保持身体平衡的微小平衡动作和肌肉松弛脚的站立平面不变时，为保持平衡必须限制上身和手臂能达到的活动空间。

2.2.3人体坐姿功能尺寸

所谓产品功能尺寸是指以人体尺寸参量为基础，考虑该产品的某项功能相对人体尺寸

参量做修改的产品尺寸。

国家标准规定了不同身高等级的成年人坐姿功能尺寸设计的基本条件、功能尺寸、关节功能活动角度、设计图和使用要求。主要用人体模版来设计和确定坐姿条件下的座椅、工作面、支撑面、调节配件配置是的功效学要求。下表是人体模版功能尺寸设置。

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2.4本章小结

本章从人体生物学和解剖学，以及人体与座椅的人机关系入手，主要探讨了参与坐姿的各部分的生理特征，其中详细研究了脊椎的结构形态和功能。同时进行了尺寸研究，人体静态尺寸，动态尺寸和人体功能尺寸研究分析。

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3 座椅的人机工程分析

3.1座椅的现状研究

首先国产拖拉机多是国内企业与国外企业合资的产品大部分车型都是借鉴国外的同型拖拉机的技术开发设计而成，不论主要零部件，还是关键技术、工艺，甚至是座椅的外形尺寸都一并借鉴过来。而国外同型拖拉机座椅的外形尺寸都是根据欧美人的体形而设计的，中国人和欧美人在人体结构尺寸上存在着较大的差别，主要反映在拖拉机座椅上，因此，中国用户乘坐国产经济型拖拉机感觉极不舒适，这一缺点反映出国产经济型拖拉机生产厂家对国外拖拉机技术的引进停留在简单仿制阶段。

其次，国产拖拉机座椅多采用价格低材料。这主要是拖拉机生产厂家对经济型拖拉机概念的误解，拖拉机不仅仅价格低，更不是低质低价的代名词，经济型拖拉机应该是老百姓的价格、配置上的实用和造型上的新颖这三大特点的集中体现。

再次，国产拖拉机的座椅调整不方便且极易出现故障。可调性好的座椅，可以使乘坐者根据自己的体形特点和就座习惯调整拖拉机座椅，使乘客在拖拉机驾驶过程中获得最满意的乘坐效果，并最大限度地减轻驾驶员在长时间、长距离驾驶中的疲劳。

国外对于座椅的研究比较多，有从整体研究的，也有从座椅的各个侧面作单项研究，各单项包括座高，靠背角，座面倾角，座宽，座深，靠背高度等。有些因家己经制定了相应的标准。虽然如此拖拉机座椅中存在的问题仍然不少。

3.2现代座椅的设计和使用情况调查分析

3.2.1座椅的设计现状

有一些拖拉机生产厂本身有自己的座椅研发机构，他们的座椅在自己的实验室中应用自己研发的软件进行设计:应用工程软件确定坐姿的主要压力集中部分，在电脑中形成座椅的压力条，用压力条构造拖拉机的大体框架，然后送入造型部门，进行外观造型设计。而国内的座椅设计一般没有自主开发的能力，而且拖拉机生产厂不允许对于座椅做改动，因此只能对于原有的座椅做尺寸上的调整，调整后的座椅经过整车的“路试”来测试座椅的性能。是一个反复的大量的工作。这样带来的缺点主要有两个:一、对原有设计的改造只是针对尺寸方面的，势必破坏原来的功能部分的设计。二、“路试”的结果主要是由进行实验的工作人员的主观感受来衡量的，主观性太强。三、“路试”工作反复、繁重，不能满足当今数字化设计的速度。

国内拖拉机座椅生产商根据车型的不同和内部空间的大小选择特定的骨架进行设计。

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因此局限性比较大。座椅的构造由三部分组成:骨架、内部填充物(发泡)、外部材料(布料或是真皮)，另外针对不同功能和需要加入一些电子设备，方面座椅的调节。

3.2.2现代座椅使用中存在的主要问题

一、以往我国的拖拉机设计大都是引进国外的设计参数，对我们国家人的身体情况考虑少。随着拖拉机消费量的增加，驾驶室中不符合人机工程原理的缺点不断显现出来，成为影响驾驶员身体健康、发生车祸的隐患。例如:拖拉机座椅的靠背上方都有一道鼓起来的凸包。对于大多数的中国人来说，这个凸包常常是顶在后脑勺，使得身体后靠在椅背时，不得不稍稍低头。从设计上来说，这道凸包本来是用来垫靠颈部凹处，使人的头颈更舒服的。问题的出现是由于这些座椅的设计和生产直接从国外引进，而生产者又没有重新考虑中西方人在身材方面的不同，尺寸上完全照搬。结果西方人垫颈的凸包就顶住了我们的后脑勺。

二、现有座椅虽然都有调节机构，但也只能进行有限的机械式的调节。比如:大多数经济型拖拉机的腰靠部分，只能进行简单的弹出和落下的操作，实现的作用仅仅是座椅腰靠有无的问题。并不能够按照不同身高尺寸的脊椎特征来进行高低的调节。我们知道腰靠的作用主要是为了保证腰椎前弯，使得椎间盘受力均匀。减缓坐姿带来的压力。如果腰部脊椎骨后曲，造成脊椎中的椎间盘受力不均，从而引起腰痛、腿酸等许多疾病，严重者甚至瘫痪。人的乘坐姿势正确与否，直接影响健康。随着人体的高度变化，骨盆高度有所变化。腰部脊椎前弯点的高度因人而异。

驾驶操作人员普遍反映，座椅的头枕在驾车过程中并无实际意义，驾驶拖拉机时如果有扶手会给驾驶过程带来麻烦，好多驾驶座椅没有腰靠或者腰靠位置设计的不合理，经过长时间的驾乘，司机会感到肩酸和颈痛。

3.3铁牛—55调研分析

下图为铁牛—55座椅尺寸图

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